c't Raspberry Pi by F&L Media

Deel 2

Raspberry Pi HANDBOEK

De handige gids om meer uit je mini-pc te halen

164

PAGINA’S VOL • nieuwe hardware • nieuwe projecten

€ 12,99

Overzicht van alle recente Raspberry Pi modellen AP

HET ULTIEME RASPBERRY PI HANDBOEK DE HANDIGE GIDS OM MEER UIT JE MINI-PC TE HALEN

HET ULTIEME

Raspberry Pi HANDBOEK

Je gids voor het nog steeds groeiende Raspberry Piplatform – een wereld vol leuke nieuwe projecten en boeiende leermomenten

Hardware

De Basis

Je projecten moeten ergens op werken: hardware om je vingers bij af te likken

Snel aan de slag met je Pi: geavanceerde instellingen en mogelijkheden

Raspberry Pi 4B De nieuwste (onverwachte) telg

Raspbian installeren Besturingssysteem op een sd-kaart

Raspberry Pi 3B+ De eerste Pi met dual-band wifi

Raspbian Buster De laatste Raspbian-versie

Rasperry Pi Zero De Pi voor embedded projecten

Optimaliseer je Pi Een zo hoog mogelijke performance

Raspberry Pi 4 Desktop Kit Een complete pc-kit

Raspbian tweaken Haal met maximale eruit

HAT’s: Pi-uitbreidingen Populaire boards

Pi voor gevorderden Geavanceerde instellingen

Raspberry Pi PoE HAT Power-over-Ethernet voor je Pi

PINN – Pinn Is Not NOOBS Meerdere besturingssystemen

Picade X USB-C HAT Arcade-games op je Raspberry Pi

SSH en remote access Toegang van buitenaf

Velleman VM205 Je Pi als eenvoudige oscilloscoop

Embedded Linux-images Je eigen Linux-image met Yocto

MAX30105 Multi Sensor Allerlei sensoren op één bordje

Bestanden kopiëren Van je pc naar de Pi en terug

Breakout Garden Een zespoorts I2C-breakout-board

Whiptail Maak je eigen menu-structuur

Pimoroni Thermal Camera Breakout Warmtebeeldcamera met infrarood

Tips, trucs en troubleshooting Oplossingen voor problemen

Explorer HAT Pro Leer werken met analoge elektronica

Inhoud

Projecten In dit handboek staan veel nieuwe en leuke projecten waar je meteen mee aan de slag kunt. De projecten strekken zich uit over veel verschillende gebieden, zodat er altijd wel wat voor je bij zit - en misschien krijg je wel ideeën waar je eerder nog niet aan gedacht had. 64

De beste maker-projecten Wat je met een Pi kunt doen

102

Streaming-stick Maak je eigen Chromecast

128

Emuleer een Atari ST Met behulp van Hatari

Besturen met een web-app Bedien je Pi met Anvil

104

Audio-visualizer Hoe ik het gemaakt heb

132

Scripto-typmachine Hoe ik het gemaakt heb

Pi-netwerkmonitoring Veilig netwerk met Nagios

106

Stop-motion-studio Met klei en een Pi-camera

134

Sensors op afstand Data delen via Dropbox

Stembesturing Praten tegen je Raspberry Pi

110

Portable bodycam Met een Raspberry Pi Zero

136

Wat wordt het weer? Voorspel met Python

Games streamen Overal in huis spelletjes doen

112

Joytone Een nieuw klavierconcept

138

Luchtvochtigheid Meten met de I2C-bus

Veilig op internet Ga online met Tor en Onion Pi

114

‘Klassieke’ muziek Maak een system demo

142

Robot-arm Hoe ik het gemaakt heb

Status bijhouden Met het Pi Hut Status Board

116

OLED-monitor voor de Pi Met I2C en wat Python-code

144

Je eerste robot Met L298N en Python 3

Chatten maar ... Met je eigen chatserver

118

Beveiligingssysteem Met de Pi en Pushover

146

Servo’s en leds Pulse Width Modulation

Online via een VPN VPiN voor veel privacy

120

Information-radiator Met het DAKboard-display

150

Pi-handschoen Hoe ik het gemaakt heb

Honeypot Vang hackers met OpenCanary

122

Alles Blinkt! Ledjes voor meer dan disco

152

Quadcopter In theorie en praktijk

Pi als mediacenter 4K met een Pi 4 en LibreELEC

124

Waar is het ISS? Melding als het boven je vliegt

158

4-Op-een-rij Hoe ik het gemaakt heb

Maak een AirPlay-reciver Met Pi MusicBox

126

SmartPlantPi Hoe ik het gemaakt heb

160

Zoeken op Google Naar nieuwe projectideeën

Raspberry Pi 4 B Er werd lang naar deze Pi uitgekeken, maar toen hij in juni 2019 verscheen, was dat toch nog onverwacht Specs Prijs: €40 voor 1GB (2GB €50, 4GB €60) CPU: 1.5GHz 64-bit quadcore Arm Cortex-A72 cpu (ARM v8, BCM2711B0) RAM: 1GB LPDDR4 (opties: 2GB, 3GB, 4GB) Draadloze comm.: Wi-Fi dualband 802.11 b/g/n/ac; Bluetooth 5.0; BLE Poorten: 2 × USB 3.0; 2 × USB 2.0; Gigabit Ethernet (PoE support); 40-pin GPIO; 2 × micro-HDMI (4Kp60); DSI display poort; CSI camerapoort Video: H.265 (4Kp60); H.264 (1080p60, 1080p30 encode); OpenGL ES 3.0 Audio: 3,5 mm analoge audio; composite videojack HDD: micro SD card Power: USB-C Afmetingen: 85 × 56 × 19.5mm, 46g

errassing! Het was helemaal geen traditionele releasedatum voor een Raspberry Pi, maar op eens was hij er. In feite breekt deze nieuwe versie van de Pi met meer tradities. Ten eerste werd hij veel eerder uitgebracht dan voorspeld omdat de BCM2711-System-on-Chip (SoC) zo’n 12 maanden eerder dan gepland al productierijp was. Ten tweede is er de prijs. Er is nu niet slechts één prijs voor een Raspberry Pi Model B, maar drie. Voor circa 40 euro krijg je het basismodel met 1GB RAM;,voor 50 euro heb je een model met 2GB en voor 60 euro is er een model met 4GB. Voor deze review hebben we gekozen voor het 1GB-model omdat we die direct kunnen vergelijken met de vorige modellen van de Pi. Ongeacht de versies (1, 2 of 4 GB) van de Pi 4, allemaal hebben ze een 64-bit ARM Cortex-A72 cpu (ARMv8, BCM2711B0) van 1,5GHz; en alle RAM is nu LPDDR4, wat een broodnodige boost in de prestaties geeft. De GPU-taken worden afgehandeld door de nieuwe VideoCore VI die OpenGL ES3.0 ondersteunt en ook nog een boost in de prestaties levert. Makers/hackers hoeven niet bang te zijn, want de 40-pins GPIO is er nog en is volledig compatibel met de HAT- en pHAT-uitbreidingen. Maar in afwijking van eerdere GPIO-configuraties biedt de GPIO van de Pi 4 telkens vier van de I2C-, UART- en SPI-interfaces, waardoor je meer compatibele apparaten kunt aanslui-

De Pi 4 is te gebruiken als een echte Linuxdesktopcomputer. Hij kan als een echte desktop ook wel een ventilator gebruiken.

ten. Dit kan door het wijzigen van de device tree overlay (DTO) bij het booten. Wat de netwerkconnectiviteit betreft zijn we echt verwend. Terwijl de Pi 4 de uitstekende 2.4 GHz en 5 GHz Wi-Fi van de 3B+ behoudt, zit er eindelijk echte Gigabit Ethernet op een Raspberry Pi dankzij de BCM54213-ethernetchip, die een ronkende 931Mbit/sec bij onze test haalde – ongeveer drie keer sneller dan de 3B+. Geen ethernet-over-usb meer! Over usb gesproken, de Pi 4 heeft vier usb-poorten, waarvan tweemaal USB 2.0 en

De BCM54213 SoC biedt Gigabit Ethernet op de Pi 4, en de VLI-chip is wordt gebruikt voor usb. Dus geen gedeelde LAN7514-chip meer.

tweemaal USB 3.0. Deze laatste hebben hun eigen chip die via PCI-E met de SoC verbonden is! Ja, je kunt nu high-speed usb-drives aansluiten op de Pi voor projecten zoals mediacenters en fileservers. Je kunt ook opstarten vanaf een usb-apparaat. Dus als je een goedkope SATAssd via USB 3.0 op je Pi aansluit, zal de Pi veel sneller worden en heb je erg goedkoop heel veel opslag voor servers. Om de Raspberry Pi 4 van stroom te voorzien, is er een USB-C-aansluiting in plaats van de oude micro-usb-poort. De USB-C-poort levert 5V bij 3A (15W), wat bij inactiviteit ongeveer 4W is en 8W bij belasting. Er zit een kleine fout in de USB-C-implementatie van de Pi 4, zodat je deze niet van stroom kunt voorzien met USB-Ckabels met een e-marker-chip. Dit soort kabels wordt geleverd bij Apple laptops. Deze fout zal hersteld worden bij de volgende revisie. 15W lijkt misschien overdreven, maar het levert genoeg vermogen voor de Pi 4 met meer dan voldoende reserve voor het gebruik van USB 3.0-schijven. Het idle energieverbruik van een Pi 4 is veel groter dan dat van een Pi 3B+ – 600mA tegenover 400mA – en dat betekent dat je een grotere accu nodig hebt. In feite gebruikt de Pi 4 al ongeveer 960mA gedurende het bootproces. Als je van plan bent om een oudere officiële Raspberry Pi voeding (5V bij 2.5A, 12.5W) te gebruiken, kun je een adaptertje aanschaffen

Hardware | Raspberry Pi 4 B

Lang leve de Pi 4 De Raspberry Pi 4 luidt een nieuw tijdperk in de geschiedenis van de Pi in. Zeven jaar na de allereerste Pi zien we nu een Linux-desktopcomputer voor 40 euro die echt bruikbaar kan zijn in huis, op kantoor of in de klas. Met een opgenomen vermogen van 8W bij zware belasting en snellere IO-poorten is dit een energiezuinig platform waarvan velen zeker zullen profiteren. Lichtgewicht thin-clients voor kantoren, VoIP-oplossingen en desktopcomputers voor thuis zijn waar de Pi 4 voor bedoeld is. De prestaties voor zo’n klein board zijn echt opmerkelijk. Maar is dit de voorbode van het jaar van de Linux-desktop? Nee, de vraag is of Linux het slagveld voor de desktop nog wil winnen. Linux is de sleutel tot de server- en mobiele industrie en die veldslagen zijn gestreden. De Raspberry Pi 4 laat veeleer zien dat een goedkope maar goed ontworpen computer met daarop afgestemde software ook heel goed kan presteren. Met twee micro-HMDI poorten biedt de Pi 4 een echte dualdisplay oplossing – maar deze poorten zitten te dicht bij elkaar voor adapters.

om van de micro-USB een USB-C aansluiting te maken. Je kunt de voeding ook rechtstreeks op de Pi aansluiten via de GPIO, maar dat omzeilt alle regelaars, dus controleer je spanningen goed voordat je de voeding zo aansluit. Als je Power-over-Ethernet (PoE) nodig hebt, is het fijn om te weten dat de PoE HAT-compatibel is. Met deze nieuwe, zwaardere stroomvoorziening moet er ook warmte zijn, en dat is waar de Pi 4 verschilt van de voorgaande boards. Voor de duidelijkheid: de Raspberry Pi 4 wordt al erg warm bij inactiviteit, rond de 52 graden Celsius twee minuten na het opstarten. De temperatuur loopt bij belasting tijdens een Sysbench cpu-stresstest op tot zo’n 66 graden. De printplaat kan temperaturen van maximaal 80 ºC bereiken en dit betekent dat actieve koeling onvermijdelijk is. We hebben dezelfde idle- en stresstest uitgevoerd op een Pi met een Fan Shim van Pimoroni, en deze liet de idletemperatuur niet verder stijgen dan 36 graden en bij de cpu-stresstest tot 46 graden. Een andere nieuwe functie op de Pi 4 zijn de dubbele micro-hdmi-poorten, waarmee je twee beeldschermen kunt aansluiten bij 4Kp30, of een enkel scherm bij maximaal 4Kp60. Video wordt ook gedecodeerd door een aparte chip, dus dat gaat niet ten koste van de prestaties van de cpu. Maar waarom is dit nodig? Om eerlijk te zijn zitten de meeste gebruikers daar niet op te wachten. Maar gebruikers van de 4GB-versie die hun Pi 4 als desktop-pc willen inzetten, kunnen wel genieten van een tweede scherm. Voor de Raspberry Pi 4 heb je de laatste versie van Raspbian nodig. Oudere versies werken niet met de Pi 4. Maar de laatste Raspbian werkt op elk model van de Raspberry Pi. Deze Raspbian is gebaseerd op Debian Buster (toen de Pi 4 op de markt kwam, was Debian Buster officieel nog niet eens uitgebracht). Raspbian wordt ook nog steeds bijgewerkt om de Pi 4 nog beter te maken. Onze Pi 4 startte er in iets minder dan 18 seconden mee op en ontdekte na enkele haperingen onze dual-screen set-up,

waardoor we indrukwekkende 3840x1080 aan schermruimte voor projecten kregen - machtig! De Raspbian-desktop is goed bruikbaar met de Pi 4 en het geheel voelt net als een traditionele desktopcomputer. We hebben onze gebruikelijke Sysbench single- en quadcore cpu-stresstest uitgevoerd, en de Pi 4 zat bijna 30 seconden onder de score van de Pi 3B+ singlecore test: 119,3 seconden voor de Pi 3B+, 92,7 seconden voor de Pi 4. In de quadcore-testen scoorde de Pi 4 23,3 seconden tegenover de Pi 3B+ score van 31,8 seconden. De Pi 4 heeft ook onze Octane benchmarks doorstaan met een score van 7274 – dat is 2,6 keer sneller dan de Pi 3B+. Maar waar de 1GB-versie het moeilijk mee heeft, zijn de applicaties die veel geheugenruimte in beslag nemen – Chromium is de belangrijkste boosdoener. Het bekijken van een video met 720p in een venster is draaglijk, maar maak er een volwaardig scherm van met 1080p en het wordt een diashow. Er is een toekomstige update gepland om deze problemen aan te pakken, dus je zou niet lang moeten hoeven te wachten op een fix.

De vragen die de Raspberry Pi 4 oproept zijn ‘Voor wie is dit board?’ en ‘Waarom hebben we zoveel processorpower nodig?’ Om het botweg te zeggen biedt de Pi 4 wel veel power, alleen zullen de meeste hobbyisten daar niet ten volle van profiteren. De Pi 4 biedt een instapmodel voor een desktopcomputer en dat voor prijzen van 40 tot 60 euro. De meeste hobbyisten die op de GPIO gebaseerde projecten en robots maken, of die willen leren programmeren, kunnen echter net zo goed hun Pi 3B+ houden – en krijgen met de nieuwste Raspbian gratis en voor niets alle nieuwe features van Debian Buster. Sinds het verschijnen van de Pi 4 heeft het ontwikkelteam al veel werk verricht om de software voor de Pi 4 beter te maken en problemen uit de wereld te helpen. Er is veel processorkracht, snelheid bij het verplaatsen van bestanden dankzij Gigabit Ethernet en USB 3.0 en stabiliteit dankzij Debian. De andere bonus voor alle gebruikers, welke versie je ook koopt, is de immense bibliotheek aan ondersteuning en documentatie die door de Raspberry Pi Foundation wordt geleverd.

De nieuwe usb- en ethernetpoorten zitten omgekeerd ten opzichte van eerdere Pi-versies. Daarom zijn oudere behuizingen onbruikbaar. Je kunt er dan meteen een kopen met ingebouwde koeling/ ventilator.

DE BESTE MAKER

PROJECTEN Stook je soldeerbout warm en leer hoe je dingen bouwt in deze veelzijdige workshop

e Raspberry Pi en de bredere makerbeweging hebben mensen veel creatieve kracht gegeven. Met de juiste kennis, wat gereedschap en een paar koppen koﬃe is het nu makkelijker dan ooit om een idee voor een waanzinnig project te verwezenlijken. Vroeger was het bouwen van een prototype ontzettend duur, maar nu kun je alles wat je nodig hebt online kopen. En op internet zijn niet alleen de onderdelen makkelijk verkrijgbaar tegen redelijke prijzen, maar je vindt er ook uitgebreide instructies, gedetailleerde aansluitschema’s en uitgebreide specificaties. Maar wanneer je begint is het logisch dat je ontmoe-

digd kunt raken door de elektrische schema’s, het soldeerwerk, 3D-printen en het maken van programmacode. Je kunt je ook snel laten afschrikken door beginnersprojectjes die overdreven simplistisch lijken – al is dat helemaal niet nodig is, want van het laten branden van een ledlampje is veel te leren. Daarom hebben we een verzameling van onze favoriete projecten samengesteld waar iedereen plezier van kan hebben. Je kunt ze letterlijk nabouwen, of aanpassen aan je eigen smaak of ideeën. Of het nu gaat om iets nuttigs (zoals een low-power NAS-box), ontspanning of kleurige led’s, we hebben een aantal leuke en interessante projecten om je alvast te inspireren.

Projecten | Makerprojecten

De eerste stappen Begin met het opzetten van je project met breadboards en solderen. Zoals het programmeren vaak begint met een programma dat ‘Hello World’ print, kan je eerste makerproject ook behoorlijk triviaal lijken. Maar maak je geen zorgen, op dit simpele begin kun je voortbouwen. Het is ook normaal dat je eerste programmeerpogingen uitlopen op een reeks onbegrijpelijke foutmeldingen, en het is net zo gebruikelijk dat je eerste make-projecten mislukken. Laat je niet ontmoedigen. Syntax-errors zullen je je hele programmeercarrière blijven achtervolgen, en ook doorgewinterde makers laten van tijd tot tijd de verkeerde dingen smelten. Soldeerfouten kunnen vaker wel dan niet worden verholpen, en waar ze dat niet kunnen, is het vaak alleen maar een goedkoop onderdeel dat moet worden vervangen. Een samenwerking tussen ModMyPi en Buyapi.ca heeft zijn beslag gekregen in hun YouTube Workshop Kit. De kit bestaat uit 10 Pi-projecten met een oplopende moeilijkheidsgraad om je op weg te helpen. Het geheel is verpakt in een mooi rood blik. Daarin zit een breadboard en een sortering jumperkabeltjes en onderdelen. Ga naar http://bit.ly/pi-youtube-kit om de bijbehorende video-tutorials te bekijken of om pdf’s te downloaden. De workshop neemt je mee via knipperende leds en piepende buzzers naar meer complexe dingen als temperatuur- en lichtsensoren. Het laatste project combineert alle voorgaande om een volwaardige bewegingsmelder te maken. Met een breadboard kun je makkelijk en snel circuits bouwen zonder te solderen. Het is nog steeds mogelijk om dingen te laten doorbranden, maar je moet wel erg je best doen. Een breadboard bestaat uit verticale en horizontale rijen gaatjes. Alle gaatjes in een korte verticale rij zijn met elkaar verbonden. Aan de boven- en onderkant van het breadboard zitten telkens twee lange horizontale rijen waar de gaatjes horizontaal met elkaar verbonden zijn. Dit zijn de spanningsrails waar je een voeding op kunt aansluiten. Ze zijn te herkennen aan de plus- en minsymbolen. De eerste projectjes die je zult maken betreffen normaal gesproken leds en weerstanden. Met de weerstanden voorkom je dat er te veel

Ook al doe je niet een van de projecten, de kabeltjes en het breadboard zullen je later nog zeker van pas komen.

stroom door de leds gaat en ze zorgen ook dat er niet te veel stroom uit de bron wordt getrokken (bijvoorbeeld de GPIO- of 5V-pinnen van de Pi’s). Leds hebben een positieve en een negatieve kant. Als je ze op de verkeerde manier aansluit zullen ze waarschijnlijk niet kapot gaan, maar als de spanning die er doorheen gaat te groot wordt (in de goede of de verkeerde richting) dan zal dat wel gebeuren. De positieve kant van de led is altijd die met de langere poot, en op de elektrische schema’s zit de weerstand meestal aan deze kant van de led, hoewel het in de praktijk niet uitmaakt. Bij je elektronische avonturen zul je ook knoppen, schakelaars, condensatoren en jumperkabels van verschillende lengte tegenkomen. Voor je eerste project gebruik je waarschijnlijk niet de 5V-pinnen op je Pi of Arduino, maar een 3.3V-GPIO-pin. Je maakt je elektronische schakeling af met een massapin (GND, ground), en normaal gesproken sluit je die aan op de negatieve spanningsrails boven of onderaan het breadboard.

Solderen als een pro

Houd het schoon Maak een ruimte vrij op een hittebestendig oppervlak. Houd een vochtige soldeerspons bij de hand. Je kunt de onderdelen vasthouden met klemmetjes of gewoon met plakband en de zwaartekracht. Gebruik een soldeerbout van een geschikte grootte. Zet je soldeerbout aan en wanneer hij heet genoeg is, veeg je de punt schoon op de vochtige spons.

Soldeer erop Doe een heel klein beetje soldeer op de punt. Daardoor zal de soldeer er mooi afvloeien. Houd het uiteinde van de soldeerdraad tegen de verbinding en houd daar vervolgens heel voorzichtig de punt van de soldeerbout tegenaan totdat het soldeer begint te smelten. Als het niet makkelijk smelt, herhaal dan stap één. Als het te veel smelt, volg dan stap drie.

Desolderen Als je niet tevreden bent over je verbinding, dan kun je het soldeer verwijderen met een desoldeerlint. Houd het bovenop de verbinding en maak het warm. Daarmee verwijder je het soldeer. Voor het verwijderen van soldeer wordt vaak ook een soldeerpomp gebruikt. Druk de zuiger naar beneden en druk op de knop om het gesmolten soldeer letterlijk op te zuigen.

Programmeer een Raspberry Pi-drone Hoe bezorg je je Raspberry Pi een uitdaging? Door hem vleugels te geven. We leren je hoe je een reis naar de wolken programmeert

e Raspberry Pi is als minicomputer geweldig voor het bouwen van projecten. Omdat we houden van een uitdaging, zijn we op zoek gegaan naar iets om echt te profiteren van zijn mogelijkheden, en dat op een zo spectaculair mogelijke manier – iets dat echt de grenzen van onze hack- en programmeervaardigheden zou verleggen. We kozen voor een quadcopter. Er zijn bouwkits beschikbaar als ‘ready to-ﬂy’ (RTF), als je alleen het plezier van het vliegen wilt, maar waar zit de uitdaging dan in? We zijn begonnen met een ‘almost-ready-to-ﬂy’ -kit (ARF) – DJI Flame Wheel F450 – alle hardware, maar geen besturingselektronica of software. Veel hobbyisten hebben zelfbouw-quadcopters gemaakt met Arduino-

152

microcontrollers, dus we weten dat zelfbouw mogelijk iis, maar heel weinig mensen hebben met succes een Raspberry Pi gebruikt. Het doel van dit artikel is dan ook niet zo zeer om te komen tot een kant-en-klare code of het in elkaar zetten van een complete quadcopter, maar meer om je wegwijs te maken in de aspecten waar je rekening mee moet houden bij het aansturen van een quadcopter. Daar komt soms wellicht wat elementaire wiskunde bij om de hoek kijken, maar dat mag geen probleem zijn. We hebben het artikel een beetje ingedeeld in de secties waar je zelf bij het programmeren van de code waarschijnlijk ook onderscheid in zult maken.

Projecten | Programmeer een Pi-drone

Voorstuwing

Vectors

Zwaartekracht

Hoek

Hier zie ke de kracht van de propellers.

Propellerkracht relatief tot de aardas (horizontaal/verticaal).

Dit is de aantrekkingskracht van de aarde (gravitatie).

Angle, dit is de kantelhoek zoals bepaald door de sensoren van de drone.

aqx

aqz

ag = gravitatie-versnelling aq = quadcopterversnelling aqx aqy = aq (geheroriënteerd op de aardassen) Θ = tilt-hoek afgeleid van versn. + gyro

}

aqx = tan Θ aqy voor horizontale vlucht aqz = g => horizont. versn. aqx = g + a

Hoe sensoren van het standpunt van de quadcopter worden omgezet naar het standpunt van de aarde (horizontaal/verticaal) om een horizontale beweging te bewerkstelligen.

# Interpreter De commando-interpreter zet een reeks commando’s om, hetzij van een radiografische besturing, hetzij geprogrammeerd, in de code zelf. De commando’s combineren de richting en de snelheid ten opzichte van de horizon die de gebruiker wil dat de quadcopter volgt. De code zet deze commando’s om in een reeks doelen voor verticale snelheid, horizontale snelheid en giersnelheid – elk commando van een paar joysticks kan worden opgesplitst in een set van deze doelen.

# Inputs De inputs naar de quadcopter komen van een serie elektronische sensors die informatie geven over zijn beweging in de lucht. De twee belangrijkste zijn een accelerometer (versnellingsmeter) die de versnellingskracht (inclusief de zwaartekracht) in de drie assen van de quadcopter meet, en een gyroscoop die de hoeksnelheid meet waarmee de quadcopter stampt (neus/staart omhoog en omlaag), rolt (links/rechts omhoog en omlaag), en giert (met de klok mee en tegen de klok in om de centrale as van de quadcopter zelf draait). Dat zijn dus de pitch-, roll- en yawbewegingen van een vliegtuig.

# Axes De versnellingsmeter is relatief ten opzichte van de oriëntatie van de assen van de quadcopter, maar de commando-doelen zijn relatief ten opzichte van de assen van de aarde – de horizon en de zwaartekracht. Om

Zowel de versnellingsmeter als de gyroscoop kunnen deze hoekinformatie leveren, maar beide hebben fouten

Hoe quadcopters werken ... Hoewel dit artikel zich richt op de software, is een zeer elementaire achtergrond in de hardware van de kit noodzakelijk om wat context te bieden. Een quadcopter heeft vier propellers (vandaar de naam) die naar boven wijzen, elk bevestigd aan een eigen borstelloze gelijkstroommotor op een van de vier hoeken van (meestal) een vierkant frame. Twee motoren draaien met de klok mee, twee tegen de klok in, om het hoekmoment van de quadcopter in de vlucht te minimaliseren. Elke motor wordt afzonderlijk aangestuurd door een elektronische snelheidsregelaar (ESC). De motoren zelf hebben drie sets spoelen (fasen), en de ESC’s zetten een pulsbreedtemodulatie (PWM) stuursignaal om van software/hardware naar de drie-fasen-output om de motoren aan te drijven met een snelheid die wordt bepaald door het stuursignaal. Het vermogen voor de ESC’s en al het andere op het systeem komt van een Lithium Polymeer batterij (LiPo) van 12V/3,3A met een piekstroom van 100A – die levert het vermogen!

153