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Bauanleitung QuadroControl III mit MEMS- oder Piezogyroskopen

Inhaltsverzeichnis

Nachbau Schritt für Schritt

Hier wird der Nachbau der QuadroControl III mit MEMS- oder Piezogyroskopen beschrieben.

QuadroControl III mit MEMS-Gyros
QuadroControl III mit Piezo-Gyros




















Bezug der Bauteile

Bevor es ans Bauen geht, benötigt man für den Aufbau der QuadroControl III einige Bauteile. Diese kann man bei Fa. Reichelt beziehen. Dort sind bereits öffentliche Stücklisten hinterlegt, so dass man die Bauteileliste nur in den eigenen Warenkorb aufnehmen muss. Die QuadroControl III Platine gibt es hier.


Bestückung der Platine

  • Die Bestückung erfolgt gemäß der folgenden Bestückungspläne, der Platinenfotos und des Schaltbildes.

Letztere haben den Vorteil, dass sie -fast- keine Drift mehr aufweisen. Für diese Gyros ist eine andere Bestückung der umgebenden Teile vorgesehen. Beim Aufbau also auf entsprechende Hinweise in der Stückliste achten!

  • Die Bestückung wird auf der Unterseite mit den SMD - Teilen begonnen und auf der Bestückungsseite abgeschlossen. Die Stückliste gibt die empfohlene Reihenfolge vor.
  • Wenn die auf der Platine enthaltene Stromverteilung für die Brushless-Regler genutzt werden soll, dann ist diese vor dem Einbau des Signalgebers SG2 mit viel Lötzinn zu verzinnen!
  • Die Hinweise in der Stückliste sind zu beachten.


Kontakt LR.jpg
Sy-tipp.gif
Nach den Bestückungsarbeiten sollte die Platine gereinigt werden. Dazu kann man verschiedene Mittel verwenden: z.B. Isopropanol, Flux-Frei von Cramolin oder Kontakt LR von Kontakt Chemie. Letzteres wird mit einer Srühbürste geliefert, man kann aber genau so gut eine alte Zahnbürste zur Reinigung verwenden.


Sy-achtung.gif
Die Gyros ENC03 dürfen erst nach dem Reinigen der Platine bestückt werden, da der Reiniger ins Innere der Gyros gelangen könnte. Ebenso muss während der Reinigung der Aufkleber auf dem Summer verbleiben!


Bestückungspläne / Platinenfotos

Bestueckung QC III.png

Legende:

Blau Nur bei Verwendung von MEMS-Gyros bestücken!
Pink Nur bei Verwendung von Piezo-Gyros verwenden!
  • Bei den Lötjumpern JP_NICK, JP_ROLL und JP_GIER zunächst Stellung 1 mit einem Lötklecks versehen.
  • Für jede Achse im Raum nur einen Gyro bestücken! Bedrahtete und SMD-Gyros dürfen untereinander gemischt werden!
  • Beim Einbau von SMD-Gyros sollte der Masseanschluss wie in den Fotos gezeigt mit dem Deckel verlötet werden, um ein Lösen des Deckels zu verhindern!
Grün Zusatzspannungsversorgung. Kann verwendet werden, um z.B. Servos an den Motoranschlüssen zu verwenden. Wird derzeit nur für Tricopter benötigt .
Rot Bei Verwendung von Bürstenmotoren (X-UFO) diese Teile nicht bestücken!
Orange Bei Verwendung von Brushlessmotoren diese Teile nicht bestücken!


Platinenfoto Piezo-Gyros:

Bestueckung QC III Piezo.jpg

So wird der Gier Gyro bestückt:

QC III Piezo Gier Detail.jpg

Es ist darauf zu achten, dass die Gyro-Platine exakt im 90°-Winkel eingebaut wird. Auch hier gut zu sehen, wie der Gehäusedeckel mittels Lötklecks gesichert wurde. Das Luftloch im Deckel sollte dabei frei bleiben!


Sollen bedrahtete Gyros verwendet werden, ist der Gier-Gyro wie folgt einzubauen:


Bedrahteter giergyro vorne.jpg Bedrahteter giergyro hinten.jpg Bedrahteter giergyro unten.jpg

Der Plastiknippel beim bedrahteten Gyro sollte dabei nach rechts zeigen entsprechend dem Bestückungsdruck. Bei SMD-Gyros auf Adapterplatine sollte der Gyro mit den Strichen bzw. mit dem Murata-Symbol nach oben eingebaut werden.

Sy-achtung.gif

Da der Gyro gegenüber der in der QC III integrierten Adapterplatine um 180° gedreht eingebaut wird, muss der Software dies mitgeteilt werden. Dazu muss im Gyro-Menü der Gier-Gyro invertiert werden! Diese Funktion ist ab Software v2.1 implementiert.


Platinenfoto MEMS-Gyros:

Bestueckung QC III MEMS.jpg


Schaltbild

Schaltbild QC III.png


Stückliste

Sy-hinweis.gif

Die folgende Stückliste gibt die empfohlene Einbaureihenfolge vor.


Bauteile Unterseite

Anz. Referenz Wert Hinweis Reichelt
1 BS1 LIS3LV02DQ bereits vorbestückt. -/-
2 T10, T11 IRLML2502 oder ZVN 3306 F ZVN 3306 F
6 R1, R16, R23, R25, R27, R29 10k SMD-0805 10,0K
1 R2 3k3 SMD-0805 3,30K
11 R9, R10..R15, R19, R24, R26, R28 220 SMD-0805 220
4 R7, R8, R17, R18 1k SMD-0805 1,00K
8 C2, C3, C5, C8, C10, C11, C12, C18 100n X7R-G0805 100N
2 C16, C17 22p NPO-G0805 22P
5 T5..T9 BC848SMD BC 848C SMD
3 R22, R32, R42 1k nur Piezo-Variante SMD-0805 1,00K
2 R3, R6 470 nur Piezo-Variante SMD-0805 470
2 R4, R5 100 nur Piezo-Variante SMD-0805 100
3 R20, R30, R40 3k3 nur Piezo-Variante SMD-0805 3,30K
3 R21, R31, R41 15k nur Piezo-Variante SMD-0805 15,0K
6 C7, C23, C30, C33, C40, C43 100n nur Piezo-Variante X7R-G0805 100N
3 C21, C31, C41 10n nur Piezo-Variante X7R-G0805 10N
3 R22, R32, R42 33k nur MEMS-Variante SMD-0805 33,0K
3 C22, C32, C42 100n nur MEMS-Variante X7R-G0805 100N
4 T1..T4 IRFR1205 Nur bei Verwendung von Bürstenmotoren(X-UFO) verwenden! IRFR 1205


Bauteile Oberseite

Anz. Referenz Wert Hinweis Reichelt
1 LED1 LED 0805 rot Polung beachten - Pfeilspitze auf Rückseite der LED zeigt zur markierten Seite (Kathode auf der Platine!) SMD-LED 0805 RT
4 LED2..LED5 LED 0805 grün Polung beachten - Pfeilspitze auf Rückseite der LED zeigt zur markierten Seite (Kathode auf der Platine!) SMD-LED 0805 GN
1 D1 1N4007 Polung beachten 1N 4007
1 D2 1N4007 Nur für Zusatzspannungsversorgung. Polung beachten! 1N 4007
1 L1 10µH SMCC 10µ
1 Q1 Quarz, 8 MHz 8,0000-HC49U-S
1 IC1 Fassung Einbaulage beachten! GS 28P-S
1 IC2 TLC274 Nur Piezo-Variante! Vor dem Einsetzen Beinchen an der Tischkante gerade biegen. Einbaulage beachten! TLC 274 DIL
1 IC3 LP 2950 ACZ3,0 LP 2950 ACZ3,0
1 JP1, JP9, PRG, Rec Stiftleisten Stiftleiste in passende Abschnitte kürzen. SL 1X36G 2,54
HL/H, HR/R, VL/L, VR/V Nur bei Verwendung von BL-Motoren bestücken!
1 SG2 Signalgeber Einbaulage beachten! SUMMER TDB 05
1 C1 330µF/16V Polung beachten! RAD 330/16
1 C25 330µF/16V Nur für Zusatzspannungsversorgung. Polung beachten! RAD 330/16
3 C4, C6, C19 10µ/35V Polung beachten! RAD 10/35
1 C9 10µ/35V Nur für Zusatzspannungsversorgung. Polung beachten! RAD 10/35
1 IC4 7805 Einbaulage beachten! Tipp: Beidseitiges Anlöten hilft gegen Kaputtvibrieren der Beinchen! µA 7805
1 IC5 7805 Nur für Zusatzspannungsversorgung. Einbaulage beachten! µA 7805
3 GYM1..GYM3 ADXR610 MEMS-Gyros (z.B. von Sparkfun). Mit kurzen Silberdrahtabschnitten einbauen, GYM2 und GYM3 stehend! -/-
oder
3 GY1..GY3 ENC-03 Piezo-Gyros -/-
oder
3 GY_SMD1..GY_SMD3 ENC-03 SMD Piezo-Gyros SMD -


Aufsteckteile

Anz. Referenz Wert Hinweis Reichelt
1 PRG Jumper Der Jumper muss im normalen Betrieb geschlossen sein. Er wird nur während der Programmierung des Atmega entfernt. JUMPER 2,54GL RT
1 IC1 ATMEGA328P Vor dem Einsetzen Beinchen an der Tischkante gerade biegen -/-


Inbetriebnahme der QuadroControl III

Im normalen Betrieb muss der Jumper "PRG" geschlossen sein.

Kontrolle der Bestückung

Nach dem Aufbau der Platine ist diese sehr sorgfältig auf Bestückungsfehler (z.B. Bauteile vertauscht, falsche Polarität bei Dioden, Spannungsregler, Elkos oder ICs) und Kurzschlüsse (Lötkleckse, Ätzfehler, sich berührende Bauteilanschlüsse, etc. ) zu überprüfen.


Test der Versorgungsspannungen

Jetzt wird die Platine das erste Mal mit Spannung verbunden. Dabei sollte möglichst über ein geregeltes Labornetzteil an den Anschlüssen + und eine Spannung von ca. 12V angeschlossen werden. Auch ein Steckernetzteil mit einer Gleichspannung von 12V kann verwendet werden.

Sy-achtung.gif

Bis sichergestellt ist, dass alles korrekt funktioniert, sollte aus Sicherheitsgründen kein Akku an die Platine angeschlossen werden.


Digitalversorgung (5V)

Diese Spannung wird an folgenden Punkten gegen Masse gemessen und sollte zwischen 4,9V und 5,1V liegen.

  • Kondensator C3 bzw. C4
  • IC2, Pin 4
  • IC1, Pin 7 und Pin 20


Analogversorgung (3V)

Diese Spannung wird an den Kondensatoren C30 und C40 gegen Masse gemessen und sollte zwischen 2,9V und 3,1V liegen.


Spannungen für virtuelle Masse

Wenn Piezo-Gyros verwendet werden, sollten die Spannungen an den Lötjumpern JP_NICK, JP_ROLL, JP_GIER getestet werden. Dabei wird wieder gegen Masse gemessen.

Jumperstellung Spannung
1 1,23V
2 1,5V
3 1,76V


Einstellen der virtuellen Masse für Operationsverstärker

Wenn Piezo-Gyros verwendet werden, muss die Bezugsspannung für jeden einzelnen Gyro eingestellt werden. Dies geschieht durch Setzen der Lötjumper JP_NICK, JP_ROLL, JP_GIER.

Sy-tipp.gif

Bei der Erstinbetriebnahme sollten alle Jumper zunächst auf Stellung 1 gelötet werden. Der Abgleich erfolgt dann später über die Software.


Programmieren des Mikrocontrollers

Damit der QuadroControl III Leben eingehaucht wird, benötigt der Mikrocontroller noch eine Firmware. Die Firmware-Archive gibt es im Download-Bereich.

Wie man die Firmware auf den Mikrocontroller der QuadroControl III bekommt, wird hier beschrieben:

Mikrocontroller flashen.

Wer das Set erwirbt, erhält einen Microontroller, der bereits mit aktueller Software geflasht wurde!

Fertig!

Wenn alle vorherigen Schritte abgearbeitet wurden, steht jetzt eine betriebsfertige QuadroControl III vor dir. Jetzt kannst du dich an den Einbau in den QC-Copter machen!

Sy-bauanltg.gif
Montage und Verdrahtung der QuadroControl III