-=4C=- Quadrocopter

[Salvador]

Hi,

als Modellflieger und "angehender" (Newbie) MC- Programmierer war es natürlich klar dass ich irgendwann auch mal einen Quadrocopter bauen werde. Ziel ist es möglichst günstig eine fliegende Basis zu bauen, die Stück für Stück zum autonomen Fluggerät wird. Folgende Schritte sehe ich vor:

- Fernsteuerbar (ohne Sensoren), also erstmal fast nur Hardware, der MC liest nur die Empfängersignale aus und gibt sie an die Regler weiter
- Sensoren implementieren, Stück für Stück: Gyros, Beschleunigungssensor, Drucksensor
- Möglichst gute Eigenstabilisierung erreichen, sodass selbsttätiger Schwebeflug (mit Drift) möglich ist
- Funkkamera draufsetzen und am Boden mit Bildschirm fliegen, Funkreichweite der Kamera optimieren
- GPS (PS/2 Maus für PDA o.ä.) und Kompasmodul einfügen
- Routen nach GPS- Punkten abfliegen
- Selbsttätig landen können (evtl. mit Landeplatzortung / Infrarot wegen der GPS Messtoleranz von +-10m Absolut)
- Entfernen der Fernsteuerung
- Erledigen von Aktionen (Starte, Fliege auf Höhe X, Fliege Punkt A, mache Foto, fliege zurück, lande)


So oder so ähnlich soll es laufen, alles zum Zwecke des Lernens mit dem Microcontroller und den Sensoren. Ist mehr eine Wunsch-, als eine Pflichtliste. Mal sehen wie weit ich komme.

Was ich bisher gemacht habe:

- Über Antriebe informiert
- Über Features an schon gebauten Quadro-/ Mikrokoptern informiert
- Rahmenkonzepte angesehen
- Planung gemacht, d.h. dimensioniert, Einkaufslisten gemacht
- Motoren und Regler bestellt für 76,76€ (eingetroffen)
- Propeller bestellt für 19€ (eingetroffen)
- Propsaver bestellt für 16€ (eingetroffen)
- 7" TFT bestellt für 36€
- Gyros, Beschleunigungssensor und Luftdrucksensor bestellt für 90€
- Rahmen teilweise gebaut für bisher 1,40€


Meine Tätigkeiten heute:

Da das Paket aus Hong Kong (Ebay, 76,76€) gekommen ist, erstmal alles kontrolliert:

Bild hier  

Bild hier  

Bild hier  


Und dann ging's ab zum testen:

http://www.myvideo.de/watch/4154017/...nd_Asia_Regler


Der Rahmen wurde dann auch noch größtenteils gefertigt. Er besteht aus zwei 50cm langen Alfer- Aluprofilen mit 7,5x7,5x1mm (also 1mm Wandstärke), in die Mitte wurde je eine Aussparung mit der halben Tiefe eingesägt/ gefeilt und dann die Center- Plate aus 1,5mm Alu gefertigt um alle Bohrungen für die Platte und die Motoren zu machen. Nur dumm, dass ich noch keine M3 Kunststoffschrauben hab'

Bilder vom Rahmen folgen demnächst.

Über das Wochenende werde ich wohl meine Einkaufsliste komplettieren und die Bestellungen bei Pollin und Reichelt abschicken.

[AlKI]

Na denn, viel Glück!

Bei dem Video: der Motor hat sich falschrum gedreht, warum nochmal? aus dem "liegt die schlecht Kommutierung" werd ich irgendwie nicht schlau.
Meintest du damit "schlechter Kontakt" oder schlechte Kommunikation?


Auf welchen Controller greifst du dann zurück? AVR?


Wegen den Schrauben: pass auf, dass die sich bei Vibration nicht lösen!!

[Salvador]

Bei den BL- Motoren kannste die Drehrichtung umdrehen indem du zwei der drei "Phasen" wechselst, genauso wie beim DASM. Ich hab' beim umstecken nicht auf die Belegung geachtet.

Zu der Kommutierung (bin selber nicht sicher wie das geschrieben wird) - der Regler muss die Motorposition über die 3 Leitungen irgendwie ausmessen, sodass er weis welche Phase er wie bestromen muss. Bei dem 2. Regler ging anfangs kaum was, die Motoren (alle durchgetestet) liefen kaum an. Irgendwann stellte ich fest dass in den Buchsen zwischen Motor und Regler igend ein weißes Zeugs drin ist / war. Nachdem ich es befehlsmäßig rausgekratzt hab (ist irgend nen pulver) ging es so wie im Video. Frag mich aber nicht woher das kommt und was das soll... Der "Fehler" lag also wohl daran.

Controller möchte ich den AVR ATMega 644 einsetzen, auf 20MHz betrieben. Mal sehen wieviel ich da programmieren kann bis der Controller zu lahm wird . Ich rechne damit dass die GPS / Kompassgeschichte dann auf einen weiteren Microcontroller umgelegt werden muss. Vor allem weil ich ja noch nicht wirklich gut und vor allem nicht erfahren im Programmieren bin.

[Salvador]

Bild hier  

Man erkennt es ein bisschen, am Regler oben sieht man etwas, dass da was auf den Steckern drauf ist - das sind noch Überreste von dem weißen Zeugs. Die Regler funktionieren nach der Reinigung 1A.


Was ich bisher am Rahmen gemacht hab sieht man hier:
Bild hier  

In die Aluprofile wurden Ausspaarungen gesägt und gefeilt:
Bild hier  


Und noch eine Strom/ Spannung/ Schubmessung einer der Motoren:

http://www.myvideo.de/watch/4171122

Bei der Belastung geht Vollgas allerdings nur Kurzzeitig (30 Sekunden), der Motor ist dann außen zwar nur Handwarm, aber wenn man an die Wicklungen fasst wird's nach 3 Sekunden unangenehm heiß, laut Faustformel sind das dann 40-60°. Ich weis ja nicht was die Wicklungen und die Magnete für eine Qualität sind, aber ich gehe mal vom Minderwertigsten fall aus: Da gehen beide nur bis max. 80°C. Also wäre das wohl fast das Maximum für 3 Lipos und den Propeller.

Vielleicht muss ich mal kleinere Propeller suchen.


Ich hab mein Sender (Multiplex MC4000) schon entsprechend programmiert, wenn ich morgen passendes Material bekomme werde ich mal die ersten Hüpf- Versuche ohne Gyros und Akku probieren..

[rideyourstyle]

Viel Glück ohne Gyros...

Wie willst du denn die Drehzahl der einzellnen Motoren Regeln? Alle gleich oder jeweils einzelln mit den Steuerknüppel? Was ich so gelesen habe über Quattrokopter ist, dass man das "manuell" nicht in den Griff bekommt. Vielleicht könntest du es mit zwei Motoren versuchen. Aber dann hast du das Problem, dass du entweder nur die Höhe ausgleichen kannst oder die Eigenrotation!

[Salvador]

Bin heute schon "geflogen", ohne Gyros. Mein Sender, die MC4000 hab ich so programmiert dass sie intern die Knüppel mischt und die Regler entsprechend ansteuert. Hat alles soweit funktioniert.

Ich schreibe geflogen in Anführungszeichen, weil das mehr ein herumgehüpfe war, um 1. zu testen wie schwierig die Steuerung wirklich ist und 2. zu sehen wie schnell der 4C denn in irgend eine Richtung ausbricht.
Einen 3 Sekunden Schwebeflug in 20cm Höhe hab ich sogar geschafft \/ , naja.

Die Bestellungen an Pollin und Reichelt sind raus, Reichelt hat mir sogar schon die Versandbestätigung gemailt.

Bilder vom fast flugfertigen 4C, ohne irgendeine Gewichtsoptimierung, Akku und Elektronik 517gr. Wird wohl auf ~800 Gramm rauslaufen:

Bild hier  

Bild hier  

Die M3 Gewindestangen sind eigentlich für die Platinen gedacht (Drei Decks), haben sich aber hervorragend als Überrollbügel bewährt


PS: Mit den Gyros wirds wohl noch ne Weile dauern, sind im Moment nicht lieferbar. In dem Fall wird's wohl bis Ende nächster Woche etwas ruhiger hier..

[Willa]

Moin!
Mich interessiert sehr wie "schwer" du es als Modellflieger findest den Quadrocopter ohne Sensoren zu fliegen. Ich wollte es nämlich ähnlich machen wie du, also erst rein ferngesteuert anfangen, dann langsam aufrüsten.
Was fliegst du so als Modellflugzeuge? Ich flieg Helis und kann mit denen ganz gut 3D, meinste ich hab ne chance ohne Sensoren?
p.s.: Wie wäre es wenn du mal zu testzwecken eine art Leitwerk unter den Heli machst? Vielleicht aus Depron oder so, möglichst viel Fläche. Vielleicht erhöht das die Trägheit?

[Salvador]

Da recht wenig Gewicht vorhanden, der Schwerpunkt im Vergleich zum Schubpunkt (Propellerhöhe) eim Heli relativ weit oben ist und zudem noch wenig Masse im Spiel ist hat man von Haus aus schlechte Karten. Zuletzt kommt auchnoch die fehlende, stabilisierende Kreiselkraft des großen, relativ schweren Rotors.

Ich bin bisher nur ein Mal Heli geflogen, sonst nur Simulator und muss sagen dass Mikrokopter wirklich schwieriger zu handeln ist.

Leitwerk usw. würde nicht viel bringen, denke ich. Eine richtige Regelung oder eben physikalisch stabilisieren (Kreiselkraft, Schwerpunkt, ....) ist wohl nötig.

[Willa]

Hi!

Da recht wenig Gewicht vorhanden

ich hab die erfahrung gemacht dass schwerere Helis unruhiger sind

der Schwerpunkt im Vergleich zum Schubpunkt (Propellerhöhe) eim Heli relativ weit oben ist

Also wenn ich auf dem Rücken fliege, dann ist der Schubpunkt eher ziemlich weit unten. Und ich merke keinen unterschied in der Stabilität im Vergleich zur normalfluglage.

Ich bin bisher nur ein Mal Heli geflogen, sonst nur Simulator und muss sagen dass Mikrokopter wirklich schwieriger zu handeln ist.

Bist du auf dem FMS Simulator geflogen? Oder etwas "anständiges" (teures....) wie Reflex Realgflight etc? Weil auf dem FMS ist helifliegen tatsächlich kinderleicht (im gegensatz zur realität)

Leitwerk usw. würde nicht viel bringen, denke ich.

Wenn der tatsächlich so leicht ist, könnte das Leitwerk (wenn es an einem Hebel ist, z.B. 20 cm lang) doch einiges bringen. Ich denke da nur mal an Shockflyer und Hovern. Da hängt ein ganzes Flugzeug an nur einer Luftschraube und wird mit dem Leitwerk auf der Stelle gehalten. Ich weiss das das ganze erheblich schwieriger wird wenn der Rumpf schmaler ist bzw die Leitwerke kleiner....
Vielleicht solltest du es mal versuchen solange du auf die elektronischen Stabilisatoren wartest....
Viele Grüße!

[matthiasm]

Flieg den Quadrocopter nicht ohne elektronische Stabilisierung. Das geht einfach nicht, dafür sind sie nicht gebaut. Du wirst Dich nur über zerdepperte Props ärgern.