Inbetriebnahme Blowfish

 1. Akkus

 2. Anbringen von Xbee und IMU

 3. Flashen des Microkontrollers

 4. Befestigung der Gondel und Fliegen

 5.  Aufstellen des IPS

 6. Autonomer Flug

 7. Abwurfeinheit

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In diesem Artikel werden alle nötigen Schritte um das ganze System zu benutzen.  Dabei ist einen sorgfältigen Umgang mit den einzelnen Komponenten sehr wichtig um sowohl die Funktionalität als auch die Sicherheit zu gewährleisten.

1-      Akkus:

Hier handelt es sich sowohl um die Akkus der Gondel als auch um die, die zu den einzelnen Bodenstationen  gehören.

  • Die Gondel wird mit einem Li-Po-Akku betrieben. Seine Nennspannung beträgt  7,4V.
  • Manche Bodenstationen werden mit 3,7V, andere mit 7,4V. Es liegt daran, dass es zwei unterschiedliche Versionen  der Bodenstationen gibt.  Der zu jeder Bodenstation gehörige Akku lässt sich leicht durch die Farbe und den Steckertyp leicht erkennen:

-          Die blauen Akkus mit rechteckigem Stecker haben eine Nennspannung von 3,7V.

-          Die grauen Akkus mit rundem Stecker haben eine Nennspannung von 7,4V.

  • Die 7,4V-Akkus lassen sich exklusiv mit dem Akkulader laden.
  • Die 3,7-Akkus lassen sich entweder mit dem Akkulader  oder mit dem USB-Lader laden.

 

Die Benutzung der Akkulader setzt einen besonders sorgfältigen Umgang mit dem Gerät voraus. Um die Sicherheit zu gewährleisten müssen folgende Punkte  beachtet werden:

-          Die Nennwerte (Spannung, Kapazität, maximaler Ladestrom) müssen dem Benutzer bekannt sein. Eine falsche Parametrisierung des Geräts kann zu Unfällen führen.

-          Wenn möglich, den Akku  auch mit dem Balancer verbinden, in diesem Fall übernimmt das Ladegerät die Überwachung des Akkus.

-          Bei 3,7V-Akkus beträgt die Ladespannung  4,2V.

-          Bei 7,4V-Akkus beträgt die Ladespannung  8,4V.

-          Der optimale Ladestrom beträgt 1xC wobei C ist die Kapazität des Akkus in mAh.

Bsp: Ein Akku mit einer Kapazität von 450mAh hat einen Ladestrom von 0,450A

  •  Ein zu hoher Ladestrom kann leicht den Akku beschädigen und sogar zu Unfällen führen.
  • Akkus sollen nicht tiefentladen werden. Dadurch können sie beschädigt werden. Wenn die Leerspannung um 1 bis 2V unter der Nennspannung liegt, muss der Akku sofort geladen werden. 

 

    • Bevor jeder Benutzung des Systems muss die Spannung des Akkus gecheckt werden.
    • Das Leuchten der LEDs an der Gondel bedeutet nicht unbedingt, dass der Akku vollgeladen ist. Da diese nach einem Spannungsregler geschaltet sind.
    • Die Spannung des Akkus beeinflusst  das Verhalten des Zeppelins, da die Motoren direkt damit verbunden sind. Es ist allen bekannt, dass die Drehzahl proportional zur Spannung ist.

    2- Anbringen von Xbee und IMU:

    Beide Module werden unten an der Gondel befestigt, folgende Abbildung zeigt, wie man sie richtig ansteckt:

 

 

3-      Flashen des Microkontrollers:

Da der Microkontoller über nur eine serielle Schnittstelle verfügt musste diese sowohl für das Flashen vom Arduino als auch für die Funkkommunikation benutzt. Beim Flashen muss daher das Xbee-Modul mittels der zwei Hinteren Schalter vom Arduino deaktiviert werden. Dafür sind diese beide auf die Position „Aus“ zu stellen.

Der Arduino Pro mini hat keinen eigenen FTDI-Adapter, um dies zu flashen braucht man einen extra Adapter.

  • Beim Flashen ist es sehr wichtig zu checken, ob der FTDI-Adapter richtig gesteckt ist (richtige Polung).
  • Man erkennt dass, der Adapter richtig angeschlossen ist, wenn beim Flashen die zwei LEDs „Tx“ und „Rx“ blinken.
  • Nach erfolgreichem Flashen, soll der Xbee-Modul wieder verbunden werden, dafür müssen beide hintere Schalter auf die Position „Ein“ gestellt werden.

 

4-      Befestigung der Gondel und Fliegen:

 

Die Gondel wird mittels Klettstreifen am Ballon befestigt werden. Da diese nur 100g wiegt und der Ballon 160g trägt, muss das Gewicht ausgeglichen werden. Dafür haben wir uns für ein Sandtütchen entschieden.

  • Bei der Befestigung und dem Gewichtsausgleichen, sollen immer 2 Personen zusammenarbeiten. Weil es ist einem schwierig gleichzeitig den Ballon festzuhalten und etwas daran zu befestigen.
  • Eine Schnur am Ballon soll stets vorhanden sein! Der Ballon beschleunigt sich schnell nach oben und bleibt an der Decke hängen, wenn nichts daran gehängt ist.
  • Nachdem Gewichtsausgleichen, soll der Ballon sehr leicht nach unten sinken. Damit er im Falle eines Akkuausfalls zum Boden Fliegt.

Zum Einschalten der Gondel ist der Schalter vorne rechts vorgesehen.  Nach dieser Aktion bleibt der Ballon stehen und wartet auf die Befehle aus der Bodenstation.
Eine Liste mit den ganzen Befehlen, ist hier zu finden.

Diese Befehle Können über die serielle Konsole des Arduino über das Xbee-Modul an die Gondel übermittelt werden. 

Im Autonom-Flug-Modus werden die Befehle automatisch von der Bodenstation generiert und weitergeleitet. Hier braucht man nur einen Knopfdruck und los!

 

5-      Aufstellen des IPS:

Das IPS dient zur Positionsbestimmung des Luftschiffes im Raum. Dafür wird einen Infrarot-Ultraschall-Sender an der Gondel befestigt. Im Raum sind mehrere Bodenstationen an bestimmten Stellen gestellt. Der IR-US-sender sendet permanent gleichzeitig IR- und US-Signal. Über den an den Bodenstationen gemessenen Laufzeitunterschied zwischen  IR und US wird die Position der Gondel ermittelt.

Um das IPS inbertiebzunehemen sollen folgende Schritte ausgeführt werden:

-Akkus der Bodenstationen laden und einstecken.

-Bodenstation anmachen.

- Bodenstationen Positionieren und die jeweilige Positionen notieren

- Positionen und jeweilige nummer in Python-Code eingeben.

- Wegpunkte aufstellen und in der GUI eingeben.

-Gondel anmachen und sicherstellen dass, die berechnete Position mit der echten Position übereinstimmt.

 

6-      Autonomer Flug:

Um den Knopfdruck-Flug zu gewährleisten bitte folgendermaßen vorgehen:

-Gondel einschalten.

-GUI starten.

-Sich zum Wegpunkt „0“ begeben.

-Gondel  Parallel zur y-Achse ausrichten (Null-winkel wird dadurch bestimmt)

-„Starten“ drücken
- Los lassen.

 

7-      Abwurfeinheit:

Das System ist am einfachsten.  Ein hoher Strom fließt in eine dünne Litze. Diese schmelzt sofort durch! Es ist eine „One Way“ Lösung dafür muss jedes Mal eine Litze angebracht werden. Dafür muss sie an der Buchsen gesteckt werden.