Erster Quadrokopter

Mich hat das Multikopter-Fieber erwischt und so bin ich jetzt dabei mir einen Quadrokopter zu bauen.

Vorüberlegungen

Wichtig ist mir bei dem Quadrokopter, dass er später genügend Leistung hat um auch mal etwas tragen zu können.
Außerdem soll die Steuerung die möglichkeit bieten bei bedarf überall selbst dran rumschrauben zu können. Aus diesem grund habe ich mich für ein Ardupilot Mega in der Version 2.5 entschieden. Wie der Name schon vermuten lässt ist dieses Board Arduino Kompatibel, weiterhin ist die Firmware sowie die PC-Software OpenSource was einem die Tür für eigene Ideen und erweiterungen offen lässt.

Bei den Motoren habe ich eine ganze weile gesucht und hin und her Überlegt. Die wahl ist letztlich auf die Multistar Elite 4006-740KV von Hobbyking gefallen, da ich lieber größere und dafür etwas langsamer drehende Luftschrauben verwenden möchte und bei diesen Motoren ausserdem eine Tabelle bereitgestellt wird mit der man ganz gut abschätzen kann was für eine Akku-Luftschrauben kombination man denn benutzen möchte, und mit welchen Stromaufnahmen man dabei rechnen kann.

Hierzu habe ich mir, auf der Tabelle von Hobbyking basierend, eine Berechnungstabelle (Berechnungen zum Tarot Ironman 650) angelegt und basierend auf den Ergebnissen, und dem angepeilten max. Startgewicht von 2,5kg im Hinterkopf, die Kombination aus einem 3S Akku mit 12x5er Luftschrauben als sinnvolle Startkonfiguration Festgelegt. Luftschrauben mit dem Abmessungen 12×5 aus dem Grund, da der Gesamtschub mit einer 12x4er laut Tabelle „nur“ 3,8 kg beträgt und ich mir durch die etwas größere Steigung etwas mehr Agilität, bei trotzdem noch guter Flugzeit verspreche. Einen 3S Akku habe ich ausgesucht, da die Tabelle hierfür mehr Schub pro Watt El. Leistung ausgibt.
PS. Es tut mir ja leid, dass ich den Schub hier überall in kg angebe und nicht in N wie sich’s gehört, aber da die Tabelle bei Hobbyking schon so angefangen hat und es sich bei den Modellbauern scheinbar so eingebürgert hat Schübe in kg anzugeben will ich da nicht aus der Reihe tanzen.

Was den Rahmen angeht, hatte ich eigendlich daran gedacht diesen selbst zu bauen (gelaserte Aluminiumteile). Nachdem ich aber dann im Internet etwas Recherchiert habe was es so Fertiges auf dem Markt zu kaufen gibt, habe ich mich dafür entschieden einen CFK-Bausatz (genauer einen Tarot Iron Man FY650) zu kaufen. Die Gründe dafür sind einfach, zum einen habe ich nicht die möglichkeit CFK Platten in dieser Qualität selbst zuzuschneiden, und ausserdem ist es einfach nicht möglich für die 120€ etwas Qualitativ vergleichbares aus CFK selbst zu bauen.

Bilder vom Aufbau (Rahmen mit Motoren)

Erster Motor Testlauf

Nachdem ich heute (29.11.2014) die Stromführenden Kabel Konfektioniert, und die Motorregler angebaut habe, konnte ich das erste mal die Motoren Testen.
Hierzu habe ich als Stromversorgung mein 12V 35A Netzteil der Ladestation missbraucht (für die frei drehenden Motoren reicht das noch aus) und mit einem kleinen Servotester die Regler mit Steuersignalen versorgt. Da Die Regler keine integrierten BECs (Battery Eliminator Circuit) besitzen konnte ich auch gleich noch das separate BEC ausprobieren.

Nach dem ersten einschalten fingen die 4 Motoren bei unterschiedlichen Gasstellungen an zu laufen, da hab ich doch ganz vergessen erstmal den Gasweg einzulernen. Also Strom nochmal ab Servotester auf 100% -> Strom wieder An -> Regler Piepen 1x -> Servotester auf 0% -> Regler Piepen mehrmals zum Bestätigen.

Die Motoren sind im Übrigen vom Werk aus schon sehr Gut ausgewuchtet, es sind kaum Vibrationen im Rahmen zu spüren.

Hier ein Video, der sehr schön laufenden Motoren.

In dem Video ist ausserdem zu sehen, daß ich die Schraubenköpfe mit Sicherungslack markiert habe, um Frühzeitig erkennen zu können wenn sich eine Schraube löst.
Naja die Idee war Gut, nur leider hält der Lack nicht auf den CFK Teilen und somit dreht sich der komplette Lack-klecks fröhlich mit dem schraubenkopf mit, somit haben die gelben Punkte nun leider doch keine Funktion.

Die Elektronik

Heute habe ich (bis auf den Empfänger) die Elektronik eingebaut, dabei sind mir ein Paar negativpunkte am APM aufgefallen (ich habe halt die günstige China Variante gekauft ;).
Das wäre zum einen eine Defekte Isolation des GPS-Empfänger Kabels, und zum anderen ist beim auseinanderschrauben des Gehäuses der APM ein Gewinde ausgebrochen. Beide Sachen lassen sich aber zum Glück problemlos Beheben. Die Platine selbst ist aber sauber verarbeitet.

Hier die Bilder:

Akku und Luftschrauben

Entscheidung ist mittlerweile auch schon gefallen:
Akkus: Turnigy 5000mAh 4S 20C Lipo Pack
Luftschrauben: 12×5.5 Propeller Carbon Fiber

12x5,5 Luftschraube

Testlauf der Luftschrauben:

Für einen ersten Testlauf der Luftschrauben habe ich einfach mein 12V 35A Netzteil angeschlossen und mit dem Servotester auch nur soweit aufgedreht das er noch nicht abheben wollte. (Bis ca 1/3 Regeleröffnung)

Weiterhin habe ich mir noch eine GPS Halterung zum einklappen besorgt und die Verkabelung jetzt auch mit schutzschlauch ummantelt (alle Stellen die irgendwo in der nähe von CFK Kanten verlaufen.)

Bald kommt noch eine FrSky X9D (Hab in die DX6i kein vertrauen mehr mit den Ständigen Poti ausfällen, die ist nurnoch für den Simulator…) und dann kanns endlich losgehen.

… to be continued …

17.06.2015

Es geht endlich weiter, am 16.06.2015 fand nun der Erstflug statt, siehe hier.

2 Gedanken zu „Erster Quadrokopter

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