sNQ fliegt
Der sNQ (steht für Shrediquette Nano Quadrocopter) ist mittlerweile flügge und hat die ersten Flugminuten erfolgreich absolviert :-)
Ohne prahlen zu wollen, möchte ich doch zumindest als Randnotiz erwähnen, dass Svens Code (abgeleitet von William´s Shrediquette-Code) und meine Hardware direkt beim ersten “Schuss” einwandfrei zusammen gearbeitet haben. Natürlich musste ein bisschen am Code optimiert werden und auch auf dem Layout gab es einen (unkritischen) Fehler, so etwas bleibt nicht aus. Aber alles in allem ein direkter Erfolg.
Im zuletzt beschriebenen Stadium fehlten noch ein paar Kleinigkeiten, um die der sNQ jetzt erweitert wurde.
Hier fehlt immer noch der nicht lieferbare MPU6050, aber der Code war bereits in der Lage, die Fernsteuer-Befehle vom Sender in Motorreaktionen umzusetzen. Auf diese Weise konnten wir die Mischung im Programm überprüfen. Der linke Anschluss ist kompatibel zu Willas Shrediquette implementiert und erlaubt uns, die TriGUI für Programmierung, Parametrierung und Überprüfung zu verwenden. Lediglich die Stecker mussten adaptiert werden, denn der sNQ hat aus Platzgründen Stecker im 1,27 mm Raster spendiert bekommen.
Sven hat versucht, seinen sNQ mit einem gestrippten (ohne Gehäuse) Miniempfänger zu betreiben, aber diese Variante erwies sich als ungeeignet, weil zu schwer.
Folglich haben wir uns auf Plan B gestürzt und den aus einem der Motorspender (Silverlit TandemZ) ausgebauten Infrarotempfänger ins Spiel gebracht.
Die Pinbelegung des Chip erwies sich als inkompatibel zu der beim Layout angenommenen Belegung eines TSOP1738, weshalb noch ein Draht spendiert werden musste. Ansonsten besteht der komplette “Empfänger” neben dem eigentlichen Empfängerchip lediglich aus einem Serienwiderstand in der Plus-Leitung sowie einem Blockkondensator.
Im Bild ist der Empfänger noch mit einem SMD-Widerstand ausgerüstet, der ist mir aber bei einem leichten Biegeversuch abgebrochen, so dass in der zweiten Version ein normaler bedrahteter Widerstand dessen Platz einnehmen musste. Der hat inzwischen einige Abstürze mit Kopfstand heil überstanden, so dass ich eine Empfehlung in dieser Richtung ausspreche :-)
Damit aber ein TSOP ein Infrarotsignal als gültiges Eingangssignal anerkennt, müssen ein paar Randbedingungen eingehalten werden, die uns einiges Kopfzerbrechen gekostet haben. Insofern war es eine gute Idee, an Stelle einer einfachen NE555-Schaltung einen Mikroprozessor als 38 kHz-Signalerzeuger zu verwenden.
Ende 09/2011 sind dann endlich die seit Monaten heiß ersehnten MPU6050 - direkt vom Distributor - einen herzlichen Dank an dieser Stelle an das Team von Macnica Deutschland - an mich ausgeliefert worden und wir konnten den letzten Teil der Softwareanpassungen in Angriff nehmen.
Aber zuerst musste der Chip auf dem sNQ implantiert werden, was bei der einzigen zur Verfügung stehenden Bauform eine echte Herausforderung für den Hobbybastler ist. Seht selbst...
Der Größenvergleich mit einer 3 mm-LED lässt Schlimmes ahnen:
Der Chip ist nur 4 x 4 mm groß und hat auf jeder Seite 6 Anschlüsse, die nicht unter dem Chip heraus schauen.
Aufgelötet und funktionsfähig sieht es dann gar nicht mehr so schlimm aus ;-)
Zumindest nicht auf der Makroaufnahme:
Die Leiterbahnen, die vom MPU6050 weg führen sind 0,3 mm breit. Die “dicke” Plusleitung neben der SMD-Spule des StepUp-Converters ist 0,6 mm breit. Das Pinout für den MPU6050 habe ich gegenüber einem Standard TQFN24-Gehäuse mit leicht verlängerten Pads ausgestattet, so dass ich mit dem Lötkolben das Pad neben dem Chip erwärmen konnte und das Lot darunter laufen ließ.
Flugfertig sieht der sNQ ein bisschen zerfranst aus, was dem einseitigen Layout geschuldet ist. So waren wir gezwungen, die Leitungen zu den LEDs und zu den Motoren mit Drähten zu verlegen.
Allerdings kann die Optik auch bei diesem Layout gehörig aufgepeppt werden, was beim zweiten Versuch, dem sNQ Shorty, deutlich wird.
Einen permanent vorhandenen Reset-Schalter habe ich auch noch spendiert, weil sonst die Initialprogrammierung mit dem Arduino Bootloader überhaupt nicht funktioniert hätte.
Ebenso hat er sich als hilfreich erwiesen, wenn das Programm mal wieder in der Schleife zur Bestimmung der Ruhelage des sNQ oder der Kopplung zum Sender hängen geblieben
ist (was bei der Programmierung des IMU-Teils und insbesondere der Findung der korrekten Parameter für die Infrarot-Übertragung der Steuerbefehle des Senders
häufiger der Fall war) und somit nie im von William vorgesehenen Programmteil zur über die TriGUI gesteuerten Programmierung ankam. In diesem Zustand konnte die
Programmierung mit einer geänderten Version des Programms nur noch durch einen Reset während des Programmierstarts erfolgen. Dazu immerfort eine Pinzette zu verwenden verliert irgendwann den Reiz :-)
Im Bild oben wird der sNQ gerade mit dem selbst entwickelten LiPo-Ladegerät betankt.
Die für die Fluglageerkennung unabdingbaren LEDs an den Auslegerenden sind ebenfalls montiert:
Der eine Pol der LED muss mit einem Draht angeschlossen werden, damit die Klammer für den Motor elastisch bleibt.
Beim zweiten Prototyp, dem sNQ Shorty ist die Motorhalterung anders gelöst. Hier wurde der Ausleger nach innen der Länge nach geschlitzt, so dass die LED außen auf beiden Seiten fest angelötet werden kann. Das spart einige Fummelei mit 3 mm langen Drähten :-)
Die Lageerkennung durch die gepulst angesteuerten LEDs funktioniert sehr gut, solange der sNQ sich vom Hintergrund abhebt. In einem nicht sehr hell beleuchteten Zimmer
über hellem Holzboden kein Problem, Blau vorne und Rot hinten ist stimmig, man gewöhnt sich sehr schnell daran. Kommt der Flieger aber über einen dunklen Teppich,
“verschwindet” der Körper des sNQ und man erlebt eine Art Stroboskop-Effekt, der die Augen irritiert und die Steuerung des sNQ sowie die Bestimmung der Flugrichtung ziemlich erschwert.
Dennoch ist Dauerlicht keine Option, dazu ist der Akku einfach zu schwach.
Die Größe des sNQ reizt naturgemäß dazu, das Teil dabei haben zu wollen, sei es, um es zu zeigen oder damit immer und überall zu fliegen. Das als Vorteil, hat man ebenso den Nachteil, dass doch alles an dem Kerlchen ziemlich fragil wirkt. Um den Transport sicher abwickeln zu können, haben wir also dem sNQ eine Garage spendiert:
Der zentrale Dorn einer 25er CD-Cakebox wird um ca. 1 cm gekürzt, in das Loch wird ein Röllchen Schaumgummi eingesetzt, so dass die Oberseite des kopfüber platzierten sNQ geschützt ist.
Der aufgesetzte Deckel hält den sNQ dann sicher fest und dem Flieger kann nichts passieren.
Der sNQ Stretcho hat einen kleinen Bruder bekommen, den sNQ Shorty.
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