Das Emcotec-rOsewhite-Projekt

- Hintergrund
- Ideen zur Sicherheit
- Der X8
- Der Flat Octo



Hintergrund

Rund ein halbes Jahr ist es nun her, dass ich mit Emcotec zusammen gekommen bin. Hier haben sich zwei gefunden, die beide auf ein Höchstmaß an Qualität stehen und der Meinung sind, dass es insbesondere professionell genutzten Multicoptern ganz essentiell an einem Punkt fehlt: Sicherheit.

Features wie Return to Home bei Empfangsverlust oder die Nutzung vieler Motoren, um Redundanz zu erzeugen, sind zwar nicht neu, doch entspricht das ungefähr einem Auto, das nicht mehr als eine Fußbremse zu bieten hat.

Angesichts des sich füllenden Luftraums wird der Aspekt Sicherheit jedoch immer wichtiger. Noch mögen die Youtube-Streams über abgestürzte oder weggeflogene Copter ganz unterhaltsam sein, doch liegt das nur daran, dass noch nichts wirklich Schlimmes passiert ist. Dass es passieren wird, ist zweifellos. Es ist eigentlich nur eine Frage der Zeit.

Daher haben wir wochenlang Brainstorming betrieben, wie wir unsere Copter sicherer machen können. Da wir nicht wissen, von wem und wo unsere Copter später eingesetzt werden, wurden alle Typen mit weniger als 8 Motoren kategorisch gestrichen, da sie keine wirkliche Ausfallsicherheit zu bieten haben. Ein Quad würde bei Motorausfall wie ein Stein runterkommen und ein Hexa auch nur sehr bedingt steuerbar sein.

Damit haben wir zwar weniger Flugzeit als andere zu bieten, die mit wenigen großen Luftschrauben die Kreisflächenbelastung verringern und den Wirkungsgrad erhöhen, doch Sicherheit hat hier eindeutig Vorrang. Auch lässt sich ein Copter mit mehreren kleinen Luftschrauben und höheren Drehzahlen bei viel stärkerem Wind noch ruhig halten, was ebenfalls ein Sicherheitsaspekt ist.



Auf der Elektronikseite lässt sich jedoch noch viel mehr erreichen. Wir haben uns für den AutoQuad als Flugsteuerung entschieden, da er zum einen auf Open Source Software basiert, zum anderen aber auch momentan die Flugsteuerung mit der präzisesten automatischen Navigation ist, die mir bekannt ist.



Ideen zur Sicherheit

AutoQuad und ESC32 werden in eine Umgebung gesetzt, die Industrienorm erfüllt. Auf Kabel wurde — soweit es irgend geht — verzichtet und statt dessen alles gesockelt. Störungen auf dem Magnetometer aufgrund schlecht verdrillter oder verlegter stromführender Leitungen sind somit ausgeschlossen. Statt offenliegender Pins für serielle Anschlüsse oder Boot-Jumper gibt es verriegelnde Buchsen und Microtaster. Selbst die Anschlüsse für den Gimbal bestehen aus hoch belastbaren selbstverriegelnden Steckkontakten.



Das Controllerboard zwischen den ESCs und dem AutoQuad sorgt später für die Auswertung einer Reihe von sicherheitsrelevanten Informationen. Es werden die Stati aller acht ESCs/Motoren überwacht, ebenso wie die Zellspannungen von bis zu vier Flugakkus und das Empfangssignal von zwei Empfängern, die im Diversity-Betrieb arbeiten.

Aus allen Informationen wird ein Gesundheitsstatus ermittelt und in keine, marginale oder schwerwiegende Fehler unterteilt. Dieser Status wird dem AutoQuad übermittelt, der bei Bedarf eine entsprechende Aktion auslösen kann, wie den Abbruch einer Mission oder — bei schwerwiegenden Problemen — das Ansteuern eines zuvor deklarierten Notlandeplatzes, falls der Copter zu weit vom Startpunkt entfernt ist oder es nur darum geht, nicht auf einem besonders gefährdeten Gebiet (zum Beispiel einer Menschenmenge oder technische Anlagen) herunterzukommen.



Darüber hinaus stellt das Controllerboard einige auf unsere Zwecke abgestimmte Anschlüsse bereit: So können zwei beliebige Empfänger an dem Diversity-Controller betrieben werden. Alle Protokolle werden nach S-Bus konvertiert, so dass später auch der Einsatz von Empfängern mit Protokollen möglich ist, die dem AutoQuad selber unbekannt sind.

LED-Ausgänge übermitteln den Status in Form einer einfachen Ampelschaltung (rot/gelb/grün), die nahezu jeder Mensch intuitiv versteht. Blink-Codes, die erst zu einem Blick in das Manual oder dessen Auswendiglernen nötigen, sind für den normalen Piloten eine unnötige Belastung und können gerade in schwierigen Situationen ablenken.

Ein fest installiertes XBee sorgt für die drahtlose Datenübertragung zwischen Tablet/PC und Flugsteuerung. Für kräftige Gimbals steht an allen freien PWM-Ausgängen eine 6V 5A Spannung zur Verfügung.

Die Copter wird es zunächst nur in zwei Octo-Varianten geben. Beide basieren auf meinem Tamara-Rahmen, der mittlerweile viele Härtetests bestanden hat und in Serie gefertigt wird.



Der X8

Die kleine Version wird als X8 mit einer Spannweite von 70 Zentimetern und Propellergrößen bis 16 Zoll angeboten. Bei den Motoren steht momentan noch alles offen. Wir haben unsere bevorzugten Hersteller, wollen uns aber auf keine bestimmte Größe festlegen, um flexibel auf Kundenwünsche bezüglich Nutzlast und Flugzeit reagieren zu können.

Als Akkuhalter gibt es wahlweise bis zu vier Halter am Landegestell oder auf dem Armen. Ein kleiner Brushless-Gimbal für Kameras bis zur Größe einer Sony Nex ist bereits in Entwicklung.






Der Flat Octo

Die große Version wird als Flat Octo mit knapp über 90 Zentimeter Spannweite angeboten. Um mit den maximal 13 Zoll großen Propellern entsprechenden Schub liefern zu können, ist unser momentaner Favorit der Plettenberg-Motor, auch wenn er sich nicht durch den besten Wirkungsgrad auszeichnet. Dafür bleiben hier bei 16kg Schub und einem Abfluggewicht von knapp über 4kg noch ausreichend Reserven für Payload. Letztendlich reagieren wir aber auch beim Flat Octo flexibel auf die Anforderungen der Kunden.

Auch hier gibt es wahlweise bis zu vier Akkuhalter am Landegestell oder auf dem Armen. Der Gimbal befindet sich dank des offensichtlich gar nicht enden wollenden Winters leider immer noch in der Testphase. Eine Weiterentwicklung mit BL-Antrieb ist bereits in Arbeit.







Natürlich wird niemand einen absturzsicheren Copter herstellen können, genauso wenig, wie man ein ausfallsicheres oder unfallsicheres Fahrzeug entwickeln kann, doch man kann zumindest das Risiko minimieren.

Unser Anspruch ist mit dem jetzigen Stand noch nicht erschöpft. Weitere Gedanken gehen sogar hin zu einer Redundanz der Flugsteuerung. Doch bis dahin liegen noch viel Entwicklungsarbeit und noch viel mehr Testflüge vor uns.

Einer der ersten Testflüge nach Montage des fertigen Controllerboards und anschließender Neukalibrierung des AutoQuad:

Von Tilman Pietzsch am 31. Mai 2013, 00:37 Uhr veröffentlicht | 13085 mal gelesen
Themen: Bauberichte | Reviews

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Kommentare

Kommentar von Egbert Metzler (www.creative-video-copter.de) am 30. November 2013, 20:00 Uhr:

Hallo Tillmann,

mit der Gimbal-Suche bin ich ja schon fündig bei Dir geworden – und warum nicht gleich den ganzen Copter von Dir ausrüsten? Die Bilder und Beiträge die ich hier und anderswo gesehen habe scheinen vielversprechend zu sein.

Über Redundanz hatte ich mir bisweilen nicht wirklich Gedanken gemacht. Der X8 würde mir schon aus Gewichtsgründen (bis max. 5kg) gefallen. Nach meiner Erfahrung liegt ein Modell mit 6 Motoren doch deutlich ruhiger in der Luft als nur mit 4 Motoren. Ich weiß nicht wie sich das mit Koaxen verhält. Der Flat-Octo wird die 5kg Grenze bestimmt deutlich überschreiten. Einen X12 habe ich noch Keinen hier gesehen, der könnte vielleicht drunter bleiben?
Gewichtsangaben sind leider weder hier noch bei Deinen Vertriebspartnern vorhanden, zumindest was das Abfluggewicht angeht (oder ich habe es nur noch nicht gefunden .-).

Schade auch, dass das Emcotec-rOsewhite-Projekt, welches ja hier wie anderswo der vielbeschriebenen Sicherheit dienen soll, nur den RTF-Käufern vorbehalten bleibt. Das Klientel, welches ein RTF-Model kauft sind aber genau diejenigen, wegen denen in anderen Foren über die Anpassung der LuftVG und AEs debattiert wird.

Auf das AutoQuad-Projekt (AQ!) bin ich erst hier aufmerksam geworden und die wenigen Anbieter sind äußerst spartanisch mit Informationen, Downloadmöglichkeiten, etc. Bei einem Modell bis 3T€ würde ich zumindest von einem Shopbetreiber wie Emcotec mehr erwarten.

Es ist schwer aus Informationen nur aus dem WWW, ohne die HW in Händen zu halten oder mit dem Händler darüber zu sprechen Beträge auszugeben, für die sich Andere einen Kleinwagen kaufen…

Vielleicht kannst Du mir einen Tip geben und welches Modell (Abfluggewicht inkl. Kamera und Gimbal und ca. 8-10min. Flugzeit) samt Regler und GPS-Flugsteuerung Du mir empfehlen würdest – und bitte kein RTF! Oder es ergibt sich die Gelegenheit auf einer baldigen Messe o.ä.

Gruß Egbert.

Antwort von Tilman am 30. November 2013, 20:15 Uhr:

Hallo Egbert,

eine Antwort hier würde vermutlich ein bisschen die Grenzen des Kommentar-Boards sprengen, daher kriegst Du meine Antwort per Mail.

Kommentar von Andre am 15. November 2013, 15:19 Uhr:

Hi, tolles Projekt.
Allerdings eine kleine frage habe ich.
Woher bekommt man eine so tolle Abschirmung des GPS?

Vielen Dank
Gruß
André

Achja eine tolle Seite hast du da!!!!

Antwort von Tilman am 21. November 2013, 02:37 Uhr:

Danke für die Blumen. Das GPS-Shield kriegst Du überall, wo es den AutoQuad gibt. Sprich: Emcotec, Flyduino oder Viacopter.

Kommentar von Christian am 12. November 2013, 17:12 Uhr:

Hallo,

kann man die Emcotec Platine schon irgendwo beziehen? Autoquad und 8x ESC32er habe ich schon zuhause.

Viele Grüße,
Christian

Antwort von Tilman am 12. November 2013, 17:33 Uhr:

Hallo Christian,

die wirst Du leider gar nicht einzeln kaufen können, da sie ausschließlich unseren RTF-Camliftern vorbehalten sind. Wir haben uns explizit gegen einen Verkauf der Boards entschlossen, um uns dieses Alleinstellungsmerkmal zu bewahren.

Kommentar von Christian am 16. Juli 2013, 13:45 Uhr:

Hallo Tilman,

hätte sehr großes Interesse an einem Tamara Frame. Könntest du mir die Preise zukommen lassen?

Christian

Antwort von Tilman am 18. Juli 2013, 23:43 Uhr:

Siehe E-Mail ;-)

Kommentar von Robby Ahrens am 12. Juli 2013, 22:15 Uhr:

Hallo Tilmann,

kannst Du mir die Bezugsquelle und den Typ der Messinggewinde-Einsätze (vorletztes Bild - Bodenplatte Gimbal) verraten ?
Ich google mich schon doof und dämlich .-)
Meistens sind sie zu tief (was kein Problem wäre) oder sie haben keinen Flansch.

Gruß Robby

Antwort von Tilman am 18. Juli 2013, 23:43 Uhr:

Die Einsätze kannst Du als Gewerbetreibender unter www.kvt-koenig.de beziehen.

Kommentar von Johannes am 10. Juli 2013, 09:20 Uhr:

Hallo,

habe gesehen das du auf die MakerFair nach Hannover kommst. Wirst du da einen oder gar beide Tamara Copter zeigen?

Gruß

Johannes

Antwort von Tilman am 18. Juli 2013, 23:33 Uhr:

Ja, ich werde einen X8 und einen Flat Octo mitbringen.

Kommentar von Ecky am 30. Juni 2013, 18:54 Uhr:

Hallo Tilman,

kannst Du schon etwas zu dem kleinen BG sagen.?

Grüße
Christian

Antwort von Tilman am 18. Juli 2013, 23:31 Uhr:

Nein, wird noch ein paar Wochen dauern. Etwas wirst Du Dich noch gedulden müssen. ;-)

Kommentar von armin am 25. Juni 2013, 09:20 Uhr:

Hy Tilman

Schaue ständig bei den Bezugsquellen wann es den x8 Rahmen gibt .)
Gibt's schon einen Preis .).
Als Augsburger möchte ich natürlich einen Augsburger Frage aufbauen .)

Danke Dir

Armin

Antwort von Tilman am 28. Juni 2013, 12:14 Uhr:

Rahmen und Landegestell kannst Du einfach bei mir erfragen.

Kommentar von kinderkram (www.autoquad.org) am 04. Juni 2013, 01:13 Uhr:

Danke für den ausführlichen Bericht, Tilman!

Wie im AQ Forum bereits geschrieben: Ihr habt dem AQ einen Thron gebaut.
Sieht nich nur gut aus - scheint auch prima zu funktionieren. Noch besser säh die Dame natülich mit einer schicken Haube aus - aus Sicherheitsgründen ist's ja eh angesagt, die Klunker zu verstecken und zu schützen. .-)

Und fliegen tut sie doch auch ganz prächtig, agil & stabil, smooth & kraftvoll.
Da freut sich die zukünftige Payload samt Cam-Operator. Auf das Gimbal bin ich auch gespannt. Eigentlich hat der AQ ne saubere Stabilisierung abgeliefert, schnelle und kräftige Servos vorausgesetzt - nur is das im BL Gimbalwahn komplett untergegangen. Immerhin können wir darauf aufbauend das POI Feature umzusetzen...

Der Flat Octo issen echtes Mutterschiff. Dem möchte ich nich in die Quere kommen - der produziert ruckzuck Geschnetzeltes.

Deshalb soltest Du das Sinken beim RTH in den Griff bekommen. Hast Du mal probiert, einen hohen Homepoint festzulegen und dann aus halber Höhe RTH zu triggern?
Dann sollte er sofort in den Steigflug gehen, während er den Homepoint ansteuert.
Mach das mal, log es und poste es mal bei ... na, Du weisst schon.

Norbert

Antwort von Tilman am 04. Juni 2013, 01:35 Uhr:

Hallo Norbert,

danke für die Blumen. ;-)

Die Hauben sind bereits bestellt, nachdem ich vorletzte Woche dem Tiefzieher eine Urform liefern konnte. Ich hoffe, die kommen bald, damit ich nicht bei jedem kleinen Regen abbrechen und einpacken muss.

Die Gimbal-Ports werden wir definitiv nutzen, den in der Kameragröße 3-4kg ist BL-Gimbal noch nicht ganz so angesagt. Deshalb haben wir ja extra nen richtig fetten Recom mit auf das Controller Board gesetzt.

Was das Sinken betrifft, hab ich wohl den Fehler schon gefunden. Lies Dir mal in der FPVC meine Erkenntnisse zum Motor-Mixer durch. Das ist der durchschlagende Erfolg. Bei den Tesflügen in dem Video hatte ich mich mit den PIDs einfach schon zu weit von den Default-Werten entfernt.

Kommentar von Heinrich am 02. Juni 2013, 12:11 Uhr:

Hallo Tilman,
endlich hast du deine neuesten Kreationen auch bei dir im Thread eingestellt.
Hab die die Bilder schon in einigen anderen Foren gesehen, hast wahrscheinlich aus Zeitgründen ein wenig vernachlässigt .-)
Sieht echt top aus.
Zu Autoquad hätte ich die eine oder andere Frage.
Leider finde ich die Beschreibungen des PID-Tunings von AQ ziemlich durftig (meine Meinung) auch die Videos helfen nicht immer. Ich persönlich hab im Dunklen stöbern müssen bis es einigermaßen geflogen ist. Hättest du Zeit deine Erfahrungen und Vorgehensweisen uns allen mitzuteilen. Wenn ich nur daran denke wie es die Anleitung mir bei MultiWii geholfen hat! Kinderkram hab darauf schon angesprochen, leider ohne Erfolg :-(
Das Board ist wirklich klasse, nur die Informationen zum Kalibrieren, Einstellen, Tunen muss man sich aus dem Finger saugen, teilweise wochenlang die Foren durchlesen, finde ich schade. Eine Schritt für Schritt Anleitung fehlt!
Jetzt habe ich auch schon das zweite Board gehollt. Diesmal für meinen X8.
Würdest du deine PID-Einstellungen für den X8 reinsetzen (ist klar dass die so nicht 1:1 verwendet werden dürfen)

PS würde wieder gerne mit dir fliegen, zwegs Erfahrungsaustausch und änlichem.
Wir könnten doch mal ein AutoQuad-Treffen organisieren!?

Gruß Heinrich

Antwort von Tilman am 02. Juni 2013, 13:49 Uhr:

Hallo Heinrich,

das Geheimnis liegt nicht in den PIDs, sondern im Motor Mixer. Je besser die Werte auf Pitch und Roll passen, desto weniger PID-Tuning ist nötig. Ich habe das unter anderem hier neulich schon beschrieben: http://fpv-community.de/showthread.php?14023-Autoquad-Motor-Mixing-Table&p=367822&viewfull=1#post367822.

Natürlich kannst Du gerne mal wieder kommen, wenn Du möchstest. Ich habe noch extrem viele Testflüge vor mir und warte eigentlich nur auf besseres Wetter.


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