"QUANTON FLIGHT CONTRO rev. 1" , ein interessantes Teil?

[Presario62]

Mein Fazit: Permanente Batterieüberwachung mit entsprechender Hardware auf der FC. Steht auf der ToDo-Liste für den F7.

Hallo Jörg,

Ja, das wäre ein "Sprung" in die richtige Richtung; - es hätte wohl auch "Symbolcharakter" nicht nur für die Hersteller von FC's.
So in etwa in der Art von FrSky Sensor FLVSS, der aber einfach nur "stoisch" über ein Protokoll die Daten an einen Eingang des FC's sendet; - worüber womöglich noch andere Sensoren abwechselnd ihre Daten übermitteln? Die Möglichkeiten wären nahezu "unbegrenzt".

Schnelle Wandler gibt es mehr als genug; - die Looptime wird dann wohl durch die andere "Peripherie" wie z.B. Ultraschallsensoren, etc. bestimmt. Wenn man die Looptime der "Lipowarner" so betrachtet, dann dürfte diese mehr als nur befriedigend sein. Ein "DMA-Controller" könnte die Werte direkt in die Variablen (Register) "setzen" und die CPU wird nicht durch das "Handling" beeinträchtigt...

Nirgendwo steht geschrieben, dass ein FC aus nur einer einzigen PCB bestehen muss; - oder schwebt Dir da etwas Anderes vor?

Gruß
Norbert

 

[carbo]

Strom, Gesamtspannung, Zellenspannung - das wäre wirklich interessant. Ist das überhaupt noch auf der FC unterzubringen oder wäre dann ein zweites Board sinnvoll, das die Daten dann per UAVtalk übermittelt? Vielleicht ließen sich ja noch andere Sachen auf so einer Zusatzplatine unterbringen, die man dann je nach Bedarf verbaut oder eben weglässt?

 

[Elyot]

Strom würde ich nicht unbedingt über die FC ziehen. Spannung (auch Einzelzellen) sehe ich als nützlich und problemlos machbar.

 

[ernieift]

Ich denke, dass ein F7 sowieso eine doppelseitige Bestückung erfordert. Damit passen schonmal mehr Bauelemente drauf. Den F7 gibt es eh nicht in klein, damit gibt es Pins ohne Ende. Der neue wäre bestimmt nichts für kleine Racer. Da sind andere Qualitäten gefragt.
Wenn man verhindern will, dass die kleineren FCs spinnen, kann man über ein konfigurierbares Hardwarereset nachdenken (LTC2917). Der würde bei Spannungsproblemen ein Reset auslösen und damit den ausgefallenen Copter vom Himmel holen. Das würde jedenfalls Schlimmeres bei o.g. Ausfällen verhindern. Was Norbert beschreibt hört sich nach einer abgestürzten CPU aber weiterhin aktiver Peripherie (Timer/PWM) an. Damit flöge wohl alles noch ein bisschen unkontrolliert weiter. Durch ein kontrolliertes Reset hätte man wenigstens die Chance durch Wiederanlauf.
Leider habe ich auch noch keine richtig guten PDBs gefunden. Ich nehme bisher die APM BEC/UI-Boards. Schön ist was anderes.
Ich würde mal 'was mit Hall-Sensoren und Einzelspannungen probieren. Eine Diode vor dem Eingangs-C des BEC würde auch verhindern, dass ein agiler ESC dem BEC die letzten Regelreserven leersaugt. Schaltregler nur da wo wirklich nötig. Die stören GPS ungemein.

 

[Presario62]

Hmmm, um bei einem "CPU-Absturz" das unkontrollierte "Weiterfliegen" zu unterbinden gibt es viele Möglichkeiten. Zum einen könnte die CPU nach einem "Loop" ein Flag setzen oder löschen um die nächste Loop ein zu leiten (damit hätte man auch die Looptime unter Kontrolle). Andererseits könnte man bei einem Reset vordefinierte "Failsave-Werte" in die Register schreiben und dann den DMA-Controller ebenfalls zurücksetzen. Ein "aufgehängter ESC" wird wohl ohnehin keine Steuersignale mehr verarbeiten; - da hilft dann nur noch ein Switch, der die Versorgungsspannung unterbricht. Irgendwann nehmen "die Dinge" dann solche Ausmaße an, dass der Antrieb verstärkt werden muss. Der Hardwarereset müsste demzufolge auch die ESCs zurücksetzen...

Es gilt also einen solchen Zustand möglichst zu vermeiden, denn was nützt es, wenn dank BEC der FC rebootet, die ESCs aber weiterhin "hängen"? Würden die ESCs nicht "hängen", dann flöge der Copter auch nicht unkontrolliert weiter. Meine Messungen ergaben, dass sich die Spannung nicht auf "Normalniveau" erholt, auch wenn das BEC wieder eine halbwegs brauchbare Spannung zur Verfügung stellt. Ursächlich dafür sehe ich das "Durchschalten" der ESCs, das ja angeblich nicht möglich ist...
PWM gibt es zu diesem Zeitpunkt dann nicht mehr, das ist eine konstante Gleichstrombrücke, die den Akkustrom nur durch irgendwelche Übergangswiderstände begrenzt. Für einen Reboot der ESCs genügt die vorhandene Spannung wohl nicht mehr.

All das soll nicht mehr möglich sein; - wie aber erklären sich dann die Messergebnisse?

Ergo gilt es einen solchen "Zustand" nach Möglichkeit zu verhindern.

Ich habe zahlreiche Versuche gemacht und es ist mir dabei nur zwei Mal gelungen ein solches Verhalten herbei zu führen. Mir fehlt die Zeit und das nötige Equipment um diese "Dinge" eindeutig zu klären. Alles was ich bieten kann ist meine Erfahrung, die Messergebnisse und eben Vermutungen...

Da wir gerade bei Vermutungen sind: Ich vermute, dass die Lipos intern "schmorten" und dadurch dieser Spannungseinbruch zustande kommt. Womöglich haben die Lipohersteller Maßnahmen getroffen, die bei soetwas einen Lipobrand verhindern. Nur mal angenommen es wäre so, dann erklärt sich Vieles...

 

[ernieift]

So wie Du es beschrieben hast, haben sich die ESC ja nicht aufgehängt. Bei TL gibt es keine "Loop", die man überwachen könnte. Wenn Du einen defekten RAM im Rechner hast, stürzt auch nicht immer gleich der ganze Rechner ab sondern zuerst das Programm, das die defekten Zellen benutzt, Hast Du denn nach einem Absturz die Komponenten mal überprüft? Wenn die Hardware noch funktionierte, dann wäre ein elektrischer Konstruktionsfehler mit Spannungseinbruch wahrscheinlicher. Dem kommst Du mit einem nachtriggerbarem Monoflop nicht bei. BTW nach meiner Erfahrung sorgt ein defekter ESC oder gebrochener Propeller für sofortigen Crash. Falls die CPU auf dem FC nicht mehr mitspielt, würde ein Hardwarereset den gesamten Controller inklusive der Perepherie neustarten. Die Folge wären ESCs ohne Input, die sich schon in Augenblicken abschalten. In allen Fällen fliegt das Ding nicht auf Sparflamme unkontrolliert weiter.

 

[Presario62]

Da stellt sich die Frage woher bekamen die ESCs Steuersignale? Wenn nun der FC "aussteigt", dann muss doch irgendetwas das Steuersignal zum ESC aufrecht erhalten damit sich die Motoren weiterdrehen? Andererseits, wenn die ESCs auf Grund von Unterspannung nicht mehr "korrekt" arbeiten , nützt dann ein Reboot des FC etwas?

 

[ernieift]

Wenn die Software abstürzt, bleiben die Hardwareregister der MCU unberührt. Damit gibt der FC immer noch dasselbe Signal aus. Sind ja nur ein paar Timerregister. Ein Hardwarereset würde die MCU inklusive Register zurücksetzen.

 

[Presario62]

Ja, ich habe die ESCs, den FC und die Akkus hinterher einer Funktionskontrolle unterzogen. Alle Komponenten verrichteten danach ihren Dienst wie man es erwartet, wurden jedoch aus Sicherheitsgründen der Wiederverwertung zugeführt...

Ja, ich dachte auch erst an die Powerdistribution, aber die war derart robust, dass ich ein Versagen ausschließen kann; - habe sie mit 150 A belastet und sie wurde nicht mal warm...

Auch die Steckverbindung des Akkus zeigte keinen Widerstand oder "Schmorstellen"...

Habe ESCs und FC gewechselt und seither dienen die beiden Quads als "Vereinsh..." ohne weitere Vorkommnisse...

 

[ernieift]

Es geht nicht um die Wärme sondern um Spannungsabfälle bei Volllast. Die rufen Potentialunterschiede in der Masse hervor. Ein ESC ist wahrscheinlich unempfindlich gegen soetwas, da er die Spannung für seine MCU aus der vollen Akkuspannung generiert.

 

[Presario62]

Hmm, ja, ich muss mal darüber nachdenken. Ein Aspekt bleibt jedoch bei allen Überlegungen außer Acht: Wie verhalten sich alle Komponenten beispielsweise bei Unterspannung...

Volllast, Spannungsabfall = Widerstand
Widerstand, hoher Strom und Spannung = viel Wärme...

Nein, Du kannst davon ausgehen, dass alle Komponenten korrekt mit Masse verbunden waren und keine Widerstände vorhanden sind. Womöglich ist die Auslegung der Distribution sogar überdimensioniert...

Einzig und allein der Shunt für die Strommessung stellt einen Widerstand dar...

 

[Presario62]

Meine Überlegungen gehen in eine ganz andere Richtung. Modellbauakkus sind nicht für eine Dauerbelastung mit den so gerne übertrieben angepriesenen Werten konzipiert. So ein Lipobrand ist eine sehr unschöne Sache und wenn ich meine Akkus verkaufen will, dann bin ich gut beraten Vorkehrungen zu treffen, die einen solchen Lipobrand verhindern.

Beispielsweise ein Stück richtig dimensionierter Konstantandraht schön verpackt in extrem hitzebeständiges Material und schon...

 

[ernieift]

Um einen Ausfall durch Unterspannung zu verhindern würde ich das externe Hardwarereset vorschlagen. Der schlägt bei einem kleinen Glitch sofort zu und gibt das Reset nach Ablauf eines internen Timers wieder frei. Die Chips gibt es ja nicht zum Spaß. Ein einfacher Kondensator am Resetpin der MCU ist zwar praktisch verhindert aber nicht den Absturz des Programms durch Unterspannung.

 

[Presario62]

Das mag den FC in Boottime + x wieder verfügbar machen sofern die Unterspannung zu diesem Zeitpunkt dann "beseitigt" ist...
Die ESCs, meistens 4 Stück an der Zahl, müssen sich dann aber ebenfalls synchron zurücksetzen um eine Fehlfunktion aus zu schließen. Überhaupt sollte ein ESC bei Unterspannung generell seinen Betrieb einstellen. Es ist immer noch besser ein Copter fällt durch Schwerkraft vom Himmel als, dass der ESC fleißig weiter die Motoren "bedient"...

 

[Presario62]

Nein, ich möchte nicht von einem herabfallenden Copter mit 300 Gramm oder auch mit 5 kg Gewicht getroffen werden, aber besser von einem einfach herabfallenden als mit hoher Geschwindigkeit anfliegenden Copter...

 

[Presario62]

Wenn ich an das Motorflugzeug mit gedrosseltem Motor denke, das im steilen Sinkflug beinahe meinen Sohn erschlagen hat, dann ist mir ein herabfallender Copter viel lieber...

Ich habe immer noch das merkwürdige Motorengeräusch im Ohr, das die beiden Copter beim Wegfliegen verursachten. Daher bezweifle ich, dass die ESCs just in diesem Moment noch Steuersignale vom FC bekamen und falls doch, dann mit Sicherheit keine Gültigen...

 

[ernieift]

Es geht auch weniger darum, dass die FC nach dem Reset wieder reagiert, sondern einen definierten Zustand einnimmt. Ein Copter ist ja nicht automatisch scharf. Ein Flugzeug normalerweise schon. D.h. der Copter fällt runter anstand herrenlos irgendwohinzusteuern und ein Flugzeug könnte wieder steuerbar werden. Hauptsache die FC macht etwas sinnvolles.

 

[Presario62]

Vor dem Einbruch der Spannung hörte sich das ganze recht dynamisch an wie in etwa ein Zahnarztbohrer, der immer wieder an den Zahn gedrückt wird. Ab dem Spannungseinbruch war es so, als ob ein Zahnarzt mit aller Gewalt den Bohrer gegen den Zahn drückt und ganz langsam den Druck vermindert; - ganz so, als ob er dem Bohrer stetig ein klein wenig mehr Drehzahl gewähren möchte...

 

[ernieift]

Welche FC war es denn? Schade, dass Du kein Video hast.

 

[Presario62]

Etwas Sinnvolles? Das einzig Sinnvolle wäre die ESCs zurück zu setzen um dann ggf. (in Abhängigkeit der Höhe?) die ESCs wieder scharf zu schalten. Auf diese Weise könnte man den Copter "abfangen". Aber dazu müsste der FC zum Einen feststellen, dass er fliegt und zum Anderen in welcher Höhe. Sollten die ESCs kurz vor dem Aufschlag die Motoren in Betrieb setzen, dann ist die Verletzungsgefahr doch recht hoch...