Aus QC-Copter
Bauanleitung Quadrocontrol III mit WiiMotionPlus
Inhaltsverzeichnis |
Nachbau Schritt für Schritt
Hier wird der Nachbau der QuadroControl III mit WiiMotionPlus-Gyroskopen beschrieben.
Warum Wii MotionPlus und wofür?
Bei der Wii MotionPlus (WM+) handelt es sich um einen kleinen Stecker, der normalerweise unten an den Wii Controller angesteckt wird, um die Lageerkennung zu verfeinern. Er enthält 3 Gyroskope, was ihn interessant macht für den Einsatz auf der QuadroControl. Er ist ca. 55€ günstiger (Stand 4/2011) als vergleichbare Piezo-Gyros (ENC-03) und arbeitet nahezu driftfrei.
Der Wii MotionPlus wird mit einigen Wii-Spielen ausgeliefert, kann aber auch separat erworben werden (z.B. hier).
Hinweis: Eine frühere Anleitung hat den Einbau des WiiMotionPlus Sensors ohne Operationsverstärker gezeigt. Für die Firmware 3.0 und höher sollte er auf jeden Fall eingebaut werden, um die Schwebeflugeigenschaften zu verbessern!
Zusammenbau der QuadroControl III
Hier wird der Nachbau der QuadroControl III beschrieben.
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.
- 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.
Bestückungspläne / Platinenfotos
Legende:
| Blau | IC 2 auf der Rückseite bestücken, um eine ausreichend große Klebefläche für den WiiMotionPlus Sensor zu schaffen! Dazu müssen die Beinchen von der Unterseite auf die Oberseite gebogen werden:
Noch vor dem Einlöten werden die Beinchen gekürzt, so dass sie später bündig mit der Oberseite der Platine abschließen. |
| Pink | Die Lötbrücken müssen wie im Bestückungsplan gezeigt gesetzt werden. |
| 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! |
| Grau | Diese Teile nicht bestücken! |
Platinenfotos (noch ohne WiiMotionPlus):
Einlöten des IC2 auf der Rückseite:
Schaltbild
Stückliste
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 | |
| 17 | C2, C3, C5, C7, C8, C10..C12, C18, C22, C23, C30, C32, C33, C40, C42, C43 | 100n | X7R-G0805 100N | |
| 2 | C16, C17 | 22p | NPO-G0805 22P | |
| 5 | T5..T9 | BC848SMD | BC 848C SMD | |
| 2 | R3, R6 | 470 | SMD-0805 470 | |
| 2 | R4, R5 | 100 | SMD-0805 100 | |
| 3 | R20, R30, R40 | 3k3 | SMD-0805 3,30K | |
| 3 | R21, R31, R41 | 15k | SMD-0805 15,0K | |
| 3 | R22, R32, R42 | 33k | SMD-0805 33,0K | |
| 4 | T1..T4 | IRFR1205 | Nur bei Verwendung von Bürstenmotoren(X-UFO) verwenden! | IRFR 1205 |
| 1 | IC2 | TLC274 | Vor dem Einsetzen Beinchen von Unterseite auf Oberseite biegen und auf der Rückseite montieren!!!! Einbaulage beachten! | TLC 274 DIL |
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 | 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 |
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 | -/- |
Vorbereitung des Wii MotionPlus Sensors für den Einbau
Um die eingebauten Sensoren an der QuadroControl III nutzen zu können, muss man diesen erstmal öffnen und die originalen Verbindungen zu den Steckern entfernen, so dass man nacher nur noch die blanke Platine hat. Hier werden dann die analogen Signale abgegriffen und auf die QuadroControl III geführt.
Öffnen des Gehäuses
Das Gehäuse ist mit zwei Nintendo-typischen Triwing-Schrauben verschraubt. Diese lassen sich auch ohne Spezialwerkzeug mit einem 2mm breiten flachen Schlitz-Schraubendreher öffnen.
Sind die Schrauben gelöst, kann das Gehäuse ganz einfach auseinander genommen werden.
Ausbau der Platine
Die Platine der Wii MotionPlus ist lediglich mit zwei Plastikclips befestigt.
Wenn man diese zusammen drückt, kann die Platine ganz einfach angehoben und entnommen werden.
Entfernen der Kabel / Flachbandkabel
Die Wii MotionPlus ist nun von ihrem Gehäuse befreit. Da man jedoch nur die Platine selbst benötigt, müssen im nächsten Schritt alle Kabel entfernt werden. Hierbei ist sorgfältiges Arbeiten empfehlenswert, um Beschädigungen zu vermeiden.
Die Stecker, die an der Platine angelötet sind, werden nicht benötigt. Sie können an der Steckerseite abgeschnitten werden. Es sollte jedoch genug Kabel an der Platinenseite verbleiben um diese entfernen zu können. Hierzu geht man wie nachfolgend beschrieben vor.
Das Flachbandkabel
Hier ist Vorsicht geboten, da dieses sehr schnell an der Platine abbricht. Das Flachbandkabel wird längs bis zum Ende aufgetrennt (mit Hilfe einer Schere oder eines scharfen Messers). Jetzt werden die Lötstellen des Flachbandkabels von der Unterseite der Platine her mit dem Lötkolben erhitzt und das Kabel unter leichtem Zug entfernt.
Alternativ kann man die Leitung auch mit der Schere in 6 einzelne Adern zerlegen und die Leitungen einzeln entfernen.
Die Kabel am Stecker
Um dieses Kabel zu entfernen, wird zunächst zusätzliches Lötzinn auf die Lötstellen aufgetragen, um einen guten Wärmeübergang zwischen Lötkolben und Lötstellen zu schaffen.
Dann wird wie beim Flachkabel das Kabel unter Zug und durch Erwärmen aller Lötstellen mit dem Lötkolben vorsichtig entfernt.
Alternativ kann man folgende Methode anwenden: Als erstes muss mit einem Seitenschneider das Oberteil des Steckers entfernt werden. Hierzu einfach die Stege zwischen den einzelnen Kabeln durchtrennen. Danach kann der Stecker nach vorne (die breite Seite, die geschlossen ist) abgezogen werden. Jetzt werden auch wieder die Lötstellen erhitzt und die Kabel unter leichtem Zug und mit Hilfe von kleinen Drehbewegungen entfernt.
Entfernen von überschüssigem Lötzinn
Die Lötstellen der entfernten Kabel werden mit Hilfe von Entlötlitze von überschüssigem Lötzinn befreit. Danach kann die Platine mit Isopropanol oder Flussmittelentferner (z.B. Flux-Frei oder Kontakt LR) gereinigt werden. Zum Putzen nimmt man am Besten eine Zahnbürste.
Die Platine sollte nun so aussehen (Ober- und Unterseite).
Klebeband montieren
Um die Platine auf der QuadroControl montieren zu können, benötigt man ein wenig doppelseitiges Schaumstoffklebeband - auch bekannt als Spiegelklebeband. Dieses Klebeband wird auf der Rückseite der Platine in mehreren Schichten aufgeklebt, so dass das Klebeband höher ist als der mittig aufgelötete Chip.
Anschluss an die QuadroControl III
Die für den Betrieb an der QC III benötigten Anschlusspunkte der Wii MotionPlus sind mit Hilfe der nebenstehenden Grafik leicht zu finden. Die dort verzeichneten Anschlussfarben entsprechen den in der nachfolgenden Bilder-Bauanleitung verwendeten Kabelfarben.
Nun benötigt man etwas flexible Leitung (je flexibler, desto besser) und beginnt mit dem Anschluss der roten 3V-Leitung.
Diese wird durch die benachbarte Aussparung in der Platine nach unten geführt.
Dazu muss eventuell ein Loch in das Klebeband gestochen werden.
Nun wird dieses Kabel ausreichend gekürzt und enstprechend des Bildes angelötet.
Mit dem Aufkleben der Wii MotionPlus-Platine auf die QC III ist der Anschluss des ersten Kabels erledigt. Alle weiteren Kabel können direkt auf den Oberseiten der Platinen verlötet werden.
Nun können die restlichen Kabel Schritt für Schritt eingelötet werden. Zunächst wird das blaue Massekabel (GND) eingelötet.
Darüber hinaus ist in diesem Bild die kleine Drahtbrücke vom Kondensator unten rechts zum Spannungsregler zu sehen. Diese ist wichtig, um die Spannungsversorgung der Gyros sicher zu stellen.
Die Signalleitungen werden an den gezeigten Punkten angeschlossen und nach dem Herausbrechen der kleinen Giersensorplatine durch das entstandene Loch geführt.
Auf der Rückseite werden die Signalkabel an den nebenstehend dargestellten Punkten angeschlossen.
Umbau bei schon vorhandener Wii Motion Plus
Wenn die Wii Motion Plus schon bestückt ist und nur der für die Firmware-Version 3.x notwendige Verstärker nachgerüstet werden soll, so beschränkt sich der Umbau auf folgende Teile:
Bauteile Unterseite
| Anz. | Referenz | Wert | Hinweis | Reichelt |
| 3 | C23, C33, C43 | 100n | X7R-G0805 100N | |
| 2 | R3, R6 | 470 | SMD-0805 470 | |
| 2 | R4, R5 | 100 | SMD-0805 100 | |
| 3 | R20, R30, R40 | 3k3 | SMD-0805 3,30K | |
| 3 | R21, R31, R41 | 15k | SMD-0805 15,0K | |
| 1 | IC2 | TLC274 | Vor dem Einsetzen Beinchen von Unterseite auf Oberseite biegen und auf der Rückseite montieren!!!! Einbaulage beachten! Die Markierung für Pin 1 zeigt zum gleichen Rand der Platine wie die Markierung des Atmels. | TLC 274 DIL |
Nach dem Bestücken dieser Teile muss die Wii Motion Plus vorsichtig von der QC3 gelöst werden, damit die Lötjumper gesetzt werden können. Nick und Roll bekommen den Jumper von der Mitte zum Pad 2 (parallel zum Atmel), Gier bekommt ihn zum Pad 3 (weg vom Atmel).
Danach kann die Wii Motion Plus wieder montiert werden, wobei die Anschlusskabel jetzt nicht mehr an den Anschlüssen der MEMS-Gyros angelötet sondern auf die Unterseite zu den Pads der Piezo-Gyros geführt werden.
Die Änderungen und Anschlüsse sind auf dem folgenden Bild nochmal farbig markiert.
Legende:
| Pink | Die Lötbrücken müssen wie im Bestückungsplan gezeigt gesetzt werden. |
| Orange | Zusätzliche Widerstände |
| Gelb | Zusätzliche Kondensatoren |
| Grün | TLC274 |
| Blau | Anschlüsse für die Gyrosignale (Links Gier, Mitte Roll, Rechts Nick). |