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Quadrofly Building a quadrocopter

23Jun/120

Motorcontrollerboard v1.0

Lochrasterentwurf Motorcontrollerboard

Das Motorcontrollerboard ist für die Ansteuerung der vier Motor-ESCs (Electronic speed control) und den Empfang der Funksignale der RC-Fernbedienung verantwortlich.

Die Elektronik auf diesem Board benötigt eine Spannung von 5 Volt, welche durch einen MAX-604 Spannungsregler erzeugt wird. Zum Empfang der Spektrum DSM2-Signale einer DSM2-Fernbedienung kommt ein Deltang Rx35 6-Kanal-Empfänger zum Einsatz welcher mit einem ATMega88-Microcontroller verbunden ist. Dieser decodiert das Summensignal des Empfängers und sendet es über I2C an das Controllerboard, außerdem empfängt er die Sollwerte für die Motoren über I2C und generiert daraus ein PWM-Signal zur Ansteuerung der ESCs.

Schaltplan Motorcontrollerboard

Das Motorcontrollerboard wird über einen 5-poligen Anschluss mit dem Hauptcontrollerboard verbunden, über diesen läuft die Spannungsversorgung sowie die I2C-Kommunikation mit dem Controllerboard.

Motorcontrollerboard V1 Lochraster-Layout
Motorcontrollerboard V1 Lochraster-Layout
motorcontrol.bb
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Motorcontrollerboard V1 Schaltplan
Motorcontrollerboard V1 Schaltplan
motorcontrol.sch
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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 €

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.