Orbitair 250, Eigenbau FPV Quadrocopter

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  • sridii
    Member
    • 24.09.2008
    • 528
    • Stefan
    • LU, CH, auf allen Wiesen

    #1

    [Quad] Orbitair 250, Eigenbau FPV Quadrocopter

    Nachdem ich meine ersten FPV Versuche mit China Frames erfolgreich absolvierte, musste ein neues Projekt her.
    Mein im Dezember 14 bestellter 3D Drucker wurde im Februar endlich geliefert. Also Klar, ein selbst konstruierter Multicopter soll als erstes meinen Drucker füttern.
    Lohnt sich das, wurde ich gefragt. Wenn man nur fliegen will, nein! Der Zeitaufwand ist hoch, und für die gesparten Euronen (oder Fränkli) für ein Frame würde ich besser eine Stunde mehr im Geschäft verbringen.
    Aber: Der Weg ist das Ziel! Ich bin sehr gespannt auf die Festigkeit eines mit PLA gedruckten Frames.
    Genial, alles was einem an einem gekauften Frame nicht gefällt, kann nun verbessert werden. (so zumindest der Gedanke!)
    Meine Ziele waren:
    -Besser geschützte Elektronik (vor allem das CC3D)
    -kompakte Bauweise (möglichst tiefes Frame)
    -voll race-tauglich
    -modular aufgebaut

    Zum Aufbau:
    Wie beginnt man die Konstruktion eines Quadrcopters? Keine Ahnung, also habe ich mal mit einem kleinen Teil begonnen (nicht zuletzt weil ich null Ahnung hatte wie mein neuer Drucker funktioniert...):
    1: Schutz für das CC3D
    Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht

Name: CC3D_protection.jpg
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Größe: 38,0 KB
ID: 5477867
    Alle Anschlüsse sollen von außen erreichbar sein. Vor allem der USB Anschluss hat mir beim bisherigen Frame Sorgen bereitet, weil er nur schlecht erreichbar war. Die nicht benötigten Anschlüsse können einfach mit einem Tape zugeklebt werden.

    2: Als nächstes habe ich mich an die Platten des Frame gewagt:
    Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht

Name: Frames.png
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Größe: 268,8 KB
ID: 5477868
    Das Frame soll aus zwei Platten bestehen, die für die Aufnahme der Komponenten und die Festigkeit verantwortlich sind. Auf dem Bild sind auch noch die Akkuhalterung und der Befestigungswinkel für die Runcam Sky ersichtlich.
    Die Platten werden mit 15mm hohen Nylon Distanzhaltern (mit M3 Innengewinde) aneinander geschraubt.

    Als nächstes werde ich die Motorgondeln konstruieren, dauert aber ein wenig.

    Noch kurz zu meine Equipment:
    Ich konstruiere (wenn man das so nennen darf) mit 123d Design.

    Einfach zu bedienen und kann alles was ich brauche.

    Der Drucker:
    [SIZE="5"]MendelMax 3[/SIZE]
    Gruess, Stephan
  • Uija
    Senior Member
    • 15.08.2010
    • 2668
    • Jens
    • Hamburg

    #2
    AW: Orbitair 250, Eigenbau FPV Quadrocopter

    Ich bin gespannt auf deine Erfahrung. Ich fürchte, dass du das Frame anders designen musst. Eine paar Millimeter dicke gedruckte Platte wird nicht die Stabilät mitbringen, die du brauchst. Versuch einfach ein paar Senkrecht zur Platte verlaufende Streben einzuzeichnen, die dem Ganzen Stabilität geben. Selbst wenn du die Platten 5mm dick machst, wirst du nicht die benötigte Stabilität für einen Frame erhalten!
    LG, Jens
    Voodoo 700, Voodoo 600, Goblin 380
    Heli-Club Hamburg

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    • fftunes
      Senior Member
      • 21.09.2014
      • 1564
      • Fabi

      #3
      AW: Orbitair 250, Eigenbau FPV Quadrocopter

      Bi gspannt, wie's witer gaht^^

      Und hör auf Jens, der weiss, wovon er spricht
      Frage: Warum Nylon-Distanzhalter verschrauben, wenn du die (breiter & verstrebt) mit drauf-drucken kannst?
      Zuletzt geändert von fftunes; 27.03.2015, 17:24.

      Kommentar

      • sridii
        Member
        • 24.09.2008
        • 528
        • Stefan
        • LU, CH, auf allen Wiesen

        #4
        AW: Orbitair 250, Eigenbau FPV Quadrocopter

        Die Festigkeit wird bestimmt zentrales Thema.
        Eine paar Millimeter dicke gedruckte Platte wird nicht die Stabilät mitbringen, die du brauchst.
        Was meinst du genau mit Stabilität? Dass sich eine Frame-Platte (in der Länge) nicht durchbiegen lässt?

        Frage: Warum Nylon-Distanzhalter verschrauben, wenn du die (breiter & verstrebt) mit drauf-drucken kannst?
        Aus drei Gründen:
        Erstens ist Nylon gegenüber PLA wesentlich zäher und stabiler. Die gedrückte Lösung müsste also grösser dimensioniert werden.
        Zweitens weiß ich noch nicht genau, wie groß die Distanz zwischen den Platten sein muss. 15mm scheint anhand meiner Zeichnungen gut zu passen. Wenn nein, tausche ich einfach die 15mm Distanzbolzen gegen ein anders Mass aus.
        Drittens spare ich so viel Zeit beim Druck. Jedes zusätzliche Layer braucht Zeit.

        Ziel wäre aber, wenn alles passt, die Nylon Distanzhalter auch zu ersetzen.
        Gruess, Stephan

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        • Tane Mahuta
          Senior Member
          • 07.11.2012
          • 1120
          • Michael
          • Verein u. wild

          #5
          AW: Orbitair 250, Eigenbau FPV Quadrocopter

          Also ich würd beim Abstand der Grundplatte und Mittelplatte auf 20mm gehen. So hast du locker die esc (auch mal 20 a, wenns auf 4s gehen soll) plus ein PCB Platz.

          Wenn ich die Möglichkeit hätt mir eine Hülle für mein CC3D zu drucken, würd ich das gleich so drucken, dass ich Dämpfungsgummis mit einbauen kann, wenn ich es so wie Du direkt montieren möchte.
          LG Miky
          [FONT="Impact"]Voodoo 700/Protos 500/ZMR250Clone-CF//Blade 400/2xmcpx/Dx8[/FONT]

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          • sridii
            Member
            • 24.09.2008
            • 528
            • Stefan
            • LU, CH, auf allen Wiesen

            #6
            AW: Orbitair 250, Eigenbau FPV Quadrocopter

            Zitat von Tane Mahuta Beitrag anzeigen
            plus ein PCB Platz
            Dieser Gedanke lässt mich nicht mehr los...
            ma guckn...
            Gruess, Stephan

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            • Flappsohr
              Senior Member
              • 02.05.2005
              • 1034
              • Tugrul

              #7
              AW: Orbitair 250, Eigenbau FPV Quadrocopter

              Ich würde mir dieses PDB mal ansehen, finde ich sehr gut.
              Da sind zwei Mikroschalter dran, damit kann man z.B. LED's und FPV-System an- und ausschalten.
              Ich habe schon drei davon verbaut, die sind/funktionieren sehr gut und sind sehr klein und leicht.
              "Ein Optimist ist ein Mensch, der alles halb so schlimm oder doppelt so gut findet." H. R.

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              • sridii
                Member
                • 24.09.2008
                • 528
                • Stefan
                • LU, CH, auf allen Wiesen

                #8
                AW: Orbitair 250, Eigenbau FPV Quadrocopter

                Update:
                Ich habe mich entschieden, die Arme des Quadrocopters mit einem 10mm CFK-Rohr zu realisieren und nur die Motorgondeln zu drucken.
                Ziel wäre, hohe Stabilität bei kleiner Baugrösse. Als Nebeneffekt kann ich die Halterungen in jedem beliebigen Winkel montieren und so verschiedene Setups (-> Anstellwinkel der Propeller) ausprobieren.

                Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht

Name: Motorgondel.jpg
Ansichten: 1
Größe: 47,8 KB
ID: 5285815
                Gruess, Stephan

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                • wachtel
                  Member
                  • 26.04.2012
                  • 373
                  • Konrad

                  #9
                  AW: Orbitair 250, Eigenbau FPV Quadrocopter

                  Hallo Stephan,

                  Ich habe mich entschieden, die Arme des Quadrocopters mit einem 10mm CFK-Rohr zu realisieren und nur die Motorgondeln zu drucken.
                  Ziel wäre, hohe Stabilität bei kleiner Baugrösse. Als Nebeneffekt kann ich die Halterungen in jedem beliebigen Winkel montieren und so verschiedene Setups (-> Anstellwinkel der Propeller) ausprobieren.
                  Ich bin schon die ganze Zeit am überlegen, wie ich einen Racecopter unter 300g realisieren kann. Nun habe ich eine 4,3mm Carbonsandwich Platte bestellt und bin begeistert...das ist genau das Material für eine Grundplatte
                  So leicht wie eine 1mm Carbonplatte aber wesentlich steifer. Wenn man die benutzt braucht man die Steifigkeit der Konstruktion nicht mehr über die obere Platte machen. Da diese nur leichte Komponenten trägt, kann sie sehr dünn und damit leicht werden. Um Gewicht zu sparen werde ich sie nur auf 6 Stück Moosgummisäulen kleben und keine Abstandshalter verwenden.
                  Die Motore (Emax 1804) werden direkt an den Enden eines 9X8 mm Carbonrohres befestigt. Das müsste ohne Motorhalterungen gehen und spart wieder Gewicht.
                  Die Rohre sind vorne und hinten von links nach rechts durchgängig und werden mit
                  Nähgarn auf der Trägerplatte befestigt. Das spart Gewicht und man kann die Motore im Winkel anstellen.
                  Eine erste Abschätzung ergibt folgende Gewichte:

                  Rahmen komplett: 33g
                  4 Motore mit Regler: 68-80g je nach Regler.

                  Gruss

                  Konrad

                  Kommentar

                  • sridii
                    Member
                    • 24.09.2008
                    • 528
                    • Stefan
                    • LU, CH, auf allen Wiesen

                    #10
                    AW: Orbitair 250, Eigenbau FPV Quadrocopter

                    Zitat von wachtel Beitrag anzeigen
                    Ich bin schon die ganze Zeit am überlegen, wie ich einen Racecopter unter 300g realisieren kann
                    inkl. FPV?

                    das ist echt ne Hausnummer! Ich bin bei meinen Kalkulationen bei einem Fluggewicht von 470 g. Wobei noch viel überflüssiges Kupfer und (zu)viele Schrauben verwendet werden.
                    Hast du einen Lieferanten für deine Grundplatte?
                    Gruess, Stephan

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                    • wachtel
                      Member
                      • 26.04.2012
                      • 373
                      • Konrad

                      #11
                      AW: Orbitair 250, Eigenbau FPV Quadrocopter


                      inkl. FPV?

                      das ist echt ne Hausnummer! Ich bin bei meinen Kalkulationen bei einem Fluggewicht von 470 g. Wobei noch viel überflüssiges Kupfer und (zu)viele Schrauben verwendet werden.
                      Hast du einen Lieferanten für deine Grundplatte?
                      Es ist diese Platte mit 4,3mm Dicke.

                      CFK Carbon Sandwichplatte, Kern Rohacell IG 51-F, Light | carbon-shop.at

                      Ja, es soll FPV und GPS drauf.

                      Kamera: 808#16 ohne Gehäuse: 10g
                      Sender: Walkera TX5804 gew. reduziert 10g
                      Steuerung: CC3D 15g
                      Propeller: 4X 5030 Carbon: 12g
                      GPS: 18g

                      Dann sind wir jetzt ohne Akku bei 145g. Kommen noch etwa 20g Kabel dazu,
                      also 165g.

                      Habe ich noch was wichtiges vergessen?

                      Bei dem geringen Gewicht wird er schon mit einem 2S/850mAh Akku ganz gut fliegen. Dann liegt das Abfluggewicht bei 205g. Mit 3S/1400mAh sind es dann 285g.

                      Gruss

                      Konrad

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                      • sridii
                        Member
                        • 24.09.2008
                        • 528
                        • Stefan
                        • LU, CH, auf allen Wiesen

                        #12
                        AW: Orbitair 250, Eigenbau FPV Quadrocopter

                        Mein Frame wiegt:
                        Druckteile inkl Motorhalter: 102g
                        Nylon Distanzhalter: 6g
                        Schrauben (48 Stk!!) 40g
                        Carbon-Rohre (2 Stk) 10g

                        Total Frame: 158g
                        Gruess, Stephan

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                        • s.nase
                          Senior Member
                          • 12.11.2011
                          • 1400
                          • San
                          • Berlin

                          #13
                          AW: Orbitair 250, Eigenbau FPV Quadrocopter

                          Bei deinen SandwitchPlatten kannst du nicht ohne weiteres einfach ne Schraube durch machen. Die Krbon-Deckschichten sind doch nur 0.22mm dick. Die platzen garantiert wenn die punktuell(Auflagefläche Schraube oder Mutter) belastet werden. Hast du dazu schon mal Versuche gemacht?

                          Normaler weise werden solche Sandwichtplatte doch nur möglichst großflächig auf einander geklebt. Vielleicht funktioniert es auch, wenn man große U-scheiben verwendet.

                          Die Idee mit den Sandwitchplatten finde ich aber eigentlich nicht schlecht. Man bräuchte ein Sandwitch mit mindesten 1mm Karbon-Deckschicht und 10mm... Füllschicht. Dann könnte man die 10mm Rohre gleich direkt durch die Füllschicht schieben und an den Verschraubungslöchern die Füllschicht durch Klemmbacken ersetzen. Also ein quasi-Eindecker Frame machen.
                          Zuletzt geändert von s.nase; 31.03.2015, 01:54.

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                          • wachtel
                            Member
                            • 26.04.2012
                            • 373
                            • Konrad

                            #14
                            AW: Orbitair 250, Eigenbau FPV Quadrocopter

                            Bei deinen SandwitchPlatten kannst du nicht ohne weiteres einfach ne Schraube durch machen. Die Krbon-Deckschichten sind doch nur 0.22mm dick. Die platzen garantiert wenn die punktuell(Auflagefläche Schraube oder Mutter) belastet werden. Hast du dazu schon mal Versuche gemacht?

                            Normaler weise werden solche Sandwichtplatte doch nur möglichst großflächig auf einander geklebt. Vielleicht funktioniert es auch, wenn man große U-scheiben verwendet.
                            Grosse U-Scheiben würden da sicherlich helfen. Aber meine Befestigungsidee basiert darauf, möglichst wenig Metall beim Bau zu verwenden, denn Schrauben bringen viel Gewicht mit. Aus diesem Grund klebe ich viel lieber.
                            Zur Befestigung der Rohre auf der Sandwichplatte: Normalerweise würde man
                            solche Rohre mit einem U-förmigen Bügel (Gewinde an den Bügelenden, Radius wie beim Rohr) befestigen. Die Enden werden durch die Platte gesteckt und gegengeschraubt.
                            Ich verwende statt dem Metallbügel einfach 10 Lagen Nähgarn. Man muss nur
                            darauf achten, dass der Faden beim Durchziehen immer gespannt bleibt. Dann bringt man pro Lage etwa 200g Zug drauf. Das hält bombenfest und wiegt fast
                            nichts. Wenn man will kann man den Faden am schluss noch mit CA tränken.

                            Alle Komponenten einschliesslich Oberdeck werden geklebt. Dazu verwende ich als Abstandshalter Moosgummistücke und als Kleber den zähelastischen Pattex.
                            Das hat sich bisher super bewährt. Wenn nötig bekommt man diesen Kleber auch leicht wieder ab.

                            Kommentar

                            • sridii
                              Member
                              • 24.09.2008
                              • 528
                              • Stefan
                              • LU, CH, auf allen Wiesen

                              #15
                              AW: Orbitair 250, Eigenbau FPV Quadrocopter

                              Update:
                              Es wurde gedruckt:

                              Die Grundplatte:
                              Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht

Name: Bau1.png
Ansichten: 1
Größe: 1.023,7 KB
ID: 5285970

                              Die Grundplatte (von unten mit Akkuhalterung):
                              Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht

Name: Bau2.png
Ansichten: 1
Größe: 998,5 KB
ID: 5285971

                              Einbau der ESC:
                              Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht

Name: Bau3.jpg
Ansichten: 1
Größe: 84,3 KB
ID: 5285972

                              Motorgondel:
                              Klicke auf die Grafik für eine vergrößerte Ansicht

Name: Bau4.jpg
Ansichten: 1
Größe: 77,2 KB
ID: 5285973
                              Gruess, Stephan

                              Kommentar

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