AIO mit Megapirate und MultiWii

Was sind MultiWii, MegaPirate und AIO-Boards?

MultiWii ist eine der ersten Open-Source-Flugsteuerungen für Multikopter und läuft auf Arduino-Hardware. Ihren Namen verdankt sie den Anfängen: Die ersten Bastler nutzten die Sensoren aus Nintendo-Wii-Controllern – das Gyroskop aus dem Wii Motion Plus und den Beschleunigungssensor aus dem Nunchuk.

MegaPirate NG war eine Portierung von ArduCopter, der Kopter-Software von ArduPilot, auf günstige All-in-One-Boards. AIO heißt: Mikrocontroller – meist ein ATmega2560 –, Gyro, Beschleunigungssensor, Kompass und Barometer sitzen zusammen auf einer Platine; bekannt waren etwa der Crius AIOP oder der MultiWii PRO von HobbyKing, den es auch mit GPS-Modul gab. Damit ließen sich ArduCopter-Funktionen wie Position halten per GPS und Wegpunktflüge auf preiswerter Hardware nutzen.

Heute sind diese Boards Retro-Technik, aber nicht vergessen: Aus der MultiWii-Linie entstanden über Baseflight und Cleanflight die heutigen Firmwares Betaflight und INAV. Hier geht es um Einrichtung, Konfiguration und Fehlersuche an MultiWii- und MegaPirate-Koptern – zum Lernen, für Reparaturen bestehender Kopter und für alle, die gern tüfteln.

Firmware, Konfiguration und Flugmodi

Bei MultiWii stellst du vieles direkt im Arduino-Quelltext ein: In der Konfigurationsdatei wählst du Kopter-Typ, Board und Sensoren, bevor du die Firmware kompilierst und per USB aufspielst. Feineinstellungen wie PID-Werte, Flugmodi auf Schaltern und die Sensorkalibrierung erledigst du danach in der grafischen Oberfläche MultiWiiConf.

MultiWii läuft auf 8-Bit-Mikrocontrollern wie dem ATmega328P eines Arduino Pro Mini oder Nano und dem ATmega2560 der Mega-Boards. Neben dem Acro-Modus ohne Selbstnivellierung gibt es Angle und Horizon mit Selbstnivellierung, Höhehalten per Barometer, Kurshalten per Kompass und mit GPS auch Position halten und Rückkehr zum Startpunkt.

MegaPirate NG ist dagegen ein Ableger von ArduCopter und wird deshalb wie ein APM mit Mission Planner eingerichtet: Firmware aufspielen, Pflichtkalibrierungen durchführen, Parameter und Wegpunkte setzen. Wer mit MegaPirate fliegt, findet viele Antworten auch im Nachbarforum 3DR APM und Clones.

Die PID-Abstimmung folgt bei beiden Systemen demselben Prinzip wie bei modernen Flugsteuerungen: P reagiert auf die aktuelle Abweichung, I gleicht dauerhafte Abweichungen aus, D dämpft schnelle Änderungen.

Einstieg: Aufspielen, Kalibrieren, Abstimmen

Bevor du ein altes AIO-Board in Betrieb nimmst, klärst du, welche Firmware darauf laufen soll und welche Version zu deinem Board passt. Alte Quelltexte lassen sich mit aktuellen Versionen der Arduino-Entwicklungsumgebung nicht immer fehlerfrei kompilieren; eine ältere Version der Arduino-IDE aus derselben Zeit erspart dann viel Ärger.

Nach dem Aufspielen prüfst du in MultiWiiConf oder Mission Planner, ob alle Sensoren richtig reagieren: Kippst du das Board nach vorn, muss sich auch die Anzeige nach vorn neigen. Danach kalibrierst du den Beschleunigungssensor auf ebener Fläche und den Kompass fern von Metall und Stromkabeln.

Regler mit analogem PWM-Signal müssen auf den Gasweg kalibriert werden, damit alle Motoren gleichzeitig anlaufen. Prüf ohne Propeller, ob Motorreihenfolge und Drehrichtung zum gewählten Kopter-Typ passen, und richte einen Failsafe ein – bei MultiWii musst du ihn in der Konfigurationsdatei erst aktivieren.

Für die PID-Abstimmung startest du mit den Standardwerten und änderst immer nur einen Wert in kleinen Schritten. Wer heute einen Kopter neu aufbaut, ist mit einem aktuellen Flight Controller und Betaflight, INAV oder ArduPilot besser bedient; das AIO-Board bleibt dann ein spannendes Lernobjekt.

Typische Probleme und wie du sie löst

Driftet ein MultiWii-Kopter ständig in eine Richtung, ist meist der Beschleunigungssensor nicht sauber kalibriert oder der Schwerpunkt liegt nicht in der Mitte. Kalibrier auf einer wirklich ebenen Fläche neu und gleich kleine Reste mit der Trimmung des Beschleunigungssensors aus, statt die Sendertrimmung zu verstellen.

Kippt der Kopter beim Abheben um, sind meist Sensorausrichtung, Motorreihenfolge oder Propeller falsch. Prüf, ob die im Code eingestellte Ausrichtung zum Einbau passt, und vergleich die Motorbelegung mit dem Schema für deinen Kopter-Typ.

Schwingt oder zittert der Kopter, sind Vibrationen oder zu hohe P- und D-Werte die Ursache. Lager das Board weich, wuchte die Propeller aus und deck das Barometer mit Schaumstoff ab, damit Propellerwind die Höhenmessung nicht stört.

Findet die Konfigurationssoftware das Board nicht, liegt es oft am USB-Treiber, am falschen COM-Port oder an der Baudrate. Startet das Board sporadisch neu, prüf die Versorgung mit 5 V und die Lötstellen – gerade alte Platinen haben nach Jahren im Kopter gern einen Wackelkontakt.

So bekommst du hier schnell gute Antworten

Nenne Board und Revision, Firmware und Version – MultiWii oder MegaPirate –, die Version der Arduino-IDE, den Kopter-Typ, Regler, Empfänger und GPS-Modul. Häng die geänderten Zeilen der Konfigurationsdatei oder einen Screenshot aus MultiWiiConf beziehungsweise Mission Planner an.

Fragen zu anderen Systemen gehören ins Nachbarforum DJI Naza und andere DJI-Produkte oder allgemein zu den Flight Controls. Weitere Programme für Kopter und Bodenstationen erklärt die Glossar-Kategorie Drohnen-Software.