Die Steuerbox

Um alle Quadropcopter im 5er Formationsflug zu armen und einzustellen, haben wir eine zentrale Steuerbox entworfen. Sie verbindet sich mit allen Copter(über WLAN) und kann so zum Beispiel auch den Flugabstand einstellen.

Die Steuerbox basiert auf dem WLAN-Chip ESP-WROOM-32 und kommuniziert so mit den ESPs auf den OpenMV Cam Shields. Es gibt verschiedene  Benutzereingaben, wie  fünf  Schalter, drei Taster und 2 Schieberegler. Außerdem sind sechs RGB-LEDs verbaut, zur visuelle Ausgabe.

Schalter 1 :OI34
Schalter 2 :OI33
Schalter 3 :OI35
Schalter 4 :OI25
Schalter 5 :OI32

Taster1:IO14
Taster2:IO27
Taster3:IO26
Pot1:IO36(Sensor VP)
Pot2:IO39(Sensor VN)

(von links nach rechts)

 

Formationsflug Konstuktion

Der Plan ist es, vier Quadrocopter, um einen mittleren Quadrocopter, fliegen zu lassen. Dazu müssen auf dem Stab 12 LEDs befestigt sein(vier Stäbe). Um verschiedenste Formationen zu ermöglichen, sollen die LEDs paarweise einschaltbar sein. Gruppe1 und Gruppe2 werden zusammengeschlossen und Gruppe3 und Gruppe4 auch.

Aussicht / To-Do

Hardware:

  • 2 weitere Copter bauen, sobald die Teile aus China ankommen(6.Mai)
  • Copter ausstatten mit Halterungen und Co.
  • ESP32 Shield Platine bestücken
  • Formationsflug Konstruktion
  • Formationsflug LEDs anschließen
  • SteuerBox für den Formationsflug
  • SteuerboxPlatine bestücken / ausprobieren

3D-Druck / Design:

  • Alle Beine und Füße
  • Alle LED Halter für den Formationsflug
  • Neuen Stab mit Stabplatine
  • SteuerBox für den Formationsflug

Software:

 

  1. Gimbal
  2. Höhenberechnung
  3. armen
  4. formel verbessern
  1. Gyro-Daten schicken
  2. protokoll von FC zu OpenMV
  3. Gyro-Daten in Servo Befehle
  4. höhenberechnung: 1 Zeile
  5. umstellen zwischen alter und neuer höhenberechnung app
  6. umstellen zwischen alter und neuer höhenberechnung openmv
  7. app: Arm-Button
  8. cam: arm channel an fc
  9. fc Arm = Fernbedienungarm || cam arm

App mit mehreren Quadros-Verbinden

Allgemein:

  • Plakat
  • Plaktat auf DIN A3 für Juroren
  • Visitenkarten mit Website
  • Vortrag üben und Co.

(Durchstreichen falls erledigt !)

OpenMV Cam Bluetooth Shield Update

in einem vorherigen Beitrag wurde unser Shield für die OpenMV Cam beschrieben. Der neue Schaltplan ist leichter zu verstehen und der Taster wurde durch einen 2-poligen DIP-Schalter ersetzt. Außerdem haben wir ein Platinenlayout erstellt, was wir an eine Firma geben können, die uns die Platinen herstellt.

FlightController Datenübertragung (OpenMV)

Dient dazu, die berechneten Channel-Werte der OpenMV Kamera an den Flightcontroller weiterzuleiten. Zur Zeit ist die Datenübertragung nur von der OpenMV zum Flightcontroller implementiert, eine Rückleitung gibt es zur Zeit nicht.

Hardware

Es wird der UART3 der OpenMV Kamera verwendet. Der Anschluss erfolgt über P04 (TXD und P5 (RXD). Auf dem Flightcontroller ist die Schnittstelle an den ??? UART angeschlossen.

Datenverbindung

UART1, 115200 Baud, 8 Datenbits, no parity, 1 Stop, kein Handshake (OpenMV)

Bei der Smartphone-Datenübertragung ist die Baudrate 9600 Baud.

Checksumme

Die Datenübertragung zwischen der OpenMV Kamera und dem Flightcontroller erfolgt über DatenFrames (s.u.). Um diese Übertragung sicher zu machen, wird eine Checksumme verwendet. Dieselbe Checksummen-Berechnung wird auch für die Kommunikation zwischen OpenMV und Handy benutzt.

Frame Protokoll

  • StartByte (0xAA)
  • DummyByte (0x00)
  • Channel0 (16 Bit) = Yaw
  • Channel1 (16 Bit) = Pitch
  • Channel2 (16 Bit) = Throttle
  • Channel3 (16 Bit) = Roll
  • Channel4 (16 Bit) = KameraServo (nur bei Smartphone, not used bei OpenMV)
  • Channel5 (16 Bit) = Status
  • CRC16 (16 Bit, Startwert = 0)
  • DummyByte (0x00)
  • StopByte (0x55)

Kodierung Channels

Die Channels werden im „Servoformat“ kodiert:

In Servo-Mittelposition ist der Channelwert = 1500

In Servo-Position links ist der Channelwert = 900

In Servo-Position rechts ist der Channelwert = 2100

Todo Liste März 2018

Was geht

  • Finden des Punkts mit der höchsten Intensität (über ColorTable), nur für Debugging
  • Bildauswertung mit colortable in SquareArray[]
  • Finden der 3 Leds in SquareArray, mit Löschen der Neighbours
  • Datenempfang UART (Bluetooth) * Datenauswertung Bluetooth-Protokoll (work in progress)

todo

Durchgestrichene Punkte sind bereits erledigt.

Prio 1: Datenübertragung

  • [SW] CRC-Berechnung
  • [SW] Fertigstellung Datenauswertung Bluetooth-Protokoll
  • [SW] Datensenden UART
  • [SW] Bluetooth-Protokoll Senden
  • [SW] UART-Protokoll Flightcontroller (Senden)

Prio 2: Regelung

  • [SW] Umsetzen des Java-Codes zur Led-Auswertung in C
  • [SW] PID-Implementierung (testen CMSIS-Algo)
  • [SW] Daten für UART bereitstellen
  • [SW] Messen der Framerate (ohne Debugausgabe), Framerate über Bluetooth abrufbar

Prio 3: Copter-Test (1)

  • [HW] testen der PID-Einstellungen für kleinen Copter (1)
  • [HW, SW] testen der Entfernungseinstellung über Bluetooth und Handy

Prio 3: Plakat und StandDoku

  • [HW, SW] Layout des Plakats
  • [HW, SW] Druck des Plakats
  • [HW, SW] Layout Flyer
  • [HW, SW] Druck Flyer

Prio 4: Messen

  • [HW, SW] Wie empfindlich ist die Bildschärfe auf unterschiedliche Entfernungen (2,5m – 10m) bei verschiedenen Linsen?

Prio 5: Handling

  • [SW] Zustandssignalisierung über Leds
  • [SW] Abspeichern der PID Werte in ein EEprom o.ä.

Prio 6: Verbesserungen

  • [SW] LedErkennung per Filter mit 4 Aussenpunkten, dafür ggf. zweite ColorTable notwendig
  • [SW] LedErkennung: Entfernung der 4 Aussenpunkte abhängig von der Entfernung
  • [SW] Regelung der Belichtung abhängig von MaxIntensity, Entfernung
  • [SW] Änderung der SquareSize abhängig von der Entfernung des Copters

Prio 7: Copter-Test (2)

  • [HW, SW] testen der PID-Einstellungen für kleinen Copter (2), Finetuning mit allen Verbesserungen

Prio 8: Formationsflug

  • [HW] Leds am großen Copter anbringen, mittlere Led mit Servo
  • [SW] Ansteuerung des Servos vom Flightcontroller, Auswertung des Gyro
  • [HW] Fernsteuerungfrage klären