Elektronik – Evolving NG UAVP

NGcon und NGusb

Bereits seit einigen Tagen hatte ich die Leiterplatten der beiden Konnektivitätsgeräte NGcon und NGusb. Inzwischen sind auch die dazu benötigten Bauteile angekommen und verbaut. Jedoch funktionierte weder das NGusb noch das NGcon auf anhieb: Beim NGusb stellte sich heraus dass ich die LED verkehrt aufgelötet habe. Die LED sollte beim Einstecken kurz aufblicken, was sie nicht tat. Danach hab ich fälschlicherweise den Jumper gesetzt um das verbundene Gerät mit Spannung zu versorgen. Da der NG jedoch selbst versorgt ist, funktionierte das NGusb nicht. Danach wurde es von Linux erkannt und funktionierte einwandfrei. Die Ausgabe von “dmesg” zeigt das der FTDI Converter auf dem NGcon erkannt wurde:

[15642.821825] usb 8-1: new full speed USB device using uhci_hcd and address 54
[15643.022980] usb 8-1: configuration #1 chosen from 1 choice
[15643.029828] ftdi_sio 8-1:1.0: FTDI USB Serial Device converter detected
[15643.029884] usb 8-1: Detected FT232RL
[15643.029889] usb 8-1: Number of endpoints 2
[15643.029894] usb 8-1: Endpoint 1 MaxPacketSize 64
[15643.029899] usb 8-1: Endpoint 2 MaxPacketSize 64
[15643.029903] usb 8-1: Setting MaxPacketSize 64
[15643.033485] usb 8-1: FTDI USB Serial Device converter now attached to ttyUSB0

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Steuerung und Rahmenplanung

Meine Steuerung ist inzwischen fertig. Fast, bis auf das eine Manko: Der LIS3L. Auch ein zweiter Versuch hat der LIS3L nicht überstanden. Nun ist es definitiv Zeit Hilfe von Profis anzunehmen: Im NG UAVP Forum wird diskutiert ob der LIS3L fertig per Reflow-Prozess gelötete Breakout-Boards angeboten werden soll. Nachdem Sparkfun diese Beschleunigungssensoren nicht mehr anbietet, ist die Hauptquelle der gelöteten Headerboards versiegt. Es existieren noch Restposten auf lipoly.de. Der ADS1255 funktioniert inzwischen, ein Pin zum Quarz war nicht korrekt angelötet. Den AD7924 für die Drehratensensoren habe ich inzwischen ausgetauscht, und siehe da, alle Drehratensensoren funktionieren einwandfrei! Auch der Magnetkompass funktioniert, wobei dieser noch nicht kalibriert ist. Die Kalibrierung muss gemäss Entwickler direkt via UART-Schnittstelle X1 auf dem Sensorboard vorgenommen werden. Der Befehl “show ngpp” zeigt aber bereits Werte.

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Sensor-Board und Flight-Control

Letzte Woche habe ich an zwei Abenden die beiden Leiterplatten bestückt. Beim Löten ging alles glatt, ich hätte nicht erwartet das SMD-Löten so einfach ist. Ich habe mich auch etwas informiert wie SMD-Löten am besten gelingt. Insbesondere das PDF “Der richtige Umgang mit SMD” und der Artikel “SMD Löten” von microcontroller.net haben mir geholfen. Nicht zu vergessen natürlich die Anleitungen für das Sensor-Board, die Flight-Control und die Mounting-Order-List. Während des Lötens ist mir aufgefallen dass ich beim Bestellen die SMD-Duo-Leds vergessen habe. Zudem haben mir noch zwei Teile gefehlt (der ADS1255 und der SN74LVC32). Der ADS1255 wird für den Luftdrucksensor verwendet und ist daher relativ wichtig. Der SN74LVC32 wird für den Extension-Bus benötigt, ist also für die Flugfähigkeit nicht wichtig. Den ADS1255 scheint unter allgemeiner Verknappung zu leiden, selbst der Hersteller TI meldet dass sie diesen erst ende Februar liefern können. Ich konnte ihn von einem der Entwickler ausleihen, vielen Dank nochmals.

Flight-Control vorne	Flight-Control hinten
Sensor-Board vorne	Sensor-Board hinten

Achtung: Beide Boards sind nicht vollständig und haben Fehler (siehe Text)

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LIS3L Heissluftlöten

Heissluftlöten des LIS3L Beschleunigungssensor für das NG UAVP Projekt.

Der Beschleunigungssensor des NG UAVP (der LIS3LV02DQ, kurz LIS3L) hat auch auf dem Bauch ein Kontakt. Deshalb ist das Löten mit dem Lötkolben nicht möglich. Da der ansonsten übliche Reflow-Lötprozess teure Geräte benötigt muss eine andere Lösung gefunden werden. Die eine Möglichkeit ist ein Headerboard zu kaufen auf welchem der LIS3L bereits bestückt ist. Als “Work-Around” kann auch eine Heissluftgebläse verwendet werden, mit dem Risiko dass der Chip den “Lötprozess” nicht überlebt. Wie in einem vorherigen Beitrag bereits erwähnt, wollte ich das Risiko bewusst eingehen und den Chip selber löten. Nachdem ich diese Woche das dafür benötigte Flussmittel bekommen habe, ging es gestern ans Werk. Wie in der ausgezeichneten Anleitung auf dem NG UAVP-Wiki erwähnt, habe ich die Pads zuerst mit Lötzinn verzinnt und etwas Flussmittel drauf gegeben. Auch den LIS3L habe ich mit Flussmittel beschmiert. Danach habe ich den Lötzinn und die Leiterplatte mit dem Heissluftgebläse erhitzt, den LIS3L auf den heissen Lötzinn platziert, und nochmals etwas erhitzt bis er sich setzte. Ich habe den ganzen Prozess in einem Video festgehalten…

Motorenstartprobleme

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TowerPro w25A Umbau

Obwohl ich eigentlich warten wollte bis ich ein Gerät habe welches I2C spricht hab ich mich nun doch ans konvertieren der Brushless Controller gewagt. Der Umbau war etwas kniffliger als ich erwartet hätte, denn die Beine des Atmel-Mikrokontrollers sind sehr klein und nahe beieinander. Die Konvertierung wurde bereits von vielen Personen durchgeführt, mit unterschiedlichen TowerPro-Typen und Tools. Daher musste ich zuerst einige Informationen aus den Foren zusammenzutragen. Ich dokumentiere hier deshalb die Konvertierung und Programmierung mittels SerCon und AVRDude der aktuellen TowerPro w25A, Type H Revision 1.1. Wie im letzten Blogbeitrag erwähnt geht es darum diese Brushless Controller I2C fähig zu machen, damit diese für Multikoptern verwendet werden können.

Voraussetzungen

gelandener Akku (oder andere Speisung für den Brushless Controller)
düne (~0.1mm2), isolierte Drähte oder Lackdrähte
Lötkolben und Lötzinn
SerCon
Computer mit RS232 Schnittstelle oder USB-RS232 Adapter
Motor und NG UAVP zur Verifizierung der Lauffähigkeit
TowerPro w25A, Type H Brushless Controller

TowerPro w25A, Type H Revision 1.1, oben

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NG UAVP Hardware erhältlich und weitere Bestellungen

Am 27. Dezember 2009 war es soweit, der Shop zum NG UAVP wurde eröffnet! Somit ist es für jedermann (mit entsprechendem Know-How und/oder Willen :-)) möglich ein NG UAVP zu bauen. Natürlich habe ich die Hardware gleich bestellt. Die nackten Boards werden zu einem guten Preis von 23€ (plus Versand) verkauft. Versendet wurde sie erst nach dem 26c3 Kongress sind aber heute bei mir angekommen!

In der Zwischenzeit habe ich die letzten Bestellungen für die Bauteile aufgegeben. Dies war einige Stunden Arbeit und barg eine Überraschung: Reichelt, der vorgeschlagene Distributor für viele Bauteile, liefert nur ab 150€ in die Schweiz, und das mit rund 30€ auch noch hohen Lieferkosten! Einige der Bauteile sind bei den anderen beiden vorgeschlagenen Distributoren erhältlich (Farnell/CSD), oder aber bei weiteren Distributoren (die Bauteilliste der HW 0.21 beinhaltet weitere Alternativen). Da ich die anderen Bestellungen jedoch schon abgesendet habe, und nicht alle Bauteile bei den anderen Distributoren erhältlich sind, habe ich mich dazu entschieden zusätzlich andere Dinge bei Reichelt zu bestellen. Trotzdem bin ich ziemlich sauer auf Reichelt, die Versandkosten und der hohe Mindestbestellwert fürs Ausland ist übertrieben, insbesondere für die angrenzenden Länder! Continue reading “NG UAVP Hardware erhältlich und weitere Bestellungen”