Okto unter 5kg

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#1
Hallo,

nachdem ich nun seit über zwei Jahren einen Quad fliege, benötige ich für ein Projekt nun etwas Größeres, das bei Bedarf auch sicher mehr Nutzlast trägt, ansonsten eine Gopro mit leichtem Gimbal. Konkret sind die Anforderungen:

– Payload im Bereich von 600–1500g
– Redundanz (deshalb Okto, ich weiß, ein Hexa kann je nach FC auch noch landen, aber 8 Motoren sind mir lieber)
– mindestens 15 Minuten Flugzeit (auch bei 1500g Payload), gerne mehr
– unter 5kg aus rechtlichen Gründen

Bevor die Frage nach dem Zweck („DSLR-Trümmer ranhängen bringt nix, gibt ja die Nex, Unterschied sieht eh keiner“ etc.) gestellt wird: Es geht um eine Plattform für experimentelle analoge Großformatfotografie (also einzelne Aufnahmen auf großem Negativfilm). Ich habe schon eine sehr leichte 4x5" Kamera gebaut, die ich sogar am Quad fliegen kann, allerdings nur mit provisorischem Styropor-Landegestell und wirklich am Limit. Das funktioniert, macht aber nicht wirklich Spaß und bei Wind fehlen einfach Reserven.

Ich denke, meine Anforderungen lassen sich mit einem Flat-Okto erfüllen, bisher waren die Gedanken für ein Setup folgende:

– Frame: Leichter Alu-Vierkant-Frame ähnlich Mikrokopter Okto2/Okto XL, angepeilt ca. 600g inkl. Landegestell
– FC: APM 2.6 (habe ich sowieso noch eine über, bin sehr zufrieden damit)
– Motoren: SunnySky X2212-980 mit 11x4,7" Propellern
– ESCs: 20A Afro Slim

mit einem 4S16000mah ergeben sich so laut Ecalc bei 1500g Payload (+ 600g Rahmen + 100g FC = 2200g OHNE Antrieb) 18,1 Minuten Schwebezeit, bei 600g Payload (+ 600g Rahmen + 100g FC = 1300g OHNE Antrieb) 25,2 Minuten Schwebezeit.

Ecalc warnt mich allerdings, dass der maximale Strom mit 24,69A über dem Limit des Reglers ist und dass die maximale Leistung (330W) über dem Limit des Motors (300W) liegt. Geflissentlich ignorieren, weil ich eh eher Schwebe und repositioniere als Vollgas zu geben oder ist das bei den Afro ESC eh kein Problem und sie vertragen auch etwas mehr? Vertragen die sich mit den Motoren?

Grundsätzlich stand hinter der Auswahl der Komponenten die Überlegung, dass es um Experimente geht. Ich möchte eine zuverlässige, leicht anpassbare Plattform für mich, muss keine Kunden beeindrucken. Ein Flat-Okto mit „kleinen “ Propellern ist mir sympathischer, kommt mir aufgrund des geringeren Hebels am Arm „pflegeleichter“ vor und ist nicht zuletzt auch günstiger als eine Konstruktion, auf der ich dann 17 Zoll-Carbon-Latten spazieren fliege. Evtl würde ich den Frame in irgendeiner Form klappbar ausführen (bspw. so ähnlich wie hier: http://wiki.mikrokopter.de/Okto-Klappto). Günstig ist ein guter Punkt: Mit dem Gerät soll kein Geld verdient werden, also spielt der Preis eine Rolle, daher auch die Motoren- und ESC-Wahl.

Ich würde mich sehr freuen, wenn ihr mir zu dem Setup ein Feedback geben könntet. Ich denke, ich habe mich über die Jahre ganz gut eingelesen, aber hier sind viele kompetente Leute auf einem Haufen, da wäre es schade, diese Expertise ungenutzt zu lassen. Kennt vielleicht jemand einen klappbaren (und sehr leichten) Flat-Okto-Frame? Habt ihr eine (ähnlich günstige) Motoren-Prop-ESC-Kombination, die viel effizienter ist, im Kopf? Sind die Komponenten grundsätzlich völlig daneben? Sehr ihr irgendwo Probleme? Ich bin für jede Anregung offen! Und wenn durch eine Änderung der Komponenten längere Flugzeiten drin sind, wäre das super.

Vielen Dank und liebe Grüße
Flo
 
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#2
Falls jemand diesen Thread nach ein paar Jahren finden und in einer ähnlichen Situation sein sollte: Nachdem sich olex und meister gestern Abend im Chat meiner angenommen haben, habe ich mich trotz Skepsis, ob das mit diesen „kleinen“ Motoren etwas werden kann, dazu entschieden, es einfach auszuprobieren. Ich weiß, die Werte im eCalc sind nicht alles und zuweilen trügerisch, für mich klingt es aber durchaus machbar und ist so weit von der Realität hoffentlich nicht entfernt. Meine Erfahrungen mit dem Rechner waren bisher zumindest von der Richtung her gut. Mit dem Setup kann ich auch erst einmal mit meinen 3S-Lipos testen, bevor ich dann ganz auf 4S umsteige. Falls Interesse besteht, berichte ich gerne, wie es weitergeht. Bestellt ist der Großteil jetzt auf jeden Fall.

Liebe Grüße
Flo
 
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Blue Thunder

Erfahrener Benutzer
#3
Wenn dir dieses hilft, ich fliege einen sehr leichten X8 der aber trotzdem fast 1,5 kg zuladen kann. Die Flugzeit mit 2x 4S 4500mAh liegt trotzdem bei 12-15 Minuten.

Mein Setup:

Configuration: X8
Engines: DJI 2212/920KV
Rotor distance: 450 mm
Rotors: Graupner E-Prop 9x5"
ESC: DJI 30A Opto
Arms: AIMDROIX Aluminum extended Arms with coaxial motor mounts
Landing Gear: ATG universal DIY FPV multifunction landing Skid
Centerplates: DJI F450
Flight Control: DJI NAZA M V2 GPS
Receiver: Graupner GR-16 Hott
GPS: Graupner Hott GPS Vario Module
Voltage Control: Gaupner Hott Voltage Module
Video Transmitter: 5,8 GHz 25 mW - ImmersionRC
Antenna: 5,8 Ghz SPW - Fatshark
FPV Cam: Mobius
AUW: max. 4.99 kg

Gruß BT
 
#4
Danke für die Info. Das ist was die Motoren angeht ja dieselbe Liga, gewichtstechnisch auch und die Propeller sind ja sogar noch ein gutes Stück kleiner, das stimmt zuversichtlich!

Liebe Grüße
Flo
 

Blue Thunder

Erfahrener Benutzer
#5
Ja, 10" Propeller gingen gerade noch vom Platz her. Aber mehr schaffen die Motoren eh nicht. Ist halt schön kompakt.

Gruß BT
 
#6
Bei mir dürften 11x5" bei den Motoren schon drin sein. Muss mir aber auch den Platz dafür nehmen. Denke, es wird, MK Okto2-ähnlich am Besten keine Runde, sondern eine quadratische Anordnung der Motoren (mit 4 langen und 4 kurzen Auslegern), das spart ein bisschen Platz. Kann mir zufällig jemand sagen, ob ich bei so einer Motorenanordnung beim APM irgendwas beachten muss?

Liebe Grüße
Flo
 
#8
Danke für den Link! Den Thread hatte ich mir vorher schon mal komplett durchgelesen, mich dann aber aufgrund der Tatsache, dass es eher eine Plattform für Experimente werden soll, für die günstigere Alu-Variante mit 1,5mm MK-Centerplates entschieden. Die Arme sind etwas länger als beim Okto2, dass die 11"-Propeller drauf passen. Trotzdem hat die Konstruktion (ohne Propeller) Außenmaße von „nur“ ca. 65cm. Hätte ich bei den Armen kein Sondermaß gebraucht, hätte ich sie vermutlich bei MK bestellt, auch mit einer vernünftigen Standbohrmaschine und „Fließbandproduktion“ haben die Arme ganz schön viel Zeit in Anspruch genommen. Testweise montiert sieht das so aus:



Bin jetzt am Verlängern und Einziehen der Motorkabel, Verlöten und erneuten Einschrumpfen der Afros.

Liebe Grüße
Flo
 
Zuletzt bearbeitet:
#9
Danke für den Link! Den Thread hatte ich mir vorher schon mal komplett durchgelesen, mich dann aber aufgrund der Tatsache, dass es eher eine Plattform für Experimente werden soll, für die günstigere Alu-Variante mit 1,5mm MK-Centerplates entschieden. Die Arme sind etwas länger als beim Okto2, dass die 11"-Propeller drauf passen. Trotzdem hat die Konstruktion (ohne Propeller) Augenmaße von „nur“ ca. 65cm. Hätte ich bei den Armen kein Sondermaß gebraucht, hätte ich sie vermutlich bei MK bestellt, auch mit einer vernünftigen Standbohrmaschine und „Fließbandproduktion“ haben die Arme ganz schön viel Zeit in Anspruch genommen. Testweise montiert sieht das so aus:



Bin jetzt am Verlängern und Einziehen der Motorkabel, Verlöten und erneuten Einschrumpfen der Afros.

Liebe Grüße
Flo
Sehr schön was wiegt der Aufbau jetzt? was wiegt ein Motor?
 
#10
Danke! Muss die Motoren nochmal einzeln wiegen. Der Aufbau, so wie er da liegt (also Centerplates, Arme, Schrauben, Motoren mit Kabeln und Goldis, Prop-Mitnehmer und Props), kommt auf 960g.
 

Blue Thunder

Erfahrener Benutzer
#11
Respekt! Aber in meinen Kofferraum würde der wohl nicht mehr passen. Da ist ein X8 doch deutlich handlicher.

Gruß BT
 
#12
Nochmal zum Gewicht der Motoren: 55g (mit Propeller-Mitnehmer, ohne Goldis), die Props (11x5 von Lipoly) wiegen je 12g.
Zum Kofferraum: Passt locker, das war mir wichtig. Ist zwar nur ein kurzer Golf, aber die 65cm sind gar kein Problem :)

Liebe Grüße
Flo
 
#13
So, mal ein kleines Update von mir. Über die Feiertage hatte ich Zeit, die Motorkabel in die Ausleger einzuziehen, die ESCs zu verlöten, Arme und Centerplates zu verheiraten und endlich mal so grob alles anzuschließen:



Der APM sitzt jetzt auf Alphagel gelagert auf einer 12mm von der Centerplate erhöhten Polystyrol-Platte, durch Hutgummi gehalten. Da eine schwarze Haube auf alles drauf kommen soll, bleibt das Polystyrol weiß. Ich nutze Polystyrol an nicht stark belasteten Stellen am Copter ganz gerne, weil ich es auch entspannt zuhause bearbeiten kann. Habe leider keinen Zugriff auf eine Fräse, ledliglich ab und an auf einen Lasercutter, den ich in Verbindung mit Polystyrol auch gerne nutze. Außerdem ist es ja schön leicht, weshalb ich mir schnell eine kleine „Brücke“*für GPS und Kompass zusammengeklebt habe:



Der gesamte Aufbau, der im ersten Bild zu sehen ist (Frame, Antrieb, APM mit GPS und Kompass, Powermodul, Telemetrie, FrSky X8R, alle Kabel) kommt jetzt auf 1212g, was in meinen Augen absolut im Rahmen ist.

Ich bin die ganze Zeit noch am überlegen, wo und wie ich die Empfängerantennen am Sinnvollsten befestige, dasselbe gilt für Telemetrie und VTX. Habt ihr da vielleicht eine Anregung? Für das Landegestell muss ich mir auch noch etwas einfallen lassen ...

Liebe Grüße
Flo
 
#14
So, mal wieder ein kleines Update. Ich habe mir zwischenzeitlich einen Lipohalter fräsen lassen und ein Landegestell auf Basis von ThinMans Shapeways-Landegestellaufnahmen und GFK-Stäben aufgebaut. Der aktuelle Stand:







Es fehlen noch die Aufnahmen für die Kameras, eine saubere Montage des Empfängers, die Haube wird noch schwarz lackiert usw.

Liebe Grüße
Flo
 
#15
Hallo Flo,

sieht gut aus. Bin gespannt wie es weiter geht und auf was für ein Gewicht Du kommst...
Ich bin zur Zeit beim Aufbau eines X8....

Gruß
Albert
 
#16
Hallo Albert,

danke erstmal!

Nachdem ich gestern beim ersten Versuch festgestellt habe, dass ein Motor trotz mehrmaligem Überprüfen in die falsche Richtung dreht und das Problem dann gestern Nacht (danke nochmal an den ArdoinoUSBLinker-Tipp im Chat, habe dann doch umgelötet) behoben habe, stand heute der Erstflug an.

Da ein bisschen Wind ging, haben wir auf Autotrim verzichtet, Trim-Probleme waren auch nicht ersichtlich. Der Okto hat prinzipiell etwas „schwammig“ reagiert, machte aber sonst eine gute Figur, weshalb wir uns direkt für eine AutoTune-Session entschieden haben. Nachdem mein Quad nach AutoTune wirklich perfekt eingestellt war, war das Ergebnis beim Okto eher ernüchternd. Er hat zwar sehr viel direkter reagiert als mit den Standardeinstellungen, dafür an Auslegern und am Landegestell (das ich durch vorne und hinten je eine Strebe im Vergleich zum Foto oben noch einmal zusätzlich versteift habe) deutlich sichtbare Vibrationen erzeugt und wirkte sehr „nervös“. Haben dann mit den Standard-PIDs noch den Loiter getestet, mit einem wirklich perfekten Ergebnis. Keine Toilet-Bowl, kein Überschießen, sanfte Korrekturen in einem Radius von vielleicht 10cm.
Mit 2 x 3S 5000mah (30C Zippys) waren während dieser Prozedur gut über 15 Minuten mit GoPro am Tarot-Gimbal drin, ich habe insgesamt 7676mah nachgeladen. Denke, das ist okay, habe aber schon mal 8 Multistar 3S 5200mah bestellt, weil sie zufällig mal im EU Warehouse lagernd waren und sehr viel leichter sind.

Jetzt stelle ich mir natürlich die große Frage, wie ich mit den Einstellungen weiter verfahre. Ich hatte insgeheim gehofft, AutoTune würde es schon richten, habe mich da aber offensichtlich getäuscht. Insgesamt ist der Rahmen weit weniger steif als der Carbon-Quad, mit dem ich es vergleichen kann, der auch noch viel kürzere Ausleger hat und zu allem Übel ist das Glasfaser-Landegestell Okto auch noch an den sowieso schon sehr langen Auslegern befestigt und dürfte Vibrationen so zusätzlich verstärken.

Das APM-Wiki schreibt:
AutoTune is sometimes unable to find a good tune for frames with very soft dampening on the APM or very flexible arms.
Die Alphagel-Dämpfung würde ich tendenziell schon als „very soft“ einstufen, die Arme als „very flexiible“. Die Frage ist jetzt, was ich verändere. Da ich den Frame an sich (und eigentlich auch das Landegestell) vorerst nicht verändern möchte, weil genug Mikrokopter mit sehr ähnlichen Konstruktionen einwandfrei fliegen, sehe ich zwei Möglichkeiten:

1. Über die Telemetrie versuchen, an „eigene“ PIDs ranzutasten.
2. Den Faktor „soft dampening“ ausschalten, also evtl. auf Spiegeltape oder Ähnliches umsteigen.

Habt ihr da eine Empfehlung? Was PID-Tuning angeht bin ich Anfänger. Würde es ausprobieren, aber schätzt ihr die Situation so ein, dass die Suche nach einer optimalen Einstellung trotz dieses AutoTune-Ergebnisses vielversprechend ist?
Ich bin mit den Gelwürfeln in Kombination mit dem APM bisher sehr gut gefahren/geflogen, hat jemand mit ähnlich langen bzw. flexiblen Ärmchen Erfahrungen mit einer härteren Montage des APM?

Ich bin auf jeden Fall froh, dass das Ding – mehr oder weniger auf Anhieb – so sauber in der Luft steht und würde mich freuen, wenn ihr mir bei der Frage, wie ich ihn jetzt noch optimal eingestellt kriege, helfen könnt.

Hier jetzt doch nochmal ein Foto vom heute geflogenen Setup:


Liebe Grüße
Flo
 
Zuletzt bearbeitet:
#18
Ja, sind sie, die Propeller laufen auch sehr rund. Da sehe ich eigentlich kein Problem.

Lese die ganze Zeit, woran es liegen könnte. Ich denke, Gopro und Gimbal sollten bei einem erneuten AutoTune-Versuch auf jeden Fall abgenommen werden. Hätte ich eigentlich auch vorher drauf kommen können, dass die gedämpfte Aufhängung gegen eine vernünftige „Einschätzung“ der Eigenschaften des Frames arbeitet. Zumindest raten ein paar 3DR-Entwickler dazu, jegliche Gerätschaften, die entkoppelt aufgehängt sind, für AutoTune abzunehmen und später einfach wieder ranzuhängen.

Werde, wenn das Wetter es morgen zulässt, auch mal eine Vibrationsmessung machen und, falls ich so nicht weiterkomme, mal eine härtere Montage des APM testen.
 

Cartman

Erfahrener Benutzer
#19
Bei meinen großen Hexas habe ich direkt auf 15er Alu-Vierkant gesetzt, weil ich bei den 450er Quads schon die schwingenden 10er Vierkantrohre gesehen habe. Bei den Aluminiumlegierungen gibt es aber auch noch Unterschiede. Nur wenn schon bei den 450er Frames Schwingungen erkennbar sind, dann wird das bei längeren Auslegern auch mit qualitativ besseren Alu-Vierkantrohren nicht sonderlich viel bringen. Auch in der MK Gemeinde sind nicht alle glücklich mit den MK Frames, weil die Vibrationen der Ausleger die Kamera negativ beeinflussen. Das betrifft aber eigentlich eher die schwereren Copter. Vielleicht reicht es in deinem Fall sogar die Motoren und Props (dynamisch) zu wuchten.
 
#20
Danke für den Hinweis! Werde die Vibrationen, die die einzelnen Motor/Propeller-Kombinationen verursachen, messen und entsprechende Maßnahmen (Motor dynamisch wuchten) ergreifen. Irgendwie hat der APM die neuen PIDs gespeichert, obwohl er das eigentlich nicht sollte, weshalb ich beim zweiten Test leider keinen Vergleichspunkt mehr hatte. Habe aber vom Erstflug noch ein kurzes Video vom ersten Loiter (mit Standard-PIDs, auf die ich nach dem AutoTune wieder zurückgeschaltet habe. Da sehe ich sichtbar an den Armen gar keine Vibrationen. Ihr?

[video=youtube;wzmJZKbu6DE]http://www.youtube.com/watch?v=wzmJZKbu6DE[/video]

Ich warte gerade auf neue Akkus, dann steht auch ausführlichem manuellen PID-Tuning nichts mehr im Wege :)
 
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