Mõtlesin, et kirjutan põgusa ülevaate oma Quadcopteri ehitamise kogemusest. Üritan kirjutades väljendada end võimalikult selgelt ja lihtsalt, et ka päris uued tulijad saaksid kõigest aru ning soovi korral võiksid endalegi seesuguse lennumasina valmis meisterdada. Igasugune kasulik info on siiski mõeldud jagamiseks ning jagatud rõõm pidi ju teatavasti see kõige õigem rõõm olema
Idee
Kui päris aus olla, siis ei mäletagi, kust see idee täpselt tuli. Ükshetk lihtsalt avastasin end sel teemal lugemast ning nii kulus umbes kaks nädalat, et endale asi teoorias selgeks teha. Peale seda panin tellimused teele ning jäin rõõmsalt pakki ootama. Enne seda ehitust piirdusid minu RC alased teadmised poest ostetud kahe Nikko puldiauto ja väikese mängukopteri näppimisega.
Ehituseks vajalik
*Raam
*4x RCTimer DC 2830-14 750KV Outrunner Brushless Motor
*4x TURNIGY Plush 30amp Speed Controller
*HobbyKing Multi-Rotor Control Board V2.1 (Atmega168PA)
*USBasp AVR Programming Device for ATMEL proccessors
*PolyMax 3.5mm Gold Connectors 10 PAIRS (20PC)
*2x 9x5 Propellers (Standard and Counter Rotating) (6pc)
*Hobby King Quadcopter Power Distribution Board
*Turnigy Accucel-6 50W 6A Balancer/Charger w/ accessories
*2x ZIPPY Flightmax 2450mAh 3S1P 30C
*TURNIGY BESC Programming Card
*Lipo battery Low voltage Alarm
*10 cm male to male servo juhtmed
*FlySky CT6B + vastuvõtja + bind plug + USB kaabel
*Lauaarvuti toiteplokk
**Lisaks veel hunnik huvi ja tahtmist ning rammus rahakott
Sõnavara ja lühendid
aju - HobbyKing Multi-Rotor Control Board V2.1 (Atmega168PA)
käpp - Inglise keelses tekstis arm, ehk siis osa, mille külge mootor kinnitub
ESC - Electronic Speed Control
DR - Dual Rate
Throttle Cut - Lülitab mootorid nupust välja
Raam_v1
Siin lõigus teen juttu esimesest raamist, mille ehitasin. Kaalusin mitmeid erinevaid materjale (sh puit) ning otsustasin lõpuks ikkagi alumiiniumi kasuks. Metalli kasuks rääkisid mitu aspekti. Nimelt puit pole iial minu ala olnud, carbon tundus nõrk ning metalli töötlemiseks vajalikud instrumendid olid kodus olemas.
Materjal
2x 15,5mmx1,5mm alumiinium kanttoru 1M (1 cm = 2g) (4,75€ tk)
2x 15,5mm varras 1M (1,79€ tk)
1x Metallplaat 25x50 cm alumiinium (5,4€ tk)
Kokku: 18,48€ (K-Rauta, Tartu)
Raam koosneb kahest nelikanttorust, mõlemad 600mm pikad. Keskelt sai mõlemalt 15,5mm lai ja 7,75mm sügav tükk välja lõigatud, et nad omavahel risti saaks panna ning pinnad ühele tasandile jääks. Peale lõikasin 15x15 cm alumiiniumplaadi, mille diagonaalid ühtisid raami käppade suundadega. Märkus: Kinnitamisel tegin vea - kasutasin neete. Sel hetkel tundus hea valik, aga nüüdseks võin öelda, et needid on halb valik. Hoidsid küllaltki lahjalt kinni ja tundusid üleüldse nõrgad.
Maandumiseks vajab kopter jalgu. Nende valmistamiseks kasutasin alumiiniumist varrast. Kõrgust maast sai ca 10 cm. Märkus: Halb valik. Alumiinium on pehme ja vähe robustsemal maandumisel painduvad igaüks oma suunas. Peale 2-3 kõvemat maandumist oli neist järel vaid hunnik erikujulisi metalljuppe. Muidugi pärast kannatab sirgeks väänata, aga jalad võiksid olla vähe jätkusuutlikumad. Lisamärkus: Jalgade neetimine oli väga vale valik.
Elektroonika kinnitamisest. Mootorid said kinni kahe 3mm kruviga. Ei saa kurta, kannatas nii lennata küll. Kindlasti kõik üle pingutada, et sõidu ajal lahti ei väristaks. ESC kinnitamiseks kasutasin plastklambreid. Aju ja Power Board said kinni omamoodi moel. Tavaliselt pannakse nad üksteise peale ja enamasti aju on kõrgemal (lihtsam ligipääs gyro seadete muutmiseks). Tõeline kurioosum - majapidamises on olemas kõikvõimalikud tööriistad (sh treipink, keevitused, statsionaarsed trellid jms) ja ilmselt terve tonn erinevaid kruve/polte/mutreid, kuid ma ei suutnud ka peale poolepäevast otsingut leida nelja polti, mis oleks piisavalt pikad, et aju ja Power Board üksteise peale kinnitada! Nii saigi aju ja Power Board kinnitatud erinevatele tasanditele. Aju läks otse alumiiniumplaadile ning Power Board eraldi tehtud teisele tasandile. Kuna minu meelest on see halb konfoguratsioon, siis sellest pikemalt ei räägi - tuleb poest piisavalt pikad poldid lihtsalt osta.
Soovitatav on kogu elektroonika ka ära katta, et uperkuuti lennates miski ka neid kaitseks. Selleks kasutasin kena Barbidega kommikarpi. Kaal oli ca 70g, mis on minu meelest natuke liiga palju. Pealegi oli ta väga suur ning erakordselt nõrk. Ei soovita. Pigem osta poest mingi sööginõu või koerakauss. Ise olen juba kolm erinevat nõud ostnud - kaks said liiga rasked ning seetõttu nüüd on vähemalt majapidamises rohkem nõusid
Kui on soov lennata, siis tuleb ka aku kopteri külge kinnitada. Selleks kasutasin kodust leiitud krõps-paela. Lasin igaks juhuks kohe kaks käiku, väike lisakindlus enda jaoks. Kui ennast ära tõestavad, siis võib ühe peale mõelda. Kuna raamil all plaati ei olnud, siis lisasin sinna 5x15cm alumiiniumplaadi, mis akut toetas.
Raami_v1 pilte -
Raami_v1 maise teekonna lõpp -
Raam lõppes otsa päris huvitaval moel. Nimelt nautisin kena ilma Elva staadionil ja vallutasin üha uusi kõrgusi kui järsku juhtus midagi ootamatut - katteks olnud karp lendas pealt ära ja otse propelleritesse. Nii ta sealt alla sadas... Üks propelleri pooleks, teisel otsast 1-2cm puudu. Karp sai ka omajagu rappida. Kuna raam oli juba parajalt pehme, siis otsustasin uue teha - Raam_v2. Raami_v1 peale ehitatud quadcopter kaalus kokku 1461g (koos 4900 mAh 3S2P). Sulgkaalust oli asi kaugel
Üks varasem crash:
Vaata Youtubest
Raam_v1 baasil Quadcopter maksumus
Raam_v2
Esimene raam tundus alguses pommikindel, kuid reaalsus näitas, et ta seda ei ole. Seega asusin taas missiooni kallale - pommikindel_v2. Kuna eelmisele raamile ehitatud Quad hõljus ca 6/10 throttle peal, siis enam raskemat kindlasti teha ei tahtnud. Materjalivalik oli lai - alates titaanist suusakeppidest kuni erinevate alumiiniumprofiilideni (nelikanttoru, vinkel, kahepoolne t-tala). Võitjaks osutus 20x20x2,5mm nelikanttoru. Kuna toru oli suurem (ja seega raskem), siis tuli leida mooduseid kaalu vähendamiseks. Esimese kaalu langetamise meetmena muutsin käppade pikkust - 600mm asemel 500mm. Väiksemad käpad on kergemad (1 cm = 3g) ning crashil on jõuõlg väiksem. Lisaks sellele puurisin ka iga 3cm tagant käppade sisse augud (malelaua stiilis). Aukudest tuli 20g kaalusääst. Lühematest käppadest 60g, kokku seega 80g. Kui raam_v1 käpad kaalusid kokku 240g, siis sellel 280g. Seega tuli 40g juurde, kuid selle saab mujalt kokku hoida.
15x15 cm alumiinium plaat läks samuti manalateele. Asemele tulid 2x 10x10 cm trükiplaadid. Esiteks kuna nad on kergemad ning teiseks kuna alumine plaat muudab raami jäigemaks ning kaotab vajaduse akut toetava lisaplaadi järgi.
Katteks on nüüd kommikarbi asemel söögikarp. Kaal on enam-vähem sama, aga ruumala väiksem ning karp tugevam. Loodetavasti püsib ka paremini peal
Sarnaselt eelmisele hakkab seegi Quad lendama X-konfiguratsioonis. Eelmise raami puhul kasutatud needid said asendatu hetkel keermelattidega, kuid samaväärsed poldid on ka juba olemas. Kui homme ehituspoest midagi paremat ei leia, siis tuleb ikkagi neid kasutada. 4x polt+mutter kaaluvad kokku 20g, mida on ikka liialt palju.
Illustratsioonid:
JÄTKUB
Mootorid
Nagu eelnevalt öeldud, sai Quadcopteri ehitamise teooriat kaks nädalat endale selgeks tehtud. Puutusin kokku paljude erinevate kopterite ning osade konfiguratsioonidega. Silma jäi ütlus, et kui on plaanis FPV või pildistamine, siis madalate pööretega mootoritega on seda parem harrastada - vähem vibratsiooni. Seeläbi valisingi mootoriteks RCTimer DC 2830-14 750KV Outrunner Brushless Motor. Ühte mootori kaal kirjade järgi 52g, seega kokku 4x52 = 208g. Hetkel olen mootoritega rahul. Eelmise raami peal kaalus kopter 1461g ja koos propside kaitsmetega 1550g. Hõljus ta siis umbes 60-65% throttle peal. Mootorid said tellitud eBayst ja tulid 17 tööpäeva. Erinevalt eBays olevast pildist olid juhtmetele connectorid otsa joodetud ja kuumkahanev ümber. Seega tegemist plug-n-play mootoritega. Propelleri adapterid olid ka kaasas. Kuna nad kippusid kergelt ära tulema, siis sai nad Super Attackiga mootori võlli külge liimitud, et taas plehku ei pistaks.
ESC
ESC'd said võetud Plush seeriast. Ilmselt oleks ka 20/25A piisav olnud, aga neid HobbyKingis hetkel saadaval ei olnud ja seetõttu sai 30A võetud. Kaaluvad nad 25g tk, seega kokku 4x25 = 100g. Connectoreid juhtmetel otsas ei ole, need tuleb ise joota. Räägitakse, et Plush reageerib kiiremini kui osad teised ning seetõttu multikopteri jaoks sobivam. Kas see ka nii on, seda teab vaid Jumal.
Propellerid
Propellerid said kohe võetud odavama otsa omad ning rohkem kui tarvis. 9x5 oli täitsa sobilik, kuid hea meelega prooviks ka 10x4.7 ära. Ostetud sai 2x 9x5 Propellers (Standard and Counter Rotating) (6pc), seega kokku 12 propellerit. Kõik nad vajasid tasakaalustamist. Tasakaalustamisel kasutasin põhimõtet, et raske tuleb kergemaks teha, st raskemalt poolelt hõõrusin alguses 240 ja hiljem 100 liibapaberiga alumiselt poolelt maha. Tasakaalustamise seadmeks kasutasin lihtsalt ühte sirget metallpulka ja kahte kõlarit (või hoidsin niisama näpuvahel). Illustratsiooniks:
Lisaks tasakaalustamisele pidin antud propelleritel ka augu suuremaks puurima, et nad adapteri otsa mahuks.
Märkus: Kui lennukogemust väga vähe, siis telli kohe suur hulk propellereid. Vastasel juhul pead sarnaselt minule kolm nädalat maal passima ja ootama, kuni propellerid saabuvad.
Power Board
Vähese jootmiskogemuse ja silmailu mõttes sai ka Power Board tellitud. Enda tehtud variant oleks kindlasti väga ebatöökindel ja robustne olnud, seega läksin turvalisemat rada pidi. Hobbyking lubab, et 20A'le peab see board vastu ja rohkemat polegi tarvis. Kaalub ta küll omajagu (27,3g), kuid kui muud varianti ei ole, siis hea valik. Plaat on 45x45 mm ja augud 3mm. Küljes olevad connectorid on 3,5mm.
HobbyKing Multi-Rotor Control Board V2.1 (Atmega168PA)
Ajust. Ma ei oskagi põhjendada, miks sai just see valitud. Jäi ehk kõige rohkem silma ja hind oli väike. Töötab ta hästi ja midagi halba mul öelda ei ole. Järgmiseks saab ehk MultiWii SE olema (ehk rreims räägib enda omast, kui kohal on:)), kuna tollel on ka kaamera tasakaalus hoidmise väljund olemas. Plaadil on kolm gyrot, kuue mootori väljundid ja vajalikud sisendid. Märkus: Olenevalt sellest, kas kasutad "+" või "X" konfoguratsiooni, puuri ka augud õigesti, et plaadil olev nool vaataks õiges suunas (ettepoole). Kuna mul endal oli alguses raskusi juhtmete ühendamisega vastuvõtja ja aju vahel, siis lisan ka pildi ühendatud juhtmetest. Mass 14,5g.
Tarkvara
Hobbyking Control Board tuleb ostes "+" konfiguratsioonis tarkvaraga. Ma leian, et hea idee on seda tarkvara uuendada mõne KK omaga. Kellele meeldib "+" kujuga lennata, see peaks tavalise 4.7 laadima. Kellele aga meeldib "x", siis 4.7X.
KapteinKUK firmware 4.7 "+"
http://www.upload.ee/files/2276537/Quad ... 7.zip.html
KapteinKUK firmware 4.7 "X"
http://www.upload.ee/files/2276538/Quad ... X.zip.html
Firmware uuendamiseks:
Lazy Zero Flash Tool
http://www.upload.ee/files/2276541/kkmu ... 7.zip.html
http://lazyzero.de/en/modellbau/kkmulticopterflashtool
4.7 X firmware puhul on mootorid järgmiselt:
M1 - esimene vasak
M2 - tagumine vasak
M3 - esimene parem
M4 - tagumine parem
Käima pannes võiks gyrod olla 50% peal.
Hobbyking control board seadistamine
Selleks, et ta tööle hakkaks, tuleb ta kõigepealt armida. Armimiseks tuleb liigutada throttle stick alla paremasse nurka paariks sekundiks. Kui punane tuli läheb põlema board peal, siis on plaat töövalmis. Plaadi väljalülitamiseks tuleb sama stick liigutada alla vasakusse nurka mõneks sekundiks.
Kui plaat ei armi, siis võib viga olla selles, et stick pole MIN asendis piisavalt all. Kasuta T6Config Subtrim osa, et seda probleemi lahendada.
Eeldusel, et plaat armib, on aeg liikuda punkti kaks juurde - ESC calibration. See on selleks, et näidata kätte throttle sticki MAX ja MIN koht ning mootorid seeläbi ühtemoodi töötaks.
*Veendu, et control board on OFF
*Keera YAW gyro MIN asendisse (Võib olla nii CW kui CCW, iga plaat omamoodi)
*Lülita saatja sisse
*Lükka throttle stick MAX asendisse
*Lülita Control Board sisse
*Kuuled mitut piiksu.
*Peale piikse lükka Throttle Stick MIN asendisse
*Lülita Control Board välja
*Yaw gyro tagasi 50% peale
ESC peaksi nüüd olema kalibreeritud.
Aku ja akulaadija
Akut valisin kaua ning lõpuks jäi kaalukausile vaid FPVmarko pakutud variant - 4900 mAh 3S2P 30C Zippy aku (2x2450 mAh, paralleelis). Hetkel võin öelda, et selle pakutavast lennuajast mulle piisab. Masin on raske ja seetõttu peaks lennuaeg olema eriti lühike, kuid enamasti kulub ühele lennutamise tiirule ca 1h. Plats on elamisest ehk 5 minuti tee kaugusel, seega 10 min kindlasti liikumisele. Ülejäänud aeg kulub siis lendamisele, timmimisele ja propside vahetamisele (alguses ikka kulub...). Aku kaalub 443g, seega julge 1/3 kogu kopteri kaalust.
Laadijaks sai võetud Turnigy Accucel-6 50W 6A Balancer/Charger w/ accessories. Olen väga rahul. Laadija pakub laadimise, balansseerimise laadimise, kiire laadimise, hoiustamise ja tühjaks laadimise valikuid, seega kõik vajalik olemas. Toiteks vajab ta 11-17V voolu ja selleks sobib näiteks lauaarvuti toiteplokk (vt altpoolt, kuidas teha). Laadijaga on kaasas sisendjuhe (otsas krokodillid) ja kaks väljundjuhet - ühel otsas XT60 otsik ja teisel krokodillid. Alguses sai tehtud 5 tsüklid laadimist/tühjendamist aku harjutamiseks vastavalt FPVmarko juhendile. Lisan sellegi siia, kui Marko oma nõusoleku annab. Täis saab laetud enamasti 2,5A vooluga umbes tunni ajaga.
Laadija toide - lauaarvuti toiteplokk. Mina sain enda oma soov.ee'st 5€ eest. Tegemist 400W Codegen toiteplokiga ning toidab ilusti mu aku laadija ära. Selleks, et ta kohe seinakontakti pistes tööle hakkaks, tuleb roheline ja must (ground, maandus) omavahel ühendada. Märkus: Värvid võivad olenevalt toiteplokist erineda, ole ettevaatlik! Youtube keskkonnas on hulk õpetusi, kuidas toiteplokk laadija toiteks muuta. Kui on tarvis rohkem ampreid plokist kätte saada, siis tuleb 5V väljundile takisti vahele panna, aga sellest räägib ilmselt keegi teine, kes on sel alal rohkem haritud.
Kui õiged juhtmed ühendatud, et asi tööle saada, siis tuleks laadijaga ühendamiseks vajalikud kontaktid ette valmistada. Mina kasutasin selleks kolme kollast (+12V) ja kolme musta (ground, maandus) juhet. Mõlema kolm juhet jootsin omavahel kokku, et oleks hea krokodilliga ühendada. Kõik ülejäänud juhtmed lõikasin silmailu huvides lihtsalt maha. Märkus: Ettevaatust lahtiste otstega. Enne ühenda toiteplokk ja laadia ära, alles siis ühenda toiteplokk vooluvõrku, et vältida kogemata ühendamisel kollase ja musta juhtme kokkupuudumist. Kollane (+12V) läheb laadija punasesse ja must laadija musta kontakti.
Low voltage lipo alarm
Kasulik vidin. Ühendad selle aku balance auku ja hakkab karjuma kui mõnes aku cellis langeb pinge alla 3,7V. Isiklikult arvan, et see karjumise piir võiks madalam olla, aga vähemalt tead, et aeg hakata vaikselt asju pakkima. Sobib kasutamiseks 2-4S akudega, iga celli kohta oma LED tuluke (roheline ja punane), mis annavad märku hetkeolekust. Ühedamisel läheb balance juhtme must juhe "-" auku.
Saatja/vastuvõtja
Olles algaja valisin ka odavama otsa instrumendi - FlySky CT6B. Kuna see on ainuke pult, millega olen kokku puutunud, siis ei oska võrrelda millegagi. Minu kopteri puhul aga ajab asja ära ja midagi enamat ma nõuda ei oska. Pult pakub nii DR kui Throttle Cut võimalust ning rohkem hetkel ma ei vajagi.
Puldi seadistamine on minu arvates (vähemalt selle isendi puhul) väga lihtne. Alguses tuli Interveebist leida USB juhtme draiverid (Win 7 64 bit minu puhul). Lisaks sellele tuli tõmmata seadistamise tarkvara (märksõnadeks vJoy, T6sim_v1.07 ja T6config)
USB draiverid (ASP omale):
http://www.upload.ee/files/2276543/USBa ... 5.zip.html
T6sim_v1.07 ja vJoy - Need on selleks, et USB juhet saaks kasutada simulaatoritega. Mina sain antud puldi tööle järgmiste simulaatorite peal:
*AeroSIM-RC
*ClearViewSE
*FMS
*Heli-X40
*RC Desk Pilot
Ainuke vähegi normaalsem neist oli minu silmis AeroSIM-RC, kuna töötas laitmatult hästi ja valikus oli ka hulk erinevaid multikoptereid. Miinuseks 2 min flying time (demo puhul). Kiirelt Alt+F4 ja uuesti käima, max 10 sek pausi. Proovisin ka PhoenixRC 4.0j ja Real Flight 6, aga tööle nendega ei saanud.
Simulaatori kasutamiseks teeb vJoy programm puldist nö joysticki. See tuleb enne kalibreerida ja alles seejärel simulaatoris seadistada. Kes hakkama ei saa, siis PS.
T6config - Kõigepealt USB pulk ühendada, siis draiverid paika ajada. Peale seda puldile juhe külge ja pult sisse. Peaks leidma mingi COM pordi kaudu.
Minu saatja seaded
*EndPoint - kõik 100%, va CH3 (throttle), mis on 120%, kuna stick max asendis on ikka väga palju madalamal kui tegelik endpoint.
*Reverse - CH1/CH2 on reversed.
*Subtrim - Igaühel oma ilmselt. Minul CH3 (throttle) on -110, kuna MIN asendis (ja isegi koos MIN trim'ga) ei oli stick piisavalt all, et Control Boardi armida.
*DR - ON (CH1/2/4 on 50%) ja OFF (CH1/2/4 on 100%)
*Mode - 2
*Type - HELI-90
*Thro Cuv - Hetkel veel pole muutnud, aga ilmselt peagi üritan hover võimsuse sticki keskpaika panna.
*Pitch Cuv - muutmata.
*Swash Afr - Ei ole aimugi, mis on. Kui keegi tunneb vajadust öelda, siis feel free.
*MIX - muutmata.
*Switch A - ThroCUT
*Switch B - DR
Lisaks - Suure tänud kasutajatele rreims ja FPVmarko, kes aitasid projektil reaalsuseks saada.
Kasulikud välismaised lingid:
http://multicopter.forestblue.nl/quadco ... d_log.html
http://fpv-community.com/forum/forumdis ... =39&page=1
http://rcexplorer.se/projects/projects.html
http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=1097355
http://www.bayrc.com/boards/viewtopic.php?f=12&t=8134
http://wiki.openpilot.org/display/Doc/B ... opter-Arms
http://wiki.openpilot.org/display/Doc/Example+Airframes
http://www.mycoolheli.com/t6config.html
http://www.mycoolheli.com/CT6BHOWTO.html#FAQ1
http://diydrones.com/profiles/blogs/qua ... e=activity
http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=1174262
http://rcexplorer.se/Educational/kkguid ... quadx.html
http://www.kkmulticopter.kr/index.html?modea=build
http://www.kkmulticopter.kr/index.html?modea=manual
http://www.rcgroups.com/forums/showthre ... 663&page=5
http://lazyzero.de/en/modellbau/kkmulticopterflashtool
http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=1617323
http://www.emhi.ee/index.php?ide=19,394,416,1203
Hetkel nagu muud ei oskagi lisada. Kellel isu, andku tuld. Kui keegi leiab tekstist faktilisi vigu või oskab muud arukat lisada, siis igati oodatud
Elektroonika muidu jäi korda?