Montage des Multicopters

Zuletzt geändert: 2. Mai 2020
Geschätzte Lesezeit: 18 min

Die finale Mon­tage unseres Mul­ti­copters begin­nt! Das hier ist der eigentliche Mul­ti­copter Baubericht. Wir wer­den ver­suchen hier so detailiert wie möglich zu bericht­en, was nicht immer ganz ein­fach ist weil doch alles ein wenig durcheinan­der läuft. Ist schon klar das Experten so ein Teil an einem Woch­enende zusam­men set­zen, aber für uns ist der Weg das Ziel, und so schreiben wir zu jedem Bauab­schnitt das Datum und die unge­fähr benötigten Stun­den dazu. Wir wer­den auch Fehlschläge und Irrtümer auflis­ten, damit ein möglichst reales Bild vom gesamten Prozess entste­ht. Gle­ichzeit­ig wer­den mit steigen­dem Erkent­niss­gewinn auch die anderen Artikel aktu­al­isiert und erweit­ert — das frisst nicht ger­ade wenig Zeit in diesem Pro­jekt. Kom­mentare und Anmerkun­gen jed­er Art sind wie immer gern gese­hen. Viel Spaß beim lesen! Ein biss­chen Sta­tis­tik:

  • Mon­tage­be­ginn 1. Jan­u­ar 2014
  • Mon­tageende: (läuft noch)
  • Mon­tage Dauer: 15 Monate, laufend
  • Tat­säch­liche Mon­tagezeit bish­er: 41h, an 10 Tagen.

Am Ende wer­den wir dann den Artikel straf­fen und auf das Wesentliche beschränken.

19.1 Montage der Motoren an den Auslegern

Bau­tag eins: 01. Jan­u­ar 2014. Benötigte Zeit: ca. 3h. Dazu haben wir die 6 Motorträger aus 3mm starkem Car­bon, 6 Motoren (4 mit Rechts­gewinde, 2 mit Links­gewinde),   24 Schrauben M3x7mm, Schrauben­sicherung, Loc­tite 248 (mit­telfest), 18 Kabel­binder, einen Inbuss­chrauben­dreher, eine Crim­pzange / AMP-Zange mit Gewinde­ab­scher­er (gibts zB. von Knipex). Die max­i­male Ein­schraubtiefe im Motor beträgt 4mm,  der Motorträger ist 3mm dick, macht zusam­men eine max­i­male Länge von 7mm  für die Schraube.  Wir haben die vorge­se­henen M3x8mm Inbuss­chrauben also mit Hil­fe ein­er Crim­pzange um einen Mil­lime­ter gekürzt. Das entsprach ca. einein­halb Umdrehun­gen in der Crim­pzange. Wir hät­ten auch ein­fach ne Unter­legscheibe benutzen kön­nen woll­ten aber auf das zusät­zliche Gewicht verzicht­en. Die Motoren wur­den dann mit Loc­tite und jew­eils 4 Schrauben  auf den Motorträgern mon­tiert das die Kabel je auf ein­er Seite des Auslegers geführt wer­den kön­nen, oben jew­eils rechts und unten links am Arm vor­bei.

Maximilian bei der Arbeit. Immer schön mit Loctite,
Max­i­m­il­ian bei der Arbeit. Immer schön mit Loc­tite,

Die Motoren wur­den gemäß unserem fest­gelegten Schema ange­bracht. Wir haben die Arme mit den Antrieb­sein­heit­en nach einan­der fer­tiggestellt. Erst immer jew­eils den oberen Motor  auf einen Motorträger, dann den unteren Motor auf einen anderen Motorträger, dann bei­de Motorträger unter Ver­wen­dung von Loc­tite mit den Abstand­hal­tern ver­bun­den, und let­z­tendlich mit selb­st­sich­ern­den Mut­tern am Arm mon­tiert.  Die Schrauben haben wir von oben in den Arm gesteckt damit sie nicht her­aus­fall­en wenn sich eine Mut­ter löst. Dabei mussten wir uns voll konzen­tri­eren und auf die Drehrich­tung der Pro­peller acht­en damit  die Motoren mit dem passenden Gewinde an dem passenden Arm ver­baut wurde. Wir haben das immer wieder über­prüft, auch wenns lang­weilig ist. Für erste Tests ver­laufen die Kabel — befes­tigt mit schwarzen Kabel­bindern — an den Aussen­seit­en der Ausleger. Später wer­den sie auf Länge gekürzt und durch den Ausleger geführt. Ein Arm beste­ht aus 20mm bre­it­em, 30mm hohen, xx mm lan­gen und 2mm dick­en Stück schwarz elox­iertem Alu­mini­um. Darin ist eigentlich genug Platz  die 6 Leitun­gen  aufzunehmen, wenn da nicht die Schrauben der Motorträger und des Lan­degestelles wären die hin­durch führen. Rechts und links davon bleibt nur wenig Platz, und die Kabel kön­nten sich an dem Gewinde der Schrauben scheuern. Das scheint also doch nicht so ein­fach zu sein. Mal sehen wie wir das lösen.

Verkabelung an den Motoren
Kabel pro­vi­sorisch aussen

Auch wenn die Kabel vom Motor an den Arm in einem ele­gan­ten Bogen geführt wer­den, müssen sie unbe­d­ingt durch einen Kabel­strumpf geschützt wer­den da die Kan­ten der Motorträger sehr scharf sind. Am Ende haben wir die Arme mit der oberen Zen­tralplat­te ver­bun­den und für die weit­ere Mon­tage erst­mal mit ein­fachen Mess­ing­mut­tern fest­geschraubt. Ab jet­zt müssen wir vor­sichtig vorge­hen, da die Motoren / Motorach­sen  empfind­lich gegen Schläge jed­er Art sind. Am Ende haben wir mal probe­weise die untere Zen­tralplat­te  und die Luftschrauben mon­tiert um nochmals das Schema zu über­prüfen, und mal ein Gefühl dafür zu bekom­men wie das Ganze am Ende auss­chaut. Voila:

So kön­nte es mal ausse­hen.

19.2 Montage der Steller

Bau­tag zwei: 12. Jan­u­ar 2014 . Benötigte Zeit: ca 1.0 h

Heute haben wir, passend zu den schon an der Stellern vorhan­de­nen Buch­sen,  Steck­er an die Motork­a­bel gelötet.  Da wir uns über die genaue Ver­legung der Kabel noch nicht klar sind haben wir sie noch nicht gekürzt.  Die Steck­er sel­ber haben ein großzügiges Loch zur Auf­nahme des abisolierten Kabels, und seitlich ein kleines Loch zum ein­füllen von Lot ver­mute ich. Das Kabel wurde von der Help­ing Hand gehal­ten. Max hat mit ein­er Kom­bizange einen Steck­er gepackt mit dem kleinen Loch senkrecht nach oben, ich habe dann zuerst das Kabe­lende unter Zuhil­fe­nahme von Lot erhitzt (Lötkol­ben ca 450 Grad), dann hat Max zügig den Steck­er ger­ade aufgesteckt und ich hab mit Lot den Steck­er erhitzt und so lange Lot in das Loch gefüllt bis es voll war. Wichtig war dabei eine ruhige Hand. Die auf­steigen­den Dämpfe des Flussmit­tels sind bäääh — für gute Belüf­tung während des Lötens sollte gesorgt sein. Die Dämpfe kön­nen ein­fach nicht gesund sein . Die Steck­er wer­den später noch zur Isolierung mit Schrumpf­schlauch verse­hen. Die Steller haben wir unter Ver­wen­dung des Klet­tban­des  jew­eils rechts und links am jedem Ausleger ange­bracht — und zwar bündig mit dem Ende des Auslegers. Dazu haben wir den Streifen Klett in 12 ca. 4cm lange Stücke geschnit­ten. Die Flächen an Steller und Ausleger mit einem feucht­en Essig getränk­ten Küchen­tuch abgewis­cht damit sie fet­tfrei sind.  Dann jew­eils zwei Klettstücke zusam­men gek­let­tet und an den Steller gek­lebt. Dann den Steller an den Ausleger.

Klettband zum fixieren der Steller am Ausleger.
Klet­tband zum fix­ieren der Steller am Ausleger. Das gefällt mir über­haupt nicht.

Das Klet­tband haftet unglaublich gut zusam­men. So gut das es nur sehr schw­er auseinan­der geht. Ver­mut­lich hätte die Hälfte als Haft­fläche aus­gere­icht.  Bei diesem Klet­tband wird auf bei­den Seit­en das gle­iche Mate­r­i­al ver­wendt, das aus einem Rasen von Kun­st­stoffnop­pen beste­ht  die ineian­der greifen. Jet­zt kön­nen die Motoren mit Hil­fe der Steck­verbinder mit den Stellern ver­bun­den wer­den. Als näch­stes wer­den dann die Regler mit der Stromverteil­er­plat­te ver­bun­den.

19.3 Montage der Stromverteilerplatte

Bau­tag drei: 26. Jan­u­ar 2014, Benötigte Zeit:  ca 30 min

Zwis­chen­zeitlich haben wir kurz die weiße Haube in einem coolen Schwarz lack­iert das wir noch rum­liegen hat­ten, und die Löch­er für das Pow­er-Dis­tri­b­u­tion­board in die Zen­tralplat­te gebohrt. Das fol­gende Foto zeigt die Zen­tralplat­te von der Ober­seite mit darauf gelegtem Stromverteil­er. Man erken­nt gut die Anord­nung der Bohrlöch­er. Das Board wird dann auf der Unter­seite mon­tiert.

Zen­tralplat­te von oben mit aufgelegter Verteil­er­plat­te mit Bohrun­gen. Der Verteil­er wird let­ztlich unter­halb der Zen­tralplat­te mon­tiert.

Der rote Punkt zeigt wo vorne an unserem UAV ist Als näch­stes ver­draht­en wir die Stromverteil­er­plat­te. Wir über­legen ger­ade ob wir die Regler über Gold­steck­er mit der Plat­te verbinden oder ob wir die Kabel unmit­tel­bar anlöten.

Bau­tag vier: 4. Feb­ru­ar 2014, Benötigte Zeit: ca. 2h

Zunächst haben wir die Stift-Sock­el für den Stromverteil­er mit Loc­tite an die Zen­trallplat­te geschraubt. Als näch­stes hab ich mal probe­weise Steck­verbinder-Buch­sen auf die Zen­tralplat­te aufgelötet.  Die Schwierigkeit dabei ist es diese richtig auszuricht­en. Vor allem nicht so das sie nach unten oder oben abknick­en. Sie sollen plan auf der Fläche aufliegen. Das Aus­richt­en war aber gar nicht so ein­fach, und im Ergeb­nis hat es mir nicht gefall­en.  Die Lösung ist aber aus­baufähig, vielle­icht mit anderen Steck­kon­tak­ten.  (Foto fol­gt) Wir wer­den mit ein­er solchen Lösung auf jeden Fall weit­er exper­i­men­tieren.

Test­weise angelötete Buchse… schaut nicht gut aus. Mehrere Buch­sen in Posi­tion zu hal­ten und ger­ade anzulöten gestal­tet sich knif­flig. So wird das nix.

Um die Steller mit der Verteil­er­plat­te zu verbinden haben wir die Steller zunächst mit Hil­fe von Krepp­band und Kugelschreiber gekennze­ich­net um ihre Lage und Posi­tion an den Auslegers wieder bes­tim­men zu kön­nen:

  • HR+ = Ausleger hin­ten, Steller rechts, rotes Kabel oben
  • HL-   = Ausleger hin­ten, Steller links, schwarzes Kabel oben,
  • VRR+ =  Ausleger vorne rechts, Steller rechte Seite , rotes Kabel oben
  • VRL– =  Ausleger vorne rechts, Steller linke Seite , schwarzes Kabel oben
  • VLR+ =  Ausleger vorne links, Steller rechte Seite , rotes Kabel oben
  • VLL– =  Ausleger vorne links, Steller linke Seite , schwarzes Kabel oben

Watt kom­pliziert …Dann haben wir sie von den Auslegern getren­nt.  Das ver­wen­dete Klet­tband hat sich dabei als äusserst wider­spen­stig her­aus­gestellt was abzuse­hen war. Hier soll­ten wir anderes ver­wen­den, oder weniger. Das Zeug klet­tet wie Hölle, ich hoffe wir haben uns beim lösen keinen Steller geschrot­tet. Let­ztlich haben wir die Kabel der Steller direkt am Verteiler­board angelötet. Wichtig ist hier eine sehr gute Lötverbindung. Kalte Löt­stellen soll­ten ver­mieden wer­den. Um das zu gewährleis­ten muss die Löt­stelle  gere­inigt und fet­tfrei sein. Ich habe sie mit 1000er Schleif­pa­pi­er leicht aufger­aut. Die Hitze kann elek­tro­n­is­che Bauteile zer­stören, und darf nur so kurz wie möglich zuge­führt wer­den.  Während des Abküh­lvor­gangs darf man nicht zit­tern oder die Lötverbindung ander­weit­ig erschüt­tern.  Eine gute Lötverbindung glänzt sil­brig, und ist eher wie ein Berg — kegelför­mig nach innen gewölbt —  geformt. Eine schlechte Löt­stelle — kalte Löt­stelle —  ist matt,  eher per­len­för­mig nach aussen gewölbt und führt zu einem erhöht­en Über­gangswider­stand oder ein­er voll­ständig unter­broch­enen  elek­trischen Verbindung. Hier mal ein Übungsvideo zum The­ma löten:

TODO: Das Kabel sollte flach auf dem Verteil­er aufliegen, das war aber auf­grund der dick­en Isolierung des Kabels schw­er möglich. Vielle­icht sollen wir es großzügiger abisolieren . Ausser­dem haben wir die Kabel vom Stromverteil­er in Rich­tung Lipo-Akkus vor­bere­it­et. Auf der einen Seite haben wir XT-90 Buch­sen angelötet. Das Anlöten an die Verteil­er­plat­te hat aber nicht geklappt. Die Leis­tung des Lötkol­bens scheint für den großen Quer­schnitt nicht aus­re­ichend . Da müssen wir noch mal ran.

Bau­tag fünf: 16. Feb­ru­ar 2014 . Benötigte Zeit: ca. 3h

Wir starten noch mal mit zwei Übungsvideos zum The­ma löten:

Das ganze ist halt so wichtig und ele­men­tar das wir un ruhig noch eins anschauen kön­nen.

Heute haben wir zunächst die Lipo Stromzuführun­gen mit Hil­fe von zwei Lötkol­ben an die Verteil­er­plat­te angelötet.  Der zweite Lötkol­ben war nötig da die Löt­sta­tion trotz 450W zu wenig Leis­tung aufge­bracht hat um sowohl das dicke Kabel als auch die Pla­tine aus­re­ichend zu erhitzen, geschweige denn das Lot zu schmelzen. Gut wenn man noch einen weit­eren Fein­lötkol­ben im Haus hat. TODO: Zufrieden sind wir mit den Löt­stellen aber nicht wirk­lich. Ein ander­er Lötkol­ben muss her.

Hier fehlt noch eine Lipo- Zuleitung
Hier ist hoc ne  Lipo- Zuleitung falsch ver­legt, und die Löt­stellen sehen nicht alle so aus wie sie soll­ten. Hier ist nachbessern ange­sagt.

Danach haben wir die Verteil­er­pla­tine an der Zen­tralplat­te befes­tigt, und gle­ichzeit­ig die erste Etage der Elek­tron­ik-Plat­tform von der anderen Seite angeschraubt. Die Steller haben wir mit dop­pel­seit­igem Kle­be­band  an denAuslegern befes­tigt, nach­dem ich noch die let­zten Reste des Klet­tband Exper­i­ments von Stellern und Armen befre­it hat­te.  Das Dop­pelk­le­be­band hält ganz gut… nur bei einem Steller nicht.  Auch hier ist nachbessern ange­sagt: ver­mut­lich Flächen reini­gen. Als näch­stes haben wir die Steuerk­a­bel an drei Stellen   durch die Öff­nun­gen in der Zen­tralplat­te nach oben geführt. Hier muss unbe­d­ingt noch ein Knickschutz hin. Erste Ver­suche mit Strumpf-  und Schrumpf­schlauch waren nicht sehr erfol­gre­ich. Ich denke wir wer­den drei Kan­ten­schutz Gum­mitüllen als Durch­führung benutzen.  Mal schauen ob ich was passendes finde. Dann haben wir die Motoren num­meriert und die  Kabel entsprechend beschriftet — dies­mal ein­fach mit Zahlen von 1 bis 6  entsprechend der Vor­gaben der Anleitung zum Arducopter-Board — und let­ztlich die untere Zen­tralplat­te mit der oberen fest ver­bun­den. Hooray!

So sieht UAV-
So sieht die UAV-“Tardisc” jet­zt aus.

Was wir noch tun müssen um die die Verk­a­belung des Leis­tung­steiles abzuschließen:

  • Kan­ten­schutz für die Steuerk­a­bel
  • Mon­tieren der zweit­en Elek­tron­ik-Etage auf der Ober­seite
  • Die besten Posi­tio­nen für Empfänger, GPS und Bor­drech­n­er find­en.
  • Steller mit Motork­a­beln verbinden
  • Verbinden der Regler Steuerk­a­bel mit dem Bor­drech­n­er
So kön­nte das mal ausse­hen…

(wird fort­ge­set­zt)

19.4 Montage Empfänger und Bordrechner

Bau­tag sechs: Mon­tag, 17. Feb­ru­ar 2014. Benötigte Zeit: ca. 0,5 h

Vor­ab schon mal ein Link zum Arducopter-Board, und den anderen Anleitun­gen zum Arducopter Board. GPS mit Kom­pass am Arduboard 2.5: Anleitung.

Arduboard mit GPS leider ohne Schutz.
Arduboard mit GPS lei­der ohne Schutz.

Mit­tler­weile haben wir uns über­legt wie wir die Kom­po­nen­ten am sin­nvoll­sten platzieren. Auf dem Vul­can-Rah­men gibt es im Grunde vier Ebe­nen:

  1. Zwis­chen­bo­den (Hier ist die Leis­tungsverk­a­belung)
  2. Direkt auf der Zen­tralplat­te
  3. Erste Etage
  4. Zweite Etage
Mögliche Anordnung von Empfänger und Arducopter-Board.
Anord­nung von Empfänger und Arducopter-Board

Da wir einen möglichst großen Abstand von der Leis­tungse­lek­trik im Zwis­chen­bo­den haben wollen kam eine direk­te Mon­tage der Elek­tron­ik auf der Zen­tralplat­te nicht in Frage. Wir wollen möglichst viel Abstand zu den dort auftre­tenden elek­trischen Feldern. Also haben wir die erste Etage mon­tiert. Darauf platzieren wir zen­tral den Ardupi­lot, und daneben den Empfänger. Links daneben (auf dem Foto oben) ist Platz für den Anten­nen­mast — wir haben uns für diesen schwarzen Mast entsch­ieden (und nicht für diesen , den  oder jenen) — auf dem das GPS einen Platz bekommt. Das GPS sollte ja möglichst weit weit weit weg von allen elek­tro­mag­netis­chen Störe­in­flüssen — am Besten exponiert auf einen Mast — auch wenn es beken­nende Mas­thas­s­er im Inter­net gibt, und deren Begrün­dun­gen  nachvol­lziehbar sind. Eigentlich wollte ich den Mast zen­tral mon­tieren damit er aus dem Loch in der Kup­pel her­aus­ra­gen kann. Den Ardupi­lot wür­den wir dazu seitlich ein wenig ver­set­zt anbrin­gen.   Ich ver­mute das es nicht gut für den Nei­gungsmess­er auf dem Arduboard ist wenn der Rech­n­er seitlich ver­set­zt mon­tiert wird, und er evtl. “falsche” Werte liefert was neg­a­tiv­en Ein­fluss auf das Flugver­hal­ten haben kön­nte. Wir wer­den das auf jeden Fall testen (CHECK). Andere Möglichkeit­en der GPS Mon­tage die wir in Erwä­gung gezo­gen haben:

  • Das GPS  ohne Mast unmit­tel­bar auf der zweit­en Etage. Dann ragt es nicht aus der Kup­pel her­aus. Der Platz reicht ger­ade so aus dafür, aber max­i­maler Abstand ist was anderes.
  • GPS mit Mast, aber zen­tral auf der 2. Etage. Dann kann der Mast schön mit­tig aus dem Loch her­auss­chauen,  der Sym­me­trie ist genüge getan, und der Abstand dürfte damit auch gegeben sein.

Der Verzicht auf die zweite Etage spart allerd­ings 37 Gramm Gewicht. Fürs Pro­tokoll: Das Schreiben und zusam­men­stellen der Fotos  hat heute länger gedauert als die ganzen Über­legun­gen und das aus­pro­bieren

19.5 Eine UAV Montagehalterung

Bau­tag sieben: Fre­itag, 21. Feb­ru­ar 2014 . Benötigte Zeit: 1h.

Heute mal was ganz anderes: Also: Wie macht ihr das eigentlich wenn ihr einen Copter mon­tiert und wartet? Schmeisst ihr das Ding ein­fach auf den Boden, oder auf den Tisch. Stellt ihr ne Bierk­iste drunter? Wie geht ihr damit um wenn ihr die Zen­tralplat­te löst, und die Arme dann auf ein­mal Rich­tung Boden wollen? Habt ihr Krak­e­n­arme, oder drei helfende Hände? Also ich kon­nte gar nicht damit umge­hen, und hat­te die Fax­en dicke. Wir haben uns deshalb entschlossen eine Mon­tage­hal­terung zu bauen. Diese Kon­struk­tion soll Ausleger und Zen­tralplat­te fix­ieren wenn wir die Schrauben lösen welche die Zen­tralplat­ten mit den Auslegern verbinden. So eine Hal­terung dürfte für alle Arten von Wartungsar­beit­en am UAV hil­fre­ich ein. Die Hol­zleis­ten zur Kon­struk­tion haben wir heute schon besorgt, nach dem wir vor ein paar Tagen die Maße ermit­telt hat­ten. In den kom­menden Wochen wer­den die Teile zusam­men gebaut…

19.6 Baustopp

Bau­tag acht: Don­ner­stag, 9. April 2014 . Benötigte Zeit: 3h.

Schein­bar tut sich hier nix mehr. Aber der Schein trügt. Momen­tan ist aus gesund­heitlichen grün­den Baustopp. Trotz­dem geregt sich einiges. Die Mon­tage­hal­terung ist fast fer­tig… bin ges­pan­nt ob sie was taugt. Wir sind auf den Pix­hawk Con­troller umgeschwenkt, und ich habe mir ver­tieft Gedanken darüber gemacht wie wir die gesamte Elek­trik  jet­zt let­ztlich final ver­schal­ten, wobei die Span­nungsver­sorgung des Empfängers und Bor­drech­n­ers, sowie Aus­fall­sicher­heit und Redun­danz ein großes The­ma war. Die Recherchen und Über­legun­gen der let­zten Wochen sind wieder an ver­schieden­sten Stellen in dieses Skript einge­flossen. Ein paar Sachen pflege ich in den kom­menden Tagen nach. Und dann geht es mir großen Schrit­ten weit­er. Der Ter­min für den Erst­flug ste­ht ja.

19.7 Montagehalterung — finish

Bau­tag neun: Son­ntag, 25. Mai 2014 . Benötigte Zeit: ca 24h.

Copter auf Mon­tage­hal­terung. Das klappt pri­ma. Die neue Stromverteil­er­plat­te wir eingepasst.

19.8 Stromverteilerplatte löten reloaded

Bau­tag zehn: Mittwoch 28. Mai 2014. Benötigte Zeit: ca. 3h

Wir haben einen neuen Stromverteil­er mit Gold­steck­er-Buch­sen in Rich­tung der Steller — das ist für den Anfang eine geniale Lösung damit ich auch mal mit dem Mess­gerät dazwis­chen kann. Das Pow­er-Dis­tri­b­u­tion-Board ist allerd­ings so groß das es im Zwis­chen­bo­den schon arg eng zu geht. Diese Woche bin ich bei Recherchen auf diesen Rah­men (FCP HL) gestossen, der die obere und untere Zen­tralplat­te als Stromverteil­er benutzt. Ein genialer gewichts­paren­der Ansatz! Mir juckt es ziem­lich in den Fin­gern die Cen­ter­plate zu wech­seln, aber jet­zt bleiben wir erst­mal beim ursprünglichen Konzept. Die bere­its früher  vorkon­fek­tion­ierten Akku Zuleitun­gen habe ich angelötet, was mit dem Gaslötkol­ben pri­ma ging. Ich hat­te mir aber vorher keine — oder zu wenig Gedanken — über die Ver­legung der Kabel gemacht, was sich als Fehler her­aus­gestellt hat.  Die Kabel waren zu kurz und “ungün­stig” ange­bracht (dazu später mehr). Ausser­dem habe ich Gold­is an die Steller gelötet, die Motork­a­bel gekürzt, und  3m Kabel­strumpf sowie  Entlötl­itze bestellt. Sobald alles da ist begin­nt die finale Mon­tage des Leis­tung­steils. Wird auch Zeit

19.9 Intermezzo: gedruckte Empfängerhalterung

Seit län­gerem grü­beln wir schon drüber nach wo wir den Empfänger unter­brin­gen und wie wir mit den Anten­nen umge­hen. Im FPV-Forum bin ich auf einen schö­nen Empfänger-Hal­ter im 3D-Druck­ver­fahren gestolpert, und nach ein­er kurzen Kom­mu­nika­tion mit car­bo  hat er mir zwei Ver­sio­nen — eine leichtere (Gewicht: 10 g) und eine robus­tere (Gewicht 14 g) —  in schwarz gedruckt und zugeschickt. An dieser Stelle gibt es auch eine Anten­nen­hal­terung für den FPV-Flug.

Zunächst schaue ich mir die robus­tere Vari­ante an. Der Empfänger wird mit einem Streifen Dop­pelk­le­be­band in den Hal­ter gek­lebt. In die Löch­er steckt man zwei auf Länge ges­tutzte Anten­nen­stäbe.  Ich hab ihn erst­mal so rein­gelegt. Beim Graup­n­er GR-24 sind die Anten­nenk­a­bel links her­aus­ge­führt, die Löch­er im Anten­nen­hal­ter sind auf der richti­gen Höhe, aber mit­tig.  Dieser Unter­schied soll mit ein­er kleinen Ver­tiefung aus­geglichen wer­den, die die Kabel aufn­immt, wenn der Empfänger bündig hin­ten anliegt. Lei­der geht das aber recht eng zu, so das der Empfänger nach vorne geschoben wird.  Hier werde ich mit dem Dremel nachar­beit­en und Platz schaf­fen — auch der schar­fen Kan­ten wegen. Ein Stück weit­er oben hat der Empfänger einen Port.  Auch hier ist recht wenig Platz, und  der Anten­nensock­el des Empfänger­hal­ters verdeckt den Anschluss zur Hälfte. Wenn man den Empfänger mit Dop­pelkel­be­band ein­klebt hebt ihn das ein Stück an, so das es dann ger­ade so passt. Durch das höher leg­en mit Dop­pelk­le­be­band passt dann allerd­ings der Anten­nen­zu­gang in der Höhe nicht mehr, was sich mit dem Dremel passend fräsen lässt. Bei der leicht­en Vari­ante hat man das Prob­lem mit dem Port nicht, da der Anten­nensock­el nicht so hoch ist. Allerd­ings sorgt auch hier der Streifen Dop­pelk­le­be­band dafür das Anten­nenaus­gang beim Empfänger und Zugangslöch­er nicht mehr auf gle­ich­er Höhe liegen.  Hier schafft der Dremel Abhil­fe, oder auch ein Dop­pelk­le­be­band das nicht so dick aufträgt. Bei­de Vari­anten sind mit ein wenig nachar­beit­en brauch­bar. Die robus­tere Vari­ante bietet durch seitliche Stege einen besseren Seit­en­halt.  Bei der leichteren Vari­ante kommt man bess­er an die Anschlüsse. Ich werde wohl die leichtere Vari­ante auf unserem Copter ein­set­zen

19.10 Leistungsteil

Bau­tag elf: Dien­stag 08. Juli 2014. Benötigte Zeit: ca. 45 min.

Heute geht es eeeeendlich mit dem Leis­tung­steil weit­er. Hab die Motork­a­bel auf 30cm gekürzt, und mit 40cm Geflechtschlauch verse­hen, den ich an bei­den Enden mit der heis­sen Lötkol­ben­seite (Feuerzeug tuts auch) ver­schmolzen habe damit er nicht auf spleißt. Die Kabel schauen am Ende gut einen Zen­time­ter  aus dem Geflechtschlauch her­aus.  Gesichert wur­den die Enden jew­eils mit einem schwarzen Bün­del­band — bess­er wäre Schrumpf­schlauch, ich habe aber den passenden Durchmess­er grade nicht da.  Das Ganze ist ein guter Kan­ten­schutz, und gibt dem Kabel­strang eine gewisse Steifigkeit. Mor­gen noch die Goldies anlöten und der Leis­tung­steil ist  — die auf die Steck­er zu den Akkus erst­mal fer­tig. Die müssen noch warten da die Posi­tion der Akkus noch nicht fest ste­ht.

19.11 Intermezzo: Blade 200 qx

Bau­tag zwölf: Mon­tag  21. Juli 2014. Benötigte Zeit: ca. 4 h.

Let­zte Woche hab ich größeren Schrumpf­schlauch und nochmal ne  3m Geflechtschlauch nachbestellt. Die Sachen sind mit­tler­weile geliefert und in kürze geht es mit dem Auf­bau weit­er. Bei der Gele­gen­heit haben wir unseren Fuhrpark um einen BLADE 200 QX Quad­copter erweit­ert — qua­si als Train­ings­gerät. Zu dem The­ma hab ich ne sep­a­rate Seite aufgemacht die auch über das Menü oben zu erre­ichen ist. Dort wer­den wir n biss­chen was über unsere Erfahrun­gen mit dem Flitzer hin­ter­lassen. Heute war Inbe­trieb­nahme von Funke und Flug­gerät.

19.12 Leistungsteil — Schrumpf & Strumpf

Bau­tag dreizehn: Sam­stag 30. August 2014. Benötigte Zeit: ca. 2h

Von wegen Goldies anlöten und so… die Kabel sind mir immer noch zu lang, und vor allem ungle­ich lang ger­at­en. Das eine stört den Luft­strom da die Leitun­gen am Motorende ja ein Stück durch sel­bi­gen führen, und das andere stört primär mein Auge… “Sym­me­trie ist die Kun­st der Armen” pflegte mein Arbeit­skol­lege Lutz immer zu sagen. Recht hat er. Das kann nicht so bleiben! Also hab ich heute alle Motoren von den Auslegern demon­tiert und die Kabel­län­gen auf exakt 27 cm gekürzt — der Bogen im Luft­strom wird nun so eng wie möglich gelegt. Wir benöti­gen für die weit­ere Mon­tage Kabel­strumpf (Geflechtschlauch Bün­del­bere­ich 3,2–6,4 mm von Con­rad) und Schrumpf­schlauch (vor/nach Schrump­fung: 12 mm/4 mm Schrumpfrate 3:1 auch von Con­rad), einen kleinen Seit­en­schnei­der und den Gaslötkol­ben zum ver­schrumpfen des Schrumpf­schlauch­es.

Den Kabel­strumpf schnei­de ich — max­i­mal aus­ge­zo­gen — in Stücke von 32cm Länge. Wenn man ihn dann auf die drei Kabel aufzieht verkürzt er sich entsprechend das es auf die von mir gewün­schen ca. 22cm hin­aus­läuft… Das hab ich vorher ein biss­chen aus­pro­biert.

Jet­zt wird zunächst der Kabel­strumpf aufge­zo­gen. Dabei darauf acht­en das die drei Leitun­gen schön par­al­lel liegen. Der Strumpf wird bis zum Motor geschoben, und dort zur Hälfte über den Knickschutz. Falls an deinem Motor kein Knickschutz ist kannst du hier auch vorher einen Stück Schrumpf­schlauch anbrin­gen und ver­schrumpfen, über das der Strumpf dann bis zur Hälfte gezo­gen wird. Dann am Motorende über den Strumpf ein Stück Schrumpf­schlauch gle­ich­er Größe bis ans Ende schieben und schrumpfen. Das Motorende ist jet­zt fer­tig. Ich hab hier noch zusät­zlich einen Kabel­binder ange­bracht.

Jet­zt den Strumpf so zusam­men­schieben das er nicht im Weg ist für die Mon­tage  des  Schrumpf­schlauch­es am anderen Ende der Leitung. Am Kabe­lende (rund  22cm vom Motor gemessen) wird jet­zt einen 2cm bre­it­er Streifen Schrumpf­schlauch so aufgeschrumpft das er rechts und links je 1 cm bre­it “über­ste­ht” — siehe auch Bild 1. Dann den Strumpf so in die Länge ziehen das er den Kabel­strang dicht umschließt und zur Hälfte den Schrumpf­schlauch am Ende abdeckt — siehe Bild 2. Jet­zt auch hier ein Stück Schrumpf­schlauch  drüber ziehen und ver­schrumpfen. Fer­tig — siehe Bild 3!

Ne kleine Anmerkung: Was nicht so gut geklappt hat war zuerst den Schrumpf­schlauch anzubrin­gen und am Kabel ver­schrumpfen, und  danach den Kabel­strumpf darüber ziehen, so wie es auf Bild 4 und 5 zu sehn ist. Der Kabel­strumpf ist so eng, das er den Schrumpf­schlauch in sein­er Posi­tion ver­schieben kann, was dann in eine große Fum­melei ausartet ihn wieder auf seine 22cm Posi­tion zu schieben. Bess­er ist es zuerst den Kabelsstrumpf aufzuziehen, und dann erst den Schrumpf­schlauch, wie es in Bild 1 und 2 zu sehen ist.

Noch ne Anmerkung: Auf das Ver­schmelzen der Geflechtschlauchen­den mit dem Feuerzeug hab ich dies­mal verzichtet. Das gab unschöne harte scharfe Kan­ten. Am Besten schnei­det und ver­schmilzt man die Enden in einem Stück mit einem “Heiß­draht Schnei­degerät” — sowas hab ich aber nicht. Durch den Schrumpf­schlauch sehe ich aber kein Prob­lem darauf zu verzicht­en.

So, jet­zt bin ich vor lauter Schrumpf & Strumpf total kon­fus. Als näch­stes wer­den endlich, endlich, endlich  die Gold­steck­er angelötet, und dann die Motoren wieder am Träger ange­bracht, und alles zusam­men gesteckt.

19.13 Elektronik befestigen

Bau­tag vierzehn:  Fre­itag, 14. Novem­ber 2014. Benötigte Zeit: ca.  3h

Die Motoren sitzen auf den Trägern und der Leis­tung­steil ist bis auf die Akkus und die Steck­er dazu fer­tig verk­a­belt. Heute hab ich die restlichen Bau­grup­pen posi­tion­iert und befes­tigt. Auf der mit­tleren Ebene find­et der Pix­hawk seinen Platz, auf der oberen Ebene der Empfänger und der GPS-Mast. Die untere Ebene bleibt leer, um  genug Abstand zum Leis­tung­steil zu wahren. In die obere Plat­te habe ich 4 Löch­er für das GPS bohren müssen, und einen Auss­chnitt für die Patchk­a­bel zwis­chen Empfänger und Pix­hawk. Der Empfänger-Hal­ter ist erst­mal nur mit Dop­pelk­le­be­band befes­tigt, wird aber später noch mit ein­er Schraube an der Plat­te fix­iert. Der Empfänger sel­ber sitzt mit Dop­pelk­le­be­band befes­tigt in der Hal­terung.

Pro­vi­sorische Anord­nung der Kom­po­nen­ten. So schaut das momen­tan aus. Der Con­troller ist mit­tler­weile aber noch weit­er nach vorne gerutscht. Die Plat­ten wer­den dem­nächst noch maßgeschnei­dert.

Da fehlt natür­lich noch ein wenig Feinar­beit: Die Kabel­durch­führun­gen und die Schutzum­man­telung  für die Steller-Kabel zB.  Aber für den ersten Test reicht das erst­mal so.

Die DF13 Stecke für GPS und Pix­h­wak sind  schwierig und fum­melig zu lösen wie ich heute ler­nen durfte. Es gibt es ein kleines Video im Netz, das zeigt wie man ein­fach die Steck­er gelöst bekommt ohne an den Kabeln zu reißen:

Mor­gen fange ich mit der Verk­a­belung der Elek­tron­ik an: Pix­hawk Quick­Start.

19.14 Elektronik verkabeln

Bau­tag fün­fzehn:  16. Novem­ber 2014. Benötigte Zeit: ca. 1h

Bei der Verk­a­belung des Steuerteils gibt es einiges zu beacht­en. Die Span­nungsver­sorgung erfol­gt nicht mit einem Span­nungsre­gler (BEC) aus dem Flu­gakku, son­dern über einen sep­a­rat­en Akku. Warum das wichtig ist hab ich aus­führlich im Kapi­tel  Der Y6 Mul­ti­copter Schalt­plan beschrieben. Dort befind­et sich auch der Plan für die Ver­schalung des Steuerteils.… Im Kapi­tel 17 ste­ht einiges über Kabel, Steck­er, Klein­ma­te­r­i­al.

  • Der Empfänger muss mit Span­nung ver­sorgt wer­den. Der Steck­er ist vom Typ Graup­n­er JS.
  • Der Pix­hawk muss über einen 6 poli­gen DF13 Steck­er mit Span­nung ver­sorgt wer­den. Ein Kabel liegt dem Pix­hawk bei — ist aber nur zum Anschluss an den mit­geliefer­ten Span­nungswan­dler (3DR Pow­er Mod­ule) vorge­se­hen der auch eine Strommes­sung bein­hal­tet… dort befind­et sich eine passende DF13 Buchse. Wir kön­nen das Pow­er ‑Mod­ule nicht ver­wen­den, da es nur bis 4S aus­gelegt ist, und da wir Opto-Steller ver­wen­den und somit unsere Steuerelek­tron­ik nicht aus dem Flu­gakku ver­sor­gen son­dern aus einem sep­a­rat­en Akku. Da wir also einen anderen  Span­nungswan­dler ver­wen­den ist hier ist ein Adapterk­a­bel notwendig.
  • Vom Empfänger Graup­n­er GR-24 geht ein Patchk­a­bel direkt zum Pix­hawk. Ich benutze Kanal 8, da hier das Sum­mensignal anliegt.
  • GPS und Kom­pass wer­den über DF13 Steck­er mit dem Pix­hawk ver­bun­den.
  • Die Steuerk­a­bel von den Stellern haben JS Steck­er die mit dem Pix­hawk ver­bun­den wer­den. Dabei beste­ht die Schwierigkeit das wir wegen der Optokop­pler in den Stellern eine Span­nungsver­sorgung bere­it­stellen müssen.

DF-13 Steck­er gibt es zB. hier bei www.lipoly.de, Buch­sen dazu gibt es zB bei de.rs-online.com. Fort­set­zung und Bilder fol­gen

Zwischenstand beim Copterbau
Zwis­chen­stand beim Copter­bau

Inter­es­sante Links:

19.15 Elektronik verkabeln reloaded

Bau­tag sechzehn:  29. Novem­ber 2014. Benötigte Zeit: ca. 2h

Okay, es ist ein gefum­mel. Wir haben die Posi­tion der Bauteile nochmal über­dacht und opti­miert. Der Pix­hawk ist nach vorne gerückt, und ich habe ein Stück GFK dafür bear­beit­et. Mor­gen mach ich noch ein Bild davon. Fest ste­ht jet­zt schon das wir am Ende ein paar per­fekt passende Plat­ten entwer­fen und fräsen lassen wer­den, die auch passende Kabel­durchgänge erhal­ten wer­den.  Die Steller sind jet­zt mit dem Pix­hawk ver­bun­den. GPS, Kom­pass, Buzzer und But­ton sind angeschlossen,  und der Empfänger ist über Kanal 8 mit dem Pix­hawk  RC — Anschluss. Die Kabel liegen jet­zt alle so, das man alles bequem auseinan­der bauen kann. Soweit bin ich zufrieden.

Es fehlen jet­zt nur noch der Pow­er Port, und eine Verbindung zu den Opto-Stellern damit diese mit Span­nung ver­sorgt wer­den. Hier muss ein Adapter hergestellt wer­den. Dazu ver­wende ich das Kabel das mit dem Pix­hawk mit­geliefert wurde und den Pow­er­sport mit dem 3DR-Pow­er-Mod­ule verbinden sollte. Ich schnei­de auf ein­er Seite den Steck­er ab, denn da muss eine JS-Buchse dran.… vielle­icht löte ich die ganze Sache auch direkt an den BEC… mal sehen.

<wird fort­ge­set­zt>

19.16 Entwurf des Geräteträgers

Bau­tag achtzehn: 23.  Jan­u­ar 2105. Benötigte Zeit: ca. 4h

Heute hab ich den Geräteträger soweit fer­tig gestellt. Er hat zwei Ebe­nen. Auf der Unteren find­et (rechts) der Pix­hawk und (links) der Empfänger seinen Platz, auf der oberen Ebene das GPS und der But­ton.  Details dazu im Kapi­tel 16.0 Kon­struk­tion

Oberer und unterer Geräteträger auf Vulcan UAV Zentralplatte.
Ober­er und unter­er Geräteträger auf Vul­can UAV Zen­tralplat­te.

19.17 Adapter für Gimbal & einziehbare Landebeine

Bau­tag siebzehn: 7. — 8. Jan­u­ar 2105. Benötigte Zeit: ca. 2h

Da die Liefer­ung der Kabel und Steck­er auf sich warten lässt, beschäfti­gen wir uns zwis­chen­zeitlich mal mit dem Entwurf des Adapters. Unter­halb soll das Gim­bal seinen Platz find­en,  im Zwis­chen­bo­den ist Platz für die Gim­bal Steuerung und den Akku, und an den Auslegern wird das einziehbare Lan­degestell befes­tigt. Details dazu im Kapi­tel 16.0 Kon­struk­tion

Flotte Skizze zum Adapter für Gimbal und Landegestell
Flotte Skizze zum Adapter für Gim­bal und Lan­degestell

19.18 Weitere Konstruktion und Ladetechnik

Bau­tag achtzehn: Feb­ru­ar  bis April. Benötigte Zeit: ca. 40h

Kabel und Steck­er sind zwis­chen­zeitlich geliefert wor­den. Momen­tan wird fleis­sig kon­stru­iert Ende April sind wir damit fer­tig, dann wer­den die Teile gefer­tigt. Para­lell  küm­mern wir uns um die Lade­tech­nik (Akkus, Ladegerät, Net­zteil).

19.19 Kabelweiche

Bau­tag neun­zehn: 16. Mai 2015. Benötigte Zeit: ca. 30 min

Um den Pix­hawk mit Span­nung zu ver­sor­gen bauen wir eine Kabel­we­iche. Ein­mal muss die Span­nung gemäß Mul­ti­copter-Schalt­plan dem Pow­er-Port zuge­führt wer­den, und zusät­zlich auf den Main-Out­put gelegt wer­den damit die Optokop­pler der Steller mit Span­nung ver­sorgt wer­den. Dazu habe ich in Grabbelk­iste gegrif­f­en und fol­gende Rest­stücke ver­wen­det:

stromkreislauf-kabelweiche

Heute haben wir den Y6 Copter erst­mals zum Leben erweckt, die Firmware aufge­spielt und mit dem Kalib­ri­eren begonnen. Erste Schwe­bev­er­suche des Kopters sind für Ende Juni geplant. Hooray!

19.20 Stecker löten 

Bau­tag zwanzig: 14. Juni 2015. Benötigte Zeit: ca. 60 min

Damit das Kalib­ri­eren weit­er geht hab ich heute die Steck­er für die LiPo-Akkus neu angelötet, und gle­ichzeit­ig auch Steck­er an das Mess­gerät gelötet, um Ströme und Leis­tung messen zu kön­nen. Die Flu­gakkus sind auch vor­bere­it­et (Steck­er dran, und Lipo-Warn­er). Jet­zt kann es mit der Inbe­trieb­nahme weit­er gehen.

Mit­tler­weile haben wir auch einen Pro­to­typ des Motorträges druck­en lassen, den ich aber erst später ver­bauen werde.

19.20 Restarbeiten

Wir sind ja seit ein paar Wochen in der Inbe­trieb­nahme und ste­hen nun kurz vor dem ersten Start. Es sind immer noch ein paar Punk­te offen.

Akkus sichern

Die Akkus müssen extrem gut gegen ver­rutschen gesichert wer­den, denn die Teile sind schw­er und im Flug treten doch ziem­lich große Last­wech­sel-Kräfte auf. So richtig zufrieden sind wir mit der bish­eri­gen Lösung nicht. Momen­tan schaut das ganze so aus.

Der Y6 Multicopter Tardis in der Version 0.9 kurz vor den ersten Flugtests.
Der Y6 Mul­ti­copter Tardis in der Ver­sion 0.9 kurz vor den ersten Flugtests

Lipo Schacht

Es hat sich ja schon angedeutet das die bish­erige Lipo-Hal­terung nicht ger­ade opti­mal ist. Deswe­gen haben wir flott eine Lipo-Bay gebastelt. Sie schützt die Lipos bess­er und sichert sie an ihrer Posi­tion. Die Masse konzen­tri­ert sich jet­zt auch mehr im Zen­trum des Copters. Ausser­dem ver­schwinden so die Lipos und die Kabel unter der geplanten Haube.

Der Lipo-Schacht von vorne. Die Lipos sind mit zwei Ket­triemen gesichert, und wer­den durch die Abstands­bolzen in Posi­tion gehal­ten.
Der Lipo-Schacht von der Seite. Die Lipos wer­den an der Rück­seite her­aus­ge­zo­gen.

Bei der Gele­gen­heit haben wir noch mal die Posi­tion der Bor­delek­tron­ik über­dacht. Wir wer­den eine Etage ent­fer­nen und die verbleibende tiefer leg­en. Das GPS wird auch tiefer gelegt und ohne Mast mon­tiert. Als näch­stes wer­den wir also das Design nochmal über­ar­beit­en. Dabei wer­den wir beson­ders darauf acht­en das es “clean” ist, und auf Zugänglichkeit der Kom­po­nen­ten — beson­ders der Schrauben — acht­en. Unter dem Lipo-Schacht wird das Kam­era-Gim­bal und das Lan­degestell mon­tiert.

Pix4Flow anschließen

Bau­tag ein­undzwanzig: 25. Juli 2015. Benötigte Zeit: ca. 60 min

Das woll­ten wir eigentlich viel später machen, haben uns aber dazu entschlossen ihn jet­zt schon mal pro­vi­sorisch anzubrin­gen.

Dazu gibt es hier eine Anleitung. Der Sen­sor wird mit einem DF13 Steck­er an den I2C Port des Pix­hawk angeschlossen. Lei­der liegt ein 6 poliger Steck­er mit einem 5 poli­gen Kabel bei, benötigt wird ein 4poliges. Wichtig ist bei der Mon­tage die Ori­en­tierung, das er möglichst vibra­tions­frei ange­bracht wird und natür­lich freie Sicht nach unten hat.

Unter­stützt wird vom Pix­hawk nur die Kam­era, und nicht der Ultra­schallsen­sor. Also nicht wun­dern wenn im APM-Plan­ner keine Dat­en angezeigt wer­den. Das Ganze darf vor dem ersten Ein­satz noch kalib­ri­ert wer­den -> siehe Inbe­trieb­nahme.

3DR Radio V2 Telemetry 433 MHz

Das muss auch noch ver­baut wer­den.

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