Xcopter – Testes com as baterias 4S

23 de Novembro de 2014

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No último post, para além da novidade a indicar a actualização do MPNG para a versão 3.1.5 R2, falei também sobre a compra de duas baterias novas 5000mAh 4S 30C. Como é normal, a adição de peso adicional faz com que as afinações e comportamento do Xcopter mudem.

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Só para se ter uma ideia, as anteriores baterias 3300mAh 3S 35C pesam 270g e as novas 526g pelo que é um incremento substancial no peso final do Xcopter. A ideia foi compensar o aumento de peso com a passagem para 4S com também maior capacidade, daí a escolha de baterias com 5000mAh.

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Para transportar as baterias no Xcopter fiz um novo suporte com a habitual placa branca, fita velcro e os suportes. Para facilitar também o ajuste do equilíbrio, rodei o suporte 90 graus e desta forma posso deslocar o centro de gravidade da bateria.

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Procedi a algumas alterações de configuração do MPNG para estarem de acordo com o novo peso e com o esperado aumento de capacidade. Coloquei a configuração do centro do throttle (THR_MID) nos 50% e o máximo de throttle possível de enviar para os motores a 80% (THR_MAX) por forma a evitar chegar à corrente máxima dos motores. Também alterei a sensibilidade do throttle para o valor por omissão de 0,750. Outra alteração que fiz, foi colocar no CH6 a possibilidade de alterar o Rate Roll/Pitch P em voo e encontrar assim o melhor valor de acordo com o peso adicional.

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No primeiro dia de testes voei em modo Stabilize sem problemas usando as configurações encontradas até então com as outras baterias, não cheguei a mexer no Rate Roll/Pitch P. A surpresa do dia foi quando liguei o modo AltHold, o Xcopter começou a oscilar rapidamente na vertical como se os motores subissem muito de rotação e para compensar meio segundo depois eram cortados.

Fiz muitas alterações em vários parâmetros relacionados com o throttle e o AltHold mas sem sucesso, gastei as duas baterias a fazê-lo antes de abandonar o local de voo. Como é fácil perceber, não estava à espera deste comportamento pois a alteração para 4S e o peso adicional não o justificam.

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Em casa com calma estive a analisar os tlogs recolhidos da aplicação DroidPlanner2 e a reflectir sobre o que estava a ver. Quando ligava o modo AltHold imediatamente os motores aceleravam e depois cortavam durante todo o período em que o modo estava ligado. Sem conseguir chegar a uma conclusão e depois de procurar em diversos foruns, decidi comparar as configurações do firmware. O que descobri foi que o valor gravado para o THR_ACCEL_I era 100 vezes superior ao que devia, ou seja, 0,75. Com esta descoberta ficou justificado o comportamento demonstrado quando ligava o AltHold.

Repus os valores de origem e fiquei de novo em pulgas para ir testar o Xcopter no local de voo do costume. Aproveitei o facto de ainda não estar a chover no Domingo de manhã para ir fazer o teste. O Stabilize continuou a funcionar como esperado e o modo AltHold também demonstrou o comportamento esperado. Ainda acabei por fazer um ajuste e reduzir o THR_ACCEL_I e o THR_ACCEL_P para os valores usados antes das novas baterias pois notava-se que havia tentativas de aceleração em AltHold. Notei que ao descolar fica um pouco mais lento, sendo necessário dar mais throttle e mais rápido.

A expectativa com a mudança para 4S seria mais stress para os motores e ESCs. Notei que quer os motores, quer os ESCs aqueceram um pouco mais mas no meu entender nada excessivamente perigoso. Posso sempre recorrer às hélices 10×4,5 em vez das actuas 11×4,5 tirando assim um pouco de stress aos motores se achar que devo.

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Em relação à autonomia ainda não é conclusivo. Por agora estou a adoptar um uso menos agressivo das novas baterias, o alarme LiPo dispara aos 3,60V após cerca de 8 minutos de voo. Na primeira carga controlei a quantidade de amperes que cada bateria absorveu e espero com isto encontrar o tal ponto que corresponde aos 80% de consumo máximo recomendado por voo.

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Depois de resolver a questão com o AltHold passei a testar o modo Loiter. Embora não seja muito fã deste modo reconheco-lhe utilidade em algumas alturas mas não sei se a gravação de videos é uma delas. Nos últimos voos com baterias 3S estive de volta da configuração dos parâmetros do Loiter com a ajuda do CH6 e consegui um bom compromisso. Hoje voltei a testar uns valores e também consegui uma melhoria mas devo ter que voltar a afinar.

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O Rate Roll/Pitch P também sofreu um acerto para esta nova configuração, ficou igualmente “suave” a voar como anteriormente com 3S. Por agora fico-me por aqui que o post já vai longo mas ainda há algumas coisas para dizer nos próximos sobre, por exemplo, os videos e o feito gelatina.

Xcopter – MPNG 3.1.5 R2 e outras novidades

8 de Novembro de 2014

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Faz algum tempo que não actualizo o blog mas não tenho estado parado. Tenho voado algumas vezes centrado na resolução das vibrações do gimbal e dos parâmetros PID. Recentemente fiz o upgrade para MPNG 3.1.5 R2 que é a versão final e definitiva feita por SirAlex para controladoras compatíveis MultiWii.

Já tenho o Rate P Roll/Pitch fixo no valor 0,135 que foi o melhor que consegui atendendo às características de voo que pretendo, ou seja, voo estável, suave e com capacidade de resposta se necessário. Creio que mesmo assim vou ter de aplicar algum EXPO configurado no comando para que as reacções sejam um pouco menos bruscas.

Agora ando de volta da configuração do Rate Loiter P para que em modo Loiter fique estável e suave nas correcções a movimentos. Na verdade já vi o Xcopter em modo Loiter perto da perfeição mas no último voo em que estava a usar MPNG 3.1.5 R2 achei que não estava nada bom. É algo que tem de ser testado e verificado mas para já não vejo relação com a nova versão de firmware.

Tenho uma lista de melhorias a fazer como é habitual e em breve vai haver uma pequena grande alteração. Já devem vir a caminho duas novas baterias 5000mAh 4S. É um salto brutal em relação às que tenho e a razão é ter mais autonomia de voo já que com as actuais os pouco mais de 6 minutos com cada uma não me satisfazem.

Pelo que verifiquei todos os componentes à excepção dos LEDs de orientação suportam 4S. Vou ter de colocar umas resistências em série para quebrar um pouco a tensão e evitar assim queimar os LEDs. O gimbal e os ESCs suportam 4S, apenas em relação aos motores não encontrei escrito em lado nenhum que podem funcionar a 4S.

Do que pesquisei na Internet e falei com algum pessoal, como os motores funcionam numa relação Kv, rotação em função da tensão, o que vai acontecer é ser enviada menos tensão mas a rotação irá ser exactamente a mesma necessária para pairar. De forma a evitar atingir o máximo de corrente permitida pelos motores, vou colocar o parâmetro THR_MAX do MPNG a 75%.

Pensava que não tinha muito a dizer e afinal ficou um post bem composto. Espero da próxima ver ter mais novidades, videos e fotos para partilhar.

Projecto Xcopter – Caça às vibrações

7 de Outubro de 2014

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Faz várias semanas que ando a tentar resolver problemas com vibrações que se tornam bem visíveis nas imagens captadas pela camera SJ4000. Depois de capturas de imagem praticamente perfeitas que culminaram num dos melhores videos feitos por mim, nunca mais consegui obter imagens em condições.

Pensei que uma das razões fosse uma das varas de protecção que vibravam visivelmente, outra foi a placa de suporte do trem de aterragem estar partida em dois pontos assim como a fixação do trem à placa. Depois da resolução destes problemas com outro tudo de carbono/alumínio e da troca da placa de fixação do trem, as vibrações continuaram tal como antes.

Mesmo com o gimbal calibrado nos seis eixos como ditam as regras, não estava a conseguir obter imagens estáveis como já tinha acontecido mesmo com muito menos cuidado nas afinações. Já estava a ficar complicado perceber o que se estava a passar e como o resolver.

Hoje, depois de alguma atenção aos motores e estar a considerar fazer a afinação com ajuda de um ponteiro laser, verifico que um dos motores estava a fazer mais ruído e vibração que os outros quando rodado manualmente. Nitidamente algo se passava com o motor. Penso ter finalmente descoberto o problema que originava a vibração.

Como tinha um outro motor suplente para as eventualidades, já tratei de o montar no Xcopter. Um dos outros motores também já estava com algum ruído quando comparado com os outros dois pelo que a solução foi usar os rolamentos de um motor danificado num acidente no motor retirado anteriormente.

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Agora quando ligo os motores nota-se que o ruído está diferente e um tanto ou quanto mais silencioso. Só falta agora testar a voar com o Xcopter e a camera de video para ter certezas mas espero que fique comprovada a resolução do problema de vibração. Tenho agora que encontrar rolamentos para substituir nos outros motores quando for necessário.

Xcopter – Opções de segurança MPNG

25 de Setembro de 2014

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No último artigo que coloquei no blog falei da minha tentativa de andar devagar em Loiter controlando a direcção do Xcopter apenas com o Yaw. Recentemente enquanto fazia uma limpeza no meu telemóvel Android encontrei tlogs (telemetry logs) numa pasta do DroidPlanner, experimentei a abrir no Mission Planner e qual não foi o meu espanto ao ver que consegui ler dados, ver gráficos e seguir a posição do Xcopter no mapa. O Bluetooth tem mais alcance do que alguma vez pensei possível ainda por cima com as interferências geradas pelo rádio. Podem ver no video o meu voo a tentar seguir as laterais de um antigo campo de futebol.

Agora que já tenho algumas horas de voo com MPNG, estou a rever configurações e as opções que existem. Uma configuração que acabei por desligar logo nos primeiros testes foi a pré-verificação automática de alguns parâmetros como a calibração dos sensores, o estado do GPS, estado da bússola, tensão de alimentação, etc.. Tentei de novo activar esta opção mas depois de uns quantos testes, sempre que estava activo não conseguia armar. A verificação no Mission Planner indicava que era problema de tensão mas como a placa não tem sensor deve ser outra coisa qualquer que não consegui descobrir.

Outra opção de segurança que liguei e que até agora não deu problemas foi a verificação do número de satélites disponíveis. Caso durante 5 segundos perca satélites o quadcopter irá aterrar automaticamente. Como também há a possibilidade da perda de sinal rádio tenho esta segurança activa que irá aterrar o Xcopter numa eventualidade em vez de o deixar ir ao sabor do vento.

Mudando um pouco de asssunto. Com os voos que já fiz e os vários testes com diferentes valores para o Rate P do Roll/Pitch continuo a tentar perceber qual o melhor valor. Já estive mais longe e com os últimos voos apercebi-me que da primeira vez que se levanta voo depois de armar o comportamento é diferente. Da primeira vez é mais instável e temos que dar mais throttle, se aterrar e voltar a levantar posso fazê-lo de uma forma mais suave. Sabendo isto é mais fácil perceber se estou perto ou longe do valor óptimo.


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