Günstiger H-Quad – Teil 1

Kurz ein Anmerkung vorweg: Ich habe schon lange nicht mehr gebloggt und es ist in der Zwischenzeit so einiges passiert. Das werde ich hier jetzt aber nicht aufholen, sondern mich einfach auf die neuen Themen konzentrieren. Wo Hintergrund notwendig ist, werde ich ihn erläutern und wo nicht – tja, da halt nicht.

Durch eine kleine Unachtsamkeit bei der Bestellung neuer Motoren für meinen havarierten F450-Quadcopter verfügte ich über einen Satz SunnySky Angel A2208-Motoren, für die ich keine Verwendung hatte (für den kaputten Copter wollte ich eigentlich A2212-Motoren gekauft haben – tja, Pech wenn man nicht richtig lesen kann). Da sie aus China und zu billig zu Zurückschicken waren, habe ich mich kurzerhand entschlossen, einen „Billig“-Quadcopter mit einem H-Rahmen als Basis damit aufzubauen.

Die Idee für einen einfach zu bauenden Rahmen in H-Form habe ich aus einem Video von Flite Test. Der große Nachteil meiner bisherigen Copter war das geringe Platzangebot für Ausrüstung. Ein Rahmen in H-Form bietet hingegen eine durchgängige Plattform in der Mitte des Copters, die sich über die volle Länge erstreckt. Diese bietet mehr als genug Platz für Controller, Empfänger, Batterie, zusätzliche Sensoren und FPV-Ausrüstung.

Zusammenbau

Der Rahmen ist auf einen Achsabstand von 40cm im Quadrat hin dimensioniert. Der vordere und hintere Ausleger wird jeweils von einem 45cm langen 18x18mm Kantholz gebildet. Durch die zusätzlichen 2,5cm auf jeder Seite ist noch genug Platz, um die Motoren mitsamt ihrer Befestigungskreuze zu montieren. Aus dem Grundmaß von 40x40cm bezogen auf den Achsabstand ergeben sich alle anderen Dimensionen. Die Grundplatte in der Mitte misst 14cm in der Breite und 41,8cm in der Länge und bietet damit >500 cm2 Platz (zum Vergleich: die Grundplatte des F450 Flame Wheel bietet nur knapp 121 cm2 Fläche).

40cm H-Quad Layout

Auf die untere Grundplatte habe ich neben die Ausleger auch noch 13x18mm Kanthölzer mit 38,2cm Länge geklebt, damit eine Box entsteht. In diesem Zwischenraum zwischen oberer und unterer Grundplatte werden später die Regler untergebracht. Die Grundplatte besteht aus 5mm MDF, einfach weil MDF anders als Sperrholz mit einem Cutter-Messer geschnitten werden kann. Die Platte hat zahlreiche Löcher um eine Ausreichende Belüftung der Regler zu garantieren.

Kleine Ausschnitte direkt an den Auslegern erlauben später das saubere Herausführen der Kabel zu den Motoren. Die Grundplatte und alle Kanthölzer habe ich zunächst mit Holzleim verklebt und nach dem Trocknen noch alle Nahtstellen und Fugen mit Sekundenkleber verstärkt. Das Ergebnis ist ein sehr stabiler Rahmen (es sei denn natürlich, bei einem Crash „reißt“ das MDF. Der beste Kleber hilft nichts, wenn der Untegrund einfach zerfällt).

H-Quad frame, build stageH-Quad frame, close-up of the ESC cable ductsH-Quad frame, bottoms side

Wären Alu-Ausleger besser gewesen? Jein. Sie sind mit Sicherheit robuster, aber sie bringen einige Defizite bezüglich der Verarbeitung mit sich, z.B. kann man sie nicht einfach mit der (Hand-)Kappsäge zusägen und auch Kleben lassen sie sich nicht gut. Außerdem sind sie schwerer als das Kantholz aus Kiefer. Zum Vergleich: das 18x18mm Kantholz aus Kiefer wiegt etwa 1 Gramm pro Zentimeter. Ein 15x15mm Alu-Vierkantrohr (1mm Wandstärke) wiegt hingegen 1,4 Gramm pro Zentimeter, also gute 40% mehr.

Was aktuell noch fehlt ist eine Deckplatte für oben, auf die die Elektronik, Batterie usw. montiert wird. Diese Platte wird abnehmbar sein und entweder auch aus MDF oder aus Sperrholz gefertigt sein (tut sich vom Gewicht her nicht viel).

Montage der Motoren

Mit Hilfe der Befestigungskreuze der Motoren habe ich die nötigen Bohrlöcher angezeichnet. Die Achsen der Motoren und damit der Mittelpunkt der Kreuze befindet sich 2,5cm vom seitlichen und 9mm vom oberen Rand einer jeweiligen Auslegerseite entfernt. Durch die 3mm durchmessenden Löcher habe ich die Motoren mit Schrauben der Größe M3x30 (x25 hätte auch gereicht) sowie einer Unterlegscheibe und selbstsichernden Muttern befestigt. Die kleinen Schrauben, mit denen der Motor am Befestigungskreuz festgeschraubt ist, wurden mit Schraubensicherungskleber gesichert. Damit der H-Quad nicht auf den Schrauben steht, habe ich aus dem Rest des urprünglich mal 90cm langen 18x13mm Kantholz noch jeweils 2cm lange Abstandshalter gesägt und genau unter den Motorachsen angeklebt. Diese Klötze bilden jetzt das „Landgestell“.

H-Quad frame, motor mount close-up

Zweifel

Ich sehe aktuell zwei Probleme mit diesem Rahmen: zum einen besteht die Grundplatte aus MDF, das zwar leicht zu verarbeiten ist, aber auch schnell aufreißen/aufplatzen kann. Die Klebestellen halten extrem gut und meine Sorge ist daher, dass bei einem Crash nicht die Verklebung aufgeht, sondern einfach das MDF reißt. Da muss aber der Praxistest zeigen.

Die zweite Sorge betrifft die Dimensionierung im Vergleich zur Motorleistung. Dies wäre nicht der erste Quadcopter, den ich baue, der sich am Ende als zu schwer zum Fliegen erweist (im Vergleich zur Motorleistung). Sollte dieser Fall wieder eintreten, werde ich den Rahmen kleiner bauen, den glücklicherweise kostet das Baumaterial für den Rahmen nur etwa 5 Euro. Beim Flame Wheel-Copter bekommt man für 5 Euro gerade mal einen nachgemachten Ersatzausleger aus China. Allerdings ist der F450-Rahmen insgesamt erheblich leichter als mein doch recht massiver Holzrahmen. Wartens wirs ab.

 

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