Weiterentwicklung der Systemarchitektur des unbemannten Forschungsflugzeugs UlltRA evo Data Distribution Controller

Transkript

1 Weiterentwicklung der des unbemannten Forschungsflugzeugs UlltRA evo Data Distribution Controller Betreuung Christian Rößler, Dipl.-Ing. Lehrstuhl für Luftfahrttechnik

2 Folie 2 1. Hintergrund & Ziel der Arbeit 1.1 UlltRA evo Unbemanntes Forschungsflugzeug Erprobung von Flugreglern 2,70m Länge 4,60m Spannweite Leergewicht < 20kg Nutzlast 10kg Ausgelegt auf Stabilität und Robustheit Unterbringung und Zugang zur Payload

3 Folie 3 1. Hintergrund & Ziel der Arbeit 1.2 Zwei Systeme: Video & Avionik Videosystem proprietär, UNINTERESSANT unabhängig und funktionierend Avioniksystem unvollständig und INTERESSANT schlecht erweiterbar

4 Folie 4 1. Hintergrund & Ziel der Arbeit 1.3 Problematik / Aufgabenstellung Problem: Avioniksystem schlecht erweiterbar und unvollständig Lösung: Zusätzliche Hardwarekomponente sorgt für Erweiterbarkeit

5 Übersicht Folie 5 1. Hintergrund & Ziel der Arbeit UlltRAevo: Flugzeugkonfiguration & Problematik 2. Problemstellung im Detail Bisheriges System Erweiterung 3. Umsetzung der Erweiterung Komponenten und Schaltungsentwurf Platinenlayout Software 4. Zusammenfassung 5. Ausblick

6 Folie 6 2. Problemstellung im Detail Status Quo & Erweiterung Komponenten des Avionik Systems Bestehendes Ursprünglich Neues System: geplante System Data Distribution Erweiterung Controller NECScompact Flugrechner RC1 Servo-Interface Servo-Interface RC2 Uplink-Modem Downlink-Modem IMU DDC Servo-Motor Servo-Motor Servo-Motor Schnittstellen 2x Vollwertiges RS232 Servo-Motor Servo-Motor Servo-Motor 2x Einfaches RS232 1x RS485 1x CAN 5+1x UART 1x CAN

7 Übersicht Folie 7 1. Hintergrund & Ziel der Arbeit UlltRAevo: Flugzeugkonfiguration & Problematik 2. Problemstellung im Detail Bisheriges System Erweiterung 3. Umsetzung der Erweiterung Schaltungsentwurf (Komponenten) Platinenlayout Software 4. Zusammenfassung 5. Ausblick

8 Folie 8 3. Umsetzung des DDC 3.1 Schaltung (Komponenten) Power Atmel AVR Brown Out ISP DC/DC Wandler Latch 4-fach UART S c h n i t t s t e l l e n Full RS232 Full RS232 Simple Rx/Tx RS485 Schnittstellen CPU CAN Schnittstellenerweiterung Simple Rx/Tx Simple Rx/Tx

9 Folie 9 3. Umsetzung des DDC 3.2 Platinenlayout Simple Rx/Tx Simple Rx/Tx CAN RS485 DC/DC Wandler Atmel AVR Brown Out Latch 4-fach UART Full RS232 Full RS232 Simple Rx/Tx

10 Folie Umsetzung des DDC 3.2 Platinenlayout (Oberseite)

11 Folie Umsetzung des DDC 3.2 Platinenlayout (Unterseite)

12 Folie Umsetzung des DDC 3.3 Controller Software Prototypischer / Exemplarischer Entwurf (WinAVR, C & Assembler) Senden & Empfang von Daten über RS232 (Simple Rx/Tx) Steuerung mittels Interrupts Verwendung von Ringpuffern PROOF OF CONCEPT

13 Übersicht Folie Hintergrund & Ziel der Arbeit UlltRAevo: Flugzeugkonfiguration & Problematik 2. Problemstellung im Detail Bisheriges System Erweiterung 3. Umsetzung der Erweiterung Schaltungsentwurf (Komponenten) Platinenlayout Software 4. Zusammenfassung 5. Ausblick

14 4. Zusammenfassung Folie 14 DONE Hardwareentwurf 4+1 Schnittstellen f. vorhandene Hardware 2+x neue Komponenten Beschaffung der Komponenten und Fertigung der Platine Exemplarischer Softwareentwurf (Proof of Concept) Dokumentation TODO (Software) Zweite seriellen Schnittstelle des Atmel AVR Zwei serielle Schnittstellen des 4-fach UART Anschluss der bestehenden Hardware und Emulation der bestehenden Schaltung in Software

15 5. Ausblick Folie 15 Implementierung der CAN und RS485 Schnittstellen Anschluss eines Flugrechners und des überarbeiteten Servointerfaces Implementierung von Protokollen Datensicherheit Flexible Verteilung der Daten Bootloader zur einfacheren Programmierung des Controllers

16 Folie 16 Danke für die Aufmerksamkeit! Fragen? Kommentare? Anregungen?