Hallo allerseits,
ich wollte mal den aktuellen Stand der Dinge berichten.
Probleme mit Lösungen
Beim Test des Rev. C-Prototypen traten noch Probleme auf. Die Serielle-Verbindung zum SmartPort brach ständig ab. Nach einiger Suche nach der Ursache mit Multimeter und Oszilloskop hat sich dann herausgestellt, dass das Problem mit der recht unsauberen Versorgungsspannung vom X8R zusammenhing. Der Microcontroller mochte wohl den recht heftigen Ripple auf der Versorgungsspannung nicht.
Mit ein bisschen Zusatzaufwand für die Aufbereitung der Versorgungsspannung hat dann aber endlich der Test mit dem Rev. C-Prototypen geklappt (im Trockendock, vielleicht komme ich dieses Wochenende auch noch zu einem Testflug)...
Lösungen mit Problemen
Der vor ein paar Tagen angekündigte Rev. E-Prototyp wurde inzwischen auch fertig, getestet und letztlich wieder verworfen.
Der Gedanke bei Rev. E war, dass man doch statt einer kleinen Platine mit Elektronik und einem Steckadapter an der Naza doch einfach auf eine "Komplettplatine" geht, die man dann mitsamt Elektronik direkt hinten auf die Naza steckt.
Allerdings gab es bei dem Ansatz mehrere Probleme, die mich dieses Design letztlich wieder verwerfen liesen:
- Die für dieses Design geplanten Buchsenleisten (mit langen Pins) sind letztlich nirgends zu bekommen (dazu gleich noch mehr).
- Diese Konstruktion ist sehr auf die genaue Bauform der aktuellen Naza (lite) abgestimmt und daher bei jeder möglichen Änderung recht unflexibel.
- Fand ich zumindest, sieht das alles nicht besondern "elegant" aus...
- Werden die PWM-Eingänge der Naza von der Elektronik verdeckt, was prinzipiell ja erst mal kein Problem ist, weil der X8R (und vermutlich auch die anderen kompatiblen SmartPort-fähigen Receiver) ja eh per S-Bus angeschlossen wird. Durch diese Konstruktion muss dann aber auch der LED-Anschluss über zusätzliche Buchsen/Stecker durchgeschleift werden, was wiederum die Herstellungskosten in die Höhe treibt.
- Und jetzt das letztendliche Totschlagargument: Dieses Design würde nur für die Naza lite funktionieren, nicht aber für die Naza v2 (Naza v1 unklar).
Auf den letzten Punkt hat mich freundlicherweise "Captain Ixi" hingewiesen (bekannt aus Film, Funk und Fernsehen für seine S-Bus-Decoder-Implementierung in der MultiWii-Firmware). Wir haben seinerzeit bei der MulitWii-Firmware schon zusammen gearbeitet und er ist bei diesem Projekt auch wieder dabei, sozusagen als Alpha-Tester.
Das Problem: Sobald man bei einer Naza v2 die PMU zwischen Naza und GPS steckt, schaltet die Naza intern irgendwie auf ein andere Protokoll um (ich denke CAN-Bus) und sendet/empfängt daher die GPS-Daten nicht mehr simpel-seriell an der eingebauten Buchse. Die Lösung ist, das GPS-Signal weiterhin direkt am GPS-Stecker abzugreifen (wenn dazwischengeschaltet also direkt an der PMU).
Damit fällt also das Design von rev. E aus.
Ebenso ändert sich damit mein Plan für einen "L-förmigen" Zwischenstecker (wie bei rev. C geplant). Es wird also zwei separate Zwischenstecker für GPS und BEC geben, die bei Naza lite (und v1?) nach wie vor direkt hinten am FC eingesteckt werden. Bei der Naza v2 mit PMU wird der BEC nach wie vor am FC abgegriffen, der GPS dann aber an der PMU...
Womit wir bei einer Problematik ankommen, die mich den größten Teil der letzte Woche gekostet hat:
Die Anschlusskabel/Buchsen
Was von den meisten Leuten (so auch von mir) beim Entwurf einer Schaltung gerne vergessen, verdrängt oder "nach hinten geschoben" wird, ist das Kabel...
Auf der SmartPort-Seite ist das Problem noch recht einfach zu lösen, da es sich letztlich um ein einfaches Servokabel mit (idealerweise) Futaba-Servostecker handelt.
Auf der Eingangsseite ist das Problem aber wesentlich komplexer. Hier sollen ja Signale von bestehenden Kabelsteckverbindungen abgenommen werden.
Die einfachste Lösung für so etwas ist normalerweise ein Y-Kabel. Da es sich aber in diesem Fall um gleich zwei Steckverbindungen handelt und diese dann auch noch verschiedene Pol-Zahlen und Steckerbauformen verwenden, ist die Beschaffung von geeigneten, fertig konfektionierten, Kabeln wahnsinnig kompliziert bzw. noch wahnsinniger teuer. Vor allem, wenn dabei nicht 2 viel zu lange, klobige Y-Kabel herauskommen sollen, die wesentlich mehr wiegen wie die Elektronik und bei denen man dann hinterher Mühe hat die überschüssige Kabellänge irgendwo im Copter unterzubringen. Da nervt mich persönlich schon das dicke, lange GPS-Kabel der Naza genug...
Aus diesen und vor allem auch Kostengründen fallen also Y-Kabel aus.
Mein nächster Gedanke waren 3- bzw. 4-Polige Buchsenleisten mit extra langen Pins, die man direkt als Zwischenstecker verwenden könnte (Buchse in die Naza und hinten auf die Pins den Originalstecker drauf). Schöner Gedanke soweit. Das Problem: Die Teile sind weltweit nicht zu bekommen! Alles was man findet sind 6 bzw. 8-polige Varianten, die gerne beim Bau von Arduino-Shields verwendet werden. Das ganze dann zu extrem saftigen Preisen. Erschwerend kommt noch hinzu, dass diese Buchsen (falls man sie bekommen könnte) letztlich nicht sauber in die Naza passen, vor allem beim 3-Poligen Servostecker-Eingang.
Das fällt also auch aus.
Mein letzter verbleibender Plan ist nun, (superkleine) Adapterplatinchen herstellen zu lassen, in die dann auf der einen Seite (relativ einfach zu bekommende und passende) "normale" Buchsenleisten kommen, und leicht versetzt daneben auf der Rückseite normale Stiftleisten. Letztlich scheint das die einzige bezahlbare Variante zu sein.
Offene Fragen: Sind die Adapterplatinen in der nötigen Präzision (bezahlbar) herstellbar? (Eine Testbestellung läuft...)
Ein "Problem" bei allen Lösungen außer den unbezahlbaren, speziell konfektionierten Y-Kabeln: Es gibt keinen wirklichen Verpolungsschutz. D.h. jeder muss selbst aufpassen, dass er nicht die Adapter oder die Originalstecker falsch herum einsteckt. Aber ich denke, mit dieser Verantwortung kann jeder umgehen, oder?
Ich versuche natürlich, die richtige Orientierung so klar wie möglich zu dokumentieren...
Stand der Dinge
Ich habe heute Bauteile und Platinen für einen finalen Prototypentest (rev. F) bestellt. Die Platinen sind durch die anfangs erwähnten Änderungen inzwischen zu kompliziert zu selberätzen. Ich konnte aber, trotz zusätzlicher Bauteile, die Platinengröße auf 20x10 (bzw. 21x11 incl. Frästoleranzen) halten.
Ich lasse erst mal eine (sehr) kleine Anzahl dieser Platinen anfertigen und baue damit ein paar wenige Prototypen auf. Wenn diese funktionieren, wird es noch einen Betatest mit den restlichen Prototypen geben. Und wenn der dann auch noch erfolgreich verläuft, werde ich eine größere Stückzahl des endgültigen Platine (mit Bestückung usw.) in Auftrag geben.
Bitte habt Verständnis dafür, dass ich erst dann Angaben zum Preis machen kann. Aber es hat sich in der vergangenen Woche so oft grundlegendes am Design geändert, dass jede Preisschätzung ruck-zuck wieder 100% daneben liegt. Deshalb werde ich hierzu erst etwas sagen, wenn es tatsächlich an die Produktion der Platinen geht und ich auch die nötigen restlichen Teile bestätigt habe (Kabel, Stecker usw.)
Zeitrahmen
Die Platinen und Bauteile für den neuesten Prototypen sind bestellt. Ich hoffe bis Mitte/Ende kommende Woche alles zu bekommen und mich somit nächstes Wochenende an den Test von rev. F machen zu können. Wenn alles klappt und es nicht nur eine dicke Rauchwolke und lange Gesichter gibt, wird es voraussichtlich in der Woche drauf noch einen Betatest geben und dann die Produktion eingeleitet. Bitte beachtet, dass mit diesem Zeitplan sehr viel schief gehen kann. Also bitte nicht schon jetzt den Copter auseinander schrauben!
Ich werde hier berichten, sobald es was neues gibt.
