Eigenbau Trikopter - Hilfe beim Einstellen PID-Werte (zappeln/schwingen)

[LSG]

Hallo FPV-Flieger,

auch wenn es schon unzählige Themen zum Thema "Einstellen der PID-Werte" gibt, hoffe ich hier trotzdem auf Hilfe in genau meinem Fall.

In den anderen Themen wird meistens zwischen Zappeln und schnellem Schwingen unterschieden, wonach dann die P-Werte entweder angehoben oder abgesenkt werden müssen. Bei meinem Fall weiß ich nun aber nicht, ob es ein Zappeln oder Schwingen ist. Zudem betrifft es eigentlich nur den Schwanzausleger, obwohl alle Motoren gleich arbeiten müssten.

Schaut euch einfach das Video an:
[video=Vimeo;Trikopter-kurzer Flug]http://vimeo.com/70245061[/video]
Ich hoffe, man kann es etwas sehen. Es war bei anderen Flügen auch schon schlimmer, nur habe ich da kein Video von. Wie muss ich nun die PID-Werte ändern, damit der Schwanz ruhig in der Luft steht? Oder liegt es an etwas anderem?

Am Wind liegt´s nicht, das Zappeln tritt auch bei ruhigem Wetter auf.

Sensoren sind ADXL345 und ITG3200/3205 auf MWC Board mit Flyduino Pro Mini 16Mhz.
Propeller sind ausgewuchtet.

Wenn es helfen würde, füge ich morgen auch noch ein Foto der aktuellen PID-Werte ein.

Vielen Dank!

Edit:
Hier das Video der Testflüge mit unterschiedlichen Tiefpassfiltern http://vimeo.com/71154601 Danke an M4RC3L für den Tip!

 

[KenshiHH]

Sensoren zu weich gelagert?
Mal verschiedene Lowpass filter ausprobiert?

 

[LSG]

Meinst du die Tiefpassfilter am Sketch oder als Hardware in Form von Pulldown-Widerständen? Von zu weicher Lagerung der Sensoren gehe ich bei den 3 dünnen Klebepads nicht aus.

 

[LSG]

Hallo noch mal!

Mir ist noch etwas Weiteres aufgefallen: Die Drehzahl der Motoren schwankt auch sehr stark, wenn der Kopter auf dem Boden steht. Ist das normal? Wie kann man das beheben?
Hier ein Video der MultiWii https://vimeo.com/70559665
Selbiges auch mit montierten Probs.

 

[M4RC3L]

Hey,

du hast Recht, unsere Probleme sind wirklich sehr ähnlich.

Das Problem mit der schwankenden Drehzahl in der GUI habe ich auch. Ich denke nicht, dass das so sein soll, jedenfalls nicht so stark.
Im Endeffekt hängt denke ich alles mit zu starken Vibrationen zusammen. Bei meinem Aktuellen Quad hat jeder Schritt die Vibrationen etwas zu verringern das Flugverhalten verbessert.

Mit dem Lowpass-Filter meinte Kenshi den im Sketch unter "Gyro filters". In deinem Fall müsstest du wahrscheinlich #define ITG3200_LPF_42HZ oder #define ITG3200_LPF_20HZ auskommentieren. Bei meinem vorherigen Quad hat der LPF 20Hz wahre Wunder bewirkt, beim jetzigen leider nicht mehr. Du musst da die verschiedenen Filter durchprobieren und sehen wo es am Besten ist. Je stärker die Vibrationen sind desto niedriger muss der Filter in der Regel sein.

Ich habe schon mehrfach drüber nachgedacht, mir einfach ein KK2.0-Board oder andere Motoren zu kaufen um zu sehen ob es dann besser ist, aber so langsam wird mir der Copter zu teuer...

Nun ja, hoffen wir einfach mal, dass bald alle aus dem Urlaub wieder kommen und uns dann vielleicht doch noch etwas weiterhelfen. Wenn man sich mal die Aktivität in der MultiWii-Abteilung hier ansieht, könnte man wirklich denken, dass grade Sommerpause ist ;-)

Edit: Solche Schwinggummis zwichen Copter und FC-Board helfen meistens auch.


Viele Grüße

Marcel

 

[LSG]

Vielen Dank für den Tipp mit den Schwinggummis! Die scheinst da schon weiter als ich zu sein. Mein Board ist zwar schon über die Gummis gelagert, die manchmal bei den größeren Servos dabei sind aber für meine Akkuhalterung (für die ich noch eine passende Kamerahalterung gebaut habe) scheinen diese ideal! Vielleicht kriege ich so wenigstens das Wabbeln bei bei Videoaufnahmen weg.

Außerdem werde ich mir auch noch ein Hubi-Landegestell bestellen, da meine CNC-gefrästen GFK-Beinchen zwar schick aussehen aber überhaupt nicht federn und deshalb bei härteren Landungen gerne mal abbrechen (deshalb auch nicht im Video zu sehen).

Die LPF habe ich noch nicht probiert, allerdings die internen Pullups sowie externe 2k2-Pullup-Widerstände. Letztendlich habe ich die externen Pullups drangelassen, habe keinen Unterschied festgestellt. Gibt es einen Zusammenhang zwischen Pullups und Tiefpassfiltern? Die Pullups heben das Signal an/verdeutlichen es und die Tiefpassfilter schwächen dann hohe Frequenzen ab? Ist ein angehobenes Signal das selbe wie eines mit höherer Frequenz?

Ein KK-Board zu kaufen hat wohl auch keinen Zweck, wenn man ein MultiWii-Board hat. Dann hätte man sich die Arbeit ja gleich sparen können. Bei so vielen Einstellmöglichkeiten im Sketch und der GUI muss man ja irgendwie passende Einstellungen finden! So schnell lasse ich mich von der Kompliziertheit der MultiWii nicht bezwingen! Fliegen tut´s ja und das war schon ein langer, steiniger Weg!
Wenn du dir noch mal 4 Motoren kaufst, hättest du dir wohl gleich einen Hexa kaufen können - lohnt sich wohl nicht. Falls du es noch nicht getan hast, könntest du ja auch noch mal die Motoren auswuchten. Hatte da mal ein schönes Video gefunden aber finde es gerade nicht mehr.

 

[M4RC3L]

Die Pullup-Widerstände sind dazu da, die Spannung vom Datenbus (I2C) zwischen Arduino und dem Sensorboard von 3,3V auf 5V "hoch zu ziehen". Mehr dazu hier.
Wenn du ein 9DOF-Sensorboard (?) hast, sind die Spannungsregler schon dabei. Es ist also wohl ziemlich egal, ob du Pullup-Wiederstände verwendest oder nicht.

Diese Wiederstände haben aber nichts mit dem Lowpass-Filter (LPF) zu tun. Dieser Filter arbeitet in deinem Fall in dem ITG3200 (Gyro) und filtert Vibrationen einer bestimmten Frequenz raus, bevor die Daten an den Arduino geschickt werden.
Vibrationen sorgen bei dir wahrscheinlich auch für die schwankenden Drehzahlen und dadurch wird das Flugverhalten beeinträchtigt.

Der Lowpass-Filter sollte auf jeden Fall eine Verbesserung bewirken, ob er perfekt Fliegen wird, kann ich dir aber nicht versichern.
Den richtigen Filter findet man nur durch probieren. Fang am besten mit 98Hz an und geh dann Schritt für Schritt bis 10Hz runter. Es kann immer nur einer aktiviert sein. Wenn er am besten Fliegt hast du den richtigen gefunden.


Zu Multiwii: Ich denke ich habe es größtenteils verstanden wie es Funktioniert, wie es eingestellt werden sollte und was man alles für Möglichkeiten hat.
Einstellen Reihenfolge:
1. Vibrationen reduzieren
2. LPF einstellen
3. PID-Werte einstellen

Ich hatte ja schon mal einen Quad mit Multiwii gebaut, der gut geflogen ist. Das letzte mal waren Graupner E-Props und der LPF die Lösung. Der ist leider irgendwann gecrasht und ich bin jetzt beim 2.
Leider habe ich dieses Mal für die falschen Motoren (EMP N2830) entschieden. Dieses Vibrieren ist wohl eindeutig zu stark für mein empfindliches MPU6050-Sensorboard. Auswuchten hatte ich schon mal probiert, allerdings mit dem Problem, dass Tesa-Film auf der Oberfläche da nicht hält.

 

[LSG]

Ich hatte gedacht, die Pullup-Widerstände hätten durch ihre Signalanhebung noch Auswirkungen auf die Sensoren aber wie ich selbst festgestellt habe, ist das nicht der Fall.

Gerade 2 Stunden vor deinem Beitrag habe ich die Filter mal ausprobiert. Und siehe da:
Die Tiefpassfilter haben tatsächlich eine deutliche Verbesserung gebracht! Ja, am heißesten Tag des Jahres hat mich mal wieder der Ehrgeiz gepackt und ich habe Probeflüge gemacht. Am besten waren bisher die mit 42Hz und 98Hz. Einen Unterschied habe ich zwischen den beiden noch nicht festgestellt. Werde ich bei ruhigerem Wetter noch mal prüfen. Mit dem 20Hz-Filter ist er geflogen als wäre Acc aus. Mit standard 256Hz hat er noch wilder rumgezappelt als sonst. Werde deshalb demnächst die Props und die Motoren noch mal neu wuchten.

Dann werde ich auch mal die Tests machen, wie schnell er in die Ausgangslage zurückkehrt und versuchen, die PID-Werte anzupassen. Ich denke, dann bin ich an dem selben Problem angelang wie du. Bei mir dauert das nach derzeitiger Erfahrung nämlich auch ziemlich lange!

Vibrieren die EMPs so stark?

PS Sensoren sind, wie oben geschrieben, nur die ADXL345 und ITG3200/3205, also 6DOF

 

[M4RC3L]

Es freut mich, dass du Fortschritte machst

Ich werde mich auch noch mal an das Wuchten der Motoren und Propeller wagen, dieses mal mit kleinen Kabelbindern für die Motoren. Es ist ja nicht bei allen Motoren so schlimm, nur einer von denen hat irgendwie ein etwas härteres Rastmoment als die anderen und beim langsamen drehen erzeugt er auch schon stärkere Vibrationen als die anderen. Die Lager habe ich schon gewechselt, hat aber auch nicht viel gebracht. Einen Motor neu bestellen kann ich auch nicht mehr, weil es diese Ausführung des Motors mit 1120KV aus irgend einem Grund nicht mehr zu kaufen gibt.

Nebenbei habe ich mir mal ein KK2.0-Board bestellt, weil das grade im EU-Warehouse bei HK verfügbar ist. Ich habe eh noch vor, mir irgendwann noch einen Tricopter, wie du, selbst zu bauen, da ich noch 3 Motoren von meinem alten Quad hier rumliegen habe, die noch ok sein sollten.
Wenn das mit Multiwii nach dem Wuchten nicht besser wird, werde ich wohl erstmal das KK zum Testen einbauen.

Für den Tricopter brauche ich dann nur noch 3 Regler, 1 Servo und ein bisschen Holz und dann kann ich mir da was basteln

 

[LSG]

Ein Scharnier für dan Heckrotor nicht vergessen. Ich habe dafür die Gelenke eines Rotorkopfes (Blatthalterung) eines 450er Helis genommen, dieses in ein 8x8mm Kunststoffstück eingeschraubt, das ganze dann von hinten in die Alurohre geschoben und dort direkt den Motor aufgeschraubt. Man kann sich natürlich auch selbst was basteln aber mit einem Rotorkopf ist es kugelgelagert und spielfrei - meiner Meinung die beste Lösung.

Würde es vielleicht etwas bringen, die Regler separat anzulernen oder ist das nur für das absolute Feintuning? Habe ich nämlich noch nicht gemacht.

 

[kajot]

Ich will euren Tread nicht kapern...Aaaber @Marcel wenn du 4 Motoren hast kannst du dir auch sowas bauen.

http://www.youtube.com/watch?v=yspYWf4U4Gs

 

[M4RC3L]

@LSG: Das mit dem Rotorblatthater habe ich auch schon in ner Anleitung gesehen. Ist finde ich auch eine sehr gute Idee, ich habe auch noch welche.

@kajot: Das ist auch eine sehr interessante Idee . Ich will aber erstmal meinen Spidex gescheit zum fliegen bringen und wenn ich das geschafft habe, überlege ich mir, was danach kommt. Einen Copter in dieser Form könnte man ja auch selber bauen. Das wäre mein erstes Komplett-Selbstbau-Projekt

 

[LSG]

Hat mal wer getestet, bis wie viel g die Gummipuffer auf Zug belastbar sind?

 

[M4RC3L]

Die sollten schon einiges aushalten. Was willst du denn da dran hängen?


Bezüglich Regler anlernen: Ich habe das manuell direkt mit dem Empfänger gemacht. Auf die Regler kann man ja auch eine andere Firmware flashen oder hast du schon geflashte Regler? In einigen fällen soll das auch einiges bringen

Ich habe mich jetzt auch mal an meine Motoren gemacht und sie etwas gewuchtet mit Seismograph-App. 3 haben jetzt einen Kabelbinder und einer war eigentlich ok.
Außerdem habe ich mir ein Propeller-Wuchtgerät bestellt, selbst die E-Props sollen oft eine kleine Unwucht haben. Die werde ich dann mit Schmirgelpapier bearbeiten, damit die aerodynamischen Eigenschaften nicht beeinflusst werden, das ist besser als Tesa. Mir für diesen Zweck mit Hausmitteln irgendwas zusammenzubasteln funktioniert nie gescheit. Und das ist sicher nicht das letzte Mal, dass ich das brauche.

 

[LSG]

Am die Gummipuffer soll ein Akku mit 263g, meine selbstgebaute Kamerahalterung mit 10g und zur Zeit eine von den 808-Key-Cams mit 17?g sowie später eine Kompaktkamera mit ca. 100g dranhängen. Das ganze soll an 4 Stück Gummipuffern befestigt werden. Also pro Gummipuffer fast 100g plus G-Belastungen beim Abfangen. Da die KeyCam zu wenig Masse hat, um "sich selbst vernünftig zu entkoppeln" und ich nicht noch eine großere Kamerahalterung zusätzlich unter das Modell hängen will, will ich sie auf jeden Fall an der Akkuhalterung befestigen und deshalb muss die gesamte Akkuhalterung entkoppelt werden. Hatte jetzt bei einem Elektronikhändler gelesen, die Gummipuffer solle man auf keinen Fall auf Zug belasten, da sie irgendwann reißen würden, deshalb bin ich mir bei meinem Bauvorhaben wieder unsicher.

Wie hast du das Handy mit Seismograph-App am Modell befestigt? Ich habe die Smart-Tools-App mit Seismograph-Funktion.
Mein Propellerwuchtgerät sieht so aus:
Erfüllt auch halbwegs seinen Zweck und die Props lassen sich sogar um 360° drehen (für die ganz harten Fälle)

 

[M4RC3L]

Ich hatte die Puffer bisher nur zur Entkopplung des FC-Boards genutzt. An dem, dass sie nicht für Zugbelastungen geeignet sind, könnte schon was dran sein. Meiner Einschätzung nach würden sie so geringe Belastungen aber aushalten. Da hilft wohl nur testen oder anders Planen.

Zum Motoren auswuchten habe ich das Handy einfach nur auf den entsprechenden Arm gelegt. Wenn die Vibrationen zu stark sind wird es einfach "runter-vibriert". Wenn es liegen bleibt kommt man näher ans Ziel und kann sich auf den Seismographen konzentrieren. So hab ich es gemacht weil ich zu faul war es mit Gummis oder so fest zu machen

Schönes Wuchtgerät, für meinen Geschmack aber etwas zu groß . Ich hoffe das kleine wird seinen Zweck auch erfüllen.

 

[LSG]

Habe jetzt von einem Händler eine Antwort erhalten. Laut ihm sind Zugbelastungen bei den Gummipuffern bis 1,5kg/cm² kein Problem. Da sie einen Durchmesser von 8mm haben, hätten sie somit eine Querschnittsfläche von rund 0,5cm², und deshalb müßte eine Belastung bis 0,75kg pro Gummipuffer möglich sein, sofern das stimmt. Bei 100g pro Gummipuffer wären dann 7g möglich. Kann in der Realität natürlich auch ganz anders sein.

Bei den Reglern anlernen meinte ich, ob es etwas bringen würde, diese einzeln anzulernen. Habe sie jetzt nur ein mal alle 3 gleichzeitig in montiertem Zustand angelernt. Geflasht sind meine Regler noch nicht.

 

[M4RC3L]

Ich komme auch auf 0,75kg, das sollte locker reichen. Wenn deine Motoren mit dem 3-fachen Gewicht des Copters an ihm ziehen, also z.B. Copter wiegt 1kg und die Motoren haben insgesamt 3kg Zugkraft, dann wären die maximal auftretenden Kräfte 3G. Also 300 Gramm pro Puffer. Eventuelle Hebelwirkungen sind natürlich auch noch zu beachten.

Bezüglich Regler anlernen macht es glaub ich keinen Unterschied, ob sie einzeln oder zusammen angelernt werden. Hauptsache sie werden angelernt.

 

[LSG]

z.B. Copter wiegt 1kg und die Motoren haben insgesamt 3kg Zugkraft, dann wären die maximal auftretenden Kräfte 3G. Also 300 Gramm pro Puffer. Eventuelle Hebelwirkungen sind natürlich auch noch zu beachten.

So ist es! Sogar auf 100g genau. Dann werde ich es damit mal probieren. Sind ja nicht gerade billig für ein paar Abstandsbolzen aber immer noch günstiger als Alpha-Gel-Würfel. Vielleicht bringt´s ja was.

 

[M4RC3L]

Propeller-Wuchtgerät ist da, habe es direkt mal ausprobiert und wer hätte es gedacht, keiner von den E-Props war perfekt gewuchtet. Manche besser, manche schlechter aber keiner perfekt. Also habe ich sie erstmal mit Schmirgelpapier bearbeitet und mir dabei drei Mal in der Finger geschnitten. Das gehört bei den E-Props aber einfach dazu

Mal sehen ob ich heute Abend noch Mal zum testen raus komme, es hat grade hier sogar etwas geregnet.