Günstiger H-Quad – Teil 3 – Antrieb und Elektronik

Antrieb

Nachdem der eigentliche Rahmen nun zusammengesetzt und die Motore montiert war, konnte es an die Verkabelung des Antriebs und der Steuerung gehen. Der Quad verwendet Turnigy Plush 25A ESCs, die ich mit der BLHeli-Firmware geflasht habe. SimonK ging leider nicht, weil die ESCs Silabs-Chips benutzen und keine Atmel-Chips. BLHeli ist aber auch immer noch eine sehr gute Wahl und steht – meiner persönlichen Meinung nach – SimonK in nur wenigem nach. Die Plush-Regler besitze ich schon eine ganze Weile und sie kamen auch schon bei meinen ersten Quadcopter-Versuchen zum Einsatz.

Einpassen der Regler

Einpassen der Regler

Ziel war es, die Regler samt Stromverteiler in den Raum zwischen unterer unter oberer Platte zu quetschen, damit das ganze Wirrwarr aus dem Weg ist und ich da nicht mehr ran muss. Nach einer ersten Platzierung wurde dann schnell klar, dass der Stromverteiler nicht wirklich groß werden durfte, also entschied ich mich für die „klassische“ Variante und habe für Plus und Minus jeweils einen 1-auf-4-Kabelbaum gelötet. Dessen Verbindungsteil passte gut in die Mitte zwischen die Regler. Um noch mehr Platz und auch Gewicht zu sparen, habe ich die Stromleitungen direkt and die ESCs gelötet und auf dieser Seite auf Stecker verzichtet.

Fertiger Antriebsstrang

Fertiger Antriebsstrang

Danach habe ich dann die Regler alle wieder mit Schrumpfschlauch geschützt und den ganzen Antrieb mit Kabelbindern an der Bodenplatte fixiert. Danach sah es dann auch nicht mehr so chaotisch aus ;-). Da bei so viel Löterei auch mal was schief gehen kann, war es notwendig, die Stromleitungen durchzumessen, um sicher zugehen, dass ich nicht irgendwo einen Kurzschluss verursacht hatte. Nichts ist ärgerlicher als eine Lipo-Explosion auf dem Esszimmertisch 😉

Der Kabelbaum bekam einen XT60-Stecker und pro Pol zwei zusätzliche Abzweigungen mit 2mm-Goldkontaktsteckern. Diese nutze ich später für die Spannungsmessfunktion des KK 2.0-Boards und als Stromanschluss für die LED-Beleuchtung. Wichtig: die Deckplatte sollte erst angeschraubt werden, wenn man die Drehrichtung der einzelnen Motoren verifiziert hat, sonst muss man alles wieder zerlegen wenn man zu spät feststellt, dass ein oder mehrere Motoren falsch herum drehen.

Die Deckplatte wird mit 6 kleinen Holzschrauben befestigt, deren Köpfe versenkt sind. Vorbohren hilft hier, sonst wird evtl. der Rahmen beschädigt. Durch die Verschraubung kann die Platte bei Bedarf wieder abgenommen werden. Der Stromanschluss und die Reglerkabel wurden durch ein Loch in der hinteren Hälfte der Deckplatte nach draußen geführt.

Steuerung

KK 2.0-Controller und Batteriehalterung

KK 2.0-Controller und Batteriehalterung

Da ich bei dem H-Quad in erste Linie auf „Resteverwertung“ setze, musste er mit dem KK-2.0-Board fliegen, dass ich schon seit einiger Zeit rumliegen hatte, mit dem ich aber nie zufrieden war. Das wiederum liegt gar nicht am Board selber sondern an mir, da ich die Lernkurve für die PID-Einstellungen damals noch nicht gemeistert hatte…

Das Board wurde genau in der Mitte der Deckplatte mit Nylonschrauben befestigt. Ich hatte mir zunächst auch einige Sorgen wegen der Batteriebefestigung gemacht: ich bin kein Freund von unter dem Copter montierten Akkus, da immer eine latente Gefahr besteht, dass auch im normalen Betrieb beschädigt werden. Andererseits würde eine über dem Controller montierte Batterie den Schwerpunkt zu weit anheben – zumindest war das meine Befürchtung. Dann aber sah ich ein paar Videos der kleinen Blackout-Racing-Quads, die gerade recht beliebt sind. Die Dinger haben auch den Controller unten und die Batterie oben und deren Flugleistung ist wirklich beeindruckend. Damit war diese Designfrage dann auch gelöst.

Für die Batterie montierte ich einen durchgängigen Steg aus einer 5mm starken und 4cm breiten Holzleiste, die an den Enden über Metallabstandshalter an der Deckplatte befestigt wurden. Um die Abstandshalter stabil zu bekommen habe ich solche mit einem durchgängigen Gewinde verwendet und mit einer recht langen M3-Schraube an der Deckplatte befestigt, die fast komplett durch beide Abstandshalter geht (siehe Foto links). Das gab dem jeweiligen Abstandshalter nochmal zusätzliche Stabilität.

KK 2.0-Board/Motoren anschließen

Steuerung provisorisch montiert für Motortest

Steuerung provisorisch montiert für Motortest

Das KK-Board bekam noch eine zusätzliche Leitung verpasst, mit der die Software die Spannung der Batterie messen kann. Seit Version 2.1 des Board ist dieser Anschluss ganz normal als Steckverbindung verfügbar, beim 2.0 muss man noch ein Kabel an ein schon vorhandenes Pad/Bohrung anlöten.

Der Anschluss der Motoren gestaltete sich einfach. Motor 1 ist der Motor links vorne, die anderen folgen dann im Uhrzeigersinn. Die Steckleiste für die Motoren beim KK ist die rechts neben dem Display. Sie beginnt oben mit Motor 1 und alle weiteren Motoren werden jeweils darunter angeschlossen. Zu beachten sind zwei Dinge: a) die Signalleitung muss zum inneren des Boards zeigen, der Minuspol zu Rand. b) Das KK-Board bezieht seinen Strom ausschließlich über den BEC vom Regler von Motor 1. Alle anderen BEC-Pluspole sind im KK-Board nicht angeschlossen. Für diejenigen unter Euch, die Opto-Regler ohne BEC benutzen, heißt dass, dass ihr einen gesonderten BEC braucht und den über den Anschluss für den ersten Motor einschleifen müsst.

Empfänger anschließen

Alle Komponenten montiert

Alle Komponenten montiert

Da das KK 2.0-Board ein recht einfacher Flug-Controller ist, reicht für die Steuerung ein 4-Kanal-Empfänger aus. Die einzige Sonderfunktion, für die man einen 5. Kanal nutzen könnte, ist – zumindest in der Standardsoftware von KapteinKuk – Autolevel. Das lässt sich aber auch über ein Stick-Kommando aktivieren, also muss man mit 4 Kanälen auf nichts verzichten. Ich verwende einen Spektrum AR400-Empfänger. Angeschlossen wurde der Empfänger an die Leiste links neben dem Display. Auch hier gilt wieder: Signal nach innen, Masse nach aussen. Von oben nach unten wurden angeschlossen: Aileron/Querruder, Elevator/Höhenruder, Throttle/Gas, Rudder/Seitenruder. Der Anschluss für AUX bleibt leer, dafür war ja kein Kanal mehr frei.

Abschlussarbeiten

Danach wurde noch der Buzzer am KK 2.0-Board angeschlossen und das Kabelchaos mit Hilfe einiger Klebesockel und Kabelbindern eingedämmt. Da der H-Quad vollkommen symmetrisch ist und ich ihn nicht lackieren wollte, musste eine andere Orientierungshilfe her. Vorne und hinten habe ich daher einen durchgängigen LED-Streifen angebracht. Da die Streifen mit 12 Volt betrieben werden können, ließen sie sich direkt an die Batterie anschließen. Bei Betrieb leuchtet der Copter vorne blau und hinten rot – und das recht hell. Damit sollte die Fluglage auch aus einiger Entfernung noch erkennbar sein.

Damit war die eigentliche Arbeit am Quad beendet, es konnten Einstellungsarbeiten für das KK 2.0-Board, die Fernsteuerung und die PID-Werte folgen.

 

 

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