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Quadrofly Building a quadrocopter

15Apr/120

Chassis und Antrieb fertiggestellt

Chassis mit Reglern und Motoren

Motorhalterung mit 2mm Goldsteckern

Reglerstromversorgung

Um das Chassis leicht zu halten ist es aus Kohlefaser aufgebaut. Vier CFK-Quadratrohre dienen als Motorausleger und sind im Kreuz mit zwei CFK-Platten verschraubt.

Die Brushless-Motoren sind außen an den Motorauslegern befestigt und über 2mm Goldkontaktstecker mit jeweils drei 0,75mm² Kabeln verbunden, die in den CFK-Hohlrohren zum Inneren des Quadrocopters führen. Dort sind die vier Brushless-Regler für die Motoren mit Klettband an der Centerplate befestigt und ebenfalls über 2mm Goldkontaktstecker mit den Kabeln in den Quadratrohren verbunden.

Die Stromversorgung der Brushless Regler erfolgt über 4mm Goldkontaktstecker, die mit einen Kabelverteiler (1,5mm²) verbunden sind. Dieser wiederrum ist über 4mm Goldkontaktstecker mit der LiPo-Stromversorgung verbunden.

Materialliste:

  • 2 x CFK-Platte, 100 x 100 x 1,0 mm (R&G Faserverbundwerkstoffe, 13,56 €)
  • 1 x CFK-Quadratrohr, 10 x 10 mm / Ø 8 mm, Länge 1000mm (R&G Faserverbundwerkstoffe, 12,49 €)
  • 2 x 10 Muttern Edelstahl + 10 Schrauben Din 912 M3 x 16 mm (eBay, 5,64 €)
  • 40 x Unterlegscheibe DIN 125 M3 Aluminium schwarz eloxiert (eBay, 4,90 €)
  • 4 x TowerPro w18A Brushless Speed Controller (Hobbyking, 36,37 €)
  • 1 x Klettstreifen, schwarz (Reichelt, 4,15 €)
  • 5 x Paar 4mm Goldkontaktstecker mit Schrumpfschlauch (eBay, 3,99 €)
  • 24 x Paar 2mm Goldkontaktstecker mit Schrumpfschlauch (eBay, 16,59 €)
  • 4 x EMAX CF2822 1200KV Outrunner Motor (eBay, 35,56 €)
  • 4 x GWS EP Propeller (RD-1047 254x119mm) (Hobbyking, 4,40 €)
  • 4 x GWS EP Counter Rotating Propeller (RH-1047 254x119mm) (Hobbyking, 4,40 €)
  • 4 x Propsaver für 3mm Welle (eBay, 14,90 €)
  • 1 x 10 m Schaltlitze 0,75 mm² schwarz (Reichelt, 1,95 €)
  • 1 x 10 m Schaltlitze 0,75 mm² braun (Reichelt, 1,95 €)
  • 1 x 10 m Schaltlitze 1,5 mm² schwarz (Reichelt, 3,00 €)
  • 1 x 10 m Schaltlitze 1,5 mm² braun (Reichelt, 3,00 €)
  • 1 x Schrumpfschlauch Sortiment (Pollin, 2,95 €)

Materialkosten 169,80 €

10Apr/120

Controllerboard v1.0

Lochrasterentwurf Controllerboard

Die erste Version des Controllerboards ist fertig. Das Controllerboard enthält einen ATMega644-PU Microcontroller zur Steuerung, ein RFM12BS-Funkmodul zur drahtlosen Übertragung der Telemetriedaten, ein 6-DoF-Modul MPU-6050 zur Lagebestimmung, einen MAX-603 Spannungsregler zur Erzeugung der benötigten 3.3 Volt und jede Menge Hühnerfutter.

Schaltplan Controllerboard V1

Über den 5-poligen Anschluss auf der rechten Seite kann eine weitere Platine mit Strom versorgt und über I2C mit dem Microcontroller verbunden werden. Für zukünftige Erweiterungen wie GPS-Modul und DSM2-Empfänger ist noch genügend Platz auf der Lochrasterplatine.

Controllerboard V1 Lochraster-Layout
Controllerboard V1 Lochraster-Layout
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Controllerboard V1 Schaltplan
Controllerboard V1 Schaltplan
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9Apr/121

Motoransteuerung

Am Wochenende habe ich mich mit der Ansteuerung der Brushless-Motoren "Emax CF-2822 1200KV Brushless Outrunner" beschäftigt. Diese Art von Motoren benötigt zusätzliche Elektronik zur Ansteuerung, sogenannte ESCs (Electronic Speed Controls). Für meinen Quadrocopter benutze ich ESCs vom Typ "TowerPro w18A Brushless Speed Controller".

ESCs erwarten standardmäßig ein PWM-Signal mit einer Frequenz von 50 Hz und einer Pulslänge zwischen 1ms und 2ms. Die Pulslänge gibt dabei die gewünschte Motordrehzahl an. Zur Generierung dieses PWM-Signals verwende ich einen ATMega88, der per I2C mit dem Steuerungs-Microcontroller kommuniziert und das PWM-Signal softwareseitig erzeugt. Erste Versuche der PWM-Erzeugung kann man im obigen Video sehen.

1Apr/120

Telemetriemodul fertiggestellt

Telemetriemodulplatine

Nach ausgiebigen Tests auf dem Breadboard habe ich das Telemetriemodul nun auf eine Lochrasterplatine verewigt. Es ist in der Lage empfangene Daten des RFM12 Chips an eine RS-232-Schnittstelle weiterzuleiten. Umgekehrt können auch Daten von der RS-232-Schnittstelle über den RFM12 Chip versendet werden.

Im groben besteht das Modul aus den folgenden vier Teilen: Einem Spannungsregler vom Typ MAX603 der Eingangsspannungen von 2,7V bis 11,5V auf die benötigten 3,3V regelt. Einem MAX3232CPL Pegelwandler, der den TTL-Pegel des Microcontrollers auf RS-232-Pegel umzuwandelt. Ein RFM12BS mit Breakout-Board zum Senden und Empfangen von Daten im 433 MHz Band. Und ein ATMega644/ATMega1284 Microcontroller zur Ansteuerung des RFM12BS Moduls und der UART-Schnittstelle.

Schaltplan Telemetriemodul

 

Telemetriemodul Schaltung
Telemetriemodul Schaltung
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