De eerste hopjes

Propellers gemonteerd, helemaal in de startblokken voor de eerste vlucht. En toen de deceptie…

Er zit dus nog iets mis! Even de boel opzij gezet want de achterbuurman kwam langs en we hebben de rest van de dag samen maar even twee bomen en nog veel meer plansoen verwijderd. Intussen wel een berichtje op modelbouwforum gezet. Daar werd de opmerking gemaakt dat de motoren nog wel eens niet goed aangesloten konden zitten. en ja hoor. Ik heb eerst de regelaars (esc’s) opnieuw gecalibreerd en daarna de draadjes voor de aansturing een kwart slag gedraaid op het bord. Doordat de FFImu een andere voorkant heeft dan de WMP moest ik de aansluitingen 90 graden draaien. Deze aansluitingen heb ik nu maar even duidelijk gemerkt.

Nadat we vandaag eerst alle rotzooi uit de tuin afgevoerd hebben heb ik toch nog maar eens getest. Ik durf vanwege het zwembad niet hoog te gaan, dus heb ik veel last van het grondeffect. Dit is waarschijnlijk de reden dat hij nog drift en er zal nog wel iets getrimd moeten worden, maar….. de stabiliteit is er (eindelijk).

Ik heb LED-strips binnen gekregen, waarmee ik aan het uiteinde van de armen de voor en achterkant markeer. Wel zo makkelijk voor het besturen.

Jussi’s FreeFlight Imu

Een paar artikelen terug heb ik hem al aangekondigd: het sensorbord voor de KCXCopter was onderweg uit Denemarken. Deze is dinsdag aangekomen. Vandaag heb ik het bordje op de basis geplakt met 2 lagen gyrofoam. Dit gebruik je om trillingen te dempen.

   

Natuurlijk moet er iets mis gaan. Toen ik de eerste keer het bord uitlas met de computer kreeg is allemaal waarden van 0. Dit is niet goed. Het bleek dat ik twee aansluitingen op de Arduino vergeten was te solderen. En dit waren de datalijnen (SDA en SCL). Geen wonder dat ik geen waarden kreeg. Met hulp van het RC-groups forum werd ik snel op het juiste pad gezet en het probleem was dan ook snel opgelost. Het lijkt er op dat de sensoren goed hun werk doen en de interactie met de motoren ook goed is. Morgen de propellers monteren en buiten testen.

9 Degrees of Freedom

Negen vrijheidsgraden en een hoogtemeter, dat heeft het sensorbord dat momenteel onderweg is vanuit Denemarken.

Het bord bevat:

  • ITG3200 3-axis gyro
  • BMA 180 3-axis accelerometer
  • HMC5883L 3-axis compass
  • BMP085 Absolute pressure sensor.

Deze 4 moeten samen de stabiliteit waarborgen van de KCXcopter. Het bord is een open-source ontwikkeling van een groep enthousiastelingen onder leiding van JussiH op RC-Groups. Dit initiatief is ontstaan uit onvrede met de Wii Motion Plus en Nunchuck. De kwaliteit hiervan blijkt nogal wisselend te zijn. Gisteren is de eerste definitieve productiebatch beschikbaar gekomen en ik heb er eentje te pakken gekregen!

Het bord sluit naadloos aan bij het breakoutbord dat ik al heb en kan daar zo op aangesloten worden. Dit bord geeft dus input aan het Arduino bordje, dat op zijn beurt weer de motoren aanstuurt.

Uitbreidingen zijn al in ontwikkeling: GPS (voor positiebehoud, geprogrameerde vluchtschema’s) en een ultrasone afstandsensor voor hoogtebewegingen dicht bij de grond.

Maar, eerst dit bord en dan verdiepen in de software, calibreren en vliegen!

Propellerbalanceerapparaat

Een mooi woord voor galgje, daarom gelijk maar de Engelse term: Propbalancer. Trillingen in een machine met vier propellers kunnen fataal zijn voor de werking van de elektronica. Gevolgen zijn tweeledig. De elektronica kan kapot gaan en de metingen van de sensoren die nodig zijn de quad te besturen kunnen verstoord worden.

Propellers balanceren is daarom een behoorlijk belangrijke activiteit voordat je ze op de multirotormachine zet. Hiervoor heb je dus een propbalancer nodig. Je kunt hele mooie kopen voor 40 à 50 euro, maar zelf maken is veel leuker!

De truuk is om een propeller op een as te monteren en die dan met zo min mogelijk wrijving op te hangen. De propeller die totaal rond de twintig gram weegt moet, hoe weinig ook, reageren door het zwaarste blad te laten zakken.

   

De as is kant en klaar. Deze komt tussen twee sterke magneten, die tegen een aluminium frame gelijmd worden. Het frame is stijf en verstelbaar, gemaakt van 15 x 15 mm aluminium kokerprofiel, op afstand gehouden door M6 draadeind. De Neodymmagneten hebben we ooit gekregen tijdens een open dag van één van de middelbare scholen hier in Oosterhout. Het resultaat mag er zijn, een perfect af te stellen apparaat. De as, zoals je op de foto’s kunt zien, raakt maar 1 van de twee magneten, De ander kant zweeft ongeveer een halve milimeter van de magneet.

  

Het einde nadert

Vandaag weer behoorlijk opgeschoten. De eerste twee motoren gemonteerd en aangesloten. De ESC’s geplaatst en een nieuwe stekker aan de LiPo gesoldeerd. Dit laatste was nog een spannend klusje omdat de LiPo namelijk half vol zit. Als ik kortsluiting maak kan ik de accu afschrijven.

   

De powerdistibutie werkt! Als ik de accu aansluit krijgt het Arduino-bordje netjes zijn voeding via de BEC van de ESC!

Wat rest zijn de twee laatste motoren, de propellers en het sensorbord. De propellers moeten nog uit Duitsland komen en over de sensors ben ik nog niet uit. Ga ik een Wii Motion plus met Nunchuck of een FFImu gebruiken. Hier later meer over.

Stroomdistibutie en batterijophanging

De motoren die ik gebruik gebruiken bij een 3-cel LiPo accu (11-12V) maximaal 18A stroom. Ik gebruik vier van die motoren, dus de maximale stroom kan oplopen tot 72A. Ter vergelijking, een kleine lastravo gebruikt ergens tussen de 40 en 100A (bij 48V).

Je hebt dus zeker op het stuk tussen de accu en de splitsing van de stroom een behoorlijke hoeveelheid koper nodig. De draad die uit de accu komt is van het type AWG10 en heeft in de doorsnede een oppervlakte van 5,3 mm2. Ik heb daarom vanag de aansluiting van de accu gekozen voor draad met een doorsnede van 6 mm2. Deze sluit aan op 2 op elkaar gesoldeerde messing ringen. De doorsnede is ruim 10 mm2. Mag geen problemen opleveren dus. In de ringen zijn de stekkers van de ESC’s (snelheidsregelaars voor de motoren) gesoldeerd. Tussen de polen zit een plaatje GVK en het geheel is met smeltlijm geïsoleerd.

Deze ring is gelijmd op een bord waar de accu onder hangt.

  

Solderen

Vanavond de eerste solderingen gemaakt. Op het Warthox bordje moeten de aansluitingen voor de motoren, ontvanger, de Arduino en de sensors komen. Klein gepriegel, maar het is me gelukt alles netjes op de print te bakken. Klein truukje uitgehaald om de pinheaders waar de arduino op zit netjes uit te lijnen. Ik heb een stukje experimenteerprint genomen en die als mal gebruikt en vastgezet met 2 klemmetjes. De soldeergaten in de Arduino hebben het zelfde 1/10″ raster als het experimenteerbord.

  

Nu de pinheaders voor het interfacebordje naar de computer (FTDI-breakout) op de Arduino zitten kan ik eindelijk dit bordje testen. Een videootje van gemaakt.

Plaats voor de besturing

Nu het frame klaar is is het tijd voor de afbouw. Eerst de plaats voor de besturing. Deze bsturing bestaat uit gevoelige electronica die beschermd moet worden tegen de hoogfrequente trillingen die de motoren straks gaan produceren. De eerste verdedigingslinie tegen deze trillingen is het zwevend ophangen van het verzamelbordje waarop de Arduino en de sensors gemonteerd worden. Dit bordje vond ik bij een hobbyïst in Australië. Ik vond bij de plaatselijke Hornbach deze ophangrubbers die in gaten met een diameter van 8 mm passen. Het boutje M3 blijft volledig binnen deze 8 mm. Vervolgens niet te vast aandraaien en de eerste bescherming tegen trillingen is een feit. De sensors worden later middels speciale foamtape op het Warthoxbordje geplakt.

    

De dome komt van een fake-dome-camare die voor een habbekrats via E-bay te koop zijn.

Bezoek uit Hong Kong

1 april kreeg ik de melding dat hij verstuurd was. Zojuist werd er aangebeld en een koerier bracht een van de belangrijkste onderdelen voor de KCXcopter: de zender en ontvangerset. Het is een Turnigy 8 kanaals 2,4Ghz set bij Hobbyking vandaan. Wederom geen extra kosten voor douane ondanks dat ik gezegd had dat de reële waarde op de verpakking mocht staan. Zo heb ik dus inclusief de verzendkosten voor nog geen 60 euro een hele mooie set!