Ausbildungsprojekt Hexakopter

Dieser Artikel erschien 2013. Die Tipps und Techniken können möglicherweise veraltet sein.

von Tobias Manthey (Gastbeitrag), 

Zu Beginn unseres ersten Ausbildungsjahres durften wir an verschiedenen Projekten arbeiten. Zur Auswahl standen: ein Linienfolger, ein Omnibot, eine Wetterstation und ein Kopter. An jedem Projekt wurde zu dritt gearbeitet.

Unsere Projektgruppe

Unsere Projektgruppe

Warum der Hexakopter?

Da wir noch keine genauen Vorstellungen hatten, wie unser Kopter am Ende aussehen sollte und welche Komponenten wir verwenden wollten, haben wir uns erst mal im Internet schlau gemacht. Dank einiger Foren und Internetseiten in denen das Thema Kopter behandelt wird, ist uns ein guter Start in das Projekt gelungen. Unsere Wahl fiel letztendlich auf den Hexa-Kopter. Durch die sechs Motoren liegt der Hexa-Kopter sehr stabil in der Luft und bei Ausfall eines Motors ist eine sichere Landung immer noch möglich.

Die ersten Schritte

Erste Skizzen wurden angefertigt und bald darauf waren auch schon die Ausleger und die Centerplate ausgefräst und montierbereit.

Das Zusammenbauen des Hexakopterss

Das Zusammenbauen des Hexakopterss

Als Mikrocontrollerboard diente uns das Arduino Pro Mini. Hierfür gab es schon einen vorgefertigten Quellcode von Hobbybastlern. Dieser war sehr umfangreich und beinhaltete viele zusätzliche Optionen, die aktiviert oder deaktiviert werden mussten. Zusätzlich haben wir noch einen Quellcode für eine Batterieüberwachung geschrieben, so dass uns blinkende LEDs am vorderen Ausleger signalisieren, dass der Akku die geforderte Leistung nicht mehr lange leisten kann.
Den Lagesensor wollten wir zunächst aus den Controllern der Wii-Spielekonsole nehmen. Unser Ausbilder machte uns aber auf einen anderen Sensor aufmerksam, der kompakter und sensibler ist. Motoren, BL-Regler und Propeller sowie die Fernsteuerung und der dazu passende Empfänger waren schon von der Gruppe aus dem letzten Jahr vorhanden.

Die Montage des Hexakopters
Der fertige Hexakopter.

Der fertige Hexakopter.

Der nächste Schritt war nun die ganzen Komponenten zu verbinden. Um den Schaltplan erstellen zu können, haben wir uns vorher über die Pinbelegung des Arduinos und des Lagesensors informiert. Mit Hilfe des Layoutprogramms Target haben wir unser Platinenlayout erstellt. Nachdem wir eine Unterweisung im Ätzlabor bekommen hatten, konnten wir unsere Platine selbständig ätzen. Die Lötarbeiten konnten beginnen.
Die Montage des Kopters dauerte zwar etwas und war mit viel Geduld verbunden. Danach war die gröbste Arbeit erledigt. Jetzt mussten wir ihn nur noch programmieren und kalibrieren.
Mit Hilfe des Programms „MultiwiiConf“ können wir sämtliche Daten des Lagesensors und der Motoren auswerten. Weiterhin können wir die Empfindlichkeit der Fernsteuerung einstellen und den Lagesensor kalibrieren. Dies ist zwingend notwendig, da der Kopter mit falscher Kalibrierung abdriftet oder um die eigene Achse rotiert.
Im Laufe der Zeit sind wir immer wieder auf kleinere Probleme gestoßen wie zum Beispiel, dass unsere LED Batterieüberwachung ständig leuchtete. Ein genauerer Blick in den Quellcode zeigte uns, dass der dafür vorgesehene Pin am Arduino schon belegt war. Eine Änderung im Quellcode hat das Problem behoben.
Nach mehreren Testflügen und weiteren Feineinstellungen, war unser Hexakopter endlich flugbereit.

Fazit

Die Arbeit an unserem Projekt hat uns viel Freude bereitet. Der Höhepunkt des Projekts war der erste Testflug. Nach wochenlanger Arbeit waren wir sehr gespannt wie sich unser Kopter beim ersten Start verhalten würde: Er flog und zwar sofort!

Die Projekte waren ein sehr guter Einstieg ins erste Ausbildungsjahr. Von Anfang an war man mit Themen konfrontiert, die zunächst einen komplizierten Eindruck machten. Doch durch selbständige Recherche und mit Hilfe der Ausbilder konnten diese erfolgreich bewältigt werden. Wir haben also viel Gelernt und hatten dabei auch noch Spaß. Was will man mehr?