Kaufberatung: Quadrocopter für 1,5 kg Nutzlast - Eigenbau

[Daro]

Hallo

ich möchte einen Quadrocopter für 1.5kg Last bauen und wäre um eure Ratschläge dankbar.

Die Komponenten sollten flexibel einsetzbar sein, im Sinne von, wenn ich das Konzept ein wenig ändere, kann ich die Komponenten weiterverwenden. Die Komponenten sollten vor allem ihre Aufgabe erfüllen. Besondere Qualität, Features und Effizienz stehen an 2. Stelle.

Was ist gegeben:
- 4 Motoren
- 1.5kg Last + 1.5kg Quadrocopter = 3kg Fluggewicht
- Eigenbau
- kein Kunstflug
- Budget 400-500€ (Steuerungs-Elektronik, Motoren, Propeller, Regler, Akkus)
- Gebrauchtkauf kommt in Frage
- Grösse ist flexibel

Was ist vorhanden:
- Hitec Optic 6 Sport
- Ladegeräte, Werkstatt etc. von Flugmodellbau


Reicht die Hitec Optic 6 Sport aus (sie hat kein Multicopter Menu)? Wenn nicht welche Sender sind gut geeignet?

Welche Steuerungselektornik empfehlt Ihr? Gute Gyros sind wichtig.

Welche Motoren, Propeller und Regler erzeugen etwa 4kg Schub?


Vielen Dank im Voraus für Eure Hilfe (bin auch sehr froh, wenn Ihr zum einen oder anderen etwas sagen könntet)
Daro

 

[becksbier]

Es geht jeder 4-Kanalsender. Wenn man die Flugstabilisierung im Flug ändern möchte 5(=6) und wenn man Sonderfunktionen wie Kamerasteuerung haben will sind es entsprechend mehr.
"Gyros"? Die gibt es nicht mehr einzeln. Das ist alles auf einem einzige winzigen Board (Flightcontrol) drauf. KK2.1.5, CC3D und Co. sind die günstigen und brauchbaren und noch viele weitere. Geht von 20 € bis 200 € oder mehr.
Die Größe des Copters wird von der Bauform und der Propellergröße bestimmt. Für einen Lasten-Multicopter mit ins. 3 Kilo würde ich eher einen Hexa oder Octocopter bauen, da bei 4 Motoren ein Motorausfall sofort und unvermeidlich zum Absturz führt. Motoren mit 1 Kilo Schub sind schon ganz ordentliche Brummer. Um 3 Kilo sicher bewegen zu können, braucht man schon so ca. 5-6 Kilo Gesamtschub würde ich mal behaupten. Ansonsten brummen die Motoren ja fast unter Volllast und ein Abfangen wird sehr träge.

 

[Daro]

Vielen Dank für die Antwort.

Super, dann behalte ich die Optic 6.

Der Einstieg in die Flightcontroller ist erstaunlich günstig. Muss mir noch anschauen, ob es sich lohnt einen von Naze zu nehmen. Was ich gehört habe, soll Naze gut sein. Aber wenn es der Günstige genauso tut.

Mehr als vier Motoren dürfen es nicht sein. Dass es nicht zum Absturz kommt, wenn einer ausfällt, müssen zwei Motoren mindestens so viel Schub erzeugen, wie das Eigengewicht. Das würde ganz schön übermotorisiert! Mal schauen..

Welche Propellergrösse würdet Ihr nehmen um mindestens 4kg Schub zu erhalten, sprich 4 * 1kg? 14"?

 

[StephanB]

Vielen Dank für die Antwort.

(..) Dass es nicht zum Absturz kommt, wenn einer ausfällt, müssen zwei Motoren mindestens so viel Schub erzeugen, wie das Eigengewicht. (..)

Hi,
das trifft nicht zu. Wenn bei einem Quadrocopter ein Motor ausfällt, kommt die Kiste runter. Das ist ganz unabhängig davon, wie stark die verbleibenden Motoren sind. Soweit mein (Er)Kenntnisstand.

Gruß
Stephan

 

[Daro]

Ich habe mir folgende Überlegung gemacht:
Angenommen der Schwerpunkt ist in der Mitte, dann können zwei Motoren auf einer Achse das Gewicht tragen und der Dritte ist für die Steuerung da. Wenn die beiden Motoren das locker stämmen, kann ich mir theoretisch vorstelllen, dass das geht

EDIT: Es setzt voraus, dass die Motoren auch rückwärts drehen können (der Dritte für die Steuerung)

 

[AAAB507]

Bei einem Quadrokopter gilt immer noch: Ein Motor fällt aus -> Kopter fällt runter.
Daher wäre ein Hexa durchaus zu empfehlen, wenn eine Last zu tragen ist.
Der Preis von 2 Motoren und Reglern mehr geht sich vermutlich auch fast aus bei günstigen Komponenten, gegenüber größeren Antrieben.

Naza muss meiner Einschätzung nach für Otto-Modellverbraucher nicht sein. Ein GPS ist allerdings durchaus nett und eine Überlegung wert, da es einem die Lageerkennung durchaus schwer machen kann, wenn man vom Flächen- oder Helifliegen kommt (ich spreche aus Erfahrung).

Auch ein Thema: Sind Akkus vorhanden?

Sowas hier als Oktakopter wäre vielleicht auch was:
http://www.rc-network.de/forum/show...er-450er-Quadrokopter-in-der-1-kg-Klasse-125€

Viele Grüße,
Alex

 

[becksbier]

Also mir ist keine Flightcontrol bekannt, die bei Quadro mit 3 Motoren das Teil oben hält. Rückwärts drehen die auch nicht. Ein Quadro dreht sich sofort wild herum und fällt wie ein Stein, ein Hexa kann von einem guten Piloten noch sicher gelandet werden und ab Octo und mehr, kann man wohl einfach weiterfliegen. So ein Teil hat ja Null Flugvermögen im Sinne von Aerodynamik...bei einem Flugzeug mit Tragflächen kann natürlich ein Motor ausfallen, wenn der verbleibende noch genug Schub liefert, um den Landeanflug machen zu können. Was nicht bedeuten soll, das es generell nicht ginge. Wenn du gut in Physik/Regelungstechnik bist und gut programmieren kannst, kannst du dich daran ja mal versuchen. Drehrichtung ändern muss man dann sicherlich, wie du geschrieben hast. DAnn braucht es aber auch symmetrische Propeller! Oder man kämpft auch noch mit einem schwächeren Schub bei Drehrichtungsumkehr

Du kannst nicht einfach größe Propeller nehmen. Da brennen dir die Regler (ESCs) ab! Schau dir mal die Datenblätter zu Motoren an. Da steht oft eine Tabelle mit möglichen Props, Stromaufnahme und Schub. Bei 50% Leistung sollten die Motoren den Copter tragen können. Ansonsten fliegt das Teil wie ein nasses Handtuch.

 

[Ondas]

Insgesamt erscheint mir die herangehensweise etwas... ungeplant.
Fangen wir mal vorne an:
Die Fernsteuerung braucht kein Multicoptermenü, meines Wissens nach gibt es sowas auch bei keiner Fernsteuerng. Die Flighcontrols brauchen einfach ein durchgereichtes Signal ohne Mischer, also Flächenmenü, kein V-Leitwerk o.ä.
Dann die Flightcontrol: musst Dich halt für eine entscheiden, ist eine Frage des Umfangs: Soll sie GPS, Barosensoren, Kompaß, sonstwas haben?
Du peilst 1,5kg Gewicht an, das halte ich bei 1,5Kg Last für ambitioniert.
Wie schon geschrieben wurde, brauchst Du zum Fliegen schubmäßig "Luft nach oben" also im Minimalfall ca. 4,5kg Schub, ich habe jedoch im Kopf, dass zumeist ein Schub-Gewichtsverhältnis von 2:1 empfohlen wird. Solltest Du mal googeln. Bedeutet also, dass Deine Motoren zwischen ~1,3kg und 1,5kg Schub liefern müssen. Hier also mal nach einer passenden Kombination aus Motor - Regler - Luftschraube suchen. Nicht einfach so aus der hohlen Hand was schätzen. Manche Hersteller geben an, bei welcher Zellenzahl mit welcher Schraube wieviel Strom gezogen wird. Der Regler sollte mindestens den Spitzenstrom als Dauerlast können.
Aus dem Antriebsstrang ergibt sich dann die Zellenzahl und mit der gewünschten Akkugröße die C-Rate. Muss auch mindestens passen, darf (bei der C-Rate) natürlich überdimensioniert sein.
Wenn Du das soweit hast, dann ergeben sich daraus die Gewichte.
1,5 kg - (Motorengewichte + Akkugewicht + Reglergewicht + ~200g für Schraube, Schrauben, Kabel, Flighcontrol) ergibt das Gewicht, das Dein Rahlen wiegen darf.

HTH Ralf

 

[Daro]

Hallo,

danke für die wichtigen Inputs.

Es muss ein Quadcopter sein und wenn er abstürtzt ist es auch nicht so schlimm, es ist ein Experiment. Das eine oder andere wird schief gehen. Natürlich hoffe ich das nicht.

Als Akkus habe ich an 6S 5000mA 40C gedacht mit low 400Umin/V Motoren à la 4012 22P und 14*5.5" Luftschrauben. Das Ganze um die Ampere Ströme in Grenzen zu halten, es sind ja vier Motoren vorhanden. Und die Regler (40A) sind auch leichter und günstiger.

Habe zwei weitere Fragen:

1. Wieviel Watt/Kilogramm braucht ein Multicopter Pi mal Daumen für normales Fliegen? Beim Segler sind es ca. 150W/kg. Die Herangehensweise mit Schub und dem 2:1 Verhältnis kann ich natürlich auch benutzen, nur ist die Angabe mit den Watts für die Übersicht etwas schneller, das Feintunig möchte ich dann mit dem Schub machen :-)

2. Kann man beim CC3D oder KK2 den Mode 2 so konfigurieren, dass wenn im Flug das Gerät um 90° nach vorne gekippt wird (jetzt Mode 2 einschalte) es in dieser Position bleibt? (und theoretisch abstürzen würde, aber es hat dann noch Flächen dran )

Grüsse

Edit: ja, ihr habt recht, beim Quadrocopter stürtzt wohl ab. Aber wisst Ihr wie es trotzdem gehen würde? Wenn alle Propeller Pich-Control hätten, wie beim Helikopter, die richtige Elektronik vorausgesetzt!

Ja, es scheint vielleicht etwas planlos, weil die definitive Grösse noch nicht festgelegt ist. Deshalb ging ich von etwas viel Nutzlast aus. So wie es aussieht werden +-1 kg auch reichen. Aber Power hat man bekanntlich nie genug, ausser beim 1:10 RC Car mit Lehner Motor und 3S ... :facepalm:

 

[StephanB]

Edit: ja, ihr habt recht, beim Quadrocopter stürtzt wohl ab. Aber wisst Ihr wie es trotzdem gehen würde? Wenn alle Propeller Pich-Control hätten, wie beim Helikopter, die richtige Elektronik vorausgesetzt!

Ja, das funktioniert. Die FC steuert dann die Taumelscheibenservos. Sowas habe ich schon Fliegen gesehen. Ob es bei Ausfall eines Motors zum Weiterfliegen reicht, da bin ich mir nicht sicher. Interessante Fragestellung.

Ansonsten: Dein Projekt ist recht ambitioniert. Toitoitoi.

Deine zweite Frage ist mir unklar. Mode 2 im Sender? Der Sender-Mode wird in der FC nicht konfiguriert. Er legt lediglich fest, auf welchem Knüppel Du Gas, Nick, Roll und Yaw hast.
Gruß
Stephan

 

[Lindbaergh]

...Edit: ja, ihr habt recht, beim Quadrocopter stürtzt wohl ab. Aber wisst Ihr wie es trotzdem gehen würde? Wenn alle Propeller Pich-Control hätten, wie beim Helikopter, die richtige Elektronik vorausgesetzt! ...

Wie stellst du dir das mit Pitch verstellbaren Props vor?
Letztes Jahr wurde von den Leuten von der ETH Zürich ein Algorithmus (http://www.technikblog.ch/2014/06/e...copter-mit-motorausfall-weiterfliegen-laesst/) gezeigt der zumindest eine Notlandung möglich macht. Bislang hat das aber noch kein Hersteller in seine Firmware aufgenommen, was aber nur eine Frage der Zeit sein dürfte.

 

[Daro]

Wie stellst du dir das mit Pitch verstellbaren Props vor?

Ich stelle es mir so vor:

Voraussetzung: Alle Propeller sind pitch-steuerbar mit einem schnellen Servo

Wenn noch drei Motoren zur Verfügung stehen, sind zwei auf einer Achse (sagen wir X-Achse) und müssen das Gewicht des Copters und die Steuerung der Y-Achse übernehmen. Der Dritte wäre nur für die Steuerung der X-Achse zuständig. Das Problem dabei ist, dass zwei in eine Richtung drehen und der Dritte in die andere. Dadurch entsteht ein Moment. Im Video der ETH fängt der Copter auch sofort an zu drehen. Dies kann man vielleicht lösen, indem man zwei auf hoher Steigung und niedriger Drezahl laufen lässt und den dritten bei wenig Steigung und hoher Drezahl, damit man den Gleichen Schub erhält, aber ein anderes Drehmoment hat und es ausgleichen kann.
Oder man nimmt pro Motor zwei gegenläufige, pitch-verstellbare Propeller (halt mit Getriebe), dann hätte man das Drehmoment von Anfang an nicht und es würde softwaremässig einfacher funktionieren

Es wäre relativ aufwendig, aber warum nicht machbar? Ich denke zwar nicht, dass es im Modellbau kommen wird, da zu kompliziert, aber vielleicht bei ernsteren Sachen. Aber die nehmen wahrscheinlich lieber Hexa- oder Octacopter.

Hast Du beim Projekt an der ETH auch mitgemacht?

Ich hoffe man versteht es, trotz später Stunde

 

[becksbier]

Einen Pitch-Quadrocopter gibt es schon zu kaufen...Name fällt mir gerade nicht.

 

[Ondas]

Was davon ist denn jetzt eigentlich eine ernstgemeinte Frage und was sind nur Gedankenspiele?

Zum Kippen: Wenn Du SelfLevel abschaltest, sollte das einfach über mehr Pitch (genauer Schub) funktionieren.

EDIT:
4012 400KV Motoren: 128g = 512g
6S 5000mA Akku = 760g

-> 1272g Jetzt wirds aber mit den 1,5kg echt eng ;-)

 

[ROL4ND]

Einen Pitch-Quadrocopter gibt es schon zu kaufen...Name fällt mir gerade nicht.

Da fällt mir der Stingray von Curtis Youngblood ein:

https://www.youtube.com/embed/hUTFvKA4KPg?wmode=opaque&start=0

Gruß Roland

 

[Gast_73188]

Assault Reaper 500 Collective Pitch 3D Quadcopter

Assault Reaper 500 Collective Pitch 3D Quadcopter

Ist doch gerade im EU Warehouse im Angebot

 

[Daro]

Was davon ist denn jetzt eigentlich eine ernstgemeinte Frage und was sind nur Gedankenspiele?

Ob der Quadrokopter noch fliegt mit drei Motoren, ist reines Gedankenspiel und Off-Topic. Mir geht es nur darum, mit vier Motoren das Gerät 90° nach vone zu kippen und weiterzufliegen.

Deine zweite Frage ist mir unklar. Mode 2 im Sender?

Ich meine den Flight Mode 2 auf dem Board normalerweise wird der genutzt, so wie ich es gesehen habe, für 1. gemütliches Cruisen und 2. Für Akrobatikflug

Zum Kippen: Wenn Du SelfLevel abschaltest, sollte das einfach über mehr Pitch (genauer Schub) funktionieren.

Oke das klingt schon mal gut. Weil dann liesse sich das Gerät in der neuen Position wie ein normales Flächenmodell fliegen (wahrschienlich mit viel Expo und Ausschalgbegrenzung)

4012 400KV Motoren: 128g = 512g
6S 5000mA Akku = 760g

-> 1272g Jetzt wirds aber mit den 1,5kg echt eng ;-)

ja, es wird dann mehr... 1272g + 4 * 35g (Regler) + 4 * 20g (Propeller) + 300g Rest = +-1800g


Vielen Dank für den Link zum Stingray. Der hat tolle Flugeigenschaften! Man müsste den Flight-Controller anders programmieren. Aber wie gesagt, ich brauche es in dem Projekt nicht.


Grüsse

 

[Ondas]

Unter nur "Mode" 1-4 verstehen vmtl. die meisten hier die Belegung der Fernsteuerung, das hat mit selflevel oder so dann wenig zu tun.

Ich nehme mal an, Du willst einen Senkrechtstarter bauen, oder?
Wenn das Teil dann waagrecht liegt, wird das Steuerverhalten sicher spannend. Du wirst vmtl. nicht ohne Steuerklappen zurecht kommen. Vor allem Yaw und Rudder könnten schwierig sein. Das Yaw vom Copter würde eigentlich das Querruder (Drehimpuls Längsachse) ersetzen, das Rudder vom Copter das Seitenruder (Drehimpuls Hochachse). Ob die Kräfte überhaupt reichen, musst Du testen. Wird vmtl. ziemlich schnell sein müssen, oder die Flächen werden in Relationen sehr groß.

Google bringt übrigens auf Copter & Fläche etc. einige Ergebnisse.
Ralf

 

[Daro]

Der X-Quadrocopter wurde zusammengestellt, gebaut und erstmals geflogen. Zum Glück konnte ich davor mit einem Kleinen erste Flugerfahrungen sammeln. Alles hat geklappt, ohne Absturtz Hier die Details:

Berechnungen wurden vorab mit Ecalc gemacht, ein geniales Tool. Es gab mit der untenstehenden Konfiguration ein maximales Fluggewicht von 4000g an.

Motoren: DYS 2814 700kv http://www.premium-modellbau.de/Bru..._u2344_zc499b4e1-4d2e-4749-85f6-986dfd5f30bb/
Propeller: 10" * 4.7" (konstruktionsbedingt kleine Propeller)
Regler: 30A Opto SimonK http://www.premium-modellbau.de/Brushless-Regler-BULL-TEC-Multicopter-Brushless-Regler-30A--2S---6S-Lipo-Opto-SimonK-N-FET/a46536231_u2344_zc499b4e1-4d2e-4749-85f6-986dfd5f30bb/
Akku: 6S 5000mAh
Flightcontroller: CC3D nano
Durchmesser: 60cm
Fluggewicht: 2000g
Max. Zuladung: 2250g

Die Flugplatte wurde aus einem GFK-Sandwich gebaut und die Motoren mit Aluminium-Rohren befestigt.

Wir haben mit 0.5l Petflaschen das Gewicht stetig erhöht. Mit drei Flaschen, 3620g fliegt er noch sehr vernünftig. Mit vier, 4250g, gehts knapp, fast auf Vollgas. Mit gut 1500g Zuladung bleibt genug Spielraum für den Flugkörper, der bald gebaut wird.
Strommessungen haben wir noch keine gemacht und es wird nicht sehr effizient sein, wegen den kleinen Propellern und der hohen Drezahl, aber das spielt im Moment keine Rolle. Das Ding macht übrigens einen höllen Lärm!

Die Programmierung für den Horizontalflug beim CC3D ist super einfach. Man programmiert den 2. Flugmodus so, dass man Roll, Nick und Drehen manuell steuern muss. Theoretisch sollte es sich dann wie ein Flächenmodell fliegen lassen, wir sind gespannt.

An dieser Stelle nochmals vielen Dank für die Unterstützung



(Die Verkabelung ist auf diesem Bild noch unordentlich)