AutoQuad

[Trnquill]

Innostuin keväällä AutoQuadista, kun näin tämän videon:

Pieni lisäselvittely paljasti, että kyseessä on eräs markkinoiden kehittyneimmistä flight controllereista. Alkuvalmistelut ovat tooodella nörttiä touhua verrattuna muihin kontrollereihin, mutta vaivannäkö palkitaan äärimmäisen hyvällä suorituskyvyllä. Niinpä lauta meni tilaukseen. Otin samaan läjään myös kuusi ESC32:sta, jotka ovat kehittyneitä nopeudensäätimiä, joiden kanssa AutoQuad toimii hienosti yksiin. AutoQuadin kanssa voi käyttää mitä tahansa nopareita, mutta ESC32:set osaavat esimerkiksi ottaa vastaan keskitetysti AutoQuadin muistikortille tallennetut asetukset vehkeen käynnistämisen yhteydessä ja niin edelleen.

Tarkoituksena oli rakentaa heksa, hyvin pitkälle vakiintuneiden omien piirustusten mukaan mutta tarvittavin muutoksin. Suurimpana muutoksena tavalliseen konstruktioon tuli se, että noparit möllöttävät varsien päässä, moottorin vieressä, eikä keskellä rungossa. Tämä(kin) kikkailu siitä syystä, että AutoQuad on äärimmäisen herkkä kaikelle sähköiselle häiriölle - jota noparit generoivat yleensä oikein kaksin käsin. Samassa rytäkässä tietenkin nopareiden viilennys helpottuu, kun ne köllöttelevät suoraan potkureiden ilmavirrassa. Lisävaikeutena tietenkin akku- ja signaalikaapeleiden vienti keskeltä runkoa varsien päihin.

Ensimmäinen steppi rakenteluprojektissa oli suunnitella ja valmistaa jonkinlainen kiinnitysratkaisu ESC32:lle. Nuo toimitetaan aina ilman liittimiä tai minkäänlaisia jäähdytysripoja, joten tilasin ensitöikseni läjän alumiinisiiliä eBaystä. Piirtelin siili+nopari+siili ja alle konkat -paketille "tuulitunnelimaisen" kiinnikkeen ja 3D-tulostin niitä kuusi.



Jäähdytysrivat osoittautuivat odotusteni mukaan myöhemmin täysin yliampuvan suuriksi, mutta en äkkiseltään pienempiäkään löytänyt. Moottorikaapeliholkit juotin suoraan piirilevylle. Kuvassa alhaalla näkyvät kolot ovat kiinnitys kolmelle kondensaattorille. Mitä pidemmät akkukaapelit, sitä enemmän tarvitaan kapasitanssia noparin viereen, siksi niin monta konkkaa.

Käytössä (noin neljän kilon lentopainolla) noparit pysyvät täysin viileänä, en ole tarkkaa lämpötilaa mitannut.

[Trnquill]

Sanoinko että AutoQuadin säätö ennen käyttöönottoa on nörttiä? Noh, päätelkää itse. Tässä kalibroinnin ensimmäinen pieni steppi.

AutoQuad on tiettävästi markkinoiden ainoa FC, jossa sensorit kalibroidaan lämpötilanvaihteluiden mukaan. Sensoreiden mittausarvot ryömivät aina enemmän tai vähemmän lämpötilan muuttuessa (joko ilman lämpötilan eläessä tai ihan vaan FC:n lämmittäessä itseään) ja yleensä tämä ryömiminen on joko jätetty kompensoimatta kokonaan tai kompensoitu tietyn ennalta määritetyn "se on suurin piirtein noin keskimäärin" -korjaustaulukon mukaan. AutoQuadissa homma tehdään perinpohjin, eli mitataan sensoreiden antama signaali eri lämpötiloissa ja rakennetaan mittausten perusteella poikkeamat kumoava korjausfunktio. Käytännössä tämä tapahtuu siten, että FC laitetaan pakastimeen (kyllä, luit oikein) ja annetaan viilentyä muutaman tunnin. Tämän jälkeen se suljetaan pakkasessa hermeettiseen eli ilmatiiviiseen purnukkaan (kondensaation estämiseksi), otetaan ulos pakkasesta ja asetetaan vaateriin paikkaan, joka ei tärise lainkaan. Siis ei ollenkaan. Ohi ajavat autot tai ovien paiskominen voivat pilata mittauksen... Lautaan kytketään virrat ja jätetään se loggaamaan sensoreiden antamaa dataa reiluksi tunniksi. Tänä aikana FC lämpenee pikkuhiljaa purkin sisällä noin 40 asteiseksi, joten muistikortille saadaan talteen sensoreiden (gyrot ja kiihtyvyysanturit) mittausarvot suurin piirtein välillä -20...40°C. Mittaus tulee toistaa kolme kertaa, asettaen lauta lämpenemään aina eri asentoon. Tarkoituksena on saada mahdollisimman monipuoliset mittaustulokset kaikkien kolmen akselin suuntaan.

Kerätty mittausdata eli valtavat logitiedostot syötetään qGroundControl -softaan, joka murskaa numerot ja määrittää sopivat kalibrointiarvot. Tämän jälkeen sensoreilta saatu kompensoitu mittaustulos on lämpötilasta riippumatta aina luotettava eikä minkäänlaista lämpötilaryömintää esiinny.

Kun olin saanut pakastukset tehtyä, päätin kokeilla laudan muita kytköksiä. Radiona käytän Futabaa, jonka voi kytkeä S.Bus-invertterin kautta suoraan AutoQuad -lautaan. Telemetrian maahan välitän XBee-radiolinkillä.

[JCA]

...
Sanattomaksi vetää. Nyt on hifistely vehkeitä käytössä!

[Trnquill]

Runkolevy oli äkkiä jyrsitty, kuten myös moottorimountit ja varret. Lähdin kikkailemaan ja jyrsin alumiiniputkiin reijät kaapeleille, jolloin sain johdotukset siististi ulos putkseta täsmälleen oikeasta kohdasta, eli noparin vierestä.

Moottorit ovat hyväksi havaittuja DualSky:n XM5010TE-4 -myllyjä, jotka tilasin Verical Hobbystä. Potkureiksi heitän ensialkuun APC 12x4.5 MultiRotor -huiskat. Puomit ovat 25mm alumiiniputkea, pituutta kullakin noin 40cm. Koska heksaan tulee taittuvat varret, on puomit päästään rungossa kiinni yhdellä läpipultilla. Pultti lukitsee samalla tehokkaasti puomin paikoilleen sekä vedon- että pyörityksen puolesta. Puomin läpi vedetään luonnollisesti sekä akku- että signaalikaapelit.



Kun olin saanut moottorit ja noparit puomeihin kiinni, pääsin kalibroimaan ESC32:sta. Näistä on ollut foorumilla aikasemminkin juttua, joten pähkinänkuoressa noparit voidaan kalibroida juuri täsmälleen tietylle potkurille, moottorille ja jännitteelle. Kalibrointi pyörittelee moottoria (potkuri paikallaan) eri kierroksillä kiihdytellen pikkuhiljaa yhä kovemmille kierrosluvuille määrittäen samalla, kuinka suuria virtapiikkejä mikäkin kiihdytys aiheuttaa. Näin saadaan määritettyä mahdollisimman sähäkät kiihdytykset (eli nopea reagointi) vaarantamatta kuitenkaan noparia ylivirralla tai -kuormalla. Oli muuten aika huisia puuhaa istua samassa huoneessa, missä pöyrii tuollainen moottori ja potkuri täydellä teholla! Alkoivat työpöydältä paperit lentelemään ja pölypallot karkaamaan huonekalujen alta!

Virta jaetaan akulta moottoreille sekä kaikille oheiskilkkeille (AutoQuad mukaanlukien, joka ottaa suoraan virtansa max. 5S akusta) pienellä piirilevyllä, joka möllöttää keskellä runkoa.



Jouduin ensimmäisten testilentojen jälkeen tekemään muutoksia virtakaapeloinnissa. Käänsin virtalevyn kuvassa näkyvällä tavalla siten, että johdot lähtevät siitä alaspäin. Samalla siirsin pääakkukaapelit rungon päältä sen alle. Kaikki tämä vain siksi, että sain kaapelit mahdollisimman kauas AutoQuad-laudasta, jonka kompassi otti huimia häiriöitä kaapeleiden ympärillä möyrivistä magneettikentistä.

[Tepaja]

Hienolta näyttää! Ei ole AutoQuad mikään hätäilijän valinta ollenkaan jos noin tarkkaa on 

Minä luulin ettei nopareita voi laittaa moottorien luokse, kun pitkät virtajohdot saattavat aiheuttaa vakavia ongelmia. Mutta se olikin korjattavissa konkilla, onko jotain yleistä ohjesääntöä konkkien valintaan? Auttaa varmasti paljon puomien taittelussa, kun ei ole johtojen sekamelskaa rungon keskellä.
Eikö tuo pyöreä virranjakolevy aiheuta ongelmia AutoQuadissa? Jostain lueskelin, että juuri pyöreät virranjakolevyt aiheuttaa voimakasta magneettikenttää.

[Trnquill]

Hienolta näyttää! Ei ole AutoQuad mikään hätäilijän valinta ollenkaan jos noin tarkkaa on 

Rakennustarinani ei ole vielä ollenkaan valmis, eli tuossa ei ole puoliakaan siitä, kuinka tarkkaa tämä AutoQuadin kanssa häsääminen loppujen lopuksi onkaan!

Minä luulin ettei nopareita voi laittaa moottorien luokse, kun pitkät virtajohdot saattavat aiheuttaa vakavia ongelmia. Mutta se olikin korjattavissa konkilla, onko jotain yleistä ohjesääntöä konkkien valintaan? Auttaa varmasti paljon puomien taittelussa, kun ei ole johtojen sekamelskaa rungon keskellä.

Tuossahan on nyt tavallaan yhtä monta johtoa rungon keskellä, kun tavallisesti niitä menee kolme per varsi, nyt kaksi akkukaapelia + kierretty servokaapeli. AutoQuadin foorumilla sanottu "sääntö" lisäkonkista on, että noparin kyljessä pitäisi olla aina 330uF enemmän per 10-15cm akkukaapelia. Eli 30cm akkukaapelin päässä pitäisi olla 660uF konkka (tai useampi pieni, lowESR) ja niin edelleen. Mulla on kolme 470uF konkkaa per ESC.

Eikö tuo pyöreä virranjakolevy aiheuta ongelmia AutoQuadissa? Jostain lueskelin, että juuri pyöreät virranjakolevyt aiheuttaa voimakasta magneettikenttää.

No sitä se joku tuolla jo arveli, kun minulla on ongelmia nimenomaan kompassin häiriöiden kanssa. Tuossa "navat sisäkkäin" mallissa magneettikentän suunta on suoraan ylöspäin, eli kohti AutoQuad-lautaa. Pitää ehkä askarrella kerrostettu levy, jossa navat ovat päällekkäin, ei sisäkkäin. Kaksi piirilevyä siis päällekkäin, toisessa miinus ja toisessa plus. Tällöin magneettikenttä on lähinnä vaakatasossa ja vaikutuksen pitäisi olla pienempi suoraan ylöspäin. Kun vaan jaksaisi näpertää...

[Trnquill]

Noparikalibroinnin jälkeen läjäsin rungon (ensimmäisen kerran...) kasaan.


Nopari + moottori + konkat:


AutoQuadin ja ESC32 -kombon yksi hienous on se, että kun olin kalibroinut yhden nopeudensäätimen, pystyin käyttämään tätä säätötiedostoa myös kaikkien muiden nopareiden asetuksina. Asetusten jako käy niinkin helposti, kuin asetukset kalibroidusta noparista ulos teksitiedostona, tekstitiedosto muistikortille, kortti AutoQuadiin ja virrat päälle. Vehje arpoo muutamia sekunteja, noparit näyttävät vihreää ja se on siinä; kaikissa säätimissä on nyt samat säädöt. Vastaavasti säätöjen vaihtaminen esimerkiksi kentällä käy kätevästi, kun jemmaa (vaikka sinne muistikortille) läjän eri potkureille tehtyjä kalibrointifiluja ja vaihtaa niitä käyttöön tarpeen mukaan, eli potkureita vaihtaessa.

Heitin kopterin kyytiin myös jDrones IO-boardin ledejä ohjaamaan. Myöhemmin otin sen (ja RGB-ledit) pois osana häiriöiden metsästystä. Katsotaan jos ne päätyvät vielä joskus takaisin. Homman ideana oli se, että IO-boardi kuuntelee AutoQuadin lähettämää MAVLINK-telemetriaa ja tulkitsee siitä, missä lentotilassa lauta on. Näin eri ledejä voidaan vilkutella eri tavalla riippuen lentotilasta. Kun vielä ledit on yksittäin osoitettavia RGB-ledejä, on kopteriin mahdollista luoda helpolla hyvinkin vaihteleva valoshow. IO-boardin tilalla olisi voinut käyttää mitä tahansa pientä ardu-lautaa. Koodit telemetrian kuunteluun ja tiedon konvertointiin valon välkkeeksi (ja Graupner telemetriaksi, jos joku moista kaipaa) on saatavilla AutoQuadin nettisaitin lataukset-osiosta.

[Trnquill]

Projektihan alkoi jo keväällä, mutta erinäisten kiireiden vuoksi oli lähes koko kesän jäissä. Tuossa jokusen viikkoa siten sain vihdoinkin taas jatkettua ja vehkeen alustavasti läjään. AutoQuadin merkittävin ero muihin FC:hin verrattuna on siihen tehtävät kalibroinnit. Staattinen kalibrointi eli se "lauta pakastimeen"-ruljanssi oli homman ensimmäinen osa. Toinen osa on dynaaminen kalibrointi, jossa laitteelle "opetetaan", (ainakin) miltä maan magneettikenttä näyttää eri suuntiin katsottuna, eli miten kopterin rakenteet (runko, kaapelit, akut, moottorit, kamera, ...) vaikuttavat havaittuun magneettikenttään. Käytännössä tämä tehdään suorittamalla niin sanottu calibso -tanssi. Kyllä, tanssi. Videon henkilö on AutoQuadin kehittäjätiimistä, ei siis allekirjoittanut.

Homman juju on pyörittää kopteria kaikin mahdollisin päin 360 astetta ympäri, jolloin magneettikentän (ja ilmeisesti ainakin maan painovoiman) suuruus saadaan talteen eri suunnissa. Yksinkertaistettuna kopteri otetaan käteen, kallistetaan sitä eteen, taakse, vasemmalle ja oikealle 90 astetta ja pyöräytetään lopuksi kopteria 90 astetta johonkin suuntaan siten, että eri puoli rakkineesta osoittaa alaspäin. Sama setti toistetaan kaikkiin eri suuntiin, eli kuusi kertaa. Ja jotta mukaan tulisi myös pyörintäliike vaakasuuntaan, pyöritään käsiliikkeitä tehdessä pikkuhiljaa jaloilla paikallaan ympäri ja ympäri... Ja kaikki tämä yhtenäisenä hyvin tasaisena ja tärähtelemättömänä liikesarjana. Arvatkaapa oliko tiukka homma tehdä tuo varmuuden vuoksi kahdesti, kun kopteri on niin suuri että sitä on pidettävä suoraksi ojennettujen käsien varassa ja painoa sillä on mukavat 4,5 kiloa!



Kun tanssi on suoritettu onnistuneesti eikä logissa näy suurempia pomppuja tai tölväisyjä, on aika tehdä kalibrointilaskutoimituk set. Sekä dynaamiset että staattiset logitiedostot syötetään qGroundControl -softaan, jossa ajetaan vajaan kymmenen askeleen mittainen laskenta/simulointi. Alkupään askeleet kestävät muutamia minuutteja, niissä määritetään sensoreiden lämpötilakalibraatioarvo t ja jotain muuta triviaalia. Loppupään askeleet ovat simulaatioita, jotka pyörivät loputtoman pitkään ja lopetetaan oman harkinnan mukaan siinä vaiheessa, kun tulokset näyttävät hyviltä. Simuloinnit yrittävät estimoida eri parametreja ja testaavat, miten ne käytännössä toimivat. Prosessi on sattumanvarainen, joten tarkkaa ajoaikaa ei voi edes arvata. Simuloinnin voi aina aloittaa alusta, jolloin lopputulos voi löytyä nopeammin - tai sitten ei. Kun simulaatioaskel on "valmis", sen tulos syötetään takaisin softaan seuraavien simulointien lähtöarvoiksi ja käynnistetään seuraava askel. Käytännössä kutakin simulaatiota ajetaan, kunnes lopputulosarvot eivät muutu enää merkittävästi. Kone jätetään raksuttamaan tunneiksi ja kurkataan välillä, miltä näyttää. Minulla kaikkien askeleiden läpikäymiseen meni hiukan reilu vuorokausi.

Kalibroinnin ja laskennan lopputuloksena on parametritiedosto (muutama sata parametria muistaakseni), joka tallennetaan AutoQuadiin kuten PID-säädöt. Tämän jälkeen FC on lentovalmis ja pitäisi lentää täydellisesti täysin oletus-PIDeillä. Hauska ohje AQ-foorumilla onkin, että jos PIDeihin pitää koskea, on kopterissa jotakin fyysistä vikaa. Mukavaa vaihtelua loputtomaan PID-säätösuohon, johon on tottunut ArduCopterin kanssa.

[Trnquill]

Kun kalibroinnit oli purkissa, oli aika läjätä kopteri lopulliseen kuosiinsa. Käytin aika paljon aikaa moottoreiden tasapainotukseen vain huomatakseni, ettei välttämättä maksa vaivaa alkaa niitä hieromaan sen enempää. Kyllä ne värisee, mutta aika pienestä on kiinni. Onko kenelläkään vinkkiä, mitä liimaa tai massaa kannattaisi käyttää moottorin tasapainottamiseen? Jotain raskasta ja nopeasti kuivuvaa...

Ostin Vortex -nimisen vehkeen, joka mittaa ja plottaa tietokoneelle värinöitä. Aika hieno vehje! Infrapunasilmän avulla haistellaan moottorin asentoa ja samalla mitataan kiihtyvyyttä yhden akselin suuntaan. Kun nämä käyrät näytetään tietokoneen oskilloskooppiohjelmalla samassa kuvassa, nähdään suoraan mihin suuntaan, kuinka paljon ja missä vaiheessa moottori värisee. Vortexin softissa on monta erilaista mittausapua, jossa tehdään tiettyjä ennalta määrättyjä mittauksia ja lyödään mittaustuloksia ruutuihin. Softa sitten laskee tasapainotusmassan suuruuden ja paikan.

3D-tulostin telineen infrapunasilmälle ja kiihtyvyysanturille, jotta sain helposti mitattua kaikki moottorit.


Lopulta vehje oli lentokunnossa, eli ei muuta kuin potkurit paikalleen ja pihalle! Heitin kameratelineen tilalle kaksi isoa 6S-akkua painoksi. Laite saa 3D-GPS-fiksin todella nopeasti (yleensä noin kymmenessä sekunnissa). Varovasti lisää kaasua ja vehje ilmaan. Hienosti leijui, joskin tuntui jotenkin laiskalta. Myöhemmin selvisi, että laiska käytös on yhdistelmä cyclic-tikun softassa asetettua melko laajaa deadbandia ja AutoQuadin normaalin rauhallista liikehdintää. Kiva näin, kuin hei liian kiikkerästi. Vehje leijui reilusti alle puolen tikun, joten säädin asetuksista throttle scale factoria alas, kunnes leijunta onnistui tikku puolivälissä. Tällä on väliä lähinnä siksi, että position hold -moodissa lentokorkeus tippuu, jos tikku on puolivälin alle. Eli manuaalimoodin leijuminen pitää saada puoliväliin tikun liikettä, ettei moodista toiseen siirtymisessä tapahtu loikkia suuntaan tai toiseen lentokorkeudessa. Kokeilin heti ensilennolla hätäisesti position holdia ja hienostihan se piti paikkansa kevyessä iltatuulessa!

AutoQuadin "manuaalimoodi" on muuten sama kuin vaikkapa DJI:llä "stabilize". Vehje siis vaateroi itsensä heti kun tikuista irroittaa. Mitään "acromoodia" ei AutoQuadissa ole ollenkaan.

[Trnquill]

Ensilennon jälkeen otin muutamia lisälentoja alle kokeillen aina vain agressiivisempia liikkeitä. Suuri ero vaikkapa DJI Nazaan on lennon rauhallisuus. liikkeet ovat harkittuja ja pehmeitä, outo nykiminen ja vehtaaminen loistaa poissaolollaan. Position Hold -moodissa kopterin liikuttelu on myös erilaista, koska siinä kopterin nopeus määritetään tikun asennolla, ei kallistuskulmaa kuten vaikkapa DJI:n tuotteissa. Käytännössä siis poikkeuttamalla tikkua jonkin verran kerrotaan kopterille vaikkapa, että "liikuppa oikealle 2m/s". Käytännössä kopteri yrittää saavuttaa mahdollisimman nopeasti tavoitenopeuden ja pitää sen yllä. Ensiksi siis heilahdetaan aika reippaasti (tavoitenopeudesta riippuen tietenkin) jotta saadaan liike kiihtymään, sitten tasaannutaan lähes vaateriin liikkeen ajaksi, jotta nopeus säilyy vakoina. Liikkeen loppuessa tikun keskittämisen seurauksena kone heilahtaa vastaliikkeeseen kunnes liike lakkaa ja vakautuu vaateriin. Meno näyttää siis jokseenkin oudolta DJI-kopteriin tottuneelle, jossa kopterin asento määritetään suoraan tikun asennolla.

Kokeilin useaan otteeseen return to home -toiminnallisuutta, joka toimii uskomattoman hienosti. Kolmiasentoisen kytkimen toisella ääriasennolla asetetaan kotipaikka (se asettuu automaattisesti siihen pisteeseen, jossa position hold kytketään ensimmäisen kerran päälle) ja toisella ääriasennolla laukaistaan return to home. Kone palaa määritettyyn pisteeseen, kääntyen siihen asentoon yaw-suunnassa, jossa se oli kotipistettä tallennettaessa. Ensimmäisillä yrityksillä meinasi tulla vellit housuun, kun kopteri liikkuu tottumattoman näkövinkkelistä sangen agressiivisesti palatessaan kotiin. Jälleen kerran tavoitenopeus yritetään saavuttaa mahdollisimman nopeasti, joten kotiinpaluun alussa ja lopussa kopteri vetää itsensä aika vinoon kiihdytykseen ja jarrutukseen. Samaan liikkeeseen kun vielä yhdistää yaw-käännön, näyttää suorite sangen akrobaattiselta!

[cartti]

Aivan mahtavat tekstit olet jaksanut kirjoittaa värkistä.

Softapuoli on selkeästi ottanut reiluja päivityksiä siitä kun omaani ehdin viimeksi näpertää... Jos jollain on vapaa-aikaa myytävänä ni saa laitella yv...

Luulin jo hetken että olet luovuttanut ja kuopannut laitteen kun ei mitään aiheesta ole kuulunut.

[Trnquill]

Luulin jo hetken että olet luovuttanut ja kuopannut laitteen kun ei mitään aiheesta ole kuulunut.

Ei sentään! Kesällähän näitä olisi ollut kiva konffailla ja säätää, mutta kun ei ehtinyt muilta askarteluilta...

Kuoppaamisesta päästäänkin hienosti seuraavaan aiheeseen. Onnistuneiden testilentojen innostamana lisäsin kopteriin hieman (tai no, paljon) RGB-ledejä orientaation hahmottamista helpottamaan. Kummankin takasivuvarren alle 10 kappaletta, takavarren päälle myöskin 10 ja alle 1. Ledejä ohjasi jDrones IO board AutoQuadin lähettämän telemetrian mukaan. Ledien kanssa oli yhtä sun toista ihmeongelmaa, en saanut niitä koskaa toimimaan kuten ohjeessa lupailtiin. Selvästikin ongelmia ohjauskoodissa (Mav2HoTT 0.95), pitää palata aiheeseen joskus myöhemmin kun se on kehittynyt hieman.

Ensimmäinen testilenot ledien kanssa. Otin laitteen ilmaan (ja totesin että ledit toimivat aivan miten sattuu myös ilmassa, ei ainoastaan maassa) ja se lensi hienosti. Nappasin noin parin kolmen metrin korkeudella position holdin päälle ja totesin että ledit vilkkuvat suurin piirtein oikein (joskin vain 4/10 ledeistä paloi, koodista on näemmä unohdettu ottaa huomioon konffattu ledien määrä tässä kohtaa, neljä lediä on oletusarvo). Kopteri vajosi pikkuhiljaa alaspäin joten nostin tikkua aavistuksen ja... *flips* kone tuuppasi oikean puolen kahteen moottoriin täydet kierrokset ja heitti komean 360:n asteen flipin ilmassa suoraan vasemmalle päätyen vielä yhden 180 kiepahduksen jälkeen tonttiin katolleen. Moottorit huusivat vielä maassakin ja en säikähdykseltäni tajunnut vetää vehjettä pois position holdista (moottorit saa sammumaan muistaakseni vain manuaalimoodissa) joten riensin kiireen vilkkaa repimään akut irti. Torpin saldona painolastina ollet akut repesivät teippauksista je lensivät mäkeen, pari puomia meni lommolle ja kaikki potkurit säpäleiksi. Ja tietysti luottamus koko vehkeeseen paloi porona ilmaan.


Surkein juttu tässä torpissa on se, että olin unohtanut AutoQuadin muistikortin kotiin... Tapahtumasta ei ole siis minkäänlaista logia. Syy ei siis selviä koskaan.

Torpin jälkeen olen kokeillut vanhempaa softaversiota (6.7 RC1), mutta se aiheuttaa kopteriin vain hillitöntä nykimistä:

Vastaavasti tuo aikaisemmin käyttämäni softa (6. toimii kuin junan vessa. Koodeissa on siis merkittäviä eroja, joista ei ole päästy perille edes AutoQuadi foorumilla. Osa sanoo että "säädä PIDejä", osa taas kertoo että "älä missään nimessä säädä PIDejä"! Lähdin ratkomaan ongelmaa häiriöiden poistamisella. Epäilykseni on, että 6.7:ssa on vähemmän filtteröintiä sensorisignaaleille kuin 6.8:ssa, jolloin häiriöpiikkejä täynnä oleva MAG-signaali aiheuttaa tuota nykimistä. Vaihdan ensialkuun nopareiden signaalikaapelit suojattuihin johtoihin ja siirrän ne mahdollisimman pitkältä matkala puomien ulkopuolelle. Nythän ne kulkevat koko puomin matkan noparin akkukaapeleiden kanssa rintarinnan. Vaikka kummatkin on kierretty itsekseen nippuun, on häiriöiden mahdollisuus ilmeinen. Kaapeleiden vaihdon jälkeen testaan uusiksi ja kurkin logeihin. Tämän jälkeen vaihdan virranjakolevyn donitsista kerrosmalliin ja katson taas miten käy. Motivaationa tälle on siis se, että vaikka 6.8 lentää hienosti (lisätyn filtteröinnin ansiosta?), voi flippailu toistua koska vaan jos häiriöitä ei poisteta.

[varis]

Surkein juttu tässä torpissa on se, että olin unohtanut AutoQuadin muistikortin kotiin... Tapahtumasta ei ole siis minkäänlaista logia. Syy ei siis selviä koskaan.

Harmi tämä, varsinkin jos ei ole videotakaan tapahtumasta.

Olettaisin että aika monen FC:n koodissa on erinäisiä bugeja, koska multit ei vielä ole varsinaisia massatuotteita ja softien elinkaaret voi olla hyvin lyhyitä. Myös hintataso viittaisi siihen että kehitys- ja testausprojektit ei ole kovin isoja siviilipuolella.

[Trnquill]

Harmi tämä, varsinkin jos ei ole videotakaan tapahtumasta.

Video ei tuossa juuri olisi auttanut. Kahteen moottoriin täysi kaasu (koska liike suuntautui suoraan vasemmalle, heksa siis mallia "plus"), 360 ilmassa ja kylki edellä tonttiin. Mutta nyt otetaan varovasti ja lennetään kuollelle painolla kunnes häiriöt on kurissa tai flippi uusiutuu ja tallentuu logiin.

[varis]

Joo mietin että videolta näkis oskillaatiot tai miten liike alkaa jne. Mutta voishan ton varmaan raportoida kun oireet ja olosuhteet on selkeät?

[Trnquill]

Joo mietin että videolta näkis oskillaatiot tai miten liike alkaa jne.

Aivan totta. Kaikki kävi niin äkkiä, että ei omiin silmiin ole välttämättä luottaminen. Mitään oskillaatiota en huomannut, vaan ihan siitä kylmiltään kone tuuttasi moottoreihin täyden höyryn päälle. Jatkossa muistan tuplavarmistaa, että se muistikortti on siellä lukijassa. Ehkä kentälaita-gopro olisi myös hyvä kaveri.

[jesi]

Ja kypärä

[Trnquill]

Ja kypärä

Todella. Ainakin auton jätän jatkossa aika paljon kauemmas lennätyspaikasta, kuin mitä se on nyt testatessa ollut...

Korvasin iltapuhteina kaikki nopareille menevät signaalikaapelit suojatulla kaksinapaisella mikrofonikaapelilla AutoQuadin foorumilla esitetyn suosituksen mukaisesti. Vedin samalla johdot puomien ulkopinnalle - joskin ne dippaavat vielä noin 10cm matkalta puomin sisälle puomin juuressa, jotta puomien taittotoiminnallisuus ei vaarannu/monimutkaistu. Testasin hyvin nopsaan sisällä (kröhöm, köh...) matalaa leijutusta ja kopterin outo nykiminen tuntuu poistuneen jos ei kokonaan, niin ainakin todella merkittävästi. Kurkkasin myös logeihin ja hämmästyksekseni MAG-sensorin häiriöt näyttävät amplitudiltaan jopa suuremmilta, kuin aikaisemmin kierretyillä servokaapeleilla. Vähän kaksijakoiset tulokset siis tästä johto-operaatiostas.
 
Korvaan seuraavaksi virranjakolevyn kerrosmallilla nykyisen donitsin sijaan. Sen jälkeen en oikein tiedä mitä osaisin vielä tehdä, mutta toivottavasti mitään ei tarvitsekaan enää korjailla.

[Trnquill]

Nyt alkaa pikkuhiljaa löytyä tolkku myös tuohon 6.7 RC1 -firmikseen. Olen tehnyt yhtä sun toista poppaskonstia kopteriin tässä viikolla ja tänään testilentäessä lensi vehje viimein lähes yhtä hyvin kuin 6.8:lla. "Käyttäisit 6.8:a, tyhmä!" voisi viisas sanoa, mutta haluan nimenomaan tehdä tuosta 6.7:sta toimivan, koska 6.8:ssa on selvästikin jonkinlaista filtteröintiä, joka maskaa ongelmia näkymättömiin. Eli ensin vehje tikkiin 6.7:lla, sitten ehkä myöhemmin 6.8 tulille.

Sitten viimenäkemän olen vaihtanut virranjakolevyn kaksikerroksiseen malliin, jossa on miinusnapa omassa levyssään ylimpänä ja positiivinen jännite sen alla toisessa levyssä. Lisäsin virranjakolevyn ja ylemmän runkolevyn väliin myös 4mm koroketta, eli nyt virranjakolevy on vielä lähempänä alinta runkolevyä ja tuon neljä milliä kauempana AQ-laudasta. Tämän jälkeen kiersin hyvin huolellisesti spiraalille kaikki nopareille menevät virtakaapelit aivan virranjakolevyyn asti.

Heitin myös tuon kuvassa näkyvän paksumman päävirtakaapelin spiraalille, kuten myös nuo akuille menevät haarat. Tällä kaikella edellämainitulla ei ollut käytännössä mitään vaikutusta kompassi-anturin kohinaan/häiriöhin.

Lähdin tänään aamulla kokeilemaan järjestelmällisesti, kuinka kaukana AQ-laudan pitäisi olla rungosta, jotta kompassi rauhottuisi. Ero kohinan amplitudissa oli havattavissa mutta pieni, kun siirsin lautaa 22mm etäisyydeltä 37:ään milliin. Kun lisäsin laudan ja rungon vielä yhden 15mm korokepalan eli vein sen 52mm päähän rungosta, tippui kompassin kohina dramaattisesti. Tuo väliaikainen kiinnityssysteemi oli kuitenkin niin hutera, etten voinut lähteä sillä ilmaan.

Tällä hetkellä levy on noin 45mm etäisyydellä rungosta ja kohina on vaimentunut noin puoleen verrattuna aikaisempaan 37mm etäisyyteen, jota olen käyttänyt pidemmän aikaa. Pitää piirtää ja 3D-tulostaa uusi kiinnitys AQ-laudalle, jolla saan sen tukevasti noin 55mm etäisyydelle rungosta.

Mielestäni aikamoinen suunnittelumoka pistää kompassi muiden antureiden kanssa samalle laudalle. Muiden antureidenhan olisi hyvä olla mahdollisimman lähellä kopterin painopistettä, mutta kompassi pitäisi silti pitää kaukana kaikista häiriölähteistä (magneettisesta metallista ja suurista virroista). Miksi kompassia ei siis ole otettu erikseen päälaudasta kuten monissa muissa lentoaivoissa? GPS:n antenni AutoQuadissakin on erillisen piuhan päässä oman maatasonsa päällä pakan päälimmäisenä, mutta kompassin anturin olisi voinut tuoda samaan pakettiin (kuten käsittääkseni ArduCopterissakin nykyään ja esim. DJI:n vehkeissä aina). Näin kompassin olisi saanut helposti vaikka 10cm tikun nokkaan, jolloin mikään kaapelointi rungossa ei olisi häirinnyt sen toimintaa. Nyt koko lauta pitää viedä tolkuttomien tolppien nokkaan, jotta kompassille voidaan taata häiriötön toimintaympäristö. Hölmöä.

[Trnquill]

Tein uuden kiinnityssysteemin AQ-laudalle. Nyt etäisyys AQ:n piirilevyn ja runkolevyn pinnan välillä on noin 57mm. MAG-sensorin eli kompassin kohina tippui dramaattisesti ja hyvin nopean testin perusteella kopteri lentää hyvin ilman minkäänlaisia sivuääniä tai -liikkeitä. Täydellisempi testi saa odottaa aikaa, jolloin lennättämään pääsee ennen auringon laskua ja sen nousun jälkeen... Ainakin altitude hold haki viimeksi jonkin verran, eli pientä säätöä siihen tai toiminnan toteaminen. Luotto AQ:n default-PIDeihin on todella suuri, koska softaversio 6.8 lensi suoraan paketista aivan fantastisen hyvin.

Yksi AutoQuadin hienouksista on kattava loggaus. Logeista osaa harjaantunut silmä hakea ja löytää jos jonkinmoisia oireita ja syitä erilaisille käytöksille. Minä esimerkiksi tiedän suoraan logia katsomalla, että kopterini ei ole tasapainossa yaw-suuntaan; joku tai jotkut moottoreista on vähän vinossa ja kamepaa kopteria vasemmalle. Logista nimittäin näkee, että leijunnassa kopteri korjaa jatkuvasti asentoaan oikealle, tasaisen varmasti. Alla olevassa logissa on pätkä MAG-sensorien dataa. Tiukka piikki on se kohta, jossa moottorit on lyöty tulille. X Ja Z -suuntaan kohina on jo käytännössä olematonta, Y-suuntaan joku häiritsee vieläkin anturia (olisikohan kopterin päältä sen alle takakautta kiertävät akkukaapelit?).

[Trnquill]

Vähiin on jäänyt lennot AutoQuadilla, pääasiassa pimeän ja sateen vuoksi. Muutama viikko sitten kävin kokeilemassa mission-flighteja ja hienostihan se reittinsä osasi. Alt holdin kanssa oli vielä kovassa tuulessa hieromista, joskin sain sen myöhemmin säätölennoilla aika hyvään tikkiin. Jos joulun pyhinä ehtisi taas testailemaan lisää.

Lueskelin AutoQuadin foorumilta, että jos noparit on pitkien kaapeleiden päässä, olisi signaalikaapelin ja maan väliin hyvä lisätä 10nF suotokonkka noparin kylkeen. Jälleen yksi rivi lisää asioihin, jotka vaan pitää tietää saadakseen kasaan luotettavan AutoQuadin. Kävin aiheen tiimoilta nopean keskustelun foorumilla erään AQ-tiimiläisen kanssa, kun hän mainosti AQ:ta sanoilla häiriösietoinen ja luotettava. Ilmaisin eriävän mielipiteeni, että itse asiassa DJI:n virvelit ovat lentäneet aina "plug'n'play" -periaatteella ja istutettuani vastaavaan runkoon AutoQuadin sain kerran ilmassa ja monta kertaa maassa flippailevan vehkeen... Vasta viikkojen purkamisen, kokoamisen, purkamisen, foorumin lukemisen ja kokoamisen jälkeen voin sanoa alkavani pikkuhiljaa luottaa AQ:iin. Toki samaan hengenvetoon pitää todeta, että siinä missä DJI:n saa ilmaan helposti on sitä mahdotonta saada lentämään hyvin. AQ:lla homma menee toisinpäin, eli ilmaan saamisessa on työ ja tuska mutta ilmassa käytös on jotakin ennenkokematonta!

Luin myös mielenkiintoisen jutun noista ESC32:sta. Kuulemma tuo minulla oleva jäähdytys on täysin yliampuva. Omat kokemukseni toki vahvistavat tämän, noparit ovat lennon jälkeen yhtä viileät, kuin vieressä kulkeva alumiiniputkikin. AQ:n wikissä sanottiin todella selkeästi, että jos moottorin virrankulutus ylittää 10A, pitää noparille järjestää jäähdytys siilien ja ilmavirran avulla. Nyt kävikin ilmi, että tuo "10A ilman jäähdytystä" tarkoittaa sitä, että nopari voi tällöin olla täysin suljetussa tilassa, jossa ei ilma kierrä lainkaan! Käytännössä siis minulla kun noparit möllöttää suoraan potkurin ilmavirrassa, ei erillisiä siilejä ilmeisesti tarvittaisi lainkaan... Pyysin pientä tarkennusta wikiin, minäkin tein omat noparitelineeni näemmä aivan turhaan.

[Trnquill]

Kun ei lennätetä, niin silloin räplätään... Päätin lähteä kokeilemaan AutoQuadilla, saisiko tuolla nykyisellä kuormalla vähän pidemmän lentoajan. Matalamman kv:n motit on jo tilauksessa ja niiden kaveriksi 17" huiskat. Nykyisethän on 850kv ja 12". Ajattelin pysyä 4S-akuissa ja uudet motit ovat 390kv, joten kierrosnopeus tippuu puoleen. Saa nähdä mitä siitä tulee, mutta eikai se selviä kuin kokeilemalla!

Tilasin urmakkaasti isot vispilät ja vasta jälkeenpäin aloin mittailemaan, kuinka hyvin mahtuvat viuhumaan tuossa heksassani. Niinhän siinä tietenkin kävi, että ei mahdu. Lavan kärjet menevät pari senttiä ristikkäin, eli säleitä olisi luvassa jos ne tuohon vain ruuvaisi. Piirtelin tovin CADilla ja näemmä 5cm pidemmillä puomeilla huiskat mahtuisivat jo pyörimään. 7cm lisää, niin pelivaraa olisi aika mukavasti, jopa 18" potkureille. Tässä on kiusana vain se, että kaapelit on tietysti nyt täsmälleen määrämittaiset, eikä niistä löydy viitä senttiä löysää puomin pidentämiseen. Vaihtoon menisi siis koko johtoroska. Samalla vehkeen koko kasvaisi noin 30cm... Ei kiitos.

Seuraava ajatus: Y6. Käytännössä siis joka toinen puomi pois ja loppuihin kolmeen moottorit päälle ja alle. Puomien pituudet voisi säilyttää vakiona ja myös johtosarja kävisi suoraan uuteen konfiguraatioon. Vähän hommaa siitä tietysti tulisi, kun kaapeloinnit pitäisi siirtää poistuvista puomeista jääviin. Selkeänä plussana laitteen koko pysyisi nykyisen kompaktina. Lueskelin tovin Y6:sen erikoisuuksista ja törmäsin jatkuvasti suosituksiin hankkia alas korkeamman kv:n motit tai käyttää alhaalla suurempia potkureita tai tiukempaa nousua. Kaiken tämän jälkeen tehon menetys verrattuna "litteään heksaan" olisi "vain" noin 20%. Ei kuulosta hyvältä, kun koko projektin lähtökohta on lentoajan pidennys. Laskelmien mukaan lentoaika olisi toki tuosta 20% häviöstä huolimatta vajaa puolet entistä pidempi.

Takaisin piirrustusten ääreen. Miten koon voisi pitää kurissa mutta samalla järjestää tilaa potkureille? Tietenkin heittämällä huiskat pyörimään eri tasoon! Joko siis asentamalla joka toisen moottorin alle riittävän korkean (vajaa 10cm kai) korokkeen, tai tällälailla näin:


Potkureiden väliin jää pystysyynnassa tilaa vajaa 10cm, puomit ja johdotukset saavat pysyä ennallaan ja isotkin potkurit mahtuvat pyörimään ongelmitta. Eihän tämä ratkaisu tietenkään niin hyvä ole, kuin tavallinen heksa (potkurit pyörivät osin toistensa kärkipyörteissä), mutta sangen oivalinen lähtökohta kokeilulle. Ja paljon puhtaampi ilma tässä tietenkin on, kuin Y6:ssa, jossa alapuolen potkurit pyörivät kokonaan yläpotkureiden sotkemassa ilmassa. Tehdään sitten jatkossa muutoksia, jos ongelmia ilmenee. Erityisesti kiinnostaa aiheuttaako nämä eri tasossa pyörivät potkurit komplikaatioita lentoaivolle. Kaiken järjen mukaan ei pitäisi, mutta tiedäppä häntä. Ainakin yaw-suuntainen kierto tullee olemaan hieman epätasainen, kun tuossa kaikki yläpuolella olevat potkurit pyörivät samaan suuntaan ja lähellä potkuria oleva puomi vaikuttaa väistämättä nostoon. Optimaalinen paikka puomin suhteen kopterissa kuin kopterissahan on nimenomaan puomin alla, koska tällöin nopeasti liikkuva ilma ei osu suoraan puomiin. Potkuriin tuleva ilma liikuu hitaammin, eli luovii vähemmillä pyörteillä puomin ohi. Toki potkuri joutuu pyörimään puomin pyörteissä...

Lisää raporttia jahka romut saapuvat ja vehje lentää.

[Trnquill]

Testilennot lennelty uusilla moteilla ja huiskila. Ei tuolla pakkasessa kauaa viihtynyt, joten suurempi säätö jäi tekemättä. Mutta eipä tuo paljoa säätöä kaipaakkaan. Kaasun skaalaimen (joka määrittää siis millä kaasutikun asennolla kopteri leijuu - oikein säädettynä keskitikku pitää lentokorkeuden vakiona) säädin kohdilleen, sitä ei tarvinnut muuttaa kuin yhden kymmenyksen. Alt holdin kanssa minulla on vielä pientä hakemista, kopteri tekee silloin tällöin pienen metrin tipautuksen tai saattaa vaeltaa pikkuhiljaa alaspäin. Yleensä lentokorkeus pitää aivan kuin naulattuna, mutta toisinaan tulee poikkeamia. GPS pitää sijainnin todella hyvin.



Testilentoa varten minun piti rakentaa jalakset, jotta alimmat potkurit eivät louhi maaperää. Tein tavalliset kameratelinejaakset erästä tulevaa projektia varten ja ripustin keskelle kilon rautaa markkeeraamaan kameratelineen ja kameran painoa. Sen verran punnitsin osia, että oikea teline + kamera taitaa painaa parisataa grammaa enemmän, kuin tuo kilon rautaisannos.

Nyt kopterissa on puoli kiloa enemmän kuormaa, kuin aikaisemmin. Ennenhän minulla oli kaksi vanhaa akkua teipattuna kopterin pohjaan. Akut painoivat yhteensä kilon, nyt jalashärdelli + kaksi 500g punnusta painaa tasan tarkkaan 1500g.



Leijutin ja lentelin rauhallisesti vähän paikasta toiseen tasan 7 minuuttia. Vanhoilla moottoreilla ja kilon kuormalla vastaava lento kulutti akkua sen verran, että tuo oli maksimilentoaika. Nyt 1500g kuormalla ja samalla lentoajalla akkuihin (2x 4S 4000mAh) meni kumpaankin 2200mAh. Nopealla laskutoimituksella maksimilentoajaksi tuolla kuormalla ja noilla akuilla saadaan kymmenen minuuttia. Toivon vähän enempää, mutta kaippa tuokin ihan passeli on. Se on kuitenkin melkein kaksi kertaa sen, mitä toinen saman kokoinen heksani, jossa on 12" potkurit, Avroton motit, HKBlue noparit ja Naza.

Moottorit ja noparit olivat lennon jäljiltä jääkymät. En huomannut ottaa lämpömittaria mukaan, joten tarkkaa lämpötilaa en osaa mennä sanomaan.

Nyt kun uudet moottori + potkurit on todettu toimiviksi, pitää miettiä miten heksan rakenteen saisi taas vähän normaalimmaksi. Niin vängältä kuin nuo puoliksi puomien alapuolella killuvat potkurit näyttävätkin, suosisin ehkä enemmän tavallista heksaa tai Y6:sta. Koska Y6:ssa on omat tehohävikkinsä ja alapotkurit saattavat tulla kuvaan, taidan sittenkin taipua tavallisen heksan puoleen. Tämä tarkoittaa käytännössä sitä, että puomeja pitäisi pidentää tavalla tai toisella pari senttiä. Yksi vaihtoehto olisi uudet moottoripukit, joissa moottorit tulisivat kauemmas, puomin pään ulkopuolelle. Mutta taidan kuitenkin vaihtaa puomit pidempiin. Siirrän samalla noparit lähemmäs runkoa, todennäköisesti kuitenkin kiinni puomiin. Eli sama kaava jatkuu kuin tähänkin asti: kaksi lentoa, kaksi viikkoa säätöä, kaksi lentoa, ....

[oskuk]

Kun kerran tää on niin haasteellista niin mites olisi se, että mietit miten konffaat noi vaan pyörimään sisäkkäin? Lavat kulkemaan vuorotahtiin? Kyllähän sitä sentään ammutaankin potkurikehän läpi ;-)

[Trnquill]

Kun kerran tää on niin haasteellista niin mites olisi se, että mietit miten konffaat noi vaan pyörimään sisäkkäin? Lavat kulkemaan vuorotahtiin? Kyllähän sitä sentään ammutaankin potkurikehän läpi ;-)

Ihan vänkä ajatus, mutta ei taida fysiikan lajit toistaiseksi sallia moista. Multikopterissa kun kuitenkin potkureiden pitää pyöriä eri tahtiin. Ja jotta lavat pysyisivät synkroonissa, tulee aina silloin tällöin tilanne, jossa yhden lavan pitäisi luikahtaa kaksi kertaa toisen lomitse. Kahden vierekkäisen kanssa tämä ehkä onnistuisi, mutta entäs näiden viereiset? Ja näiden viereiset - ja sitten onkin kehä jo valmis. Tai ehkä jos aina silloin tällöin pysäyttäisi osan lavoista putken suuntaisesti?

Ja ei, ei tämä ole millään tavalla haasteellista! Pidemmät putket ja se on siinä. Olen vain itse tehnyt hommasta vaikean, koska tämä on harrastus! Jos minä en näitä kokeile, niin kuka sitten?