Jugend forscht

[McJameson]

Das IPS hoert sich sehr interessant an. Leider wird diese Technik wohl auf den Innenraum beschraenkt bleiben, da Ultraschall im Aussenbereich einige Probleme mehr haben duerfte.
Allerdings gibt es aehnliche Ansaetze fuer draussen auch schon mt differentiellem GPS, wo noch zusaetzliche Sender benutzt werden. Allerdings ist das fuer uns nicht erschwinglich, da definitiv keine Low-Cost-Loesung.
Vielleicht kann man das Ultraschall noch zuseatzlich mit einer hochpraezisen Echtzeituhr synchronisieren und zeitkodieren? Auh weiah, wieder mehr Ideen fuer den Winter!

Ich hoffe nur, dass unsere "Jugend forscht" Teilnehmer dran bleiben und irgendwann ihre Plaene bzw. die Software veroeffentlichen!

 

[Altix]

Mindestens so spannend wie das Projekt selbst finde ich zu sehen, was aus dieser Grundlagenforschung später wird. Beispielsweise mit der Programmierung des Prozessors eines Flight Controllers zu beginnen und bei einem performanterem Herzschrittmacher zu enden, hätte ich niemals erwartet. Deshalb ist man immer auch gut beraten, diese Arbeiten an einer Hochschule oder beispielsweise das vom TE verlinkte Jugend forscht Projekt nicht einfach nur durch unsere Brille der Kopterpiloten zu beurteilen. Die reine Kopterfliegerei interessiert da in der Regel nur am Rande.

Ich habe übrigens auch einen Sohn, der zur Zeit in der 11. Klasse langsam aber sicher dem Abi entgegenstrebt. In diesem Jahr stand die Anfertigung einer Facharbeit auf dem Plan. Nach langem hin und her und sanftem Druck hat er sich dann auch mit Quadrokoptern auseinandergesetzt, was ganz gut zu den gewählten Leistungskursen Mathe und Physik passte. Mein Sohn hat sich "nur" darauf beschränkt, die theoretischen Zusammenhänge aus dem Artikel von Klaus-Peter Neitzke in der letzten RC-Flight Control ("Lange oben bleiben") nachzuvollziehen und anschließend im Experimentz bestätigen. Wie meistens bei Jugendlichen in dem Alter war die Anfertigung der Facharbeit ein ziemlicher Kampf. Um so bemerkenswerter finde ich deshalb das vorgestellte Jugend forscht Projekt, denn das, was der/die Jungs da so auf die Beine gestellt haben, ist für Jugendliche in dem Alter keinesfalls selbstverständlich. Ganz gleich, ob die Ergebnisse für die sich hier tummelnden Piloten überraschend oder verwertbar sind, nötigt mir die intellektuelle Leistung gehörigen Respekt ab. Und wie sich so ein Projekt im Laufe der Zeit entwickeln kann sieht man ja dann dem oben genannte Beispiel mit dem Herzschrittmacher.

 

[McJameson]

Bemerkenswert finde ich auch, dass es sich bei den beiden Jungs ja schon um regelrechte "Jugend forscht"-Profis handelt, denn der Eine hat schon 7-mal und der andere 8-mal an dem Wettbewerb teilgenommen, wie man dem Hoerfunkbeitrag entnehmen konnte!
@Altix
Dann druecke ich Deinem Sohn (und Dir) mal die Daumen fuer das Abi!

Dass diese "Forschungen" uebrigens nicht nur der maennlichen Seite der menschlichen Gattung vorbehalten ist, sieht man auch sehr schoen an den Projekten, die die Maedchen durchgefuehrt haben. Meine Nichte (8. Klasse) arbeitet derzeit auch an einem technischen Projekt. Zwar nicht fuer "Jugend forscht" sondern fuer eine Technik-AG, aber die Aufabe besteht darin einen NXT-Roboter zu bauen und zu programmieren, der ein Objekt finden und dann in ein Zielgebiet befoerden muss. Dabei ist die Geographie nicht vorgegeben, sondern muss erkundet werden. Ich bin mal gespannt, wie sie sich schlaegt!

 

[max.reif]

Hallo, mein Name ist Maximilian Reif. Ich habe zusammen mit Michael Stark dieses Jahr für Jugend forscht den Safecopter entwickelt und gebaut.
Erstmal vielen Dank für die ganzen Komplimente, wir haben uns echt gefreut. Ich bin neu im Forum und hoffe, dass der Post "forenregelkonform" ist.
Um zunächst Missverständnissen vorzubeugen:
Das von Mäffi zitierte Dokument "Ein Regler zur Kollisionsvermeidung von Flugrobotern" (http://www.ccs-labs.org/bib/eckert2010regler/eckert2010regler.pdf) ist nicht von uns.

Was ist denn jetzt der Safecopter?
Ziel unseres Projektes war es einen Quadrocopter mit 3 speziellen Eigenschaften zu entwickeln.
1. Der Rahmen sollte leicht und trotzdem sehr stabil (steif aber auch schlagfest) sein. Der unterschied zu optisch ähnlichen Rahmen - wie rosewhites Rachel (unser Vorbild) - liegt in der CFK-Bauweise. Wir haben uns von SGL spezielle CFK Platten fertigen lassen, die besonders gut Torsionskräfte aufnehmen können. (Und das beste: SGL hat uns gesponsert ;-) )
2. Wir wollten eine FC entwickeln, die die Fluglage im 1kHz Takt regeln kann. Dazu haben wir - wie rosewhite bereits schrieb - 2 ARM Cortex M3 96MHz uController verwendet, auf denen unsere "Flugsoftware" läuft.
3. Das neue am Safecopter sind die Selbstschutzfunktionen, mit denen er sich vor Kollisionen schützen kann. Dabei verwenden wir keine externen Abstandssensoren (Ultraschall, IR, Laser o.Ä.), sondern das GPS und das Barometer.
Ziel ist es, vorher definierten Hindernissen auszuweichen und Kollisionen mit dem Boden zu vermeiden.
Die Hindernisse lassen sich im Voraus mit wenigen Klicks auf einer Karte markieren und über USB auf den Safecopter laden. Gedacht ist das ganze ist also nicht für autonome Einsätze in unbekanntem Gelände, sondern eher für den Modellflug-Piloten, der schon zum vierten mal in den gleichen Baum geflogen ist.

Wie weit ist das Projekt und was ist mit Jugend forscht?
Mittlerweile ist der Safecopter in der Entwicklung soweit, dass er alles kann, was er sollte. Besonders gut funktioniert die Lageregelung, die per Knopfdruck extrem schnelle Flips und Doppel-Flips regeln kann. Die Höhenregelung funktioniert mit Barometer und ACC und hält auf ca. 15 cm genau die Flughöhe - auch bei schnellen Lageänderungen. Unsere GPS-Regler können die aktuelle Position halten und Wegpunkte anfliegen. Hier muss ich allerdings noch etwas an der Genauigkeit arbeiten.
Die SCU (Safety Control Unit) ist eine Softwarekomponente, die alle Steuerkommandos auf Kollisionen überprüft und sie gegebenenfalls entsprechend ändert.
Dieses Projekt haben wir im Rahmen von Jugend forscht vorgestellt. Mittlerweile sind wir damit Bundessieger im Fachgebiet Technik.

Was für Sensoren werden verwendet?
FreeIMU v0.4.3 (IMU) + LS20031 (GPS)

Wie geht es weiter?
Wenn ich das nur wüsste! ;-)
Unsere FC schlägt sich zwar schon ganz ordentlich, ist aber noch nicht soweit, dass wir "beta-board" verteilen könnten. Nächste Woche habe ich mein letztes Abiturfach. Ob wir unsere Steuerung dann jedoch weiterentwickeln ist noch nicht klar. Das "Copterbauen" macht jedenfalls unglaublich viel Spaß und wird vermutlich immer unser Hobby bleiben.

Wenn noch irgendwelche Fragen über den Safecopter oder Jugend forscht auftauchen beantworte ich diese gerne.

Ich wünsche noch schöne Flugtage und möglichst wenig Abstürze.
Mit freundlichen Grüßen
Maximilian Reif

 

[McJameson]

Moin Maximilian,
erst einmal Herzlich Willkommen im Forum! Und dann natürlich Herzlichen Glückwunsch zum Bundessieg!

Euer Projekt ist wirklich faszinierend, und dank Deiner ausführlichen Erläuterungen ist mir jetzt auch klar, welches Prinzip Ihr bei Eurem Copter angewandt habt. Das war leider aus der öffentlichen Berichterstattung nicht ganz klar.

Ich hoffe, dass Ihr Euer Projekt weiterentwickelt, denn Ihr habt da wirkliches etwas Besonderes und Neues entwickelt. Solltet Ihr Hilfe oder sonstwie Unterstützung, z.B. in Form von Beta-Testern brauchen, dann ist das Forum hier genau der richtige Platz!
Also, bleibt bitte dran! Ich hoffe noch viel von Euch zu lesen, zu hören und hoffentlich auch zu sehen!

 

[sct]

Auch von mir herzlichen Glückwunsch, eine Weiterentwicklung eurer FC würde sicher viele hier freuen, bleibt am Ball!
Zunächst aber viel Erfolg beim Abi!

 

[Kaldi]

auch von mir ein herzliches Willkommen.

Absolut interessantes Projekt. Auch der Aufbau ist ganz nach meinem Geschmack - das sieht nicht mehr aus, wie ein typischer "Testcopter". Alles andere haben meine Vorredner schon gesagt.