Mein neues Projekt wird ein Ausflug in experimentellen Modellbau sowie FC-Programmierung. Ich habe vor, einen Quad TiltRotor zu bauen - einen Flugzeug mit vier Motoren, der als Quadcopter senkrecht starten und landen und als ein Flächenflieger effizient und schnell aerodynamisch fliegen kann.
Konzept
Als Inspiration hat mir das Bell Boeing Quad TiltRotor Konzept gedient:
Meine Idee ist, einen Frame aufzubauen, der effektiv einen asymmetrischen H-Quad von sich darstellt. Der H-Frame wird vom Schaum umschlossen. Der Flieger hätte dann eine ähnliche aerodynamische Konfiguration wie der Fishbone von MB Joost:
Dabei sind die vorderen und hinteren Ausleger jeweils ein von links nach rechts durchgehendes 12mm CFK-Rohr, an dem die Motoren an den Enden mit normalen Schellen befestigt sind. In der Mitte ist das Rohr dann mittels zwei Kugellager auf dem Mittelstück des Frames montiert, und kann durch ein Servo zusammen mit beiden Motoren gedreht werden. Die Motorkabel werden durch den Schaum des Flügels geführt, zusammen mit den Servokabeln für die Ruder - so sind keine Bohrungen in dem Rohr notwendig.
Komponenten
Bei der Motorisierung dachte ich idealerweise an 1200kv oder 1350kv NTMs mit 8" Propellern und 3S LiPos. Das sollte für ausreichende Leistung im Coptermodus sowie mächtige Leistungsreserven im Fliegermodus sorgen - mit reduziertem Gas im Fliegermodus sind dann auch hoffentlich gute Flugzeiten erreichbar. Eventuell könnte man sogar zwei der Motoren im Fliegermodus abschalten, mit Klapppropellern könnte damit eine gute Effizienzsteigerung zustande kommen. Der Prototyp wird aber vermutlich erstmal mit kleinen Motoren aufgebaut, die ich hier liegen habe - das sind AX-2213N 800kv von Hobbyking. Mit 8" oder 9" Propellern auf 3S sollten die auch noch ganz gut gehen.
Als ESC kommt ein Hobbywing Quadro oder der neue Hobbyking Nachbau davon rein, das spart Platz, Gewicht und vor allem Kabelsalat gegenüber 4 normalen ESCs.
Als FC wird eine APM2.5 Platine dienen. Die Software wird auf APM:Copter basieren, allerdings mit Modifikationen - es werden Elemente aus APM
lane übernommen, um Stabilisierung und Navigation in Copter- sowie im Fliegermodus zu ermöglichen. Zusätzlich kommt ein Airspeed-Sensor rein sowie ein Ublox GPS. Die 8 Ausgänge des APM reichen genau für die nötigen Steuerkanäle: 1-4 für die Motoren, 5-7 für Höhen-, Quer- und Seitenruder, und 8 für die Tilt-Servos (alle Servos dann jeweils mit einem Y-Kabel). Der APM selbst wird von einem Power Module versorgt und überwacht damit zusätzlich Strom und Spannung am Akku. Die Servos kriegen ihren Saft vom SBEC des Quadro-ESCs über den Output-Rail des APM.
Software
Ich habe mir auch schon Gedanken um das Umschreiben der APM Software gemacht. Meine Idee ist, ein Konzept des Frame-Modus einzuführen: dieser kann Copter (Motoren senkrecht), Flieger (Motoren waagerecht) oder Gemischt sein (Motoren in einer Mittelstellung). Die Stabilisierungsroutinen von APMlane und APM:Copter laufen intern die ganze Zeit nebeneinander, die üblichen Flugmodi werden kombiniert (Acro = Manual, Stabilize = FBWA, Althold = FBWB etc.). Was sich mit dem Framemodus ändert, sind die Koeffizienten in den Motor- und Servomixertabellen:
Das Umschalten des Framemodus lege ich mir auf einen Dreipositionsschalter auf der Funke, mit der Mittelstellung der Motoren bei 45°. Der Kanal wird durch den APM durchgeleitet, und in besonderen Situationen kann der APM dann auch selbst den Framemodus wechseln - so zum Beispiel wird er bei Autolandung nach RTL automatisch in Coptermodus gehen.
Zuerst werde ich den Code nur so weit anpassen, dass Fliegen im manuellen/Acro-Modus in allen Framemodi möglich ist, und dann weiterbauen, wenn das Konzept so wie ich's mir vorstelle funktioniert. Im Endeffekt will ich alle Flugmodi von APM:Copter umsetzen, sodass sie in alle Framemodi funktionieren, inklusive Althold, Loiter und RTL.
FPV
Zum Forumthema passend ist die Grundidee hinter dem Projekt, auch ein FPV-System aufzubauen. Etwas Besonderes wird das hier nicht werden - eine Sony 600TVL in der Nase, ein MinimOSD mit einer eigenhändig angepassten MinimOSD-Extra Software (eigene Anpassungen um den Framemodus und den Winkel der Motoren im OSD anzuzeigen), und ein Airwave-kompatibler 25mW Sender mit einer CL Antenne.
Fortschritt
Im Moment ist das Projekt in der Konzeptphase. Ich werde mich in der nächsten Zeit daran machen, den Frame in CAD zu zeichnen sowie die Softwareumschreibung anzufangen. Wenn das soweit ist, werde ich mir eine Bezugsquelle für die Schaumteile finden müssen (*guckt Jujo an*), sowie den Rest der Komponenten einkaufen - einiges habe ich bereits da, aber Servos z.B. fehlen noch komplett, sowie die Propeller in passender Größe.
Alle Kritik, Ideen und Vorschläge sowie sonstige Kommentare sind absolut erwünscht.
Konzept
Als Inspiration hat mir das Bell Boeing Quad TiltRotor Konzept gedient:
Meine Idee ist, einen Frame aufzubauen, der effektiv einen asymmetrischen H-Quad von sich darstellt. Der H-Frame wird vom Schaum umschlossen. Der Flieger hätte dann eine ähnliche aerodynamische Konfiguration wie der Fishbone von MB Joost:
Dabei sind die vorderen und hinteren Ausleger jeweils ein von links nach rechts durchgehendes 12mm CFK-Rohr, an dem die Motoren an den Enden mit normalen Schellen befestigt sind. In der Mitte ist das Rohr dann mittels zwei Kugellager auf dem Mittelstück des Frames montiert, und kann durch ein Servo zusammen mit beiden Motoren gedreht werden. Die Motorkabel werden durch den Schaum des Flügels geführt, zusammen mit den Servokabeln für die Ruder - so sind keine Bohrungen in dem Rohr notwendig.
Komponenten
Bei der Motorisierung dachte ich idealerweise an 1200kv oder 1350kv NTMs mit 8" Propellern und 3S LiPos. Das sollte für ausreichende Leistung im Coptermodus sowie mächtige Leistungsreserven im Fliegermodus sorgen - mit reduziertem Gas im Fliegermodus sind dann auch hoffentlich gute Flugzeiten erreichbar. Eventuell könnte man sogar zwei der Motoren im Fliegermodus abschalten, mit Klapppropellern könnte damit eine gute Effizienzsteigerung zustande kommen. Der Prototyp wird aber vermutlich erstmal mit kleinen Motoren aufgebaut, die ich hier liegen habe - das sind AX-2213N 800kv von Hobbyking. Mit 8" oder 9" Propellern auf 3S sollten die auch noch ganz gut gehen.
Als ESC kommt ein Hobbywing Quadro oder der neue Hobbyking Nachbau davon rein, das spart Platz, Gewicht und vor allem Kabelsalat gegenüber 4 normalen ESCs.
Als FC wird eine APM2.5 Platine dienen. Die Software wird auf APM:Copter basieren, allerdings mit Modifikationen - es werden Elemente aus APM
lane übernommen, um Stabilisierung und Navigation in Copter- sowie im Fliegermodus zu ermöglichen. Zusätzlich kommt ein Airspeed-Sensor rein sowie ein Ublox GPS. Die 8 Ausgänge des APM reichen genau für die nötigen Steuerkanäle: 1-4 für die Motoren, 5-7 für Höhen-, Quer- und Seitenruder, und 8 für die Tilt-Servos (alle Servos dann jeweils mit einem Y-Kabel). Der APM selbst wird von einem Power Module versorgt und überwacht damit zusätzlich Strom und Spannung am Akku. Die Servos kriegen ihren Saft vom SBEC des Quadro-ESCs über den Output-Rail des APM.Software
Ich habe mir auch schon Gedanken um das Umschreiben der APM Software gemacht. Meine Idee ist, ein Konzept des Frame-Modus einzuführen: dieser kann Copter (Motoren senkrecht), Flieger (Motoren waagerecht) oder Gemischt sein (Motoren in einer Mittelstellung). Die Stabilisierungsroutinen von APM
lane und APM:Copter laufen intern die ganze Zeit nebeneinander, die üblichen Flugmodi werden kombiniert (Acro = Manual, Stabilize = FBWA, Althold = FBWB etc.). Was sich mit dem Framemodus ändert, sind die Koeffizienten in den Motor- und Servomixertabellen: - im Coptermodus werden die Servos nicht angesteuert, die Motoren haben den normalen Mix der Quad-X Tabelle
- im Fliegermodus laufen alle Motoren mit dem Wert des Gaskanals, die Servos steuern die Fluglage wie sonst bei APMlane
- im Mixmodus sind die Servos alle wie beim Fliegermodus aktiv, die Motormixer werden aber geändert, sodass nur die Nickachse durch die Motordrehzahländerung gesteuert wird (Roll- und Gierachsen kann man mit den Motoren dann nicht mehr unabhängig ansteuern, wenn die Motoren nach vorne geneigt stehen)
Das Umschalten des Framemodus lege ich mir auf einen Dreipositionsschalter auf der Funke, mit der Mittelstellung der Motoren bei 45°. Der Kanal wird durch den APM durchgeleitet, und in besonderen Situationen kann der APM dann auch selbst den Framemodus wechseln - so zum Beispiel wird er bei Autolandung nach RTL automatisch in Coptermodus gehen.
Zuerst werde ich den Code nur so weit anpassen, dass Fliegen im manuellen/Acro-Modus in allen Framemodi möglich ist, und dann weiterbauen, wenn das Konzept so wie ich's mir vorstelle funktioniert. Im Endeffekt will ich alle Flugmodi von APM:Copter umsetzen, sodass sie in alle Framemodi funktionieren, inklusive Althold, Loiter und RTL.
FPV
Zum Forumthema passend ist die Grundidee hinter dem Projekt, auch ein FPV-System aufzubauen. Etwas Besonderes wird das hier nicht werden - eine Sony 600TVL in der Nase, ein MinimOSD mit einer eigenhändig angepassten MinimOSD-Extra Software (eigene Anpassungen um den Framemodus und den Winkel der Motoren im OSD anzuzeigen), und ein Airwave-kompatibler 25mW Sender mit einer CL Antenne.
Fortschritt
Im Moment ist das Projekt in der Konzeptphase. Ich werde mich in der nächsten Zeit daran machen, den Frame in CAD zu zeichnen sowie die Softwareumschreibung anzufangen. Wenn das soweit ist, werde ich mir eine Bezugsquelle für die Schaumteile finden müssen (*guckt Jujo an*), sowie den Rest der Komponenten einkaufen - einiges habe ich bereits da, aber Servos z.B. fehlen noch komplett, sowie die Propeller in passender Größe.
Alle Kritik, Ideen und Vorschläge sowie sonstige Kommentare sind absolut erwünscht.
