Quadcopter-Update

So, es ist inzwischen einiges an der Quadcopter-Front passiert – nur sauber fliegen tut er immer noch nicht. Aber der Reihe nach: dieses Video ist jetzt schon etwas älter, zeigt aber schon etwas bessere Flugversuche mit meinem Selbstbaurahmen:

Nach diesem und weiteren Flugversuche habe ich den Rahmen aus Kohlefaserteilen nachgebaut um ihn leichter zu machen. Dieser Neubau wiegt gute 170 Gramm weniger als das vorherige Modell aus Platinenmaterial und Alurohren und der Copter kommt somit auf ein Abfluggewicht von etwa 1060 Gramm. Von diesem Modell gibt es leider keine Flugaufnahmen bisher, aber er hat auch schon mehr als eine Design-Iteration hinter sich.

“Raw“ materials for the carbon version of my frame Carbon version of my DIY quadcopter frame

Erster Entwurf

Grundsätzlich besteht der Kohlefaserrahmen aus den gleichen Teilen wie der bisherige Rahmen, 16 mm Rohren und 1mm starkem Plattenmaterial. Bei der Art Belastung, wie sie beim Reindrücken der Rohre in die Halterungen auftritt, erwiesen sich die Rohre als brüchig und mussten daher an jedem Ende mit einem passenden Holzstopfen versehen werden, der ihnen die nötige Stabilität gibt. Weil ich die Rohre nicht lackieren wollte, habe ich mich entschieden von einer Plus-Konfiguration auf eine X-Konfiguration umzusteigen und die Orientierung durch LED-Streifen kenntlich zu machen.

Für den ersten Anlauf habe ich ausschließlich Kunststoffschrauben für alle Schraubverbindungen verwendet und zudem lange Schrauben aus Kunststoff durch das hintere Ende der Arme an der Mittelplatte und durch das vordere an der Motorhalterung geführt, um ein Verdrehen in den Halterungen zu verhindern. Dieses Verdrehen der Arme war eine der großen Schwachstellen des ersten Rahmens (neben seinem Gewicht). Leider stellte sich nach einigen Flugversuchen schnell heraus, dass Schraubverbindungen aus Kunststoff nicht stark genug angezogen werden können, um wirklich fest zu sein. Dies äußerte sich dann recht schnell in losen Halterungen und einem Gewackel der ganzen Konstruktion. Die langen Schrauben in den Armen erwiesen sich zudem also zu flexibel um wirklich ernsthaft einem Verdrehen der Arme vorzubeugen.

Zweiter Entwurf

Der Rahmen musste also verbessert werden. Trotz des höheren Gewichts habe ich alle Plastikschrauben durch Metallschrauben und Muttern mit Sicherungsring ersetzt. Unterlegscheiben mit einem größeren Außenrand als üblich halten dabei die Halteklemmen der Rohre genau mittig über den Bohrlöchern. Die lange Schraube durch den Arm auf der Seite der Motorträger wurde ebenfalls durch eine Metallschraube ersetzt und die Schrauben auf der Seite der Mittelplatte wurden zugunsten eines Splints für jeden Arm komplett entfernt.

Ausrichten des Auslegers mit Hilfe eines Linienlasers

Zum Fixieren der Arme habe ich diese zunächst mit Hilfe eines selbstnivellierenden Linienlasers passend ausgerichtet (der Laserstrahl muss das Armrohr genau mittig schneiden, mittig auf der Schraube liegen und komplett mittig über den Motor bis hoch zum Propellermitnehmer verlaufen). Danach habe ich durch die inneren Klemmen und die Arme ein horizontales Loch gebohrt, durch das ein genau passender Splint gesteckt wurde. Da dieser Splint die Klemme mit dem Arm in einer festen Position ohne Spiel verbindet, ist damit effektiv ein Verändern der Position des Auslegers nicht mehr möglich.

Der so veränderte Rahmen erwies sich dann als sehr robust und verwindungssteif. Durch die starren Verbindungen, insbesondere die mit dem Splint, besteht allerdings auch ein erhöhtes Risiko, bei einem Crash einen Bruchschaden zu verursachen. Das ist natürlich dann auch passiert als ich das Ding in einer Panikreaktion wieder mal unangespitzt in der Acker gejagt habe. Zur Zeit ist der Rahmen in Reparatur, einen neuen Ausleger habe ich schon gefertigt. Der Rahmen muss jetzt wieder zusammengebaut und die LEDs neu verdrahtet werden.

Neuer Flightcontroller

Nach den bisherigen Flugversuchen bin ich recht enttäuscht von meinem bisherigen, sehr einfachen Flight Controller Board. Auch wenn ich glaube, dass viele der Probleme, die ich hatte, auf meine geringe Übung mit Quadcoptern zurückzuführen sind, bin ich genauso überzeugt davon, dass der bisherige Flight Controller auch für einen Teil der Probleme verantwortlich ist. Ich werde daher auf ein Board auf MultiWii-Basis umsteigen, das digtiale Sensoren hat (Gyroskop und Beschleunigungsmesser) und dessen Software ich auch lesen und verstehen kann. Mehr dazu in Kürze…

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  1. Günstiger H-Quad – Teil 3 – Antrieb und Elektronik | I can MAKE IT - 10. Mai 2014

    […] nur wenigem nach. Die Plush-Regler besitze ich schon eine ganze Weile und sie kamen auch schon bei meinen ersten Quadcopter-Versuchen zum […]

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