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multikopter:baubericht_oktokopter

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Baubericht Oktokopter

Mein Winter-Bastel-Projekt 2013/14 ist ein Oktokopter als Trägerplattform für eine GoPro Hero 3 Black Edition oder eine kleine Kompaktkamera.

  • Zunächst fiel die Wahl auf eine klassische Bauform als Oktokopter, um eine gewisse Redundanz gegenüber einzelne Motorenausfälle zu erreichen.
  • Außerdem muss der Oktokopter so gebaut werden, dass er in den Kofferraum passt, was bei meinem Auto bedeutet, dass 11''-Propeller verbaut werden können. Der Kopter wird einen einen Durchmesser (von Achse zu Achse) von maximal 800 Millimeter haben.
  • Das Landegestell und das Gimbal werden eine Einheit bilden, die über einen Steckmechanismus mit den Auslegern verbunden werden. Der Steckmechanismus integriert eine 12-polige Verbindung für die Spannungsversorgung der Gimbalsteuerung, GoPro, Beleuchtung etc.
  • Angetrieben werden die Propeller mit acht Tiger-Motoren MN3110-17 (780KV). Wegweisend bei den Tiger-Motoren ist außerdem die Propellerbefestigung.
  • Die Motoren werden – ebenfalls klassisch – mit Rohrklemmschellen aus gefrästem POM auf Ausleger aus CFK-Rohr mit 22 Millimeter Durchmesser und 1 Millimeter Wandstärke montiert. Der relativ große Rohrdurchmesser verspricht eine hohe Stabilität ohne klobig zu wirken und steht optisch in einem angemessenen Verhältnis zur Größe der Motoren. Die POM-Schellen dämpfen – im Unterschied zu Schellen aus CFK – einen Teil der durch den Antrieb erzeugten Vibrationen.
  • Die Centerplates, die Motorhalter und das Landegestell werde ich selbst konstruieren, um beide Komponenten optimal auf meine Bedürfnisse abstimmen zu können.
  • Die Motoren werden mit Reglern mit SimonK-Firmware geregelt werden. Die Regler werden voraussichtlich unter die untere Centerplate montiert werden. Aal Stromverteiler kommt das Power Distribution Board for OCTO von Gryphon zum Einsatz.
  • Welche Flight-Control eingesetzt werden soll ist noch nicht entschieden. Infrage kommt eine MikroKopter-Elektronik mit I2C-zu-PWM-Konverter oder eine NAZA V2 von DJI. MultiWii kommt eher nicht infrage, weil weder die Höhenregelung noch Position Hold genügend zuverlässig funktionieren.

Kalkulation des Gewichts

  • Rohrschellen: 120 g
  • Motore (mit Kabeln): 800 g
  • Titan-Schrauben für Rohrschellen: 60 g1)
  • CFK-Auslegerrohre: 320 g
  • Stromverteiler: 60 g
  • Regler: 240 g
  • Wookong M: 150 g
  • Haube: 50 g
  • CFK-Teile: 500 g (geschätzt)
  • Propeller: 90 g
  • Kleinteile: 200 g (geschätzt)
  • Lipos: 1000 g

Ohne Gimbal und Kamera ist ein Startgewicht von ca. 3500 g erwartbar, wenn auf Schnickschnack verzichtet wird. Mit Gimbal und GoPro wird das Startgewicht bei ca. 4000 g liegen.

Laut eCalc ist bei 4000 g Abfluggewicht und 10000 mAh Akkukapazität eine Flugzeit von 13 Minuten zu erwarten. Bei 4500 g beträgt die Flugzeit immer noch 11 Minuten.

Um eine Flugzeit von 15 Minuten zu erreichen, dürfte das Abfluggewicht 3650 g nicht überschreiten, was aber kaum zu erreichen ist.

Konstruktion

Obere Centerplate Die Centerplates haben einen Durchmesser von 28 cm. Die Regler werden hochkant radial zwischen den Auslegerrohren befestigt. Im Zentrum befindet sich der Stromverteiler, der nach oben mit einer Halterung für zwei MPX-Buchsen abschließt. Über diese Buchsen soll die Wookong M und später evtl. eine OSD mit Spannung versorgt werden.

Baubericht

Die ersten Teile sind bestellt und trudeln langsam ein. Die Centerplates werden einen relativ großen Durchmesser haben, der durch Ausschnitte zwischen den Auslegern optisch reduziert wird. Die Elektronik wird durch eine PET-Haube mit 155 mm Durchmesser geschützt. Eventuell wird der zusätzliche Einbau eines Überrollbügels vorbereitet.

Materialliste

  • 8 x T-Motor MN3110-17 780KV
  • 8 x 11×3,7-CFK-Propeller von RC Tiger
  • 8 x Maytech GF-MT30A mit SimonK-Firmware
  • 1 x Power Distribution Board for OCTO Gryphon
  • 32 POM-Rohrschellen, gefräst
  • 8 x Auslegerrohre, CFK, 22 mm Durchmesser, 1 mm Wandstärke
  • 8 x Endstopfen aus schwarzem PVC
  • 1 x DJI Alloy GPS Folding Antenna Base
  • PET-Haube, 15,5 cm Durchmesser

Multikopter Oktokopter Technik

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1)
64 Stahlschrauben würden ca. 250 g wiegen.
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