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Bau-/Bedienungsanleitung QuadroPPM12

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Inhaltsverzeichnis

Allgemeines

Quadroppm12 empf.jpg

Verschiedene Multicoptersteuerungen (z.B. die QuadroControl) verwenden als Eingangssignal von der Fernbedienungsanlage ein so genanntes Summensignal. Das ist ein Signal, das die Informationen aller Fernbedienungskanäle enthält. Das hat den Hintergrund, dass so nicht für jeden Kanal des Empfängers ein separates Kabel auf die Hauptsteuerung geführt werden muss. Leider unterstützen nur wenige PPM-Empfänger die Ausgabe des Summensignals. 2,4GHz- und PCM-Fernbedienungsanlagen arbeiten grundsätzlich nicht mit diesem (analogen) Summensignal, sondern mit eigenen digitalen Übertragungsverfahren.

Die QuadroPPM12 ermöglicht es, aus bis zu 12 (!) einzelnen Servosignalen eines Modellbauempfängers dieses Summmensignal zu generieren - ohne Eingriff in die Empfangstechnik.

Features

  • Umwandlung von bis zu 12 Servosignalen eines Modellbauempfängers in ein Summensignal.
  • Anzahl der eingespeisten Kanäle frei über Lötbrücken konfigurierbar.
  • Die Übertragungsrate ist abhängig von der Kanalanzahl (weniger Kanäle = schnellere Übertragungsrate (minimal 20ms), mehr Kanäle = langsamere Übertragungsrate (maximal 28ms))
  • Quarzstabile Ausgangssignale
  • Verwendung mit fast allen handelsüblichen Modellbauempfängern möglich. => getestete Empfänger
  • Anbindung an Failsafe-Funktion einiger hochwertiger Empfänger garantiert das Funktionieren der Notlandefunktion des Copters bei Empfangsausfall, obwohl am Empfänger dann gültige Servosignale anliegen. Konfiguration über Lötbrücke.
  • Betriebszustandsanzeige per LED.
  • Kompakte Abmessungen der Platine: ca. 21,5 x 22,5mm
  • Updatefähig (über Bootloader) über serielle Schnittstelle / USB (über entsprechende Wandler).

Sicherheitshinweise

Ich garantiere nicht für das fehlerfreie Verhalten der Elektronik oder der Software! Sie benutzen die Elektronik und die Software auf eigene Gefahr! Sie allein tragen die Verantwortung für einen vollständigen Test des Gesamtsystems! Jedes Fluggerät -auch ein Multicopter- ist potenziell gefährlich und kann bei unsachgemäßer Benutzung oder im Fehlerfall Schäden an Leib und Leben sowie an Sachgegenständen verursachen! Ein Multicopter gehört deshalb nicht in Kinderhände! Eine Modellflughaftpflichtversicherung ist vor dem ersten Start abzuschließen, da die meisten Privathaftpflichtversicherungen keine Schäden durch Flugmodelle absichern! Nicht über Personen oder Tiere fliegen!


Nachbau Schritt für Schritt

Hier ein Foto des ganzen Bausatzes:

Quadroppm12 bausatz.jpg

Industriell gefertigte QuadroPPM12 Platinen mit Teilen gibt es käuflich zu erwerben.

Hier gehts zu den Shoplinks.


Bestückung der Platine

  • Die Bestückung erfolgt gemäß der folgenden Bestückungspläne, des Platinenfotos und des Schaltbildes.
  • Die Bestückung erfolgt ausschließlich mit SMD – Teilen. Die Stückliste gibt die empfohlene Einbau-Reihenfolge vor.
  • Die Hinweise in der Stückliste sind zu beachten.
  • Der Mikrocontroller vom Typ ATmega88/168 ist ebenso wie der Keramikschwinger bereits bestückt und programmiert.
  • Bei der neuen Version (erkennbar am Mikrocontroller ATmega168 (statt ATmega88)) sind alle Teile bis auf R3 vorbestückt!


Bestückungsplan / Platinenfoto (stark vergrößert)

Bestückungsplanqppm12.pngBestückungqppm12.png


Achtung! Bei der Platinenversion "C" ist eine kleine Änderung für zukünftige Anwendungen eingebaut worden, wie man im nachfolgenden Bild erkennt:

Qppm12c.png

Das kleine Pad über dem Anschluss von Kanal 1 (drittes von links bei Beschriftung R1) sollte ohne Verwendung einer alternativen Firmware nicht mit Kanal1 gebrückt werden.


Schaltbild

Schaltbildqppm12.png


Stückliste

Anzahl Referenz Wert Hinweis
1 IC1 ATmega88 / ATmega168 ist bereits bestückt
1 Q1 Keramikschwinger 16MHz ist bereits bestückt
1 C1 100 nF / 0805
1 R1 10 kOhm / 0805
2 R2-R3 330 Ohm / 0805
1 LED LED grün / 0805 Polung beachten! Pfeilspitze auf Rückseite der LED zeigt zur markierten Seite (Kathode auf der Platine!)
14 c1..c12, +5V, GND Steckbuchse f. Empfänger
60cm K1..K8 Kabel gelb, 0,14mm² 12x 5cm, für Signalleitungen vom Empfänger
5cm 5V Kabel rot, 0,14mm² Für +5V-Leitung zum Empfänger.
5cm GND Kabel schwarz, 0,14mm² Für Masseleitung (GND) zum Empfänger.
20cm Schrumpfschlauch 14x 13..14mm, für Empfängerleitungen

Der Empfänger wird über die QuadroPPM12 Platine mit Spannung versorgt. Zur Verbindung mit dem Empfänger dienen einzelne Leitungen, an die die Steckbuchsen angelötet werden. Das Lötzinn sollte dabei nicht in die Buchse hineinlaufen. Zur Isolierung der einzelnen Steckbuchsen untereinander dient der beiliegende Schrumpfschlauch.


Konfiguration der Anzahl der Kanäle

Vor dem Anschluss an einen Empfänger muss der QuadroPPM12 mitgeteilt werden, wieviele Kanäle verbunden werden sollen, da jeder fehlende Kanal die Fehlererkennung auslöst und damit ein Abheben des Copters verhindert. Dies geschieht über vier Lötbrücken, die entsprechend folgender Tabelle konfiguriert werden:


A B C D Beschreibung
0 0 0 0 4 Kanäle
0 0 1 0 5 Kanäle
0 1 0 0 6 Kanäle
0 1 1 0 7 Kanäle
1 0 0 0 8 Kanäle
1 0 1 0 9 Kanäle
1 1 0 0 10 Kanäle
1 1 1 0 12 Kanäle
x x x 1 Update-Modus


Empfangsausfallerkennung

Mit dem Lötjumper FS kann eingestellt werden, ob die Erkennung des Empfangsausfalls „klassisch“ über zu kurze oder zu lange Pulsbreiten oder zusätzlich über die Auswertung der Failsafe-Funktion des Empfängers geschehen soll.


Klassische Methode

Klassische Methode = Lötjumper FS ist geöffnet. Diese Empfangsausfallerkennung ist immer aktiv. Zu kurze und zu lange Impulse an den Servoausgängen werden als Störungen gewertet. Die Grenzen für die Impulsbreite liegen zwischen 0,8ms und 2,2ms. Bei dieser Methode können alle 12 Kanäle angeschlossen werden.


Auswertung der Failsafe-Funktion des Empfängers

Auswertung der Failsafe-Funktion des Empfängers = Lötjumper FS ist geschlossen. Bei dieser Methode wird bei der Fernbedienungsanlage ein beliebiger Kanal so programmiert, dass dort bei Empfangsausfall mindestens ein 1,5ms langes Signal ausgegeben wird, was exakt der Mitte des Servowegs entspricht. Dieser Kanal wird mit Kanal 12 der QuadroPPM12-Platine verbunden. In diesem Modus darf auf keinen Fall eine normale Steuerfunktion an den Kanal 12 verdrahtet werden, da sonst unweigerlich die Fehlererkennung aktiv wird, sobald das Signal größer wird als 1,4ms!!!


Blinkcodes der LED

  • Kurze Impulse der LED im Sekundentakt: Korrekte Servo-Signale erkannt.
  • Lange Impulse der LED (ebenfalls im Sekundentakt): Fehlerhafte Eingangssignale
  • Dauerhaftes Leuchten: Update-Modus aktiviert. Die QuadroPPM12 wartet auf neue Firmware.
  • Schnelles Blinken: Nach (fehlerhaftem) Update oder wenn außer dem Bootloader keine Software vorhanden ist.

Update-Modus

Durch das Schließen des Lötjumpers "D" gelangt man in den Update-Modus. Über einen USB-Seriell-Wandler oder einen Pegelwandler für eine serielle Schnittstelle kann der Controller geflasht werden. Dazu werden einfach die Leitungen für 5V, GND, Kanal 10 und Kanal11 vom Empfänger abgezogen und mit der Schnittstelle verbunden. Eine intuitive Update-Software führt durch den Update-Vorgang und füttert die QuadroPPM12 mit der Firmware.


Quadroppm12 update s3.png


Firmware Updates sind hier zu finden: QuadroPPM12 Firmware Download


Versionen

1.1 - 10/2010

Erste öffentliche Version.

1.2 - 12/2010

- Bugfix mit 12 Kanal Empfängern behoben. Durch den nach den eigentlichen Firmwaretests implementierten Bootloader-Support wurde verursacht, dass der 11. Kanal permanent auf 5V gezogen wurde. Damit war kein 12-Kanal Betrieb möglich. >> Download

1.3 - 03/2011 (aktuelle Version)

- Behebt Zittern im Ausgangssignal. Dieses Problem wurde vorwiegend mit Futaba-Empfängern beobachtet >> Download