armOkopter

Mediante este artículo pretendemos dar al lector la información necesaria para construir y operar un armOkopter. La iremos redactando según vayamos contruyendo nuestro quadokopter y esperamos que sea de ayuda para todos aquellos lectores que desen contruirse el suyo propio.

El armOkopter es una creación de © Hans Haider aka 'ufo-hans' . Basicamente podríamos describirlo como un quadrocóptero avanzado basado en hardware ARM7 con muchas prestaciones y posibilidades. Para ello cuenta entre otros periféricos con GPS, compás magnético , sensor de presión, acelerómetros, gyros y OSD configurable desde el soft AOK tool, que es el programa que nos va a permitir configurar y monitorizar el armokopter. Esta herramienta junto al firmware del armOkopter nos lo podremos descargar en la sección Firmware del foro ( sólo para usuarios registrados que hayan adquirido el kit )

No necesitaremos unos conocimientos amplios de electrónica o un master en quadrocópteros para hechar a volar nuestro armOkopter, solamente necesitaremos unos conocimientos básicos de electrónica ( identificar componentes, ley de ohm ) , un buen manejo del soldador ...... y un poco de paciencia .

Ya tenemos en nuestro poder el kit de montaje del armOkopter, menos de 1 semana y lo tenemos en casa. El kit lo podemos pedir desde el siguiente enlace que está en el foro del armOkopter. El precio del kit es de 143 , bastante económico a nuestro juicio.

Elementos del Kit:

Montaje de la placa de control

En la placa de control nos encontramos con un procesador ARM7 modelo AT91SAM7S256 , espacio para ubicar 3 gyros melesis ó los famosos ADXRS300 ó 610 , un acelerómetro MXR9500M ó un ADXL330 , un sensor de presión MPX6115, y un compas Micromag3.

En nuestro caso los Gyros que montaremos serán los melesis y el sensor de aceleración el MXR9500 , que son los componentes que hemos recibido en el kit del arm-o-kopter.

Empezamos soldando todos los componentes de montaje superficial y preferiblemente en este orden: resistencias, diodos led, transistores, condensadores no electrolíticos, convertidor LTC2400, procesador ATMEL, regulador de 3,3V LM1117, sensor de presión, condensadores electrolíticos de montaje superficial, pulsador, condensadores electroliticos, quarzo, reguladores de tension 7805 y finalmente los conectores.

La resistencia R29 no es necesario soldarla. En el regulador de tensión LM1117 ( IC5) el cual regula la tensión de salida a 3,3V mediante las resistencias R21 y R22 y puede ser sustituido por el LM1117-33 ,con lo que nos evitaremos tambien soldar las resistencias R21 y R22. Si optamos por esta configuración, la resistencia R22 debería ser sustituida por un puente.

Podemos utilizar varios tipos de Gyros, en estos momentos se soportan los Melesis, los ADXRS300 y los ADXRS610, en caso de utilizar los ADXRS los condensadores C1, C2 y C3 deben ser soldados.

Una vez finalizado el montaje de los componentes la placa presenta este aspecto:

Montaje de los Gyros y acelerómetro

Este apartado no tienen mucha dificultad , pero hemos de ser cuidados a la hora de soldar los conectores que unirán las placas de los Gyros, en la foto de abajo se muestra como NO se deben de colocar los conectores a los gyros.

Los conectores han de ir situados por la parte trasera de la placa , por la parte donde no está situado el gyro.

Como se puede apreciar en la siguiente fotografía , los gyros y acelerómetro los hemos soldado a la placa y no los hemos conectado mediante algún tipo de conector, esto es debido a que en las pruebas realizadas los conectores no han sido los suficientemente rígidos ,por lo que finalmente se decidió soldarlos.

Para conectar el compas MM3 si hemos utilizado conectores estandar , ya que al llevar 2 filas de pines si se sujeta con la suficiente firmeza.

Esquema electrónico del acelerómetro y la situación de componentes en el circuito impreso

El traductor Piezoeléctrico ó Buzzer

El Buzzer que utilizaremos debe de ser de tipo activo. En este tipo de dispositivo la electrónica integrada en el transductor es la que genera el tono que oiremos cuando apliquemos tensión al buzzer, hay que tener precaución ya que este componente tiene polaridad.

Un ejemplo de este tipo lo podemos encontrar en Digikey con el código 102-1623-ND

Conexiones de la placa base

Grabación del firmware mediante puerto USB

Una vez que tenemos la placa acabada vamos a proceder a cargar el firmware. Para poder realizar esta tarea vamos a precisar un cable USB que conecte nuestro PC con la placa. Posteriormente , cuando el firmware esté cargado no será necesario utilizar el puerrto USB para volver a cargar el firmware, mediante la herramienta aoktool y una conexión serie será posible realizar este procedimiento.

Es posible que los cables de datos D- y D+ estén intercambiados respecto al esquema. En nuestro casi así fue y tuvimos que cambiarlos.

Antes de proceder a la grabación del firmware es necesario que cargemos las librerías USB, LibUSB-win32 (libusb-win32-filter-bin-x.x.x.x.exe) y el programa AT91-ISP el cual lo tenemos disponible en la web de ATMEL.

El firmware que cargaremos será la versión 0.21 la última que existe a dia de hoy.

Los pasos que seguiremos para grabar el firmware correctamente serán los siguientes:

Primeros pasos con el soft Armokoptertool

Para poder utilizar esta herramienta necesitamos el adaptador RS232 que previamente nos hemos fabricado.

Imagen del cable adaptador de RS232 a TTL una vez finalizado su montaje

Esquema del cable y la conexión al PC

Situación de componentes

Una vez que finalizada la descarga del soft "AOKtool" lo descomprimimos en un directorio de nuestra elección . No es necesaria ninguna operación más pàra que el soft funcione. Configuramos nuestro puerto de comunicaciones COM1 en Windows para 38400 bps, N 8 1 y sin control de flujo.

Ahora es el momento para conectar un cable RS232 de nuestro PC al convertidor TTL y de este a la Placa de control. Ejecutamos el archivo aoktool.exe y el programa arranca. Vamos a comprobar que el PC se comunica con la placa de control y que las operaciones básicas funcionan correctamente. Posteriormente entraremos en más detalle en el control y manejo de esta utilidad.

Lo primero que debemos de hacer es seleccionar el puerto de comunicaciones ...... COM1 en nuestro caso. A continuación pulsamos sobre la casilla open y veremos que las cuatro esferas de colores situadas en la parte derecha y los indicadores de la parte izquierda van totalmente a su bola, sin intervención alguna por nuestra parte en el movimiento de la IMU; no preocuparse , es normal, hasta que no cargemos unos parámetros mínimos de inicio el sistema no comenzará a trabajar correctamente.

El siguiente paso que daremos será entonces cargar un fichero de configuración inicial. Este fichero lo tenemos en el directorio donde hemos descromprimido el programa , son los que tienen la extensión aok, cargamos cualquiera de los 4 que aparecen al descomprimir la versión 0.21.

Los pasos a dar para cargar la configuración del fichero al armokopter son son los siguientes:

Pulsar sobre la pestaña de la parte superior de AOKtool "Debug & Parameters"
Ahora pulsamos sobre la casilla de la parte inferior derecha " read parameters from FILE to TOOL" . Se nos abrirá una ventana para que seleccionemos el archivo .aok que vamos a cargar .
Ahora que ya tenemos cargados los parámetros en AOKTool procedemos a escribirlos en la memoria del armokopter, para ello pulsamos sobre la casilla "write parameters from TOOL to kopter RAM".

Despues de esta última operación ya podremos observar como los movimientos en los indicadores de AOKtool son coherentes con el movimiento de la IMU en nuestras manos.