Quadrocopter Selbstbau Projekt

    • Quadrocopter Selbstbau Projekt

      Hallo zusammen,
      Ich bin momentan dabei, einen Quadrocopter im Eigenbau zu fertigen. Dies ist mein erstes Project dieser Art und darum würde ich euch gerne um Tipps zur Verbesserung und eure Hilfe bitten.
      Ich möchte den Copter gerne weitesgehend Selbst fertigen und kein Bausatz kaufen.
      Ich habe mich erst einmal für einen X-Aufbau entschieden. Diesen habe ich aus 40x4 cm Sperrholz Streifen gefertigtund um das Gewicht etwas zu reduzieren habe ich den Rahmen mit Löchern ausgedünnt.
      Die Steuerung(Flightcontroller) möchte ich über einen Arduino Uno laufen lassen. Er bildet die Schaltzentrale, wertet die Daten die er von angeschlossenen Gyroskop MPU 6050 bekommt aus und sendet sie dann über ein Bluetooth-Modul HC-05 ans Handy.(ich weiß die Reichweite von Bluetooth ist sehr begrenzt, aber ich wollte erst einmal gucken ob ich es hinbekomme den Quadrocopter flugfähig zu bekommen bevor ich zu viel Geld investiere).
      übers Handy kann man dann mit einem Joystick und einem Schubregler Richtung und Drehzahl steuern. Zudem gibt es eine Anzeige für Signalstärke und Akku Zustand.
      Das ganze Gestell, mit der Steuerung wiegt 530g.
      Ich habe mal gelesen das man ein Leistungs-Gewichts-Verhältnis von etwa 3:1 einhalten sollte, ist das wirklich so wichtig das es bei 3:1 oder darüber liegt?
      Ich wollte eigentlich diese
      Motoren
      hobbyking.com/hobbyking/store/…_1xCCW_EU_Warehouse_.html
      diese Speedcontroller
      hobbyking.com/hobbyking/store/…Versio_EU_Warehouse_.html
      diesen Akku
      hobbyking.com/hobbyking/store/…y_Pack_EU_Warehouse_.html
      und diese Props. verwenden
      hobbyking.com/hobbyking/store/…W_2pcs_NL_Warehouse_.html
      Laut Tabelle sollen die Kombination aus Motor und Props. bei 11.1V 290g Schub erzeugen, x4 macht also einen Max-Schub von 1160g.
      Also bei maximaler Last macht das dann ein Leistungs-Gewichts-Verhältniss von 2,18.
      Ist das schon zu knapp oder würde das noch gehen?
      Was haltet ihr von den einzelnen Komponenten und von der Zusammensetzung?
      Habt ihr vielleicht noch eine bessere Shopadresse für die Teile zur Hand?
      ich wäre euch für jegliche Hilfe sehr dankbar
      mfg. Philipp :)



      Update 1****
      Die Teile sind bestellt und auf dem Versandweg, kann es kaum noch erwarten.

      Die Steuerung
      (Gyro+accel) und Bluetoothmodul verbunden mit dem Arduino. Das Grundgerüst des Rahmens.
      +
      *Update 2.
      -Anbau von Enginemounts und Base



      -Test der Ansteuerung zwischen Mikrocontroller und ESC-Motor-Verbindung.
      Habe vorhin den ersten Test gemacht und ein Motor via ESC an den Arduino (Mikrokontroller) angeschlossen, um die Ansteuerung durch meinen Code zu testen.
      Funktioniert bis jetzt super, kann hier leider kein Video hochladen.

      Dieser Beitrag wurde bereits 3 mal editiert, zuletzt von Phil92 ()

    • Kann dir leider mit Tipps nicht helfen, werde das aber auf jeden Fall mit Interesse verfolgen.

      Ach ja, herzlich willkommen.
      Gruß
      Guido

      „Zwei Dinge sind unendlich, das Universum und die menschliche Dummheit, aber bei dem Universum bin ich mir noch nicht ganz sicher.“
      Albert Einstein
    • Ich danke euch zwei, kennt ihr denn vielleicht irgendwelche guten und relativ Preiswerten Onlineshops für Modellbau die ihren Sitz in Deutschland haben?
      Das wäre mir hinsichtlich Garantie der Teile eigentlich lieber.
      Werde natürlich weiter berichten, und euch mit Fotos und Daten versorgen.
      mfg. Philipp
    • Hallo Philipp und Willkommen.

      Es scheint ein interessantes Projekt zu werden... aber hast du irgendwelche Erfahrungen mit dem Umgang von Flugmodellen?

      Eine Steuerung über Smartphone gestaltet sich meist nicht so einfach, wie von vielen Leuten vermutet...
      Schiff-, Flug-, Auto-, Motorrad- und LKW-Modellbau
      ...Alles ausser Verbrenner und U-Booten...
      Homepage: rc-scalers.de
      Mitglied im VzBbA = Verein zur Bekämpfung blödsinniger Abkürzungen
      -Px
    • Hey Zengi, Erfahrung mit Flugmodellen hab ich leider gar keine.
      Mir ist natürlich bewusst, das ich keine 1.A steuerung via Smartphone erwarten kann. Darum übernimmt die "Hauptsteuerung" der Arduino.
      Er sorgt für die Flugkorrektur/Selbststabilisierung . (Der Microcontroller ließt die Daten vom Gyro aus und vergleicht sie mit den von mir eingeschriebenen Grenzwerten, die er nicht überschreiten darf. Kippt der Copter auf einer Seite zu weit ab steuert er den ESC des in diesem Bereich zuständigen Motors an und erhöht dessen Drehzahl, bzw. reduziert gleichzeitig die Drehzahl der anderen Motoren).
      Die App auf dem Smartphone besteht aus einem "OnScreen Joystick" und einem Schubregler. Über den Regler wird die Drehzahl über den Joystick die Bewegung des Copters gesteuert.
      Befindet sich der Schubregler in untersten Position liefern die Motoren noch genug Drehzahl um den Copter etwa 50cm vom Boden entfernt zu halten um somit einen Crash bei versehentlichem kompletten Absenken des Reglers zu verhindern. Zudem möchte ich noch einen Alarm implementieren, der ausgelöst wird wenn der Copter eine negative Beschleunigung von 1G in der Vertikalen in einem kurzen Zeitintervall erfährt.(Sprich befindet sich der Quadcopter in freiem Fall(warum auch immer) greift die Selbststabilisierung.
      Es sollte somit nicht so leicht möglich sein den Quadcopter zum Absturz zu bringen, da ich quasi einen "Rahmen" schaffe in dem die Steuerung der App eingegrenzt wird.
      mfg. Philipp
    • Naja ... klingt zwar interessant, jedoch wird sich glaub ich bald der Unterschied zwischen Theorie und Praxis zeigen.

      Quadcopter im freien Fall würde doch bedeuten, dass wohl alle Motoren stehen... da greift aber auch keine Selbststabiliserung ...

      Am Rande bemerkt: wenn man in Deutschland ferngesteuerte Flugmodelle bewegt, besteht eine Versicherungspflicht ...
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      Dieser Beitrag wurde bereits 1 mal editiert, zuletzt von Zengi ()

    • War mir schon klar, dass das mit den Motoren kommt...
      das soll nur vorbeugen, das die Motoren durch einen Bedienungsfehler nicht zu weit runtergefahren werden können.
      Wenn sie aus einem anderen Grund ausgehen dann fällt er so oder so...das kann man dann nicht mehr verhindern.
      Ich wohne eher ländlich, hier interessiert es die Leute herzlich wenig ob ich da mit nem "Spielzeug" auf dem Acker rum düse....
    • Phil92 schrieb:

      ......Ich wohne eher ländlich, hier interessiert es die Leute herzlich wenig ob ich da mit nem "Spielzeug" auf dem Acker rum düse....
      ...deswegen besteht aber trotzdem eine Versicherungspflicht für Flugmodelle ... klick
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    • Phil92 schrieb:

      .....
      Wenn sie aus einem anderen Grund ausgehen dann fällt er so oder so...das kann man dann nicht mehr verhindern.
      ....
      Das sollte man auch nicht verhindern. Wenn aus irgendeinen Grund, Steuerfehler,technisches Problem ,Funkabriss das gerät außer Kontrolle ist, sollten sich die Motoren 1. über einen Killswitch und 2. ohne Verbindung zur Funke via Failsafe sofort abstellen und der Copter fallen. Das für solche Momente dann nichts unter dem Copter ist was zu Schaden kommen könnte ist Aufgabe und Verantwortung des Piloten.

      Solche Lösungen wie Mindestdrehzhal zum schadensminimierten sinken bei Funkabriss etc. sind keinesfalls empfehlenswert. Man kann kontrollieren, bestimmen wo der Copeter JETZT runterfallen würde, aber nicht wo er evtl hinfällt wenn er im Failsafe Gas Hold, beflügelt durch Wind und Schwung landet (Fly Away) ... da könnte dann jemand stehen und Schaden nehmen :shrek:

      Und zum Thema Versicherung gibt es eigentlich keine Argumente dagegen oder Diskussionen .. ist Pflicht, gehört zur Verantwortung des Piloten, auch Spielzeug kann böse Folgen verursachen. Und wenn es denn mal trotz aller Sorgfalt so richtig schiefläuft, dann sollte man dafür gerade stehen können. Das wird man ohne Versicherungen selten schaffen !!
      Gruß Christoph

      Und die See wird allen neue Hoffnung bringen, so wie der Schlaf die Träume bringt daheim.
      -Christoph Columbus-



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    • Hallo
      Also hast du noch nie was geflogen, also nur ein Theoretiker?!
      Wär es nicht besser das man erst mal wenigstens ein bisschen Fliegen zu Lernt?
      Wie willst du bei deiner selbstgezimmerten Software, und Hardware, beurteilen wie sich ein Copter
      Zu benehmen hat?
      Ist ja fast so, als jemand ein Formel 1 Auto bauen und Programmieren will, der weder je
      Einen gesehen hat, noch jemals überhaupt Auto gefahren ist.
      bin gespannt ob das klappt.

      Gruß Rolf
    • Hallo Rolf, ich bin mir nicht sicher was du mit "Benehmen" des Copters meinst, aber so schwierig ist die Grundfunktion des Quadcopters ja nicht.
      Die Motoren hängen an den ESC`s diese wiederum am Mikrocontroller. Das Gyroskop und der Beschleunigungsmesser gehen ebenfalls zum Mikrocontroller.
      Was dieser nun tut:
      1.Kommunikation mit dem Gyroskop(Lage bestimmen)
      2.Kommunikation mit dem Bluetoothmodul (Verbindungsstatus prüfen,)
      3.Auf Input vom Bluetoothmodul warten.(Über die Oberfläche meiner App kann ich per "Knopfdruck" das Signal zum Motor start geben, sowie Drehzahl und Bewegungsrichtung vorgeben)
      4.Input verarbeiten
      5.Motoren starten
      6.Selbststabilisierung (Auswertung der Gyroskop und Beschleuningungsdaten - Ansteuerung der ESC`s, die die Motordrehzahl so lange regulieren und anheben bis der Quadcopter sich im "stabilen Bereich" befindet.
      7. Auf Input vom Bluetoothmodul warten.
      8. Input verarbeiten
      9. Motoren entsprechend ansteuern.
      10.Lage abgleich. evtl. Korrektur....

      Der Lage abgleich läuft natürlich permanent.
      Wie soll er sich also benemen, er soll in dem von mir vorgegebenen "stabilen Bereich" bleiben und auf die erhaltenen Werte via Bluetooth reagieren. Bricht seine Verbindung ab beginnt er seine Drehzahl langsam selbstständig zu verringern bis er den Boden(oder was auch immer unter ihm ist erreicht).
      Ich hoffe das ich dir damit deine Frage beantworten konnte. Es ist ein ganz logischer Prozess der hinter dem ganzen steckt und somit denke ich wird das ganze auch ohne Flugerfahrung funktionieren.
      mfg. Philipp
      edit: Seawolf danke für den Hinweis mit dem Gas hold, da hast du natürlich vollkommen recht aber ich werde den Copter im Bereich um die 10.m von mir entfernt bewegen und auch nicht hoch viel höher als 5.m Flughöhe, da die Bluetoothsendeleistung natürlich sehr limitiert ist. Ich wollte jedoch nicht direkt zu Funkmodulen greifen, da diese pro stück 60. € und mehr kosten und ich mir zu beginn nicht sicher war, ob das Projekt realisierbar ist.
    • Was Rolf glaube ich meint mit "benehmen" ist, das du für jede Lage diverse Werte festsetzen und optimieren mußt für Roll, Pitch, Yaw. Ohne aber jemals einen Copter geflogen zu haben, ist das so aus dem nichts heraus eher schwer bis kaum möglich.

      Es muß ja festgesetzt werden:

      - ab wann soll die Lageregelung reagieren
      -wie stark soll sie reagieren
      -wie stark soll deine Geberfunktion gegen die Lageregelungen arbeiten oder nicht.
      -dann mußt du auch Leveln, nicht jede Gasposition erfordert die gleiche Intensität der Lageregelungen.
      usw. (ich bin leider noch nicht fit genug um dir das aus dem Stehgreif bis ins letzte Detail hier aufzuführen. Ich fliege zwar schon ein Weilchen ... stehe mit den PID Werten aber noch am Anfang. Erst jetzt ist so langsam das entsprechende Flugkönnen vorhanden um zu beginnen, zu verstehen, was da vorsichgeht)
      Müßte mich nochmal eben einlesen und dann können wir da intensiver drüber diskutieren ;)

      Auf jedenfall läst sich sagen, stimmen diese Werte bis auf einen kleinen Toleranzbereich nicht optimal zueinander, kommt es schnell zu sehr ungemütlich oder gefährlichen Flugmanövern auf die du nur bedingt Einfluss nehmen kannst.

      Natürlich ist das alles kein Hexenwerk .. aber es funktioniert halt nicht von alleine.

      Hier mal Basisstoff .. klick
      Gruß Christoph

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    • Ich danke dir :)
      Werde mir das mal in ruhe zu Gemüte führen...bin natürlich für jede Hilfe und für jeden Denkanstoss den ihr mir gebt dankbar, ;) genau darum habe ich mich ja hier gemeldet..:).
      Das mit den Werten ist natürlich klar, da spielt Erfahrung eine große Rolle... das gilt es dann nach und nach zu verbessern.