Indoor-Miniquad mit FPV. APM, Sonar, Optical Flow

olex

Der Testpilot
#1
Dieses Hobby nimmt einfach kein Ende... vor einem Jahr hatte ich noch keine fliegende Copter, und jetzt sind's schon zwei die fliegen und ein weiterer in Planung. Und nun mache ich auch noch nebenbei im Studium einige Sachen mit den Dingern. Wie dem auch sei... aus den Anforderungen an den Copter für die Uniprojekte, sowie aus eigenem Interesse an einem Indoor-Copter, ist meine neue Idee enstanden (das wäre also der vierte). Ich stelle vor: der potenziell irgendwann autonome Indoor-Miniquad!

Capture.PNG

Die Zeichnung ist noch nicht endgültig - es kommen Haltelöcher für den Optical Flow Sensor auf die hintere "Ablagefläche" drauf, sowie einige Aussparungen zur Gewichtsreduzierung.

Die Komponentenliste steht schon ziemlich eindeutig fest:

  • FC: APM 2.5 (ohne GPS)
  • Motoren: MT1306 3100kv
  • Props: HK GWS 6x3
  • ESCs: HK 6A UBEC (umgeflasht auf SimonK)
  • LiPo: 2S 1500
  • Kamera: Fatshark CCD Killer 600TVL
  • VTX: ImmersionRC 5.8G 25mW
  • Telemetrie: RCTimer 433MHz
  • RC: Graupner GR-12S
  • * Sonar: MaxBotix HRLV-EZ4
  • * 3DR APM Optical Flow Sensor

Die Idee des Sonars und des Optical Flow ist ein sehr präzises Position Hold in Gebäuden - deshalb ist auch der genaueste Sonar mit der kleinsten Reichweite gewählt ("nur" 5m). Da im Rahmen von einem Uniprojekt mit neuartigen Ansteuerungen des Copters experimentiert wird, ist eine PC-Funkverbindung notwendig (433MHz Telemetrie), der Propellerschutz ist ein Muss, und als eine Art Failsafe soll Position Hold mit dem Optflow und Sonar benutzt werden, sodass der Copter bei Störung des Eingabegeräts sofort bremst und schweben bleibt oder landet. Die FPV-Ausstattung kommt drauf, weil ich Copter ohne FPV langweilig finde :) und weil ich mir FPV in Gebäuden doch recht lustig vorstelle - auch wenn Wände das Signal vermutlich ziemlich gut abschatten. Wenn FPV damit gut geht, überlege ich auch ein MinimOSD zu verbauen.

Der Frame wird aus 1,5mm GFK gefräst, die Ausleger sind 7,5mm Aluvierkant. Motoren werden mittig auf den Auslegern montiert, und außen dran kommt Propellerschutz, ebenfalls aus GFK.

Die gesamte Hardware bis auf den Sonar und Optical Flow habe ich bereits hier. Der Frame wird am Samstag gefräst, und dann wird gebaut und probegeflogen. Wenn der Frame sich gut indoor fliegen lässt, werden die zusätzlichen Sensoren nachbestellt.
 

Ori0n

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#2
Schaut gut aus, bin gespannt wie es weitergeht

Mit welcher Flugzeit rechnest du? Wird ja doch etwas schwerer :).
Abo
 

VikiN

Flying Wing Freak
#3
tolles Projekt! abo

Um gewicht zu sparen, könntest auch die 1g cam + 10mW 5g8 sendemodul verwenden
3, 3V dürftest schon irgendwo abgreifen können?
 

olex

Der Testpilot
#4
Schaut gut aus, bin gespannt wie es weitergeht

Mit welcher Flugzeit rechnest du? Wird ja doch etwas schwerer :).
Abo
Ich denke der wird so 400-450g schwer werden insgesamt, außer ich habe mich sehr grob verschätzt. T-Motor gibt mit dem Prop 110g Schub bei 50% an mit 2.6A, das würde also grob 10A Schwebestrom heißen. Mit den 1.5Ah LiPos dann ergeben sich rechnerisch 9 Minuten. Wenn in der Tat 7-8 rauskommen soll's mir passen, habe 4 LiPos hier liegen.

tolles Projekt! abo

Um gewicht zu sparen, könntest auch die 1g cam + 10mW 5g8 sendemodul verwenden
3, 3V dürftest schon irgendwo abgreifen können?
Könnte man machen, allerdings ist die CCD Killer auch schon sehr klein und leicht, und ich nutze ImmersionRC auf meinen Coptern bisher. Was ich vielleicht mache ist den Videosender durch einen Iftron Nano Stinger tauschen - der gibt allerdings keine 5V für die Kamera aus wie der ImmersionRC, müsste ich dann woanders abgreifen.
 

Ori0n

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#5
Das wäre ja kaum das Problem, das APM kann locker so eine kleine Cam mitversorgen, du musst nur einen Draht ans Board löten :)
 

schnellmaleben

Erfahrener Benutzer
#7
Du meinst die MN1806 ? Wobei ja die Frage ist ob Tiger noch die sinnigeren Umwicklungen a la Blackout rausbringt...

Schaut mal hier, sooooo vieeeele 1306er...

Edit: der MN1806 wird nun mit 2300kv als Alternative bei Tiger gelistet. Passt.
 
Zuletzt bearbeitet:

olex

Der Testpilot
#8
Warum sollten die zu schwach sein? Der Schub mit 6x3 wird von T-Motor in der Tabelle mit 218g angegeben, Felias hat in seinem Test 180g rausbekommen. Bei einem Abfluggewicht von 400g sollte das doch OK sein - habe gerade noch nachgerechnet, evtl. bleibe ich da sogar noch drunter.
 

zerosight

Erfahrener Benutzer
#9
@schnellmaleben
Oh ja, ich meinte natürlich die MN1806er...

@olex
Sofern die Masse im Zentrum liegt und alle Motoren ohne große Yaw-Korrektur arbeiten, sehe ich auch kein Problem. Anders könnte es werden, wenn die Masse nicht komplett im Zentrum liegt (Cam/ LiPo) und durch Yaw-Korrekturen die Schwebeleistung sich auf die an der Korrektur beteiligten Antriebe verteilt. Meine halbwegs symetrisch aufgebauten Quadros (mit mehr als ausreichend dimensionierten Antrieben) weisen bei sowas erhebliche Energiespitzen auf (33% auf 66% Gas). Wenn jetzt die Antriebe schon beim Schweben bei 50% sind, könnte es Problem beim Yaw geben.

Ich würde das jetzt aber nicht als so grenzwertig betrachten und es einfach auf einen Versuch ankommen lassen.
 

olex

Der Testpilot
#10
So, heute ging's schon mal weiter - die Frameteile sind alle hergestellt und warten auf den Zusammenbau:

2013-12-14 17.12.06.1024.jpg
Fräsen der GFK-Teile im L1A Makerspace

2013-12-14 17.52.21.1024.jpg
Ausleger gesägt und Bohrstellen angekörnt

2013-12-14 18.53.53.1024.jpg
Alles fertig für den Bau

Jetzt geht's weiter mit dem Flashen der 6A ESCs. Habe die Anleitung hier gefunden: http://webpages.charter.net/n8nxf/HobbyKing 6A UBEC ESC Programming.pdf, werde mal grob danach vorgehen und hoffen dass es klappt. Habe eigentlich so ein HK Aufsetzadapter zum Flashen da, aber die Chips auf den 6A sind anders als auf den normalen (kleiner), und der passt nicht -.-
 

olex

Der Testpilot
#12
So, schlechte Neuigkeiten. Obwohl ich mir die ESCs mit Reserve gekauft habe, nämlich ganze fünf anstatt der vier nötigen, sind es doch nicht genug geworden für den Copter - zwei haben beim Flashen nämlich den Geist aufgegeben. Ich bin von der Bauqualität echt nicht beeindruckt: bei einem ist das Signalkabel beim Öffnen des Schrumpfschlauchs sofort samt dem Lötpad von der Platine abgegangen, bei einem weiteren sind zwei Lötpads beim Anlöten der Flashkabel ebenfalls selbständig geworden. Habe etwas rumprobiert mit Brücken und Kabel direkt auf die Pins des Atmega8a halten, aber wurde nix - drei ESCs habe ich erfolgreich geflasht, und zwei sind tot.

Zum Glück ließ sich eine Lösung im Chat sofort finden, und schon sind vier fertig geflashte RCTimer 6A ESCs mit SimonK auf dem Postweg zu mir unterwegs - werden aber wohl erst am Dienstag eintreffen.

[hr][/hr]
Obwohl das ESC-Problem mich gestern etwas demotiviert hat, habe ich heute dennoch mit dem Aufbau der restlichen Elektronik weitergemacht. So schaut der Copter soweit aus:

2013-12-14 20.30.55.1024.jpg
Frame zusammengeschraubt

DSC00417.JPG
Verkabelung des oberen Centers - FPV, Telemetrie und Summensignal vom GR-12S

DSC00423.JPG
Gesamtansicht soweit

So wie auf dem Bild, mit Lipo aber ohne ESCs und noch ohne Sonar und OptFlow, bringt der kleine 360g auf die Waage. Somit sollte ich wie geplant komplett fertig bei knapp über 400g landen, und mit der geplanten Schwebezeit von 8-9 Minuten hinkommen.

Ein weiteres kleines Problem haben mir die HK GWS 6x3 Props bereitet: die Naben sind einfach zu dick für die Motoren! Das Aufbohren auf 4mm ist kein Ding, aber die Naben sind gerade mal einen halben Millimeter kürzer als das Gewinde auf den MT1306ern, damit lassen sie sich nicht festschrauben. Um den einen Prop im Bild draufzubekommen, musste ich zum Dremel greifen und ~1.5mm von der Nabe oben absägen - das geht gerade so, ohne an die Blattansätze zu kommen. Werde das wohl bei den anderen 3 Props auch so machen müssen... aber als Dauerlösung gefällt mir das irgendwie nicht. Kennt jemand sonst eine brauchbare Bezugsquelle für 6" Props? Gerne auch in Nylon oder CFK, Hauptsache sie passen ohne Weiteres auf die MT1306er drauf.
 

olex

Der Testpilot
#14
Hast du bestimmt im L1A, oder? :) Für den einen habe ich halt den Dremel benutzt, aber ist nicht perfekt waage rausgekommen (logischerweise).
 

Ori0n

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#15
Wow, sieht echt cool aus, vor allem mit dem Propellerschutz.

Hier hast du eine große Auswahl an allen möglichen 6" und 7" Props, incl. Schubtests.
 
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zerosight

Erfahrener Benutzer
#16
Macht schon was her :)

Ich habe hier noch 1 Stück F-6er ungeflasht rumliegen - hättest Du mal was gesagt.

Ich nehme mal an, die durchgestecken Nylonschrauben an den Propellerschützern sollen so nicht bleiben - die dürften sonst zu leicht abknicken. Ich bin schon auf die ersten Flugvideos gespannt.
 
#17

olex

Der Testpilot
#18
Danke für die schönen Worte :) Freut mich dass der Frame gefällt. Bin nun sehr gespannt wie er sich fliegt.

Danke auch für die diversen Prop-Links. Die 6" APC-Style von HK (Link, nochmal Link) gefallen mir sehr gut, scheinen flach zu sein und kommen mit passenden Adapterringen. Nur natürlich leider nicht auf Lager, nur die Rechtsläufigen - habe mal eine Benachrichtigung beantragt, mal sehen ob die bald reinkommen.

Dreiblatt 5x3 wäre vielleicht eine Option, muss man mal schauen ob die genug Schub geben - mit 5" Zweiblatt wird's auf jeden Fall nichts, dafür ist der einfach zu schwer. Dreiblatt 6x4.5 ist vermutlich zu viel des Guten, aber auch eine Option falls ich nichts anderes finde.

Ich nehme mal an, die durchgestecken Nylonschrauben an den Propellerschützern sollen so nicht bleiben - die dürften sonst zu leicht abknicken.
Die wollte ich eigentlich so lassen, bzw. wollte ich sogar die Landegestellschrauben durch Nylon ersetzen - die halten bei dem Gewicht meines Eindrucks nach gut genug, und sind ein gutes Stück leichter als Edelstahl. Metallschrauben bleiben dann nur bei der Verbindung Centers-Ausleger, alles andere ist Nylon.
 
Zuletzt bearbeitet:

schnellmaleben

Erfahrener Benutzer
#19
Oder, wenn die Kosten nebensächlich sind (und da Du einen Propschutz hast :) ) - wie wärs mit den original Tiger CF (6x2") ? Die passen natürlich perfekt auf die MT1306, machen aufgrund der geringen Steigung nicht so viel Schub wie 6x4.5...
 
#20
Ich glaube die APC-Style hab ich noch hier liegen, aber noch nicht getestet - sahen in der Packung schon grauslich aus, evtl pack ich sie mal auf den Pocket.
Die 6x4.5 sind recht steif und gut gewuchtet, aber ebel eigentlich zu viel Steigung.
Momentan fliege ich diese hier auf dem Pocket:
http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/uh_viewItem.asp?idProduct=43887&aff=14345
http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/uh_viewItem.asp?idProduct=43889&aff=14345
Sind mit 7" etwas groß, aber sehr stabil und laufruhig. Ich werde die mal auf 6" runterkürzen, denke das solte das Optimum sein.

P.S. Weniger Steigung muss nicht weniger Schub bedeuten - nur weniger Geschwindigkeit, und die brauchst du beim Kopter selten.
 
RCLogger

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