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Variable Pitch Kopter als Versuchsträger für Rotoren

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Moin Leute,

neulich stieß ich beim Stöbern im Netz auf einen Restposten solide aussehender CFK Tuning-Rotorblätter für einen Carson Koaxialheli und konnte es nicht lassen, welche zu bestellen, um sie auf Tauglichkeit für Multikopter zu testen.

Da sie in ihrer Eigenschaft als Rotorblätter dazu konstruiert wurden, mit variabler Steigung betrieben zu werden, nehme ich das zum Anlass, mir einen schon länger gehegten Wunsch zu erfüllen und einen Pitch gesteuerten Kopter zu bauen.

Der erste Ausleger ist heute fertig geworden. So wie auf den Bildern zu sehen wiegt er inkl. Kabeln, Servo und Rotorblättern 165g.

Zunächst werde ich an diesem Exemplar einige Tests durchführen, und wenn die gut laufen, baue ich die nächsten Motoren auf „Achse nach hinten raus“ um und mache die anderen drei Ausleger fertig, Motorträger und Servohalter sind schon gedruckt und warten auf Ihren Einsatz.

LG und gute N8
Wolfgang

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PS: Gut 10g pro Ausleger ließen sich noch einsparen, ließe ich passende Motorwellen drehen, dann würde ich die schwere Wellenkupplung, ein Stück Welle und etwas Kunststoff los, aber das sind Optimierungen, die ganz zum Schluss kommen. Erstmal das Ganze überhaupt gescheit in die Luft bekommen.
« Bearbeitet von hoegger am 03.11.2017 00:53. »
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Ich habe das Teil jetzt einfach mal an eine alte Flip32 FC gehängt, Protokoll auf legacy PWM gestellt, die PWM Rate vom PID Loop getrennt und auf 330Hz festgelegt.

Servo läuft schon recht gut, wäre vielleicht sogar schon fliegbar. Für das Feintuning werde ich mich dann mit den Custom-Mixern befassen dürfen.

Ich bin denn mal weg, die drei anderen Ausleger fertig aufbauen... :)
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Mühsam ernährt sich das Eichhörnchen!

Ein Ausleger entsteht, auch wenn der 3D Drucker bei ABS im Grenzbereich arbeitet und bei jedem dritten Werkstück die Schichten nicht richtig haften. Ebensowenig können billige Schrauben, die wer meinte in Loctite baden und in ein überlackiertes Gewinde treiben zu müssen den Fortgang stoppen.

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« Bearbeitet von hoegger am 03.11.2017 00:48. »
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Wo liegt den der Vorteil des Systems, im vergleich zur klassischen Regelung der Motorendrehzahl?
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Wenn ich an einen sinnvollen kommerziellen Verwendungszweck denke, sehe ich keinen Vorteil. Mehrgewicht und zusätzliche bewegliche Teile.

Für das einfach so Fliegen ergibt es durchaus Sinn, weil die Flugeigenschaften ganz andere sind. Es gibt Flugmanöver, da kommt man mit reiner Drehzahlsteuerung nicht ganz dran.

Für mich persönlich hat auch das Bauen selbst und der damit verbundene Lerneffekt einen Wert.
« Bearbeitet von hoegger am 03.11.2017 00:57. »
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Echtes 3D-Fliegen dann ;)

Grüße Stephan
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Stephan Lukas meinte
Echtes 3D-Fliegen dann ;)

Grüße Stephan

Jap, so ist‘s Stephan!

Endspurt in Sachen Mechanik! Nur noch die Motorachsen umbauen, dann können Ausleger Nr. 3+4 zusammengesetzt werden. Dann noch fix Zentralstück und Landegestell entwerfen und drucken, dann kann der Spaß beginnen...

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Starke Sache, DAS!!👍
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mil@n meinte
Starke Sache, DAS!!👍

Danke für die Blumen! Ich hoffe ja, dass er dann auch so stark fliegt wie jetzt die einzelnen Baugruppen noch aussehen. Was selbstgestrickte Mechanik angeht ist das mein Erstling.

Gestern war ich etwas langsam (oder auch faul), und heute hatte ich einen Haufen Arbeit, deshalb sind gerade erst die letzten beiden Ausleger fertiggestellt. Morgen dann der Body und die Landefüße.

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Kurz vor der Hochzeit mit Rohr und Servo. Die Zuleitungen wie immer geflochten, um Störungen zu minimieren.

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Da liegen sie nun, zusammen 607g Elektromechanik. Inklusive Rotoren sind das dann 659g für die Arme.
« Bearbeitet von hoegger am 08.11.2017 18:36. »
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godverdomme, haast je dit gezien! so staunen die Holländer wenn sie etwas außergewöhnliches sehen!
Ich bin schon gespannt wie es weiter geht!!
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Moin!
Ich hätte vielleicht kleinere Brötchen ... ähm... Zentralplatten backen sollen. Der 3D-Druck läuft jetzt schon gute vier Stunden und ist bei 23%, und das ist nur eines der beiden Zentralstücke...

[Edit]
08.11.2017, 17:40 Uhr
Die zweite Hälfte der Zentralplatte ist in Arbeit, derzeit 29% fertig nach 5:21 Stunden.
[/Edit]
« Bearbeitet von hoegger am 08.11.2017 18:43. »
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Moin Leute,

gestern hat es mich dann doch erwischt: Nach über neun Stunden Druck hat mein 3D Drucker mit „ERR: MAXTEMP“ abgebrochen. Bei Wiederaufnahme des Drucks, nachdem ich den GCODE entsprechend angepasst hatte, war alles versetzt, weil ich eine custom Kalibrierung übersehen hatte.

Also den Druck komplett neu gestartet, der wurde dann aber schon nach den ersten Layern abgebrochen...

Kabel zum NTC überprüft, war dem Anschein nach ein Wackelkontakt, also Kabel quick and dirty in einer Position fixiert, in der bei kaltem Hotend irgendwas zimmertemperaturartiges angezeigt wurde und frohem Mutes den dritten Versuch gestartet.

Pustekuchen! Der Printer hat geheizt und geheizt, und das Abs kam erst braun, dann als Dampf-Brösel-Mischung aus der Düse!

Die „Zimmertemperatur“ war ein hochohmiger Kurzschluss zwischen Zuleitung und dem Gehäuse des Hotends. Passt bloß auf, dass Euch, wenn ihr mal sowas habt, nicht die Bude abfackelt, wenn‘s unbemerkt bleibt!

Lange Rede, kurzer Sinn: Mein Temperaturfühler ist im Eimer, laut Messung ein open circuit, und ich warte auf Ersatzteile, damit ich den Kopter endlich fertigstellen kann...

LG
Wolfgang
« Bearbeitet von hoegger am 09.11.2017 16:56. »
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godverdomme!
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mil@n meinte
godverdomme!

Jap! Ich habe mich mit einem Frustkauf bei Laune gehalten: https://www.amazon.de/Quadcopter-KIT-Holz-CNC-430/dp/B015Y0CR5G

Alternativ hätten es auch „Lekkere Borsten“ getan... *duckundwech*
« Bearbeitet von hoegger am 09.11.2017 18:47. »
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Jap ;)

Dann aber auf alle Fälle das Teil noch mit Holzleim bearbeiten, sonst fliegt dir das Ding bei deinen 3D-Flügen auseinander :D

Grüße Stephan
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Moin Leute!

Irgendwann heute kommen dem Tracking nach die Ersatzteile für meinen 3D Drucker. Bis es hier weitergeht hier einmal ein paar Bilder vom aktuellen Stand der Dinge:


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Der erste geglückte Ausdruck einer Mittelstückhälfte.

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Verstärkte Befestigungspunkte für Landegestell und Akkuhalter, Platz für ESC, BEC und Kabel.

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Für den Maßstab mit Ausleger und Rotor. Auf der linken Seite der nach neun Std. abgebrochene Ausdruck.

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Das Malheur mit dem NTC vom 3D Drucker.
« Bearbeitet von hoegger am 10.11.2017 13:40. »
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Die zweite Hälfte der Center-Plate ist seit 1.40 Std. im Druck. Wenn es gut läuft, geht es morgen mit dem Kopter weiter. :)

[Edit]Druck ist gut durchgelaufen, ich bin gerade dabei Muttern einzukleben und Schrauben einzupassen, danach löte ich die Verkabelung, und dann erfolgt die Endmontage.[/Edit]
« Bearbeitet von hoegger am 11.11.2017 20:30. »
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Moin Leute,

gestern habe ich die Teile mal zusammengestückelt und ein bisschen am Boden angetestet, und im Prinzip läuft alles so, wie es soll. Von Endspurt kann allerdings noch nicht die Rede sein, weil ich hier was übersehen und dort was mangels Mechanikerfahrung nicht optimal ausgeführt habe.

So sollte ich noch dringend die Anlenkgestänge überarbeiten, denn die Verbindungen zwischen Stange und Kugelpfannen sind etwas schwach ausgefallen. Auch wären Kugelköpfe mit Abstandhaltern angebracht, jetzt habe ich einfach einen Mutter dazwischengesetzt, denn sonst kommen sich bei größeren Auslenkungen Servohorn und Kugelpfanne ins Gehege.

Es wäre auch besser gewesen, Tests erst mit fertigem Landegestell zu beginnen, denn die Servos brauchen Bodenfreiheit.

Bei einem Anlauftest für die umgebauten Motoren, die laufen übrigens prima mit der umgedrehten Achse, hat ein Rotor eine Kaffeetasse, die auf der Werkbank stand leicht berührt, danach war der betreffende Pitch-Slider schwergängig. Das Auswechseln der Rotor- (nicht Motor-) Achse ging flott, ich hätte aber nicht gedacht, dass das Ding so empfindlich ist.

Servomixertabellen muss ich noch „programmieren“, denn es klappt zwar, die Servos als ESC anzusprechen, aber so Sachen wie Servoweg und Servo reverse gehen nur über die Servofunktionen der FC.

Auch der Zusammenbau war ein Krampf, weil ich es beim Design des Mittelstücks übertrieben hatte. Ist zwar nett, dass alles gechützt innen liegt, aber wartungsfreundlich ist es nicht, an nichts mehr heranzukommen. Außerdem kann sich beim Zusammensetzen etwas verklemmen und Sachen beim Zuschrauben beschädigt werden. Auf diese Weise habe ich ein ESC verloren. Außerdem ist das Ding mit fast 160g ohne Schrauben viel zu schwer.

Und last but not least hatte ich nicht daran gedacht, ein vernünftiges BEC zu erwerben. Bei schnellen großen Servoausschlägen bricht die Spannung zusammen, und die FC geht in einen Fehlerstatus oder durchläuft gleich einen Power-OFf-ON-Zyklus.

...
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Moin Leute,

nachdem ich die letzten Tage einen Haufen Arbeit hatte, hatte ich jetzt endlich wieder ein paar freie Stunden am Stück und bin dazu gekommen, das Kopter-Design gründlich aufzuräumen. Auch ein „amtliches“ BEC ist inzwischen hier angekommen.

Das ganze ist jetzt mehr Old School, wartungsfreundlicher und aufgeräumter, ganz nebenbei auch leichter und steifer. Das Gesamtgewicht ohne Akku, inkl. Elektronik und noch ungekürzten Kabeln beträgt jetzt 785g.

Mit den Worten eines weithin bekannten Kinofilms: Älter - härter - besser!

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Der neu gestaltete Frame.

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Nahaufnahme.


Das alte unpraktische und wabbelige Design:
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« Bearbeitet von hoegger am 18.11.2017 05:25. »
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Moin again!

Und das mühsame Eichhörnchen ernährt sich immer noch... oder so...

Das erste von vier Landebeinen ist aus dem Drucker gekommen, auf Paßform geprüft und mit einem Dämpfer in Form von eingeklebtem Schaumgummi versehen.

Für Stabilität sorgen zwei passend gekürzte 5/16 Zoll (7,94 mm) Carbon-Pfeilschäfte, je Seite einer, die jeweils zwei Landestützen miteinander verbinden. Die Befestigung an den Auslegern erfolgt mit Strapsen.

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Landestütze mit Dämpfer und Pfeilschaft.

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So wird das ganze angeordnet sein.



Die restlichen drei Füße sind bereits in Arbeit. :)
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Moin, Freunde der Nachtschicht!

Soeben habe ich die Landefüße mit dem Rahmen verheiratet, womit die mechanische Seite des Projekts im Wesentlichen abgeschlossen sein sollte.

Wie vorher geplant, ausnahmsweise klappt mal etwas ohne Korrekturen auf Anhieb, sind die Füße und ihre Verbindung zu den Armen steif genug, sich auch bei ruppigen Landungen nicht zu verdrehen, und flexibel genug, ohne Folgeschäden einiges an Prügel einstecken zu können. :)

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Moin!

Hier ein kurzes Video vom letzten Servotest:
www.tanzschule-angermann.de/sibi5/html/uploads/Servotest_1.mp4

Grundsätzlich funktioniert es so wie es soll. Ein Pferdefuß ist allerdings noch dabei. Sobald ich das USB Kabel abstecke, verliert der Spektrum Sat die Verbindung zum Sender, wenn ich die Servos bewege.

Woran das liegt, muss ich raten. Entweder die Servos bringen Störungen auf die FC, die via USB „abgeleitet“ werden, oder die Servoeingänge ziehen zuviel Strom von den PWM Ausgängen, und die 3,3V Versorgung bricht zusammen.

Im Moment bin ich ehrlich gesagt etwas ratlos...
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Masse und Servostrom separat sternförmig zu verteilen statt über die FC zu leiten hat nichts gebracht, ebensowenig ein Cap auf der 5V Versorgung. Als nächstes versuche ich es mit einem low ESR Elko auf der 3,3V Schiene. Sollte sich das Bild bei den Verbindungsabbrüchen dadurch ändern, werde ich eine separate 3,3V Versorgung in Betracht ziehen oder die FC gegen eine mit stabilerer Versorgung austauschen.

Ein zweites BEC wäre auch noch eine Option, aber so recht fehlt mir da der Glaube, und außerdem sind zwei switching Supplies im selben System nicht ganz ohne, da können die wüstesten Sachen passieren...
« Bearbeitet von hoegger am 20.11.2017 21:33. »
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Der Poehsewicht war wie vermutet eine schwache 3,3V Versorgung auf der FC, und ein 470uF Elko auf der 3,3V Schiene hat dem Spuk ein Ende gesetzt.

Erste Tests mit laufenden Motoren, noch ohne Props, sind auch schon erfolgreich gelaufen, es stehen also weitere und hoffentlich interessantere Videos an. ;)

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Ähm... hüstel...

Ich bekam von einem der Elektronik-Cracks den Hinweis, dass der Elko auf der 3,3V Schiene zu Reset Problemen führen kann und überdies früher oder später den Spannungsregler killen wird.

Im Nachhinein betrachtet auch logisch, denn der Elko muss sich ja irgendwie aufladen, und das tut er, wie Kondensatoren nunmal sind, ziemlich gnadenlos ohne Rücksicht auf den für den Spannungsregler zulässigen Strom.

Ich habe der FC jetzt ein dediziertes BEC gegönnt, den Elko entfernt, und alles ist grün!

Mittlerweile habe ich die Servowege so hinbekommen, wie es sein soll. Etwas Feintuning wird noch nötig sein, ich bin mir aber nicht so ganz sicher, ob ich dafür ünbedingt eine Pitchlehre brauche, oder ob Augenmaß reicht...

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