Aus QC-Copter

Wechseln zu: Navigation, Suche
SyCleanup.png
Achtung! Diese Seite ist zur Überarbeitung markiert worden.

Hier fehlen noch Inhalte oder die Informationen sind möglicherweise nicht mehr aktuell. Bitte hilf mit, diese Seite zu überarbeiten. Weitere Informationen hierzu sind möglicherweise auf der Diskussionsseite vermerkt.

Allgemeine Bauanleitung QC-Copter


Auf diesen Seiten soll der Weg vom Teile-Haufen zum fertigen QC-Copter gezeigt werden.


Inhaltsverzeichnis

Bau des Rahmens

Allgemeines

Grundsätzlich gibt es viele Ansätze, einen QC-Copter aufzubauen. Am einfachsten ist sicher eine Konstruktion, welche, vereinfacht ausgedrückt, aus zwei gleichlangen, gekreuzten Stäben besteht, an deren vier Enden je ein Motor befestigt ist (Quadrocopter).

Allgemeiner mechanischer Aufbau eines Quadrocopters

Was benötige ich und wofür?

  • 2x Aluminium-Vierkant-Stangenmaterial für den Rahmen - A
    • 7,5 oder 10 mm stark
    • Die Länge ist abhängig vom gewünschten Endmaß. Für den ersten QC-Copter sollte der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Motoren etwa 45 cm betragen. Dies ist ein guter Kompromiss zwischen ausreichender Größe und zu erwartender Agilität im Fluge.
  • 2x Verbindungsplatte für den Rahmen - B
    • Aus Kunststoff (PVC, GFK, CFK o.ä.). Die Materialstärke ist abhängig vom verwendeten Material und sollte zwischen 1 und 3 mm betragen.
    • Diese Platten verbinden die Alu-Ausleger miteinander und sorgen für die nötige Verwindungssteifigkeit, einem sehr wichtigen Kriterium bei der Konstruktion und dem Bau eines QC-Copters.
  • 4x Motorträger - C
    • Aus Aluminium oder Kunststoff
    • Die Motorträger sind das Bindeglied zwischen dem Rahmen und den Motoren. Auch hier ist auf ausreichende Festigkeit und Verwindungssteifigkeit zu achten. Alternativ können diese durch direkte Montage der Motoren auf den Alu-Auslegern auch entfallen.
  • 1x Halterung für den Akku - D
    • Am einfachsten zu realisieren mit Klettband, aber auch die Anfertigung eines Akkuhalters in Form eines Einschubes ist häufig eine gute Lösung.
    • Die Befestigung des Akkus sollte einerseits sicher und belastbar, andererseits aber auch für den Akkuwechsel gut erreichbar und schnell lösbar sein.
  • 1x Landegestell - E
    • Das Landegestell muss zunächst zwei wichtige Aufgaben erfüllen: Gewährleistung eines ausreichenden Abstandes des Rahmens/Akkus zum Boden und das Abfedern von Landestößen
    • Für den ersten QC-Copter kann man sich mit einfachen Mitteln ein Landegestell im Selbstbau, vorzugsweise aus Kunststoff, anfertigen.
  • 1x Schutzhaube - F
    • Aus Kunststoff tiefgezogen. Sehr beliebt sind aber auch die Behälter von CD-Spindeln
    • Die Haube dient zum Schutz der Elektronik im Falle eines Absturzes.
  • 4x Luftschrauben - G
    • EPP 1045 – sind leicht, links und rechtslaufend erhältlich sowie leistungsmäßig momentan der Standard
  • 1x Antennenröhrchen
    • Dient der sicheren Fixierung der Empfängerantenne
  • 1x Steuerelektronik QuadroControl II oder QuadroControl II XS fertig bestückt und geprüft
  • 4x Brushless-Motoren - H
    • Zu empfehlen sind Motoren mit bis max 1100 Umin/V und etwa 200W Leistung
    • Darüber hinaus sind gute Befestigungsmöglichkeiten für die Luftschrauben am Motor und für die Motoren am Rahmen ein nicht zu unterschätzendes Auswahlkriterium.
  • 4x Brushless-Controller (Motorregler)
    • Uneingeschränkt empfehlenswert sind die BL-Ctrl-Motorregler
    • Alternativ besteht die Möglichkeit, normale Kaufregler durch Aufspielen angepasster Firmware für den Einsatz im QC-Copter umzuprogrammieren.
  • 1x Lithium-Polymer-Akku (LiPo-Akku)
    • Empfehlenswert sind 3S1P LiPo-Akkus zwischen 2000 und 3500 mAh, die einen guten Kompromiss zwischen Flugzeit und Gewicht darstellen. Die Belastbarkeit sollte mindestens 20C besser 30C betragen.
  • 1x Empfänger mit Summensignalausgang oder mit QuadroPPM bzw. QuadroPPM12
  • Kabel und Steckverbinder


Beispiel für Rahmen in X-Formation

CQF komplett.jpg

Ein schöner und dazu geschlossener Rahmen ist der "Closed Quadro Frame". Hier gehts zur Aufbauanleitung.


Beispiel für Rahmen in +-Formation

Einbau der Motoren und Propeller

Motoren mit Schraubanschluss

StickMount-Motoren

Propeller befestigen

Umbau und Einbau der Motor-Regler

Das Umflashen der Motorregler erfolgt, falls erforderlich, wie auf dieser Seite beschrieben:

Brushless-Regler


Montage des Empfängers

Einbauvariante für die Empfangsantenne

Der Empfänger ist ein wichtiges Bindeglied in der Funkstrecke zwischen dem Sender in den Händen des Modellpiloten und dem QC-Copter. Seinem Einbau sollte daher insbesondere auch im Hinblick einer möglichst störungsfreien Funkübertragung ausreichend Aufmerksamkeit gewidmet werden.

Wichtige Punkte für einen sicheren Betrieb des Empfängers sind:

  • Vibrationsgedämpfte Montage durch den Einsatz flexiblen Materials wie Moosgummi oder Schaumstoff. Gut geeignet ist auch dickeres doppelseitiges Klebeband.
  • Möglichst weit entfernt von BL-Reglern und Motorzuleitungen einbauen, um elektromagnetische Störungen, die den Empfang beeinträchtigen können, zu vermeiden.
  • Antenne (35/40 MHz) nicht aufwickeln sondern möglichst langgestreckt anbringen. Hierbei darauf achten, dass die Antennenlitze unter keinen Umständen mit den Propellern in Berührung kommen kann. 2,4 GHz-Antennen nicht knicken.

Nebenstehendes Bild zeigt eine Möglichkeit, Antennen von Empfängern im Frequenzbereich 35 bzw. 40 MHz betriebssicher und für den Transport leicht demontierbar anzubringen. Die Antennenlitze wird in ein Kunststoffröhrchen eingeschoben und dieses in den fest mit dem Rahmen oder der Verbindungsplatte verschraubten Steckfuß (z.B. ausgebohrte Steckbuchse aus dem Elektronik-/Elektrohandel) eingesteckt. Die Antenne ist somit während des Fluges in ihrer Lage fixiert, kann aber für den Transport einfach aus dem Steckfuß herausgezogen werden.

Die Antennen von Empfängern im 2,4 Ghz-Bereich bereiten - bedingt durch ihre kurze Bauform - in der Regel keine Probleme beim Einbau in den Copter und sollten lose und knickfrei untergebracht werden.


Befestigung des Akkus

Der Befestigung des Akkus sollte man ausreichend Beachtung schenken, weil dessen korrekte Funktion die erste Grundvoraussetzung für den sicheren Betrieb eines QC-Copters ist. Neben der Notwendigkeit, den elektrischen Anschluss sicher auszuführen, ist es aber genauso wichtig, die mechanische Montage dieses recht schweren Bauteils sinnvoll und ausreichend fest herzustellen.

Halterung mittels Einschub

Die Halterung mittels eines Einschubkastens ist eine Möglichkeit, den Akku sicher und geschützt unterzubringen. Sie hat zwar den Nachteil zusätzlichen Gewichtes - schneller Akkuwechsel, ein optisch sauberes Erscheinungsbild und die akkuschonende Unterbringung sind jedoch in der Praxis nicht zu unterschätzende Argumente.

Die konstruktive Ausführung des Einschubes kann sehr einfach erfolgen – geeignetes Verpackungsmaterial oder ausgediente Behältnisse sind für diesen Zweck mit ein wenig Geschick schnell umgebaut und angepasst (Bild 1).

Bild 1
Bild 2
Aber auch der Selbstbau eines solchen Einschubes stellt sicherlich kein großes Problem dar. Vorteilhaft achtet man hierbei auf möglichst leichtes, gut zu bearbeitendes und nicht zu sprödes Material.

Die Montage am Copter geschieht entsprechend den eigenen konstruktiven und optischen Vorstellungen. Am besten ist der Einschub sicherlich längs zur Flugrichtung zwischen den Bügeln des Langestelles positioniert und wird fest mit dem Rahmen verschraubt (Bild 2).

Bild 3
Bild 4

Es ist empfehlenswert, die innere Unterseite des Einschubes mit Gummi oder einem ähnlichen rutschfesten Material auszukleiden, damit der Akku im Flugbetrieb zusätzlichen Halt bekommt.

Das Einlegen des Akkus (Bild 3) erfolgt durch seitliches Einschieben. Gestaltet man den Einschub ausreichend groß, ist sogar die Verwendung von Akkus mit unterschiedlicher Bauform möglich, ohne Abstriche an der Funktionalität hinnehmen zu müssen.

Für den Flugbetrieb sichert man den Akku schließlich mit einem Stück Klettband (Bild 4), welches den Energiespender fest auf der rutschfesten Unterlage fixiert, im Falle eines Absturzes aber nachgeben kann.

Halterung mittels Gummiringen (O-Ringe)

Skizze der Akkuhalterung mittels O-Ringen

Die Möglichkeit der Akkuhalterung mittels O-Ringen ist besonders für Copter zu empfehlen, welche für Kunstflug oder sehr dynamischen Rundflug verwendet werden, da die Verwendung spezieller Halterungen am Rahmen und Akku einen sehr sicheren Sitz des Akkus gewährleisten.

Nachteilig ist die Notwendigkeit, jeden der zu verwendenden Akkus mit dem speziellen Halter auszurüsten. Wichtig ist hierbei die Formgebung des Halters (seitliche Ausformungen), damit dieser sich nach dem Einschrumpfen nicht mehr bewegen kann.

Zusammengehalten werden die Halterungen am Rahmen und Akku durch mindestens einen O-Ring je Seite.


Nebenstehende Abbildung soll den grundsätzlichen Aufbau einer solchen Halterung verdeutlichen sowie Anregungen für eigene Projekte geben.



Montage und Verdrahtung der QuadroControl III

Anschluss-Schema

Die QuadroControl III hat viele Anschlüsse:


Bezeichnung auf der Platine Technische Bezeichnung Funktion
Rec Summensignal Hier wird der Empfänger oder die QuadroPPM12 angeschlossen
JP1 OpenCollectorAusgänge Vier Schaltausgänge, mit denen man z.B. LEDs am Copter ansteuern kann.
Die Einstellungen können in QuadroWizz vorgenommen werden.
JP9 ISP/RS232 Hier kann die QuadroUSB angeschlossen werden um die QCIII mit dem QuadroWizz zu konfigurieren. Statt der QuadroUSB können auch andere Interfaces benutzt werden

(z.B. Bluetooth, MAX232...)

Sy-bedienanltg.gif
Protokoll der QCIII ab Firmware v3.0

EEPROM Belegung ab v3.0

Sy-bedienanltg.gif
Protokoll der QC II/ QC III ab Firmware Version 2.0(alt)
EXT I²C-Signal Hier können I2C-Motorcontroller angeschlossen werden (Nur erforderlich bei mehr als 4 Motoren)
VR/V VL/L
HR/R HL/H
PPM-Ausgangssignal PPM-Signal für die Motorcontroller vorne-rechts bzw. vorne und vorne-links bzw. Links
PPM Signal für die Motorcontroller hinten-rechts bzw hinten und hinten-links bzw. hinten

Die nachfolgende Grafik zeigt das Anschluss-Schema der QuadroControl III am Beispiel eines Quadrocopters mit Brushlessmotoren in +-Formation und soll bei der Verdrahtung der einzelnen Komponenten helfen.

Anschluss-Schema Quadrocopter in +-Formation (QC III)
Jeder BL-Regler wird über eine Stromzuführung (hellblau/grün) und ein dreiadriges Servokabel (schwarz/rot/orange) mit der Steuerplatine verbunden. Hierbei bitte die Polarität der Anschlüsse und die Zuordung der anzusteuernden Motoren zu den richtigen Anschlüssen auf der Steuerplatine beachten.


Auf der Platine der QuadroControl III ist eine Stromverteilung für die Brushless-Regler bereits enthalten (Platinenoberseite +, Platinenunterseite -), was den Verdrahtungsaufwand erheblich vereinfacht. Für den störungsfreien Betrieb der Stromverteilung empfiehlt es sich, die entsprechenden Leiterbahnen mit viel Lötzinn zu verzinnen.


Die Drehrichtungen der einzelnen Motoren müssen der Darstellung im Schema entsprechen. Wenn notwendig, erreicht man die Umkehrung der Drehrichtung durch Vertauschen von zwei der drei Verbindungsleitungen zwischen BL-Regler und Motor.


Der Empfängeranschluss erfolgt über ein dreiadriges Servokabel, welches das Summensignal zur Steuerplatine führt und gleichzeitig die Spannungsversorgung für den Empfänger sicherstellt. Für den Anschluss von Empfängern, welche kein Summensignal bereitstellen, steht optional die hier nicht dargestellte QuadroPPM bzw. QuadroPPM12 zur Verfügung.

Letztlich erfolgt der Anschluss des Akkus. Hierbei empfiehlt es sich, eine kontaktsichere und gut handhabbare Steckverbindung zu verwenden, damit sowohl ein sicherer Betrieb des QC-Copters als auch ein schneller Akkuwechsel erfolgen kann.

Anschluss von Bürstenmotoren (QC III)


Obwohl der Betrieb mit Brushlessmotoren empfehlenswerter ist, besteht die Möglichkeit, die QuadroControl III auch mit Bürstenmotoren zu betreiben (T1 bis T4 sind in diesem Fall zu bestücken).


Der Anschluss von Bürstenmotoren erfolgt entsprechend nebenstehender Abbildung.

Sy-hinweis.gif

Wichtig ist die Verwendung von jeweils einer Freilaufdiode für jeden Motor. Schottkydioden eignen sich dafür am besten.




Montage und Verdrahtung der QuadroControl II/XS

Anschluss-Schema

Die nachfolgenden Grafiken zeigen zwei Varianten des Anschluss-Schemas der QuadroControl II XS am Beispiel eines Quadrocopters mit Brushlessmotoren in +-Formation und soll bei der Verdrahtung der einzelnen Komponenten helfen.

Anschluss-Schema Quadrocopter in +-Formation / Variante 1 (QC II/XS)
Variante 1

Jeder BL-Regler wird über eine Stromzuführung (hellblau/grün) und ein dreiadriges Servokabel (schwarz/rot/orange) mit der Steuerplatine verbunden. Hierbei bitte die Polarität der Anschlüsse und die Zuordung der anzusteuernden Motoren zu den richtigen Anschlüssen auf der Steuerplatine beachten.


Sy-achtung.gif

Bei Coptern mit größerem Strombedarf der Motoren empfiehlt es sich, die Motorregler über ein einfaches Stromverteilerkreuz und nicht direkt über die Steuerplatine zu versorgen, da sonst Leiterbahnen der QuadroControl durchbrennen können! Hierfür ist die Verdrahtung nach Variante 2 zu empfehlen.

Anschluss-Schema Quadrocopter in +-Formation / Variante 2 (QC II/XS)
Variante 2 (empfohlene Variante)

Die BL-Regler werden nur mit je einem dreiadrigen Servokabel (schwarz/rot/orange) direkt mit der Steuerplatine verbunden. Hierbei bitte die Polarität der Anschlüsse und die Zuordung der anzusteuernden Motoren zu den richtigen Anschlüssen auf der Steuerplatine beachten. Die Stromzuführung der BL-Regler/Motoren (hellblau/grün) erfolgt bei dieser Variante nicht über die Steuerplatine sondern wird über ein Stromverteilerkreuz sichergestellt. Damit werden zu hohe Ströme auf den entsprechenden Leiterbahnen der QuadroControl vermieden.

Die Drehrichtungen der einzelnen Motoren müssen der Darstellung im Schema entsprechen. Wenn notwendig, erreicht man die Umkehrung der Drehrichtung durch Vertauschen von zwei der drei Verbindungsleitungen zwischen BL-Regler und Motor.

Der Empfängeranschluss erfolgt über ein dreiadriges Servokabel, welches das Summensignal zur Steuerplatine führt und gleichzeitig die Spannungsversorgung für den Empfänger sicherstellt. Für den Anschluss von Empfängern, welche kein Summensignal bereitstellen, steht optional die hier nicht dargestellte QuadroPPM zur Verfügung.

Letztlich erfolgt der Anschluss des Akkus. Hierbei empfiehlt es sich, eine kontaktsichere und gut handhabbare Steckverbindung zu verwenden, damit sowohl ein sicherer Betrieb des QC-Copters als auch ein schneller Akkuwechsel erfolgen kann.


Weitere Anschluss-Schemata als Blockschaltbild

Quadrocopter in X-Formation mit Brushless-Motoren
Quadrocopter in X-Formation mit Bürstenmotoren
Quadrocopter in +-Formation mit Bürstenmotoren


SyCleanup.png
Achtung! Hier muss folgendes überarbeitet werden:

Kurze Bilderstrecke für das Löten des Stromverteilerkreuzes einfügen. Bitte hilf mit, diese Seite zu überarbeiten.