Last updated: July 2012

Tricopter - Testflüge

Nachdem der Prototyp mit ESC's, Motoren, Empfänger, Propellern, ... und dem KKMulticontroller bestückt war, konnten die ersten Testflüge beginnen.

Damit der Copter stabil fliegt und die Daten der Gyros optimal umsetzt ist die Wahl und eventuelle Nachbesserung der Firmware von entscheidender Bedeutung.
Zuerst versuchte ich es mit der "KKTricopter Firmware Optimised for Wii Gyro". Da ich zuvor nie einen Copter geflogen bin und daher keine Ahnung hatte, wie er fliegen soll war das Einstellen anfangs recht schwierig.
Bevor man den Copter frei fliegen lässt sollte man die ESC "Throttle Range" einstellen und sicherstellen, dass die Bewegungsrichtungen der Fernsteuerung mit den Bewegungen des Copters übereinstimmen.
Die Throttle Range lässt sich bei den meisten ESC's einstellen, in dem der Gashebel an der Fernsteuerung auf Maximum gestellt wird und anschließend der Empfänger mit angeschlossener Controllerplatine und ESC eingeschaltet wird (LiPo anschließen). Nach einigen Pieptönen wird der Gashebel auf Minimum geschoben und der LiPo wieder abgeklemmt (Dazu einfach in der Anleitung nachlesen).
Damit die KKMulticoptercontrollerplatine das Einstellen nicht verhindert wird der Yaw-Poti auf Minimum gedreht, dadurch bekommen alle Motorenausgänge das gleiche Signal ohne Gyro Stabilisierung.
Um die Bewegungsrichtungen der Motoren zu überprüfen den Copter ohne Propeller auf dem Boden einschalten und bei wenig Gas alle Richtungen testen und prüfen, ob die entsprechenden Motoren beschleunigen. Ebenso die Yaw-Mechanik; bei mir ist diese in den Richtungen vertauscht, da ich den Servo am bewegbaren Teil befestigt habe. Dazu bieten manche Firmwares die Möglichkeit die Richtung zu tauschen durch Einstellungen an der Firmware oder umstecken des Servos auf der Platine. Bietet die Firmware keine Möglichkeit dafür, stellt man die Richtung einfach an der Fernsteuerung ein.
Nachdem die Bewegungsrichtungen stimmen, sollten die Wirkrichtungen der Gyros gecheckt werden. Ist dort was nicht richtig macht der Copter sofort beim Start einen kräftigen Überschlag, was mir bei meinem ersten Testflug passiert ist.
Am besten geht das, wenn man den Copter über den Kopf festhält und jemand anderes etwas Gas gibt. Zieht man einen Arm des Fluggeräts nach unten sollte der Motor entsprechende Motor auf der Seite beschleunigen (mit Propellern sollte man einen Widerstand spüren).
Die Potis stellt man zu Anfang am besten irgendwo Mittig ein.
Die Wirkrichtung des Yaw-Gyros war bei mir aufgrund des anders eingebauten Yaw-Servos natürlich auch verkehrt, was ich nach etlichen Bruchlandungen (eher Bruchstarts) erst gecheckt hab. Ein Richtungsvertauscher Yaw-Gyro äußert sich in einem unkontrollierten Drehen um die eigene Achse.
Stimmen alle Richtungen stellt man den Copter am besten auf eine weiche Wiese und gibt langsam etwas Gas. Kippt er zu einer Seite rüber kann man dies an der Fernsteuerung nachbessern. Ist man sich dann einigermaßen sicher, dass der Flug nicht in einem Crash endet gibt man etwas mehr Gas, bis das Ungetüm den Boden verlässt.
Um allerdings die Stabilisation vernünftig testen zu können, muss man schon dem Bodeneffekt entkommen und ca. auf Kopfhöhe Schweben.
Ist das geglückt kümmert man sich um die Einstellungen der Potis. Dabei erhöht man solange die "Kraft" der Stabilisation (für Pitch und Roll) bis der Copter zwar relativ Stabil, aber Zitternd in der Luft schwebt. Ist dieser Punkt erreicht dreht man den Poti wieder etwas zurück und er sollte stabil in der Luft liegen.

Ist man stolzer Besitzer eines Wii Motion Plus auf seinem Copter in Verbindung mit einem KKMulticontroller stellt man bei nicht für Wii MP optimierten Firmwares fest, dass der Poti selbst bis zum Anschlag gedreht kein Zittern verursacht.
Da ich auch andere Firmwares getestet hab und leider wenige eine compilierte .hex für WMP beinhalteten musste ich mir aus dem Sourcecode selber eine compilieren.
Dazu öffnete ich die .asm (also den Assembler Sourcecode) der Firmware und setze den Gyro Pitch und Roll Gain einen Wert runter. Dieses Vorgehen ist in den meisten Firmwares direkt zu Anfang im Sourcecode beschrieben und verursacht eine "Verstärkung" des Gyros.
Das ist bei Verwendung des Wii MP nötig.
Die Firmware hab ich dann jeweils mit dem AVR Studio 4 compiliert und die .hex Datei mit dem Multicopter Flash Tool und dem USB AVR Programmer per ISP auf den Atmega gebrannt.

Meinen ersten Erfolg hatte ich dann mit dem TricopterController V1.6 von KapteinKuk. Nach Anpassen der ".equ ScaleGyro = 2" Zeile auf ".equ ScaleGyro = 1" stellte ich eine deutliche Verbesserung der Stabilität fest.
Diese Firmware beinhaltet zudem einen PI-Regler (siehe dazu PID-Regler).
Die P- und I-Werte lassen sich über die zuvor für Gyro Pitch und Roll Gain verantwortlichen Potis einstellen. Pitch und Roll Gain sind somit zusammengefasst.
Die Stärke der Stabilisation wird grob gesagt durch den P-Wert festgelegt. Hat man für diesen eine optimale Einstellung gefunden kann man mit dem I-Wert etwas rumspielen.

Hier ein paar Bilder von den ersten Testflügen mit dem Prototyp