Eindwerk middelbare opleiding: UAV op basis van mobiele inte

[_Lucid_]

Beste Tweakers, voor mijn eindwerk in het middelbaar onderwijs ben ik een aantal tips en ideeën aan het verzamelen om mijn project te verbeteren en een startkapitaal op te bouwen.

Mijn project houdt in dat ik UAV ga bouwen die het mobiele internet gebruikt.
Nu zouden velen zeggen dat het moeilijk is om zoiets te realiseren aangezien de latency van het mobiele internet te hoog is, maar na een snelle pingtest bleek het voor mij minder dan 40ms te zijn, dus het is best wel te doen (ik gebruikte het netwerk van Base, een van de Belgische telecom providers).
Het idee houdt in dat ik een Small-form-factor PC zoals een Intel Next Unit of Computing, een Arduino en eventueel nog een ArduPilot module in het vliegtuig of multicopter ga stoppen.
Op dit moment ben ik aan het overwegen om een zweefvliegtuig te bouwen met carbon-kevlar vezels, wat zeer licht en duurzaam is.

De reden waarom ik carbon-kevlar vezels wil gebruiken is omdat carbonfibers, hoewel vrij sterk, moeilijk tegen een stootje kan (vrij makkelijk te beschadigen na een crash).
Het is niet zo goed in het absorberen van een impact, hoewel kevlar er wel goed in is (denk aan kogelvrije vesten).

Anyway, de PC (de hoofdcomputer) is verbonden aan een mobile internet modem (voor het gebruik van het 3G,3.5G en eventueel 4G internet). Het zorgt voor de videofeed naar het grondstation.
Daarnaast wordt aan het ethernet-poort de Arduino gekoppeld (met ethernet shield natuurlijk), het is dus ook een 3G-bridge.
Aangezien ik niet veel weet over de 3G-shield voor de Arduino doe ik het liever op deze manier, de meesten zullen wel weten hoe je een ethernet shield succesvol kunt gebruiken.

De Arduino bezoekt steeds een PHP-pagina waar het een string leest, die string zegt wat het moet doen.
Het grondstation bestaat uit een computer met PHP-server waarbij de PHP-pagina constant wordt geëdit. De string verandert aan de hand van joystick data.
Daarnaast kan er nog een ArduPilot module aan toegevoegd worden voor autopiloot mogelijkheden, dit kan als failsafe gebruikt worden wanneer de verbinding tussen grondcentrale en UAV verloren geraakt (het kan zelfs autonoom landen en opstijgen, natuurlijk ook gewoon autonoom vliegen naar GPS waypoints).

Heeft iemand tips om het project te verbeten? Hoe zouden jullie de videofeed opbouwen?

_Lucid_ / Raz

[jeroenikke]

Wat ik mij afvraag is hoe hoog de GSM signalen reiken. Ik weet dat de GSM torens hun signalen naar beneden/horizontaal richten. Maar ik heb geen idee waar je zou kunnen opzoeken tot welke hoogte GSM signalen sterk genoeg zijn voor 3G verkeer.

Wel een erg leuk project. Zal wel niet goedkoop zijn Veel succes er mee!

[TERW_DAN]

Waarom ga je EN een Arduino en een computer gebruiken. Waarom niet alles in 1?

[Sphere-]

jeroenikke schreef op vrijdag 01 maart 2013 @ 17:04:
Wat ik mij afvraag is hoe hoog de GSM signalen reiken. Ik weet dat de GSM torens hun signalen naar beneden/horizontaal richten. Maar ik heb geen idee waar je zou kunnen opzoeken tot welke hoogte GSM signalen sterk genoeg zijn voor 3G verkeer.

Wel een erg leuk project. Zal wel niet goedkoop zijn Veel succes er mee!

Valt wel mee, in een flatgebouw heb je toch ook wel signaal.
Verder denk ik niet dat die UAV boven de 50 meter komt.

Een small-form-factor PC is overigens wel veel te zwaar.

Eerlijk gezegd zou ik voor een eindproject middelbare school voor iets simpelers gaan want er is een grote kans dat alles wat fout kan gaan ook daadwerkelijk fout gaat. Dit gecombineerd met beperkte tijd zorgt ervoor dat er een redelijke kans is dat je geen werkend product hebt binnen de gestelde tijd.

[ Voor 24% gewijzigd door Sphere- op 01-03-2013 17:11 ]

[_Lucid_]

Sphere- schreef op vrijdag 01 maart 2013 @ 17:07:
[...]


Valt wel mee, in een flatgebouw heb je toch ook wel signaal.
Verder denk ik niet dat die UAV boven de 50 meter komt

50 meter is op zich wel meer dan genoeg voor wat het moet doen, dus dat zal geen probleem zijn.

TERW_DAN schreef op vrijdag 01 maart 2013 @ 17:05:
Waarom ga je EN een Arduino en een computer gebruiken. Waarom niet alles in 1?

Arduino is al heel goedkoop (te verkrijgen voor <20 euro), en als je het met een computer wilt besturen dan moet je zowieso een motor controller moeten hebben. Zie Arduino dus als een goedkope motor controller.

[_Lucid_]

Sphere- schreef op vrijdag 01 maart 2013 @ 17:07:
[...]

Eerlijk gezegd zou ik voor een eindproject middelbare school voor iets simpelers gaan want er is een grote kans dat alles wat fout kan gaan ook daadwerkelijk fout gaat. Dit gecombineerd met beperkte tijd zorgt ervoor dat er een redelijke kans is dat je geen werkend product hebt binnen de gestelde tijd.

Dit is ook juist waarom ik al zo vroeg begin, ik heb een anderhalf jaar de tijd (inclusief de zomervakantie).

[TERW_DAN]

Trouwens al eens gekeken naar een Odroid als miniPC? Die dingen zijn 5x5 cm, gewicht gaat 'm vooral zitten in de heatsink, maar die kun je er makkelijk vanaf halen. Ding verbruikt 10W, dus wat batterijen betreft kun je het gewicht ook relatief laag gaan houden.

[Mavamaarten]

De Arduino bezoekt steeds een PHP-pagina waar het een string leest, die string zegt wat het moet doen.
Het grondstation bestaat uit een computer met PHP-server waarbij de PHP-pagina constant wordt geëdit.

Zou je het niet beter andersom doen? Je Arduino zou een soort listening server moeten zijn, dan kan je commando's naar je UAV sturen in plaats dat je UAV onnodig heel veel keer een PHP page refresht. Je client moet dan gewoon maar sturen als er effectief iets moet gebeuren.

[_Lucid_]

Mavamaarten schreef op vrijdag 01 maart 2013 @ 17:21:
[...]

Zou je het niet beter andersom doen? Je Arduino zou een soort listening server moeten zijn, dan kan je commando's naar je UAV sturen in plaats dat je UAV onnodig heel veel keer een PHP page refresht. Je client moet dan gewoon maar sturen als er effectief iets moet gebeuren.

Zou dat geen problemen opleveren met de closed ports van het 3G netwerk? Ik bedoel: je moet dan toch poorten openen om de server correct te laten werken en zo ver ik weet is het zeer moeilijk om geopende ports te verkrijgen bij telecom providers.
Om dit probleem te vermijden zou ik de Arduino inzetten als spider/web crawler.
(Het kan dat ik fout zit, ik ben niet zo super gevorderd maar weet tenminste nog wel wat ik doe)

[_Lucid_]

TERW_DAN schreef op vrijdag 01 maart 2013 @ 17:18:
Trouwens al eens gekeken naar een Odroid als miniPC? Die dingen zijn 5x5 cm, gewicht gaat 'm vooral zitten in de heatsink, maar die kun je er makkelijk vanaf halen. Ding verbruikt 10W, dus wat batterijen betreft kun je het gewicht ook relatief laag gaan houden.

Zonet even naar gekeken, lijkt me zeer interessant om dat ipv. een Intel NUC te gebruiken (vooral omdat het goedkoper is en omdat het ook kan doen wat ik nodig heb: een videofeed en voor internet zorgen voor de Arduino).

[Aloys]

Een php pagina refreshen zorgt voor gigantisch veel overhead voor dit minimale beetje data dat je wilt sturen. Probeer anders een socket connectie over poort 80 te realiseren. Die poort is altijd open en met een socket kan je makkelijk 50 pakketjes per seconde sturen. Dan is de besturing nog redelijk vloeiend op de lag na (hoewel dat met 100ms nog best te doen is).

[Infant]

Ik werk zelf met Telit modempjes. Hier zijn 1001 varianten van. Andere fabrikanten maken ze ook.

Het voordeel is dat ze vrij licht zijn, en je toegang tot alle functionaliteit hebt.

Deze is gekoppeld aan een ARM micro controller, die elk uur even het modem aan zet, wat verteld, en hem dan weer uit zet, maar dit zou ook continuu kunnen.

Je kunt in dit ding 1 of meerdere socket verbindingen openen. Dat zou naar een webserver kunnen, maar als je alleen maar commandotjes wilt overhengelen, lijkt me dat vrij veel overhead hebben.

Dus, ik zou het zo organiseren:

Microcontroller (ARM/Arduino/Whatever) -> Modem (Telit/Ander ding) -> Programma wat TCP verbindingen accepteerd en simpele commando's door stuurt.

[Damic]

Raspi? Dat ding heeft meer dan genoeg oempf om een zweefvlieger aan te sturen.

[_Lucid_]

Infant schreef op zaterdag 02 maart 2013 @ 12:19:
Dus, ik zou het zo organiseren:

Microcontroller (ARM/Arduino/Whatever) -> Modem (Telit/Ander ding) -> Programma wat TCP verbindingen accepteerd en simpele commando's door stuurt.

Heb het zo-even getest en het werkt heel goed

Nu nog een manier vinden om een videostream op te zetten.
Ik heb Skype getest voor deze taak (met commandline een videogesprek geopend) en het werkt perfect (geen lag en de kwaliteit is super!).
Alleen vind ik het een beetje raar om een chatprogramma voor deze taak te gebruiken lol.

[Mr_gadget]

Wat wil je precies onderzoeken op deze manier? Als ik zo kijk naar de pingstests die ik op mijn telefoon heb gedaan met de speedtest.net app zit deze gemiddeld op 90ms. Het kan nog wel variëren per locatie.
En waarom aansturing via PHP? Dit lijkt me de boel ontzettend vertragen..Ik zou over tcp direct commando's naar de arduino sturen.
Als je het goed wil aan pakken zou ik bijvoorbeeld naar ROS kijken. Dit kan je op de computer draaien en de sturing en beeldverwerking regelen.

[_Lucid_]

Mr_gadget schreef op zondag 03 maart 2013 @ 16:31:
Wat wil je precies onderzoeken op deze manier? Als ik zo kijk naar de pingstests die ik op mijn telefoon heb gedaan met de speedtest.net app zit deze gemiddeld op 90ms. Het kan nog wel variëren per locatie.
En waarom aansturing via PHP? Dit lijkt me de boel ontzettend vertragen..Ik zou over tcp direct commando's naar de arduino sturen.
Als je het goed wil aan pakken zou ik bijvoorbeeld naar ROS kijken. Dit kan je op de computer draaien en de sturing en beeldverwerking regelen.

Ik wilde eerst met PHP werken aangezien ik bang was dat TCP niet zou werken door gesloten poorten, maar het werkt wel. Dus ik ga TCP gebruiken om direct commando's te sturen ipv. PHP.

PS: Ik zal eens kijken naar ROS, het is de eerste keer dat ik het zie.

[fjux]

Kijk anders eens naar een Raspberry pi, Weegt geen drol en verbruikt dacht ik maar 2W dus geen zware accu's nodig daarvoor.

De Raspberry pi heeft ook een GPIO dus de arduino is dan ook niet meer nodig. als je dan een 3G USB stick er in gooit ben je er denk ik. alleen weet ik niet of er soort auto pilot software is voor linux maar ik denk dat wel ergens te vinden is!

[Sissors]

fjux schreef op maandag 04 maart 2013 @ 09:28:
Kijk anders eens naar een Raspberry pi, Weegt geen drol en verbruikt dacht ik maar 2W dus geen zware accu's nodig daarvoor.

De Raspberry pi heeft ook een GPIO dus de arduino is dan ook niet meer nodig. als je dan een 3G USB stick er in gooit ben je er denk ik. alleen weet ik niet of er soort auto pilot software is voor linux maar ik denk dat wel ergens te vinden is!

Ik heb zon vermoede als je de RPBs GPIO gaat gebruiken om rechtstreeks de motordrivers die voor zulk soort dingen worden gebruikt aan te sturen dat ding al snel 180 graden draait en zich in de grond boort. Je hebt simpelweg de PWM uitgangen er niet voor. En met een microcontroller zou ik daar al geen software PWM voor gebruiken, maar met een raspberry is dat helemaal hopeloos.

[fjux]

ah ja, daar had ik niet aan gedacht maar dan is de RBP nog steeds een goede vervanger voor de PC. want een volwaardig mobo is veel te zwaar voor een UAV, of je moet een aardig grote gaan maken.

[timberleek]

pwm of een analoge output zou je nog kunnen maken met een extra ic'tje (losse dac of pwm generator)

Of misschien nog makkelijker, er zijn gewoon motorcontrollers te krijgen met spi aansturing.

[Sissors]

Makkelijker ja, goedkoper nee .

Volgens mij zijn de brushless motor drivers die voor quadrocopters gebruikt worden en niet standaard servo input gebruiken (wat je ook weer moet calibreren, alsof we nog analoog bezig zijn) erg duur. Ik ben zelf net aan het shoppen daarvoor vanwege mijn eigen quadrocopter projectje waar ik weer eens verder mee ga, en ESCs (motor drivers) die iets anders hebben dan een servo input zijn extreem moeilijk te krijgen.

[_Lucid_]

fjux schreef op maandag 04 maart 2013 @ 09:59:
want een volwaardig mobo is veel te zwaar voor een UAV, of je moet een aardig grote gaan maken.

Ik was zo al aan het denken om een wingspan tussen de 2 à 3m te nemen
(Het moet lang kunnen zweven, wanneer het voldoende vertraagt begint de motor te draaien).

furby-killer schreef op maandag 04 maart 2013 @ 11:01:
Makkelijker ja, goedkoper nee .

Volgens mij zijn de brushless motor drivers die voor quadrocopters gebruikt worden en niet standaard servo input gebruiken (wat je ook weer moet calibreren, alsof we nog analoog bezig zijn) erg duur. Ik ben zelf net aan het shoppen daarvoor vanwege mijn eigen quadrocopter projectje waar ik weer eens verder mee ga, en ESCs (motor drivers) die iets anders hebben dan een servo input zijn extreem moeilijk te krijgen.

Hmm, tja er zal zowieso tenminste 1 ESC aanwezig moeten zijn. Maar dat is pas voor later om te bekijken. Het eerste wat ik moet klaarspelen is de transmissie en een computer.

En het lijkt mij veel beter om gewoonweg een Arduino te gebruiken in conjunctie met een RPi of x86-pc.
Ten eerste omdat ik er beter mee omweg kan, en dat ik ook meer ervaring mee heb.

Als ik nu maar eens software wist te vinden voor videotransmissie met RPi (ik zou simpelweg Skype gebruiken in eerste instantie, maar die is niet beschikbaar voor RPi).

[Zer0]

Je hebt het in je OP over start-kapitaal. Mag ik daaruit afleiden dat het ook werkelijk gebouwd moet worden?
Zo ja, heb je enige ervaring met het vliegen van een 2/3 meter grote zwever en heb je bedacht dat dat niet zomaar overal is toegestaan, vooral niet als je opnames gaat maken (http://wetten.overheid.nl...ldigheidsdatum_04-03-2013)
Ik bewonder je wil om dit aan te pakken, maar imo is het geen project voor een enkele middelbaar scholier, meer een klassikaal of groepsproject.

(overigens ben je niet de enige die hier mee stoeit, hier vind je wat andere (soortgelijke) projecten: http://diydrones.com/foru...ry-via-3g-gprs-video-feed
http://diydrones.com/group/telemetry-over-cellular-ip

[_Lucid_]

Zer0 schreef op maandag 04 maart 2013 @ 17:58:
Je hebt het in je OP over start-kapitaal. Mag ik daaruit afleiden dat het ook werkelijk gebouwd moet worden?
Zo ja, heb je enige ervaring met het vliegen van een 2/3 meter grote zwever en heb je bedacht dat dat niet zomaar overal is toegestaan, vooral niet als je opnames gaat maken (http://wetten.overheid.nl...ldigheidsdatum_04-03-2013)
Ik bewonder je wil om dit aan te pakken, maar imo is het geen project voor een enkele middelbaar scholier, meer een klassikaal of groepsproject.

(overigens ben je niet de enige die hier mee stoeit, hier vind je wat andere (soortgelijke) projecten: http://diydrones.com/foru...ry-via-3g-gprs-video-feed
http://diydrones.com/group/telemetry-over-cellular-ip

Inderdaad, de bedoeling is om het werkelijk te bouwen.
Het hoeft niet meteen een 2/3 meter grote zwever te zijn, natuurlijk is het ook mogelijk om een quadrocopter te gebruiken (die zijn makkelijker te vliegen).

En ik heb ook al naar de wet gekeken, ik weet dat dit niet overaal toegestaan is.
http://www.mobilit.belgiu...viteiten/modelluchtvaart/