siehe auch: MK3Mag, MKGPS

Allgemein

Die NaviCtrl in Verbindung mit dem MK-GPS und dem MK3Mag erweitert die Fähigkeiten des MikroKopters.
So sind dadurch z.B. Funktionen wie PositionHold oder ComingHome möglich.

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Die NaviCtrl-Platine verfügt neben einem ARM9-Mikrocontroller und Mikro-SD-Card-Sockel noch über Erweiterungsstecker für zukünftige Entwicklungen.

Die Entwicklung der Software befindet sich erst am Anfang. Weitere Funktionen wie Logging von Flugdaten auf die SD-Karte und anderes werden bald folgen...

Erste Schritte

Restliche Teile bestücken

Folgendes liegt dem NaviCtrl Bestellsatz bei und muss noch selbst bestückt werden:

• 1 Elko (C1, Polung beachten!)

• 2 Stiftleisten (1x 10pol für FlightCtrl, 1x6pol für SPI-Schnittstelle)

• Verbindungskabel zum MKGPS mit vorkonfektionierten Steckern

• 2 Verbindungskabel (1x 10pol und 1x6pol zur Verbindung mit der FlightCtrl)

Optional (nicht beigelegt):

• 1 Stiftleiste für Debug (1x 10pol, z.B. für Software-Update)

Einbaurichtung

NaviCtrl so einbauen, dass der 6pol. Anschluss über dem 6pol. Anschluss der FC liegt und der 10pol. Anschluss über dem 10pol. der FC.

Via 10pol. und 6pol. Flachbandkabel mit FlightCtrl verbinden.

NaviCtrl-SV8 <-> FlightCtrl-SV1 und
NaviCtrl-SV6 <-> FlightCtrl-SV5

Zur Installation des MK3Mag und MKGPS bitte die Hinweise unter MK3Mag und MKGPS beachten.

Einstellungen

In den entsprechenden Settings müssen Kompass und GPS eingeschaltet sein.

Tab1 für GPS-Naviboard im Koptertool

(Screenshot Mikrokopter-Tool v1.63)

ToDo: Verifizieren, ob alle Beschreibungen hier noch aktuell sind.

GPS-Modi

Es gibt 3 Modi, die mit "GPS Mode Control" umgeschaltet werden. GPS_MODE_FREE, GPS_MODE_AID und GPS_MODE_HOME.
Hier wird ausgewählt, über welchen Kanal des Senders der Modus umgeschaltet wird

Hinweis: Ab FC Firmware V0.73 ist die Reihenfolge der GPS_Modi am 3fach Schalter von PH-FREE-CH auf FREE-PH-CH geändert worden.

GPS_MODE_FREE (!GPS_Mode_Control <20)

• Keine Wirkung des GPS
  
  

GPS_MODE_AID (oder Position Hold) (!GPS_Mode_Control zwischen 20 und 200)

• Jeder manuelle Steuereingriff (Nick/Roll Ausschlag > Stick-Threshold) führt zur temporären Abschaltung der GPS-Funktion

• das GPS wirkt unterstützend und versucht die aktuelle Position zu stabilisieren

• nach einem manuellen Steuereingriff, wird zunächst gebremst (Parameter SpeedCompensation) und nach der "Position Hold Login Time" die Soll-Position neu gesetzt

• es piept beim Einloggen auf die neue Position

GPS_MODE_HOME/WAYPOINTS (!GPS_Mode_Control > 200)

• WP abfliegen --> Man kann über das MK-Tool bis zu 20 Waypoints im MK speichern, die er sequentiell in diesem Mode abfliegt. Die WP enthalten neben den Zielkoordinaten noch einen Zielradius, über den ein kreisförmiges Zielgebiet definiert ist. Erreicht der MK beim Anflug erstmalig dieses Gebiet, so verweilt er die ebenfalls individuell einstellbare Zeit auf dieser Position, bevor er zum nächsten WP weiterschaltet (piept 1x). Hat er den letzten WP erreicht, fliegt er immer direkt zurück zur Start-Position. Die Sequenz der WPs wird immer dann zurückgesetzt (Target ist dann 1. WP), wenn man in den GPS_MODE_HOME wechselt.

• Coming Home --> Ist die WP-Sequenz leer, so fliegt der MK auf die Start-Position, d.h. der Mikrokopter nimmt den direkten Weg zurück zum Startpunkt (Home), auch wenn sich zwischen der aktuellen Position und der Startposition Hindernisse befinden!!!

• Die Startposition ist die aktuelle Position beim Starten der Motoren.

Achtung: Wenn per GPS_MODE_HOME zurückgeflogen wird, muss der MK mit dem Höhensensor auf Höhe gehalten werden. Ansonsten sackt er ab und beschleunigt unter Umständen immer weiter.

Tipp: Generell funktioniert GPS nur wirklich gut, wenn der Höhenregler an ist. Ansonsten verwirren die durch die Steuerbewegung hervorgerufenen senkrechten Beschleunigungen die ACC-Sensoren zu sehr.

Tipp2: Ab FlightCtrl Version 0.71C und NaviCtrl V0.12 besteht die Möglichkeit, Höhensensor und GPS über einen Schalter zu steuern. Im Falle eines 3-Fach-Schalters schaltet sich im AID und PH Modus der Höhensensor mit ein, im FREE Modus ist er aus ("Aus, wenn >50 und <179"). Dazu einfach im Koptertool das selbe Poti für GPS und Höhenregler einstellen.

• Wenn die LED am GPS blinkt, ist ein FIX erreicht.

GPS-Gain (Reglerverstärkung)

Gibt an, wie stark das GPS wirken soll. Ist es zu groß, schwingt die Position stark. Diese Größe sollte man beim Experimentieren mit den Settings auf ein Poti legen.

Stick Threshold (Stick-Ansprechschwelle)

Damit kann man für die aktiven GPS-Modi GPS_MODE_AID und GPS_MODE_HOME die Erkennungsschwelle manueller Steuerungen über den Nick- und Roll-Stick einstellen. Man sollte den Wert nicht zu klein wählen, da auch eine Trimmung an der Funke bereits einen Stickausschlag darstellt.

Praktisch: Wenn man den Wert auf 0 setzt, so werden nie manuelle Steuerbefehle erkannt, die die GPS-Steuerung unterbrechen. Dadurch loggt der MK die Soll-Position im Mode GPS_MODE_AID mit dem Stick nicht aus, sondern nur durch Umlegen des Mode-Schalters. Man fliegt an die gewünschte Position und schaltet auf GPS_MODE_AID. Dann kann man mit dem Stick spielen und der MK will trotzdem immer auf die Sollposition. Besonders bei Wind kann man damit verhindern, dass der MK erst abtreibt.

Min Sat

Minimale Anzahl von Satelliten, die vom GPS empfangen werden müssen um die GPS-Funktionen zu aktivieren. Es müssen für einen 3D-Fix mindestens 4 Satelliten in die Positionsberechnung einfließen. Verlässliche Positionswerte erhält man ab 6 Satelliten.

Ab FC v0.73 NC v0.15 Anzeige der Satellitenfeldstärken direkt im Kopter-Tool v1.63

Durch Klicken auf ->MKGPS im Koptertool erscheinen die Feldstärken der Satelliten

Das sollte man nicht im Flug machen, da der Datenstrom für die GPS-Anzeige im MK-Tool direkt von der NC an das MK-Tool weitergeleitet wird und somit die GPS-Funktionen an der FC außer Kraft setzt.

Parameter GPS-P

P-Anteil der Regelung

Einfluss des GPS-Abstands auf den Regler (größer = stärkere Neigung bei Positionsabweichung)

Parameter GPS-I

I-Anteil der Regelung

Eliminiert die bleibende Positionsabweichung bei Wind (größer = stärkere Neigung bei längerer Positionsabweichung)

Parameter GPS-D

D-Anteil der Regelung

Einfluss der GPS-Geschwindigkeit auf den Regler (größer = langsamere Bewegung)

Parameter GPS ACC

Unterstützung der Position durch die ACC-Sensoren. Wenn man den MK wegschubst, reagiert er schneller.

--> Langsam an höhere Werte rantasten (Poti)

Tab2 für GPS-Naviboard im Koptertool

(Screenshot Mikrokopter-Tool v1.63)

ToDo: Beschreibungen ergänzen

GPS Wind Correction

Durch Seitenwind kann es zu einer Abweichung der realen Flugrichtung (aktueller Kurs) von der Sollflugrichtung (Peilung auf das Ziel) kommen. Hier wird durch einen Vorhaltewinkel versucht diese Abweichung zu minimieren. Der Parameter kontrolliert die Stärke dieser Kompensation. Ein Wert von 0 bedeutet, dass diese Funktion abgeschaltet ist.

Speed Compensation

Ist der D-Anteil während der Bremsphase im GPS_MODE_AID nach einer manuellen Steuerung. Je höher dieser Wert ist, desto stärker bremst der MK nach manuellen Steuerungen ab, bevor er die Soll-Position festhält.

GPS Max Radius

Dieser Wert in Metern definiert ein kreisförmiges Gebiet um die Startposition. Nur innerhalb dieses Gebietes können Positions-Targets wie WPs gesetzt werden. Liegt eine Position außerhalb dieses Gebietes, so wird das Target auf die Stelle am Kreisrand gesetzt, die der Soll-Position am nächsten ist. Der maximale Radius ist 255m. Das entspricht einem Gebiet von 512 m Durchmesser um die Startposition.

Hinweis: Das heißt auch, dass man keinen PH machen kann, wenn man sich mehr als "Max Radius" von der Startposition entfernt befindet. In diesem Fall zieht der MK direkt nach dem Umschalten auf PH in Richtung Startposition. Dieses sollte man unbedingt beachten, wenn man mit dem MK spazieren geht...

Man kann diesen Wert auch auf ein Poti legen und somit dynamisch während des Fluges verändern. Dreht man ihn auf 0, so liegt jedes Ziel in der Startposition.

GPS Angle Limit

Begrenzt die maximalen Steuereinflüsse des GPS. Ein Wert von 100 entspricht in etwa einer maximalen Schräglage von 20°. Ist der Wert zu klein, kann es sein, dass der MK nicht gegen den Wind ankommt und abdriftet. Ist der Wert zu groß, wird der Anflug auf das Ziel ggf. zu schnell erfolgen.

Position Hold Login Time

Verzögerungszeit in Sekunden zwischen dem Ende einer manuellen Steuerung (Nick/Roll-Stick wieder in Neutralstellung) bis zum Festhalten der Sollposition im GPS_MODE_AID.

Signaltöne

Bei korrekt angeschlossenem NaviCtrl piept die FlightCtrl nun öfters. Die Töne sagen Folgendes aus:

• Im Mode GPS_MODE_AID und GPS_MODE_HOME piept es 5 mal pro Sekunde - solange bis die mind. Anzahl an Satelliten gefunden wurde (Siehe Paramter "Min Sat"). Es wird leiser, wenn ein SATFIX vorhanden ist, aber noch keine ausreichende Anzahl von Satelliten gefunden wurde.

• 1x Piep *Piiiep* - Einloggen von neuen Ziel-Koordinaten
• 1x Piep *Piiiep* - beim Wechsel des GPS-Modes
• 1x Piep *Piiiiiiep* - Es piept länger beim Starten der Motoren, wodurch das Setzen der Startposition bestätigt wird.

LED-Anzeigen

Auf der NaviCtrl befinden sich 2 LEDs, 1x rot und 1x grün. Die rote LED signalisiert einen Fehlerzustand. Zur Auflösung des jeweiligen Fehlers muss man die NC mit dem MK-Tool verbinden.

Die grüne LED zeigt derzeit eine aktive Kommunikation zum MK3MAG an.

Wie fängt man an?

1. Man braucht viel Platz und freien Himmel

2. MK einschalten, Funkkontakt sicherstellen und an der Funke auf GPS_MODE_AID schalten.

3. Auf den ersten Fix warten
   • LED am GPS blinkt, wenn fix erreicht ist
   • es piept so lange im Sekundentakt, bis die Mindestzahl an Satelliten gefunden wurde
   • Piepen ist leiser, wenn Fix da ist, aber noch nicht alle Satelliten

4. Kontrolle der Kommunikation zwischen Navi und FlightCtrl

   • es piept solange GPS keinen Fix hat (es piept jedoch nur, wenn man auf AID oder HOME ist, im FREE-Mode nicht).

5. Auf GPS_MODE_FREE schalten

   • Umschalten des Modes wird durch Piepen angezeigt
6. Motoren starten
   • Es piept länger beim Starten der Motoren, wodurch das Setzen der Startposition bestätigt wird.
   • einige Sekunden schweben, bis der MK ohne Trimmung gut fliegt
   • ggf. die Höhenregelung aktivren und ausreichend Gas Geben um regelreserven bereitzustellen.

7. Auf GPS_MODE_AID schalten

   • Position wird eingeloggt (wird durch ein Piepen bestätigt)

   • GPS sollte jetzt greifen und der Kopter schwebt im Idealfall mit wenigen Metern Unterschied an seiner Position.

Für den Anfang ist es hilfreich, den MK wenige Meter in die Luft zu heben, dann den Schalter für den Setpoint (=Höhe halten) umzulegen und dann auf GPS_MODE_AID zu schalten. Der MK sollte dann mit einem Radius von ca 5m um die eingeloggte Position am Himmel stehen.

SD-Karte

• Die NaviCtrl loggt auf FAT16 formatierten SD Karten bis 2GB Größe die Flugroute im KML-Format und GPS-Format mit.

• Eine erkannte und initialisierte SD-Karte kann man an den Initialisierungsmessages der NaviCtrl erkennen.

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Wie spiele ich in die NaviCtrl einen neuen Bootloader ein?

• siehe NaviCtrlFlashen

Dies ist eigentlich nur nach dem Wechseln des Controllers notwendig.

Wie spiele ich in die NaviCtrl eine neue Software ein?

1. Man lötet eine Stiftleiste an die Debug Schnittstelle der NaviCtrl und verbindet diese mit der Sercon an der SIO Schnittstelle, kein Jumper auf dem Sercon stecken.

2. Die FC über den 10- und 6pol. Stecker mit der NaviCtrl verbinden. Jetzt den Kopter einschalten.

3. Das Mikrokopter-Tool >=1.51 starten und auf Update Software (seriell) klicken. Die .hex Datei auswählen.

4. Der Update Vorgang startet und sollte in ca 1-2 Minuten abgeschlossen sein. Am Ende erkennt man das Eintreffen von Debug Daten im Terminal.

Will man mehrere Fimwares nacheinander updaten, so spielt möglicherweise die Reihenfolge eine Rolle. Zitat aus dem Forum: 1. Navi-Ctrl_STR9_V0_12i.hex

1. Flight-Ctrl_MEGA644_V0_71h.hex

2. MK3Mag_MEGA168_V0_21b_SVN48.hex 'Dann mit MikroKopter-Tool 1.58 in [Controller Update & Terminal] die Files auswählen und in der angegebenen Reihenfolge flashen.

TIMEOUT beim Updateversuch

U.U. schlägt ein Updateversuch mit der Meldung "Timeout" im MK-Tool fehl. Gründe können z.B. ein abgebrochener Updatevorgang oder eine fehlerhafte HEX-Datei sein.
Damit man trotzdem ein Update durchführen kann, muss man die NaviCtrl bei der "Connecting..."-Meldung im MK-Tool aus- und wieder einschalten. Dies startet den Bootloader, und das Update wird durchgeführt.

Debug-Schnittstelle und KopterTool

Man lötet eine Stiftleiste an die Debug Schnittstelle der NaviCtrl und verbindet diese mit der Sercon an der SIO Schnittstelle, kein Jumper auf dem Sercon stecken. MK einschalten und KopterTool starten.

Im Terminalmodus sieht man die Startsequenz der NaviCtrl:

Die letzte Zeile sind Debug-Daten, sie kann ignoriert werden. Hier kann man überprüfen, ob alle Schnittstellen bzw. Geräte korrekt initialisiert wurden. Im Koptertool selbst stehen dann die NaviCtrl-Parameter zu Verfügung:

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Screenshot der 1. Seite der Parameter:

• GPS-Data Counter: Wird hochgezählt und signalisiert ein korrekt angeschlossenes GPS

• SPI Error und SPI OK: Hier wird die SPI Verbindung zur FlightCtrl angezeigt (es sollten nur bei OK Werte hochzählen)

• Poti1,2,3: Hier kann man nochmals die Potiwerte vom Sender prüfen
• ACC, Winkel, etc. ist wohl selbsterklärend

Die Parameter können auch bei Anschluss der FlightCtrl im Scope angezeigt werden. Ein "Setup" der NaviCtrl ist nicht möglich, der Button ist ausgegraut.

ToDo: Liste ist noch zu ergänzen mit den restlichen Parametern, translation into english for english version of NaviCtrl

Schaltplan, Bestückungsplan & Stückliste

Navi-Ctrl_V1_1.pdf

Stückliste: Navi-Ctrl_V1_1_Stueckliste.txt
Bestückungshilfe:

ToDo: hier gibt es noch etwas zu tun

ChangeLog

Neuerungen in Software/Firmware FC:V0.73 NC:V0.15 MK-Tool V1.63 mit Kartenflug und Mixertabelle

• GPX-Logging auf SD-Karte möglich (mehr Infos, die per Datenpunkt gespeichert werden)
• Auf der SD-Karte gibt es nun eine settings.ini, worin das Intervall und das Format für das Loggen abgelegt ist
• Mehr Infos in der OSD-Struktur zugefügt

• OSD-Fenster im KopterTool auch bei 800 Pixel Bildschirmbreite nutzbar

• Mehr OSD-Infos werden dargestellt

Links

Forums-Thread zur neuen Software FC:V0.73 NC:V0.15 MK-Tool V1.63 mit Kartenflug und Mixertabelle

http://forum.mikrokopter.de/topic-8761.html

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