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886 killagreg 1
V0.69k Ausgangsversion.
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908 killagreg 3
G.Stobrawa 17.07.2008:
886 killagreg 4
 
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 - Code stärker modularisiert und restrukturiert
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 - viele Kommentare zur Erklärug eingefügt
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 - konsequent englische Variablennamen
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 - PPM24 Support für bis zu 12 RC-Kanäle.
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 - Support für Kompass CMPS01, MK3MAG oder MM3
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 - 2. Uart wird nun unterstützt (MCU = atmega644p im Makefile)
908 killagreg 11
 - Ausertung des UBX-Protocols an 1.  oder 2. Uart
886 killagreg 12
 - einige kleinere Bugfixes
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 - GPS-Hold-Funktion hinzugefügt
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 - GPS-Home-Funktion hinzugefügt (wird beim Motorstart gelernt, und bei Motorenstop wieder gelöscht)
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 - Poti3 steuert die GPS Funktionen (Poti3 < 70:GPS inaktiv, 70<=Poti3<160: GPS Hold, 160<=Poti3: GPS Home)
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 - LED Steuerung an J16, parametrierbar durch die User Parameter 7 & 8. UserParam7 legt die
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   LEDOnTime in Vielfachen von 2ms fest und UserParam 8 die LEDOffTime.
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 - Zusätzliche Punkte im Menü des KopterTool zur Anzeige des GPS-Status und der MM3-Kalibierparameter
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- Hardware Configuration:
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   - Die PWM des MK3MAG/CMPS03 wird wie bisher standard über den Port PC4 (Pin5 an SV1 der FC) eingelesen.
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886 killagreg 25
   - Der MM3 wird wie folgt verbunden.
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		FC 1.0/1.1/1.2 Level Shifter  MM3
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		SCK (Pin1 SV5)    --->     SCK (Pin1)
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		MISO (Pin3 SV5)   <---     MISO (Pin2)
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		MOSI (Pin5 SV5)   --->     MOSI (Pin3)
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		GND (Pin6 SV5)    --->     GND (Pin7 / Pin14)
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		PC4 (Pin5 SV1)    --->     SS (Pin4)
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		PC5 (Pin6 SV1)    --->     RESET (Pin6)
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     Zusätzlich benötigt der MM3 noch eine 3V oder 3V3 Versorgung an VDD (Pin12).
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    - Für das UBLOX-Modul muss noch GPS-GND mit FC-GND (Pin7 SV1) und
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      die GPS-TXD Leitung mit FC-RXD (Pin1 SV1) verbunden werden,
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      wenn man die FC 1.0 mit dem Atmega644 verwendet.
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      Für die FC 1.1/1.2 mit Atmega644p-Bestückung benötigt man FC-RXD1 (Pin3 SV1).
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      Zusätzlich benötigt das UBLOX-Modul noch eine 5V-Versorgung die ggf. von
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      der FC (an Pin2 SV1) abgegriffen werden kann.
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      Wenn die FC gültige  Messages vom GPS empfängt, blinkt die rote LED mit 4 Hz.
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- Konfiguration des MK.
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	Es sollte ein Haken bei GPS und Kompass gesetzt sein. Wenn nur GPS Aktiviert ist, wird intern immer auch der
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        Kompass aktiviert, da er für den GPS-Regler unbedingt notwendig ist.
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- Unter Sonstiges: Kompass-Wirkung etwa auf 50 bis 70.
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- User Parameters:
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	Parameter 2 --> I-Factor for GPS PD controller (start with small values below 10)
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	Parameter 3 --> Calibration factor for transforming Gyro Integrals to angular degrees (~170)
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	Parameter 4 --> Angle between the MM3 Board (Arrow) and the MK head (typical ~180)
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	Parameter 5 --> P-Factor for GPS PD controller (~70)
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	Parameter 6 --> D-Factor for GPS PD controller (~140)
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	Parameter 7 --> LED1Time for J16
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	Parameter 8 --> LED2Time for J17
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- LED-Steuerung an J16/J17
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	Das Verhalten der über einen Transistor gegen Masse geschalteten Ausgänge J16/J17 wird mit
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	Hilfe der Userparameter 7 und 8 angepasst.
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	Es gilt:
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	UP7/8 <  20: Ausgang liegt dauerhaft auf Masse.
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	UP7/8 > 220: Ausgang ist dauerhaft hochohmig.
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	Sonst wird geblinkt, wobei sich die Frequenz mit dem Userparameter zwischen 2 bis 25 Hz einstellen lässt.
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- Zusätzliche akustische Signale:
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	Signale die eine Fehlfunktion anzeigen:
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	Dauerton:	Eine GPS-Funktion ist aktiviert und es werden keine oder
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			unvollständige GPS-Daten via UART empfangen.
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			Hier ist zu berücksichtigen, dass die folgenden UBX Messages am UBLOX
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			aktiviert wurden: NAV-POSLLH, NAV-SOL, NAV-VELNED.
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			Fehlt eine dieser Messages wird breits der Dauerton gesetzt.
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	5Hz Piepen:	Ist eine der GPS Funktion aktiviert, zeigt dass den Empfang valider UBX-Daten,
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			wenn noch kein 3D-Satfix vorliegt. Die Pausen zwischen den 4Hz Pieps werden
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			immer länger je mehr Satelitten das GPS empfängt.
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			Liegt ein 3D Fix vor, so verstummt der Pieper dann endgültig egal wie viele Satelitten
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			beteiligt sind (es müssen dafür aber mindesten 4 sein).
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			Ist die Comming Home Funktion aktiv (Poti3>160) und konnte keine Home-Position beim
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			Einschalten der Motoren eingelernt werden, so ertönt ebenfalls ein 4Hz-Piepen.
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	10Hz Piepen:	Die Kommunikation zum Kompassmodul ist gestört. (Funktioniert bei beiden Kompassmodulen)
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			Der CompassValue in den Debugs vom Koptertool zeigt dann -1 an.
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	Signale die eine Aktion bestätigen.
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	1s Piepen:	Ertönt dieses Signal nach dem Einschalten der Motoren wird die erfolgreiche
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			Übernahme der Home-Position bestätigt.
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- Inbetriebnahme:
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	Nach dem Flashen des Codes sollte man die Kalibrierung für den MK3MAG/MM3 wiederholen, da diese Daten
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	an einer anderen Position im EEProm der FC abgelegt und wieder gelesen werden.
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103
	Das Vorgehen erfolgt beim MM3 und MK3MAG exakt gleich wie hier beschrieben.
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	http://www.mikrokopter.de/ucwiki/MK3Mag?highlight=%28mk3mag%29
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	Zur Bestimmung des User Parameters 3 (Umrechnungsfaktor zwischen dem Gyrointegral und dem zugehörigen Neigungswinkel)
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	hat sich folgendes Vorgehen bewehrt.
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	- Man bestimmt den Wert des Roll- und Nick-Integrals für einen Neigungswinkel von 45°
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          über die Ausgaben des Koptertools.
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	- Aus diesem Wert kann man den benötigten UserParam3 berechnen.
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		UserParam3 = (Nick-Integral(45°)+Roll-Integral(45°))/2*GyroACCFaktor/45°/8.     (typisch 170)
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	- Nachdem dieser Wert über die Settings des Koptertools im MK abgepeichert ist, sollte sich der CompassValue bei
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	  Verkippungen nur unwesentlich verändern.
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	- Preflight GPS Test:
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	  Ist der Kopter eingeschaltet, so kann man den GPS-Empfang überprüfen, in dem man Poti3 > 70 setzt.
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          Erhält man ein Dauerpiepen besteht keine Kommunikation zum GPS oder eine der benötigten UBX-Messseages fehlt.
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          Blinkt die rote LED der FC, so werden grundsätzlich valide Daten vom GPS empfangen. Abhilfe schafft dann die
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          Einstellung des GPS-Moduls via USB und u-Center sodass die UBX Messages NAV-POSLLH, NAV-SOL, NAV-VELNED
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          mit 57600 baud auf zum Target 1 (RS232) gesendet werden. Es empfiehlt sich alle anderen Sendungen inkl. NMEA
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          abzuschalten, da diese sonst durch den UBX-Parser auf der FC laufen und sinnlose Rechenzeit beanspruchen.
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          Am einfachsten geht das mit dem Konfigurationsfile "Conrad LEA-4H Config.txt". Dazu verbindet man das
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          UBLOX-Modul via USB mit dem PC und started das u-Center. Dan wählt man im Menü:
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          "Tools->GPS Configuration" dieses File aus und klickt auf den Button "File >> GPS".
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          Hat man diese Hürde genommen (Dauerpiepsen ist Weg), wird wahrscheinlich ein 5Hz piepen zu hören sein.
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          Dieses zeigt den korrekten Empfang aller UBX-Messages an. Je mehr Satelitten empfangen werden, desto länger werden
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          die Pausen zwischen den Pieps, bis sie schleißlich ganz verschwinden, was einen 3D-Satfix signalisiert.
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          Die GPS-Funktionen können ggf. nun wieder abgeschaltet werden (Poti3<70).
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	- Setzen der Home Position:
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	  Startet man die Motoren, so ertönt in diesem Moment eine 1s-langer Piep, der die erfolgreiche Übernahme
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          der Home-Position bestätigt. Dies passiert immer, auch wenn keine GPS-Funktion aktiviert wurde (Poti3<70).
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          Es kann jedoch sein, dass das Signal nicht ertönt. In diesem Fall konnte keine Home Position
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          abgespeichert werden, da zu diesem Zeitpunkt kein 3D-Fix vorlag. Aktiviert man dann später während des Fluges                  	  	  Comming Home (Poti3>160) wird dieser Zustand mit einem 5Hz Piepen angezeigt. Der Kopter versucht dann
886 killagreg 138
          wenigstens ein Position Hold. Schaltet man die Motoren ab, so wird auch die ggf.
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          gespeicherte Home-Position gelöscht.
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        - Dynamishes Position Hold:
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          Ist 70 < Poti3 < 160 so ist die dynamische Position Hold Funktion aktiv. Solange sich der Nick- & Roll-Stick
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          in Zentralposiotion befinden (genauer Auschlag < 20 Counts) wird die laterale (XY)-Position durch das GPS-
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          Signal geregelt. Dabei wird versucht die Abweichung der aktuellen GPS-Position von der zum Zeitpunkt
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          der letzen Nick/Roll-Stickbewegung gespeicherten Position zu minimieren. (Siehe dazu auch D- & P-Parameter
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          des GPS-Reglers). Dadurch kann man den MK zu einer bestimmten Position steuern und behält diese bei.
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          Es kann vorkommen, das bei extremer Timmerstellung an Nick und Roll der Funke der
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          zugehörige Stickwert bereits eine Auslenkung > 20 zeigt. In diesem Fall wird das Position Hold
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          leider nicht aktiviert. Durch die automatische Abschaltung des GPS-Reglers für den Fall einer manuellen
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          Bedienung kann man jederzeit in das Flugverhalten eingreifen.
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        - Comming Home:
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          Ist Poti3 > 160 so ist die Comming Home Funktion aktiv. Das verhalten ist analog dem Position Hold,
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          jedoch ist das Regelziel nicht die zuletzt gespeichwerte GPS-Position sondern die zum Zeitpunkt des
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          Einschaltens der MOtoren gespeicherte Home Position. Eine manualle Bedienung von Nick- und Roll-Stick
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          unterbricht auch hier sofort den GPS-Regler und die Steuerung erfolgt manuell.
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