AVR-Praxis-3-Achs-Gyro

[Nomis3000]

EVIL (Elektronische Verstellbare lageregelung mit I-anteil für Levitationsmaschienen)

Ich will nun endlich mein 3-Achs-Gyro zum Gemeinschaftsprojekt machen. Ich komm bei meinem Budget sonst nichtmehr weiter.

Was soll es können:

• Es soll Kleinsthubschraubern und Quadrokoptern ein brauchbares Flugverhalten verleihen.
• Es soll vom PC aus konfigurierbar sein.
• Es soll durch einen Bus über Module erweiterbar sein.
• Es soll dem geregelten Objekt ein Selbststabieles Flugverhalten durch die Kombination aus Gyros und Beschleunigungssensoren geben.

Was ist bereits vorhanden:

• Servotreiber auf einem Atemega 644P.
• Auswertung von Signalen handelsüblicher Fernsteuerungsempfänger.
• Taumelscheibenmischer für 120° Taumelscheiben.
• Ein paar kleine Regler.
• Eine Schaltung mit extrem temperaturabhängigen Gyros.

Wen suchen wir:

• Leute die richtige Modellhubschrauber fliegen können(Ich kanns nämlich nicht).
• Leute die am Boden bereits feststellen können ob eine Regelung funktionieren kann.
• Leute die Hardware entwerfen(Leiterplatten und am Flugobjekt).
• Leute die sich trauen einen Quadrokopter zu bauen.
• Leute mit dem nötigen Budget(Ein Gyro für eine Achse kostet zwischen 30 und 50 Euro).

Ich würde mir übrigens gerne die Software auf dem AVR und die Konfigurationssoftware vorbehalten, sowie ich auch dafür bin dass jeder den Teil, den er entwickelt hat(solange nicht von irgendwo kopiert), als sein geistiges Eigentum bezeichnen darf.

Warscheinlich werde ich paralell dazu das Selbe auf AVR32 Basis entwickeln und würde das Ergebniss dieses AVR32 Projektes danach auch gerne auf meine Mütze schreiben. Lösungen die ich mir vom Gemeinschaftsprojekt geholt habe, werde ich natürlich auch als solche auszeichnen.(Ich hoffe das stört euch nicht)

Die Programmierung des Hauptmodules und der Konfigurationssoftware würde übrigens ich gerne erledigen. Weitere Module wie zum Beispiel ein GPS Modul(wenn Interesse besteht) überlasse ich gerne euch.
Der Grund warum ich das Projekt nun zum Gemeinschaftsprojekt mache ist jener, dass mein Budget beinahe aufgezeert ist. Pobieren ob die Software passt, muss daher jemand anderes, ich werde nur noch Prüfungen am Boden durchführen.

Wer meldet sich freiwillig?
Gibt es auch Piloten unter euch?
Wenn jemand mit irgendeinem meiner Vorschläge nicht einverstanden ist kann er das ruhig melden.
Vorschläge?

 

[Nomis3000]

Bin gerade dabei einen Schaltplan für die nächste Version(derzeit noch ohne AVR32) zu machen(bin das Arbeiten mit Eagle nicht gewohnt) und es tuhn sich deswegen gerade Fragen auf.
Beim Modellbau verwendet man üblicherweise 5V, die aber aufgrund der Lasten ziemlich zerstört sind.
Ich bräuchte jetzt einen Einfall aus diesen kaputten 5V eine musterhafte 5V Versorgung zu machen. Ich hab daran gedacht die kaputte Versorgungsspannung mittels einer Ladungspumpe auf 10V zu treiben um mir danach mit einem Spannungsregler wieder eine schöne Versorgung zu machen. Da das aber eine ziemlich verlustbahaftete Lösung ist und sich dadurch die Gyros erwärmen könnten, was zu einem Temperaturdrift führen könnte, ist das nicht das was ich suche.

Ich hab auserdem keine Erfahrung damit wie sich ein mit getakteten Spannungsquellen versorgter ADU verhält, vor Allem da ich kaum Platz für Kondensatoren habe.(47uF sind villeicht drinnen) Wie wirken sich die nicht ganz sauberen Pegel von getakteten Spannungsquellen auf die Messwerte aus?

Edit: Bin zum selber Denken gerade zu Faul, und bezüglich der Sache mit den ADUs weiß ich wirklich nichts.

 

[dino03]

Hi Nomis,

Bin gerade dabei einen Schaltplan für die nächste Version(derzeit noch ohne AVR32) zu machen(bin das Arbeiten mit Eagle nicht gewohnt) und es tuhn sich deswegen gerade Fragen auf.
Beim Modellbau verwendet man üblicherweise 5V, die aber aufgrund der Lasten ziemlich zerstört sind.
Ich bräuchte jetzt einen Einfall aus diesen kaputten 5V eine musterhafte 5V Versorgung zu machen. Ich hab daran gedacht die kaputte Versorgungsspannung mittels einer Ladungspumpe auf 10V zu treiben um mir danach mit einem Spannungsregler wieder eine schöne Versorgung zu machen. Da das aber eine ziemlich verlustbahaftete Lösung ist und sich dadurch die Gyros erwärmen könnten, was zu einem Temperaturdrift führen könnte, ist das nicht das was ich suche.

Wieviel Strom brauchst Du denn für deine Elektronik bei den 5V ? Wenn Du unter 1A
bleibst, dann findet Du bestimmt sehr kleine Schaltwandler-ICs im SO8-Gehäuse.

Ich hab auserdem keine Erfahrung damit wie sich ein mit getakteten Spannungsquellen versorgter ADU verhält, vor Allem da ich kaum Platz für Kondensatoren habe.(47uF sind villeicht drinnen) Wie wirken sich die nicht ganz sauberen Pegel von getakteten Spannungsquellen auf die Messwerte aus?

Keramiks und Induktivitäten sparen da glaube ich Platz und wirken gegen hohe
Frequenzen besser als nen Elko. Den Elko nur zum Spannung puffern.

Das mit nem ADC und Störungen hab ich noch nie getestet. Da fehlt mir die Erfahrung.

Gruß
Dino

 

[Nomis3000]

Wieviel Strom brauchst Du denn für deine Elektronik bei den 5V ? Wenn Du unter 1A
bleibst, dann findet Du bestimmt sehr kleine Schaltwandler-ICs im SO8-Gehäuse.

Derzeit nur 5V, was sich mit den AVR32 aber ändern wird und der Strom ist auch nicht erwähnenswert(100mA max).

Keramiks und Induktivitäten sparen da glaube ich Platz und wirken gegen hohe
Frequenzen besser als nen Elko. Den Elko nur zum Spannung puffern.

Naja die Elkos hab ich mir gedacht, weil sie im Falle von größeren Lastwechseln(LED blinkt) etwas Energie gespeichert haben.

Das mit nem ADC und Störungen hab ich noch nie getestet. Da fehlt mir die Erfahrung.

Schade. Gerade das ist mir wichtig.

 

[dino03]

Hi Nomis,

Derzeit nur 5V, was sich mit den AVR32 aber ändern wird und der Strom ist auch nicht erwähnenswert(100mA max).

also bei 100..200mA sollte das eigentlich kein Problem sein einen passenden kleinen
Schaltwandler aufzutreiben.

Naja die Elkos hab ich mir gedacht, weil sie im Falle von größeren Lastwechseln(LED blinkt) etwas Energie gespeichert haben.

Den Elko brauchst Du sowieso zum puffern. Aber die Keramiks und die Induktivitäten
halten dir die Schaltwandler-Frequenz und andere Störungen von den ICs weg.
Und wenns nur 10nF und Keramikperlen sind ...

Schade. Gerade das ist mir wichtig.

Da muß wohl einer mit ADC-Erfahrung helfen.

Gruß
Dino

 

[Nomis3000]

also bei 100..200mA sollte das eigentlich kein Problem sein einen passenden kleinen Schaltwandler aufzutreiben.

Kannst du mir einen empfehlen? Ich finde gerade keinen dessen Ausgangsspannung um selben bereich wie die Eingangsspannung liegt . Ich will nicht noch eine Ladungspumpe oder einen Step-Up Wandler einbaun, nur um die Eingangsspannung anzuheben.

 

[dino03]

Hi Nomis,

Kannst du mir einen empfehlen? Ich finde gerade keinen dessen Ausgangsspannung um selben bereich wie die Eingangsspannung liegt . Ich will nicht noch eine Ladungspumpe einbaun um die Eingangsspannung anzuheben.

empfehlen wird schwierig. Fehlt ein wenig die Erfahrung. Ich benutze eigentlich zu 99%
nen 7805 und ein Netzteil mit 9-12V für meine Sachen.

ich hab bei Reichelt mal nach "Step-Up" gesucht ...
- MC 34063 AD - SO-8, 1,5A 3..40V - 0,26eur (Beispiele in den Datenblättern)
- LT 1302 CS8 - SO-8 500mA 2,2..8V - 6,30eur (Beispiele im Datenblatt)

Der 2te sieht recht interessant aus, da er anscheinend mit 2 Betriebsmodi (je nach Last)
arbeiten kann. Ist aber teurer. Erfahrung habe ich mit keinen von beiden. Den MAX, den
ich zuhause mal getestet habe, der hat es jedenfalls nicht gebracht (oder die Schaltung
war falsch).

Kannst Dir ja mal die Datenblätter bei Reichelt ansehen.

Gruß
Dino

 

[Nomis3000]

Wie ich mir gedacht habe: Ich werde es in 2 Stufen machen müssen, nämlich eine mit einem StepUp-Wandler um eine höhere Spannung zu erreichen die ich dann mit einem StepDown-Wandler wieder auf brauchbare 5V runterregelt(oder umgekehrt). Einen Baustein der beides ineinander vereint, finde ich anscheinend nicht.

 

[dino03]

Hi Nomis,

Einen Baustein der beides ineinander vereint, finde ich anscheinend nicht.

das Problem ist nicht der Baustein sondern die Diode des Schaltreglers
Bei einem Step-Up würde sie bei zu hoher Eingangsspannung durchschalten und
die Spannung direkt zum Ausgang durchlassen und einen Step-Down kannst Du
ja von der Funktion nicht brauchen.

Gruß
Dino

 

[Nomis3000]

Ich weiß, ich dachte nur ich finde irgendeinen Baustein der es durch irgendeinen Trick(integrierte ladungspumpe, StepUp/StepDown hybrid) schafft Ausspannungen zu generieren die sowohl über als auch unter der Eingangsspannung liegen können.

Was solls? Dafür sieht die Schaltung nachher viel komplexer aus. Zum Angeben nicht ganz unpraktisch.
Die Sache mit den ADUs wird auch schon irgendwie hinhaun.(ich bau halt lötjumper ein um zur Not lineare Regler verwenden zu können)

 

[Dirk]

Hallo Nomis,

such mal bei TI, Maxim oder bei Analog Devices nach einem Sepic-Schaltregler. Der Aufbau erfolgt mit zwei Induktivitäten, die Ausgangsspannung kann kleiner, gleich oder größer als die Eingangsspannung sein.

Grüße,
Dirk

 

[Nomis3000]

Ich hab jetzt nach solchen Reglern gesucht, das einzig brauchbare dass ich gefunden habe war aber nur auf Wikipedia. Auf den Herstellerseiten gibt es bezüglich sepic kaum was zu finden.
Kannst du mir ein empfehlenswertes Datenblatt nennen?
Edit: Hab jetzt bei maxim was brauchbares gefunden.

 

[Dirk]

Edit: Hab jetzt bei maxim was brauchbares gefunden.

Ja gut, ansonsten könntest du noch bei linear technology schauen.

Dirk

OFFTOPIC: Deine BitSwap-Routine läuft

 

[Nomis3000]

OFFTOPIC: Deine BitSwap-Routine läuft

Freut mich zu hören.

Das mit sepic hab ich jetzt kapiert, nur vor der Dimensionierung hab ich etwas Angst.

 

[dino03]

Hi Nomis,

Das mit sepic hab ich jetzt kapiert, nur vor der Dimensionierung hab ich etwas Angst.

was für nen Wandler hast Du dir denn jetzt ausgesucht ?

Gruß
Dino

 

[Nomis3000]

Ich tendiere gerade zu denen: MAX668, wobei der schaltregler sich recht wenig auf die Dimensionierung der Komponenten auswirkt.

Hier mal ein Link wo sepic recht anschaulich beschrieben wird:Link
Ich versuche bei den Rechnungen gerade darüber nachzudenken, was sich der Autor dabei gedacht hat.(Student müsste man sein)

 

[dino03]

Hi Nomis,

Ich tendiere gerade zu denen: MAX668, wobei der schaltregler sich recht wenig auf die Dimensionierung der Komponenten auswirkt.

dann werd ich mir mal das Datenblatt genauer ansehen. Den hab ich glaube ich schon
mal grob überflogen.

Hier mal ein Link wo sepic recht anschaulich beschrieben wird:Link
Ich versuche bei den Rechnungen gerade darüber nachzudenken, was sich der Autor dabei gedacht hat.

Die beiden Spulen sind aber laut Datenblatt ein Übertrager/Trafo. Darum auch die beiden
Punkte für die Spulenanfänge im Schaltplan der Erklärung. Vor Spulen hab ich auch
immer etwas Bammel da sind die Werte irgendwie immer etwas schweer
zu fassen. Man hat nicht so richtig die Erfahrung mit den Dingern und dem Kernmaterial.

EDIT: L2 can be separate from L1 or wound on the same core. (Kann doch einzeln sein)

Aber über kurz oder lang werde ich wohl um Schaltregler auch nicht rumkommen. Dann
muß ich auch mal ein wenig mehr damit machen.

Gruß
Dino

 

[Nomis3000]

Wenn du dich auch dafür interessierst, könntest du dir mal das Datenblatt des ADP1610 von AD auf Seite 16 ansehen. Da ist schon so ein fertig dimensioniertes Teil angegeben(mit PCB design Guide). Ich werd mal schaun für welche Belastung das Beispiel ausgelegt ist.(nur ein Schelm denkt daran sowas 1 zu 1 in seine Schaltung zu übernehmen)
Edit: Habs mir jetzt etwas genauer angeschaut und denke dass das Beispiel für etwa 800mA ausgelegt ist.

 

[Nomis3000]

Da das Ding mal über Module erweiterbar sein sollte wollte ich mal Fragen ob mir jemand einen Bus empfehlen kann.(Hab gehört Markus kennt sich da aus.)

Ich hab zwar selbst schon über viele Möglichkeiten nachgedacht aber Erfahrung damit hab ich keine, daher stelle ich die Anforderungen mal so in den Raum:
Die Leitungslängen werden schlimstenfalls so lange wie man sie sich im Umfang eines Modellhubschraubers vorstellen kann.
Ein Master reicht und die Slaves sind in der Zahl auch ziemlich beschränkt.
Übertragungsrate wären etwa effektive 100kBit/sec(mehr wär nicht schlecht, weniger geht auch)
Die Störquellen eines E-Helis sind übrigens nicht zu verachten.

 

[Nomis3000]

Also die Busfrage hat sich zwar noch immer noch nicht geklärt, aber ich will mal marketingtechnisch auf das Problem mit dem mangelnden Interesse reagieren.

Also würde ich den größten Clou den sich die Wirtschaft jemals ausgedacht probieren: Ich würde das Projekt gerne umbenennen und favorisiere den Namen:
"EVIL" (Elektronische Verstellbare lageregelung mit I-anteil für Levitationsmaschienen)
Was hält ihr davon?
Könnte man damit ein paar Opfer anlocken?