Blog

IMG 2028

Hex bauen

Projekt Kamera-Hex, Teil 2: Der Bau

Mein Ziel ist es, einen kameratragenden Hexacopter zu bauen, der mit einem Stabilisierung-Gimbal und einem möglichst intelligenten Autopiloten ausgestattet ist. Als Rahmen dafür nehme ich den Talon Hex, weil er schon ewig bei mir rumliegt. Darauf aufbauend habe ich versucht, möglichst gut passende und effiziente Komponenten zusammenzukaufen. Für den Autopiloten fiel die Wahl auf den Pixhawk, weil er wahnsinnig viele Funktionen unterstützt, und weil Hardware sowie Software Open Source sind.

Um die Übersicht zu behalten, gliedere ich dieses Projekt in mehrere Teile:

  • Teil 1 → war die Idee und das Vorhaben, sie umzusetzen. Außerdem habe ich in Teil 1 den Antrieb mittels Ecalc → geplant, um die Komponenten bestellen zu können.
  • Dieser Teil 2 beschreibt nun den Bau des eigentlichen Hexacopters, ohne aber ein GimbalEine Vorrichtung, um eine Kamera so an einem ferngesteuerten Flugmodell zu befestigen, dass die Kamera trotz der Bewegungen des Fluggeräts beim Flug ein absolut ruhiges Bild liefert. Dazu wird die Kamera in mindestens zwei Achsen, oft in drei Achsen... More und eine Kamera zu montieren.
  • Teil 3 → wird sich mit dem Pixhawk beschäftigen. Was wird wo angeschlossen? Wie wird er programmiert? Welche (Bodenstations-)Software gibt es? 433MHz-MAVLink-Funk, Flight Modes, die Fernsteuerung etc. werden eingestellt.
  • In Teil 4 soll bewiesen werden, dass der Hex tatsächlich fliegt. Der Autopilot soll besser kennengelernt werden. Es soll getestet werden, wieviel Nutzlast getragen werden kann und ob die Berechnungen con Ecalc stimmten.
  • In den folgenden Teilen soll dann beschrieben werden, wie und welches Gibal montiert wird, wie die Kamera befestigt wird etc.

Einkaufszettel

Der Bau

Der Rahmen

Weil ich den Rahmen schon seit einiger Zeit nutzlos hier rumliegen hatte, habe ich ihn mir zuerst nochmal ganz genau angeguckt. Dabei habe ich bemerkt, dass ich ihn damals nur provisorisch zusammengebaut hatte. Alles war schief und krumm. Also habe ich ihn komplett auseinandergenommen. Beim neuerlichen Zusammenbau habe ich diesmal drauf geachtet, dass alle Teile ganz genau sitzen. Zum Beispiel sollten die Motor-Befestigungen genau waagerecht sein. Zwei gegenüberliegende Arme des Rahmens sollten genau eine gerade Linie miteinander bilden. Und bei allen wichtigen Schrauben habe ich diesmal den blauen, mittelfesten Schraubensicherungslack (lock tite) benutzt.


Nach Anleitung in der Dokumentation → in der Ardupilot-Wiki habe ich auf jeden Arm eine Nummer geklebt und einen Pfeil mit der korrekten Drehrichtung des jeweiligen Motors. Das hilft ungemein beim Testen und man muss nicht immer wieder im Internet nachschauen, welche Reihenfolge die Motoren haben.

Kabel, Stromverteilung, ESCs

Von allen ESCs habe ich die kleinen Bullet Connectors der Stromversorgung abgelötet um sie direkt auf das Tarot Stromverteiler-Board auflöten zu können. Diese recht kleine Platine habe ich mit reichlich Lötzinn verzinnt, damit höhere Ströme problemlos passieren können.

Als Zuleitung dient hier das „Power Module“ des Pixhawk. Während der Strom aus der Batterie durch das Power Module zu dem Verteiler fließt, misst das Modul die Spannung in V und den Strom in A. Außerdem ist in dem Modul ein kleiner BECBattery Elimination Circuit. Elektronische Schaltung, die aus der relativ hohe Spannung von z.B. 3S Akkus eine Spannung macht, die Komponenten wie ein FC oder Servo benutzen können, meist 5V. eingebaut. Das Power Module wird mit einem sechsadrigen Kabel mit dem Pixhawk verbunden. Somit erhält der Pixhawk dadurch eine Stromversorgung und zusätzlich auch Daten über den Zustand der Batterie.

Zusätzlich habe ich einen 3A-BEC und einen extra XT60-Stecker an das Verteiler-Board gelötet:

Die Motoren

Ebenfalls mit blauem lock tite habe ich die Motoren befestigt, nachdem ich alle Litzen mit den Bullet Connectors versehen habe, die im Lieferumfang der Motoren enthalten waren. Durch die hohlen Arme des Rahmens ergibt sich eine sehr ordentliche Möglichkeit zur Verlegung der Kabel:

Verkabeln und zusammenbauen

Nachdem jetzt also alle Motoren sitzen und die Stromversorgung vorbereitet ist, kann alles zusammengesetzt und die Bodenplatte des Rahmens montiert werden. Es empfiehlt sich sehr, die Servostecker des einzelnen ESCs mit Nummern zu beschriften, die zu denen passen, die man vorher auf die Arme des Rahmens geklebt hat. Sonst weiß man hinterher einfach nicht mehr, was was ist!


Obwohl die ESCs eine längliche Bauform haben, passten sie nicht in die Arme hinein. Der Innendurchmesser der Arme beträgt 11mm, der Außendurchmesser 14mm. Deshalb habe ich sie um die Bodenplatte herum an den Armen angebracht. Das hässliche Hobbyking-Neongrün habe ich mit schwarzem Edding unschädlich gemacht. 😉 Nachdem die Bodenplatte angebracht war und alle Kabelage in dem engen Innenraum verstaut war, habe ich den Pixhawk oben drauf montiert. Die GPS-Antenne wird mit einem hilfreichen, klappbaren Sockel geliefert. Den FrSky X4R-Empfänger habe ich am hinteren Arm befestigt. Das 433MHz-Datenfunk-Modul für die Kommunikation des Pixhawk mit der Bodenstation (Telemetrie und MAVLink) habe ich am vorderen Arm angebracht. Ohne Akku und Propeller kommt mein Kamera-Hex (der ja noch ohne Kamera ist) auf 1,3kg.

Was fehlt jetzt noch?

Propeller

Damit der Hex abheben kann, muss ich jetzt unbedingt sechs der zehn Propeller, die ich bestellt habe, auswuchten. Meine Propeller sind aus Carbon. Das heißt, sie sind sehr leicht, aber auch sehr steif, was wiederum heißt, dass sie Vibrationen viel stärker an den Rahmen weitergeben als z.B. Plastikpropeller. Deshalb ist es hier besonders wichtig, sie sorgfältig auszuwuchten.

Und muss geprüft werden, ob sich alle Motoren in die richtige Richtung drehen. Gegebenenfalls müssen die Anschlüsse zu den ESCs verdolt werden, um das zu erreichen.

Pixhawk

Außerdem muss natürlich der Pixhawk geflasht, programmiert und initialisiert werden. Den Pixhawk hat deshalb auch das nächste Kapitel zum Thema: Teil 3 dieser kleinen Serie widmet sich ihm und der Software, die es für ihn gibt.

Das ganze Projekt:

Über den Autor

TillEiner der Macher von Copter Cologne. Im "echten Leben" Filmton-Mensch. Interesse an Basteleien jeglicher Art schon als Teenager.Alle Beiträge von Till →

1 Kommentar

  1. PatrickPatrick05-05-2016

    Cooles Projekt wann geht es denn weiter? 😀

Kommentar verfassen

%d Bloggern gefällt das: