Demon wird erleuchtet!

Juni 8, 2012 in Allgemein

Da mittlerweile der Freitag ein neues Synonym hat, also Demon-Tag, müssen wir nicht weiter erwähnen, dass heute wieder ein Treffen stattfand. Doch dieses mal gab es wahrlich eine Erleuchtung!

Während wir unser Mittagessen eingenommen haben, diskutierten wir, wie wir weiter verfahren werden, nun, da wir nur noch drei funktionierende Motoren besitzen und wir kaum Motorenersatz finden, der auch zu unseren Regler passt (die Motoren sollten weniger Ampere benötigten, als die Regler zur Verfügung stellen können, da ansonsten die Lebensdauer des Reglers sehr kurz sein wird). Dabei sind wir uns einig geworden, dass wir auf jeden Fall, neben neuen Motoren, auch neue Regler gebrauchen werden. Daher haben wir uns umgeschaut und uns für e-max GF2210 Motoren entschieden, welche mit 1200KV und einem Schub zwischen 600-800g daherkommen. Die e-max GF2210 Motoren sind kein unbeschriebenes Blatt, denn die Vorgänger dieser Motoren, die CF2822 sind sehr weit verbreitet und durchaus bekannt. Auch über den Preis lässt sich wenig diskutieren, da wir vier Motoren bereits für 47,60€ bekommen, was durchaus ein guter Preis ist (im Verhältnis zur angebotenen und benötigten Leistung).

Da die e-max GF2210 jedoch einen Dauerstrom von mindestens 10A benötigen und einen Spitzenstrom von 15A besitzen, lassen diese Motoren die Last für unsere Turnigy Plush 12A Regler übersteigen. Deshalb haben wir uns nach neuen Reglern umgeschaut und sind auf die Hobbywind Skywalker 20A gestoßen, welche mit 500Hz schnell genug sind, einen guten Strompuffer zu unseren Motoren haben (von 20A – 15A = 5 Ampere) und sich von der Einstellung her genau wie unsere Turnigy Plush Regler verhalten (sie sind genau gleich programmierbar). Auch hier haben wir nach dem Preis geschaut und würden vier Regler für 43,10€ bekommen.

Bei den Rotorblättern werden wir vorerst unseren 8×4,5 (erste Zahl ist die Gesamtlänge in Zoll, die zweite Zahl ist die Steigung in Zoll) Rotorblättern treu bleiben und schauen, ob sie mit den Motoren genügend Schub erreichen können, wobei wir in dieser Sache recht optimistisch sind, da bereits zwei andere Quadrocopter-Bauten mit der gleichen Konstellation erfolgreich abgehoben und geflogen sind.

Damit unser Gestell den neuen Anforderungen gerecht wird, haben wir es weiter optimiert und sind derzeit noch in den Umbauarbeiten, wobei diese lediglich aus einer Materialschmälung und Längenvergrößerung bestehen. Dabei haben wir den vier Stangen mittig eine Kurvenform verpasst, entfernen die Schrauben, in dem wir die Stangen mit starken Kleber an die CD befestigen und setzen am Ende jeder Stange noch eine 3cm x 3cm Carbonplatte auf, für die Befestigung der Motoren. Den Konstruktionsplan unseres Gestells findet ihr hier: Gestell-Zeichnung

Der Akku ist voll aufgeladen!

Doch neben Diskussionen wurde heute auch fleißig gewerkelt. Neben dem Beginn der Umbauarbeiten am Gestell, haben wir auch die LED-Beleuchtung nun fertiggestellt und das dazugehörige Programm erstellt (wobei das Programm weit aus schneller gemacht war, als die LEDs ohne dritte Hand zu verlöten).

Da mittlerweile auch unser 1200mAh Akku aus gewöhnlichen Lithium-Polymer-Zellen (mit drei Zellen) angekommen ist, inklusive Aufladegerät und Ladestandwarner, konnten wir auch diesen bereits an die Schaltung anbringen und diese vom Akku aus betreiben.

Als nächstes Ziel steht, neben dem Gestell, die Beschaffung der neuen Motoren und Regler an, wobei wir uns bei neuen Erkenntnissen in dem Bereich sofort melden werden.

Alle Bilder vom Tag, findet ihr hier: Beleuchtung 1

Bis dahin,
Das Demon-Team!

Demon meldet sich zurück!

Juni 1, 2012 in Allgemein

Schneller LED-Test Aufbau für die Signalbeleuchtung

Wie ihr sicherlich bereits bemerkt habt, haben wir seit drei Wochen keinen Eintrag mehr verfasst. Die ersten zwei Wochen waren der angekündigten Christi Himmelfahrt-Pause zu verschulden, während die letzte Woche einem ganz anderen Vorfall angehört: Die Zerstörung einer unserer Motoren.

Aus diesem Vorfall, welcher sich beim Experimentieren ereignet hat, haben nun nicht mehr genügend Motoren für unseren Quadrocopter (wir hatten nur vier, da der Händler nur eine solche Stückzahl auf Lager hatte) und suchen daher derzeit nach neuen Motoren, welche jedoch wieder eine neue Investition bedeuten. Da wir jedoch langsam an finanzielle Grenzen stoßen, suchen wir nach Sponsoren für unser Projekt, mit denen wir unser Projekt direkt fortführen können. Sollten wir jedoch keine Sponsoren finden, müssen wir leider noch etwas mehr Zeit in Anspruch nehmen, bis wir die passenden Motoren bestellen können.

Währenddessen ruhen wir natürlich nicht und kümmern uns derweil schon um spätere Spitzfindigkeiten, damit wir die Zeit bis zu den neuen Motoren nicht verschwenden. So haben wir uns letzte Woche und auch heute wieder besonders über eine weitere Optimierung des Gestells und der Anbringung der Signal-LEDs diskutiert, geplant und auch schon daran gebastelt. Ebenfalls haben wir uns derweil der mit der Programmierung der Funkempfänger und Funksender beschäftigt, welche während des Fluges Daten vom Quadrocopter zum Boden senden (Telemetriedaten, wie z.B. Temperaturen der Motoren, vom Mikrocontroller eingestellte Rotorgeschwindigkeit und weiteres).

Wir hoffen, dass wir sehr bald neue Motoren finden, selbstverständlich melden wir uns nächste Woche Freitag mit neuen Ergebnissen wieder.

Bis dahin,
Das Demon-Team!

~ Christian

Demon im Anflug! oder doch nicht?

April 20, 2012 in Allgemein

Heute war ein spannender Tag. So wird oft ein Blogeintrag angefangen, jedoch darf man dies heute wörtlich nehmen, denn wir haben unsere ersten Tests mit dem Quadrocopter abgeschlossen und dabei einige interessante Erfahrungen gesammelt. Dabei lief alles auch nicht unbedingt so, wie wir es uns gedacht haben, jedoch sind wir mit positiven Ergebnissen aus diesem Tag gegangen, doch nun alles der Reihe nach.

Lass es dir schmecken, Christian!

Nachdem wir alle unser Mittagessen gegessen hatten, haben wir unsere Materialien ausgepackt und ausgebreitet. Danach haben wir uns zunächst alle noch einmal die Motoren mit ihren Rotorblättern angeschaut und nach einigem Probieren festgestellt, dass die Rotorblätter eindeutig zu lang waren und den Motor unnötig ausgebremst haben. Also haben wir sie von 16cm Länge (vom Motor bis zur Rotorkante) auf 10cm gekürzt, was unseren bisherigen Planungen von 5-6cm entgegen spricht. Doch der Hauptgrund dafür ist, dass die Rotorblätter erst nach circa 4cm ihre volle Breite erreicht haben und sie daher mit 5-6cm kaum für genügend Auftrieb sorgen könnten.

Lennart (l.) und Simon (r.) bei der Arbeit. Nach und nach alle Motoren ans Gestell!

Nachdem wir die Rotorblätter an den Motoren befestigt hatten, haben wir angefangen den ersten Prototyp von Demon zu bauen. Also schnell das Gestell aus dem Rucksack geholt und die Motoren provisorisch mit Kabelbindern an den vier Enden des Gestells befestigt. Nun fehlten nur noch Drähte, denn ohne solche, würden sich die Rotoren nur durch ein laues Lüftchen bewegen. Für den ersten Aufbau haben wir bei der Verdrahtung uns vorerst für eine Wickel- und Drehverbindung entschieden, da wir ungern die Motoren schon mit Lötzinn beflecken wollten.

Mehr Power!

Was die Stromversorgung angeht, waren wir uns sicher, dass für die ersten Tests eine 9V Blockbatterie nicht genügend Leistung erbringt. Daher haben wir auf ein gewöhnliches 9V Netzteil zurückgegriffen und den ersten Test mit großer Spannung gestartet. Doch zu unserer Ernüchterung drehten sich die Rotoren recht langsam und das Ziel, dass Demon jemals abhebt, rückte in weiter ferne. Vor lauter Ernüchterung wollten wir daher das Netzteil wieder abnehmen, bis wir bemerkten, dass auf dem Netzteil ein maximaler Strom von 500mA ausgegeben werden kann und schnell war klar, dass hier das Problem lag. Also mussten wir zu einer anderen Stromversorgung greifen, wobei unser Physik-Lehrer uns ein regelbares Labornetzteil zur Verfügung gestellt hat, welches wesentlich mehr Strom verträgt.

Voller Enthusiasmus klemmten wir also dieses Netzteil an den Quadrocopter und drehten die Leistung auf. Und tatsächlich drehten sich die Motoren sehr schnell und es kam viel Wind auf, sogar einen leichten Auftrieb war zu spüren. Leider deutet dies auch an, dass das Gestell des Quadrocopters wohl eindeutig zu schwer ist und um einiges Holz dünner geschnitzt werden muss, sodass wir das Gewicht hoffentlich um die Hälfte reduzieren können. Doch die Stärke der Motoren haben Hoffnung darauf gegeben, dass mit einem leichteren Gestell der Quadrocopter sich beim nächsten Test am nächsten Freitag sicher in die Lüfte erheben wird und die Welt aus neuen Blickwinkeln kennen lernt!

Alle Bilder von heute findet ihr auch hier: Versuchstag 1

Soviel von heutigen Tage,
Das Demon-Team!

~ Christian

Ein kleiner Schritt für uns, aber ein Großer für unseren Quadrocopter…

April 19, 2012 in Allgemein

Vorsicht, Gefahr!

…Obwohl das Teil keine Füße hat.
Jedenfalls noch nicht. Mal sehen, was unseren Köpfen noch für merkwürdige Ideen entspringen…

Nach einer kleinen – wie ich es nenne – “Kunstpause” meldet sich Demon zurück mit “spannenden” Plänen und Ideen im Gepäck.
Um Missverständnisse zu vermeiden: Dies war kein schlechtes Wortspiel um eine Überleitung zur Energieversorgung des Copters herzustellen, obwohl dies immernoch ein Problem ist, das es zu überwinden gilt.

Doch genug der laschen Wortspiele: Morgen Nachmittag wird es zum ersten Mal in der bis jetzt kurzen Geschichte Demons so richtig ernst.

Wie man in den bisherigen Einträgen entnehmen konnte, hat sich bei Christian so langsam ein kleiner Berg an Mikrocontrollern, Rotoren, Motoren und Vielem mehr angehäuft. Und morgen, am 20.04.2012 beginnen in einem eigenen Raum in unserer Schule die allerersten Tests, die das Fortschreiten (Oder eher Fortfliegen? :D) unseres Projektes beeinflussen werden. (An dieser Stelle wieder dank an unseren Physik-Lehrer für das Bereitstellen des Raumes :) )

Ein vorläufiges Grundgerüst aus Holz wurde bereits gebaut und wartet darauf, in den ersten Demon-Prototypen verwandelt zu werden.

Unser Plan für den 20.04.2012:

- Versuche mit den Rotoren, Motoren & dem Grundgerüst.

- Eventuelle Arbeiten mit den Microcontrollern

Hauptsächlich gilt es herauszufinden, ob die von uns verwendeten Motoren stark genug sind, um zusammen mit den Rotorblättern für genug Auftrieb zu sorgen, um sich selbst und eventuell das Holzgerüst in die Luft zu heben. Lasst uns also hoffen, dass unser Prototyp kontrolliert “in die Luft geht”.

In dem Sinne… Wünscht das Demon-Team noch einen schönen Abend!
~ Lennart

Bisherige Zusammenfassung

März 26, 2012 in Allgemein

Wir haben uns im Vorfeld lange über verschiedene Faktoren des Prototyps unterhalten und haben auch Entscheidungen getroffen.

Als vorläufiges Gerüst haben wir uns dabei für ein Holzrahmen entschieden, welcher in Kreuzform aus zwei Hölzern mit einer Kerbe in der Mitte geleimt und verschraubt werden soll. Die Länge jedes Holzstücks soll circa 30cm betragen.

Über die vorläufige Wahl der Motoren haben wir uns ebenfalls lange die Köpfe zerbrochen, nun sind aber die Johnson 10750 in der Bestellung. Diese liefern uns im Leerlauf 25.212 U/min und unter Last satte 12.606 U/min. Dies sollte nach unseren Berechnungen (Dank an unseren Physik-Lehrer) für das geschätzte Gewicht und unter Normalbedingungen für den Auftrieb des Quadrocopters ausreichen.

Für die elektronische Steuerung fiel die Wahl der Mikrocontroller ebenfalls vorläufig auf den Atmel ATmega328p, da dieser genügend Platz für das Steuerprogramm bietet, zugleich aber dank der RISC-Architektur und 16Mhz die Berechnungen schnell erledigen kann. Ebenfalls bietet er mit seinen 23 I/O-Pins genügend Anschlüsse für die Motorsteuerung und für die Sensoren.

In Bezug auf die Motorsteuerung war natürlich klar, dass der Mikrocontroller die Motoren nicht direkt ansteuern kann, da dieser weitaus nicht den benötigten Strom und auch nicht die Spannung bietet, damit die Motoren auf volle Drehzahl gebracht werden können (eher würde der Controller sich zum Braten eines Steaks eignen). Daher wird eine klassische Motorsteuerung verwendet, die H-Brücke. Derzeit wird noch diskutiert, ob dafür eine Schaltung aus 16 MOSFET-Tranistoren gebaut werden soll, oder der IC L283D verwendet werden soll, welcher jeweils zwei H-Brücken in sich trägt.

Als Sensoren werden vorläufig zur Messung der Luft ein Temperatursensor und ein Luftdrucksensor verwendet werden, damit der Quadrocopter dem launischen Wetter entgegenwirken kann. Als zusätzlicher Stabilisator soll ein Gyroskop dienen, welcher die aktuelle Lage des Quadrocopter an den Mikrocontroller weiterleitet und dieser die Motoren entsprechend steuern kann.

Um das ganze Gerät auch mit der nötigen Spannung Spannung versorgen zu können, soll entweder ein 9V Akku-Pack eingesetzt werden oder 6x AA-Mignon 1,5V in Reihe. Selbstverständlich muss stetig für eine neue Stromzufuhr gesorgt werden, da alleine die Motoren 4,2A brauchen werden.

Zur Gestaltung ist derzeit geplant, dass das Gerüst eine Kreuzform bekommt. An jedem Ende wird mit Kabelbindern ein Motor befestigt. Die Stromkabel zur Mitte des Gestells, wo sich die elektronische Schaltung befindet, werden direkt am Balken, oberhalb oder unterhalb verlaufen. Die Stromversorgung wird sich ebenfalls in der Mitte der Konstruktion, jedoch auf der unteren Seite befinden. Dadurch können wird wenigstens eine ungefähre Symmetrie bieten.

Das sind bisher die Planungen zum Prototyp, bis dann,

Das Demon-Team!

~ Christian