Alle Kraft den Motoren!

Mai 11, 2012 in Allgemein

Alles bereit zum Test!

Heute ist Freitag. Das ist weithin bekannt und nichts besonders, doch heute ist noch viel mehr! Denn Freitag ist Demon-Tag! Und so gab es auch heute wieder einiges zutun.

Unser traditionelles Mittagessen schnell verputzt, haben wir uns heute vorrangig mit unseren Brushless-Motoren beschäftigt und versucht diese zur Drehung zu bewegen. Brushless-Motoren haben den Vorteil, dass sie bei gleichem Leistungsbedarf mehr Leistung als Bürsten(Brush)-Motoren erreichen. Angetrieben werden sie, indem Magneten in dem Motor mit Drehstrom angetrieben werden. Der Drehstrom wird vom Regler, welcher vor den Motor geschaltet werden muss erzeugt, bei uns sind das die Turnigy Plush 12A (entgegen den zuvor erwähnten Turnigy Plush 10A, da diese nicht verfügbar waren).

Noch schnell alles nachmessen und los!

Nun haben wir heute einige Zeit darauf verwendet uns mit der Ansteuerung und den Eigenheiten der Regler vertraut zu machen und unseren Mikrocontroller so zu programmieren, dass er den Motor korrekt kalibriert, da der Regler das Maximum des PWM Signals und dessen Minimum kennen muss, um die Geschwindigkeit des Drehstroms entsprechend regeln zu können. Als dies geschafft war, war die Freude groß, denn der Testmotor drehte freudig seine Runden, welches wir euch hier im Video gerne zeigen wollen. Im Video wird der Motor immer wieder vom Mikrocontroller beschleunigt und leicht abgebremst, daher kommen die unregelmäßigen Geschwindigkeiten.

Als nächster Schritt ist vorgesehen die Motoren am Gestell anzubringen und ebenfalls die Rotorblätter an die Motoren zu montieren, sodass wir hoffen beim nächsten Treffen unseren Prototyp abheben lassen zu können. Für die Montage der Motoren sehen wir einfache Schraublöcher oberhalb des Gestells vor, welches wir dementsprechend heute auch schon präpariert haben. Ebenfalls ist zu erwähnen, dass wir unser Gestell deutlich leichter machen werden, indem wir von der Höhe aus gesehen die Hälfte des Gestells entfernen werden, sodass wir hoffen auf ein möglichst geringes Gewicht zu kommen.

Gut zu erkennen: Die Schrauben am Motor.

Für die Montage der Rotorblätter haben wir uns einfache Winkel überlegt, welche je bei einer Schraube an der Oberseite der Motoren befestigt werden und an deren ebene Oberfläche dann die Rotorblätter montiert werden.

Wie man bereits merkt, versuchen wir alles so einfach wie nur möglich zu gestalten, sodass alle Leser und Verfolger des Projekts jederzeit unsere Schritte und den gesamten Quadrocopter nachvollziehen können.

Hinweis: Das nächste Demon-Treffen findet erst wieder in zwei Wochen, also am 25. Mai 2012 statt, da wir über das verlängerte Christi Himmelfahrt Wochenende leider nicht alle anwesend sind. Bis dahin werden wir jedoch auch zu Hause fleißig weiter probieren und testen.

Alle Bilder vom Tag findet ihr wie immer in der Galerie: Motoren 1

Bis dahin,
Das Demon-Team!

~ Christian

Ein Kreuz für die Ewigkeit

Mai 4, 2012 in Allgemein

Lennart ist fleißig am Ausmessen

Nach einer zweiwöchigen Pause, in der wir über das Gestell diskutiert haben, gab es heute wieder etwas Praktisches zutun. Nach unserem traditionellen Mittagessen von einer Fastfood-Kette (Marke kann sich jeder denken), haben wir heute das Gestell zusammengebaut, mit dem wir vorerst arbeiten werden.

Unsere Materialien: Ein Vierkant-Aluprofil, Schrauben und CDs. Da unser Gestell eine Maße von circa 30cm x 30cm haben soll, haben wir das ein Meter lange Aluprofil mit einer Kantenlänge von 1,9cm in vier 15cm Stücke zersägt, wobei Lennart sich als wahrer Meistersäger herausgestellt hat. Um nun die vier Aluprofilstücke auch zu einem Kreuz verbinden zu können, musste eine Verbindung für die Mitte her, die auch gleichzeitig als Platz für die Mikrocontrollersteuerung und Sensoren dienen soll. Zunächst wollten wir dafür eine Kohlefaserplatte einsetzen, jedoch kam uns eine vielleicht bessere Idee: eine gewöhnliche CD.

Auf der Zielgeraden!

Das Material einer CD besteht aus Polycarbonat, ist flexibel und in CD-Form gepresst auch nur 15,9g schwer. Ebenfalls ist eine CD überall erhältlich und hat eine passende Größe, sodass wir uns dafür entschieden haben. Der nächste Schritt war nun für jede der vier Aluprofilstücke zwei passende Fixierungslöcher in die CD zu bohren, wobei es beim ersten Versuch einen Fehlschlag gab und die Symmetrie nicht gegeben war. Wir stellten ebenfalls fest, dass eine CD womöglich bei den Aluprofilstücken nicht starr genug wäre um um Flug alle Stücke gerade halten zu können und so legten wir zwei CDs übereinander. Der zweite Versuch jedoch glückte und nachdem wir auch Löcher in die Aluminiumstücke gebohrt hatten konnte geschraubt werden.

Hierbei stellte sich jedoch das nächste Problem auf: Wir mussten die Muttern der Schrauben in dem Vierkantprofil festhalten und hatten keinen passenden Schlüssel parat. Also eine kleine Zange genommen und die Arme verbogen, sodass wir die Schrauben schließlich doch festziehen konnten.

Das fertige Gestell

Das fertige Gestell hat ein stattliches Gewicht von 232g, ist dafür jedoch äußerst stabil. Besonders schön ist, dass die CD in der Mitte flexibel ist und sich die vier Stücke leicht biegen lassen, was bei einem Aufprall den Absturz dämpfen könnte, ohne dass etwas bricht. Zudem wäre ein Bruch der CDs schnell repariert, da sie, wie bereits erwähnt, leicht erhältlich sind.

Jedoch müssen wir auch sagen, dass dies womöglich nicht das letzte Gestell sein wird, da wir womöglich nach irgendwann auf ein Kohlefasergestell umstellen werden (danke an Peter!).

Nächste Woche könnte es schon zu einem ersten Aufbau des Quadrocopters kommen, da wir nur noch auf die Brushlessmotoren warten, welche jedoch bereits seit dem 02.05.2012 in Deutschland sind (vorher über Singapur – Schweiz). Wir denken, dass sie bis nächste Woche Freitag geliefert werden können.

Ebenfalls möchten wir eine Formel vorstellen, die wir mit unserem Lehrer entwickelt haben, mit den wir in unserer Steuerung näherungsweise die benötigte Drehzahl berechnen wollen, um den Quadrocopter in der Luft still zuhalten:

g = Schwerkraftskonstante der Erde (= 9.81)
w = Gewicht des gesamten Quadrocopters
ma = Motorenanzahl
ra = Rotorenanzahl
1.2041 = Luftdichte der Atmossphäre bei 20°C (kg/m³)
l = Länge eines Rotorblattes
b = Breite eines Rotorblattes
sin(g) = Stellwinkel eines Rotorblattes

Da wir uns nicht sicher sind, ob die Formel alle Aspekte berücksichtigt, kann möglicherweise jemand zu der Formel eine Aussage treffen.

Übrigens: Alle Bilder vom heutigen Tag findet auch auch in unserer Galerie: Gestellbau 1

Soweit vom Gestellbau-Tag,
das Demon-Team!

~ Christian