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MikroKopter - Leitfaden zum Nachbau

Wie macht man aus einem Haufen Bauteile einen flugfertigen MikroKopter? Hier einige Tipps, die beim Aufbau helfen.

Man kann auf alle Bilder klicken für eine grosse Ansicht

ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=17471,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/MkKomplettset.jpg.html) ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=17371,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/CIMG8420_MK_Fertig.JPG.html)

MikroKopter vorher und nachher

Der Rahmen

Der Rahmen gibt dem MikroKopter die Grundstruktur.

Er muss folgende Bedingungen erfüllen:

• stabil und verwindungssteif
• leicht
• je nach Geschmack auch gut aussehen

ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=17474,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/MK40Set_001.JPG.html)

Dies ist ein Rahmenset für einen Standard-MikroKopter mit 40cm Motorachsabstand. Das Gewicht des Rahmens beträgt (je nach Anzahl und Art der verwendeten Schrauben) ca. 100-110g.

Bei der Angabe des Achsenabstandes meinen wir immer die Achse entlang der Ausleger. Der diagonale Abstand von einem Motor zum anderen ist entsprechend 40cm / 1.4 = 28,5cm.

Rahmen lackieren

ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=17211,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/CIMG8276_lack1.JPG.html) ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=17215,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/CIMG8279_lack2.JPG.html)

Der Rahmen sollte so lackiert werden, dass sich der vordere Ausleger farblich gut von den anderen unterscheidet. Eine rote Signalfarbe bietet sich an.

Vorher sollte man die Ausleger entfetten und grundieren. Dadurch hält die Farbe besser und die Signalfarbe kommt bessert zur Geltung.

Alternativ kann man die Ausleger auch mit farbigen Schrumpfschlauch überziehen oder [http://www.mikrokopter.de/ucwiki/Eloxieren Eloxieren]

Rahmen montieren

Der Rahmen von oben:

ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=17251,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/CIMG8288_rahmen.JPG.html) ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=17223,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/CIMG8283_rahmen.JPG.html)

Der Rahmen von unten:

ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=17231,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/CIMG8287_rahmen.JPG.html) ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=17227,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/CIMG8285_rahmen.JPG.html)

Bei der Montage ist folgendes zu beachten:

• bei den Auslegern befinden sich die kleinen Löcher zur Motorbefestigung auf der Oberseite

• die inneren vier Schrauben sollten aus Metall sein und müssen gut angezogen werden (selbstsichernde Muttern verwenden). Diese Schrauben sind massgeblich an der Stabilität beteiligt.

• an den Abstandshaltern wird später die FlightCtrl befestigt, sie müssen nach oben

• die acht Schrauben aussen halten zusätzlich die Ausleger in Position. Die Muttern sollten unten sitzen

[http://www.mikrokopter.de/files/Rahmen.wmv Video vom Rahmenbau (8,8MB)]

Elektronik

• Die Elektronik und die in den Prozessoren ablaufenden Algorithmen ist die Zentrale Komponente eines Quadrokopters. Nur durch die Sensorik und schneller Regelung der Motoren ist ein Flug möglich.

ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=17247,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/CIMG8302_Set.JPG.html)

Sie besteht im Wesentlichen aus:

• FlightControl -> "Hauptrechner mit Sensorik" zum Berechnen der Lagedaten

• BL-Ctrl -> schnelle Ansteuerung der BL-Motoren

• Empfänger -> Schnittstelle zur Fernbedienung und damit zum Piloten

• LiPo-Akku -> Stromversorgung

FlightCtrl

Auf der vorbestückten FlightCtrl müssen noch einige bedrahtete Bauteile bestückt werden. Generell erkennt man vorbestückte Platinen an der roten Farbe.

Die FlightCtrl wird gern mit "FC" abgekürzt.

Platine vor und nach der Bestückung der restlichen Teile:

ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=16033,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/CIMG8443_FC_Parts.JPG.html) ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=16036,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/CIMG8456_FC.JPG.html)

Die Einbaulage der FC ist fest vorgegeben:

• der Pfeil in der Nähe des Schalters muss zum vorderen Ausleger (BL-Regler Nummer 1)zeigen
• Waagerecht
• Prozessor oben

[http://www.mikrokopter.de/files/FC_Bestuecken2.wmv Video von der Bestückung der restlichen Teile (21,3MB)]

[http://www.mikrokopter.de/ucwiki/FCAufbauBestueckt Weitere Informationen zur Bestückung der FC]

BL-Regler

Die BL-Ctrl ist speziell für Quadrokopter mit BL-Motoren entwickelt worden.

ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=17255,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/CIMG8293_Regler.JPG.html)

Im Gegensatz zu herkömmlichen BL-Reglern, verfügt sie über einen schnellen Datenbus zur FC (I2C) und setzt die Motorsollwerte spontan um. Herkömmliche BL-Regler können nicht verwendet werden.

Den BL-Reglern werden über Lötjumper eine Adresse von 1-4 zugeordnet.

Adressauswahl

Bei der BL-Ctrl V1.2 wird die Motoradresse per Lötjumper auf der Platine eingestellt.

attachment:BL-Ctrl_V1.2/BL-Ctrl_adr.jpg

Dabei gilt:

attachment:BL-Ctrl_V1.2/Adr_Tabelle.gif

• Bei der vorbestückten BL-Ctrl V1.2 muss noch der beiliegende Elko angelötet werden:

attachment:BL-Ctrl_V1.2/Bl-Ctrl_v1_1.jpg ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=17263,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/CIMG8314_Regler_DC.JPG.html)

[http://www.mikrokopter.de/ucwiki/BrushlessCtrl Generelle Infos zur BL-Ctrl]

[http://www.mikrokopter.de/ucwiki/BL-Ctrl_V1.2 BL-Ctrl V1.2]

Verkabelung

Auf diesem Übersichtsplan erkennt man u.a. die Verkabelung, die Adressen und Positionen der Motor-Regler, sowie die Drehrichtung der entsprechenden Propeller: ImageLink(http://mikrocontroller.cco-ev.de/images/kopter/verdrahtung1k.gif,http://mikrocontroller.cco-ev.de/images/kopter/verdrahtung1.gif)

ElektronikVerkabelung

Kabelbaum

Zunächst werden die DC-Leitungen für die Gleichstromversorgung angefertigt.

ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=17259,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/CIMG8310_Kabelbaum.JPG.html) ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=17267,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/CIMG8316_Regler_DC.JPG.html)

Man fertigt den Kabelbaum aus einer Dicken Zuleitung (ca. 10cm), an der vier Abgangsleitungen angelötet werden (ca.12cm) Die Lötstelle muss mit viel Lötzinn verlötet werden. Anschliessend wird die Lötstelle mit Schrumpfschlauch oder Isolierband isoliert.

Die Abgangsleitungen (Plus und Minus) werden an die vier BL-Regler angeschlossen.

Zu beachten ist:

• auf keinen Fall darf Plus und Minus vertauscht werden!
• Rot = Plus
• Schwarz = Minus
• die Kabel sollten nicht zu weit abisoliert werden, um Kurzschlüsse zu vermeiden
• die Enden müssen gut verzinnt werden, damit keine Litzen frei liegen

Motorleitungen

Die Motorleitungen verbinden den Motor mit dem Ausgang der BL-Regler. Die BL-Motoren benötigen ein sog. Drehfeld. Aus dem Grund sind es drei Leitungen.

ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=17271,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/CIMG8319_Motorkabel.JPG.html) ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=17275,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/CIMG8322_MotorKabel_an_Regler.JPG.html)

Aus Gründen der Übersichtlichkeit verwenden wir drei unterschiedliche Farben. Die Drehrichtung des Motors kann später durch Tauschen von zwei der drei Leitungen gewechselt werden. Deshalb müssen wir uns zunächst keine Gedanken über die Anordnung der drei Leitungen machen.

Die Leitungen sollten ca. 22 cm lang sein. Sie werden zum Schluss noch gekürzt.

I2C-Datenleitung zu den BL-Reglern

Der [http://de.wikipedia.org/wiki/I2C I²C Bus] bildet die Kommunikation zwischen Regler und FC

ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=17283,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/CIMG8328_I2C.JPG.html) ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=17287,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/CIMG8330_I2C.JPG.html) ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=17303,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/CIMG8333_I2C_FC.JPG.html) ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=17291,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/CIMG8341_Kabel_an_FC.JPG.html)

Er besteht aus zwei Signalen

• SCL (Takt) Abgekürzt "C" (hier rote Signalleitung)
• SDA (Daten) Abgekürzt "D" (hier schwarze Signalleitung)

• Jede "C"-Leitung (Clock) der vier BL-Regler muss an das "C"-Pad der FlightCtrl.

• Jede "D"-Leitung (Data) der vier BL-Regler muss an das "D"-Pad der FlightCtrl.

Es hat sich als günstig erwiesen, die I2C-Leitung wie auf den Bildern gezeigt anzulöten und umzubiegen. Dann reissen die Leitungen später bei etwaiger mechanischer Belastung nicht ab.

Anschluss der Versorgungsleitung an die FC

Der Kabelbaum zu den Reglern und das Batteriekabel wird an die FC angeschlossen.

ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=17299,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/CIMG8339_DC_An_FC.JPG.html) ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=17307,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/CIMG8353_Versorgungskabel.JPG.html)

ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=17495,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/CIMG8362_BattKabel.jpg.html)

Das Batteriekabel besteht aus dem männlichen Batteriestecker (Bezeichnung: [http://www.mikrokopter.de/ucwiki/Steckverbinder?highlight=(deans) DEANS] ) (ist mit + und - beschriftet) und ca.15cm langem Anschlusskabel. Die Kontakte am Batteriestecker müssen mit Schrumpfschlauch gegen Kurzschluss gesichert werden.

Plus des Batteriekabels wird an das Pad am Schalter (zur Platinenmitte) angelötet. Plus des Kabelbaums (Abgang) wird an das Pad am mittleren Schalteranschluss angelötet.

Die beiden Minusleitungen gehen auf das Lötpad der Massefläche.

Anschluss der Beleuchtung

Zumindest den vorderen Ausleger sollte man eindeutig kennzeichnen. Am besten sieht man aus grösserer Entfernung eine Beleuchtung.

ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=17331,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/CIMG8361_LED_Leiste.JPG.html)

Die Leuchtbänder werden mit 12V versorgt. Am einfachsten ist es, wenn man sie mit einer dünnen Leitung an die Versorgung des vorderen Reglers (Nummer 1) anschliesst. Hier reichen 4-5cm Leitungslänge.

Später muss die Beleuchtung mitsamt dem Ausleger mit Schrumpfschlauch überzogen werden, um Kurzschlüsse zu vermeiden.

Anschluss des Summers

Ursprünglich saß der Summer direkt auf der FC. Weil dieser aber ein starkes Magnetfeld hat, verbannen wir ihn von vornherein an das Ende eines Auslegers.

Er würde ansonsten den elektronischen Kompass stören (MK3Mag), der als Option später eingebaut werden soll.

ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=17491,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/CIMG8362_Summerkabel.jpg.html) ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=17484,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/CIMG8350_Summerkabel.jpg.html) ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=17311,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/CIMG8354_SummerKabel_001.JPG.html) Wichtig: Plus des Summers (Beschriftet) muss mit dem + Summeranschluss am Platinenrand verbunden werden

Einbau der Elektronik in den Rahmen

Die gesamte Elektronik sollte jetzt so aussehen:

ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=17335,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/CIMG8362_Verkabelung_Vor_Einbau.JPG.html)

Trockentest der Elektronik

Man kann die wesentlichen Funktionen der Elektronik jetzt schon testen. Dazu müssen noch keine Motoren angeschlossen sein.

Vorgehensweise:

• Empfänger (mit Quarz) anschliessen (An den Ausgang für das Summensignal - Ausgang 1 beim DSL4TOP)
• Elektronik so ausbreiten, dass kein Kurzschluss entsteht
• 12V (von einem Netzteil) anschliessen. (Wenn man ein Netzteil verwendet, ist das beim Kurzschluss sicherer)
• Sender einschalten
• Einschalten

Kontrolle:

• die grünen LEDs der BL-Regler müssen an sein. Dann haben sie Versorgung
• die roten LEDs der BL-Regler müssen aus sein. Dann funktioniert der I2C-Bus.
• die grüne LED der FC muss an sein. Dann hat sie Versorgung
• die rote LED der FC ist aus, wenn sie Empfang hat
• man kann versuchen, die Motoren zu starten (die nicht angeschlossen sind). Dann flackern die grünen LEDs der BL-Regler und die roten bleiben aus

[http://www.mikrokopter.de/files/Trockentest.wmv Video vom "Trockentest" (5,6MB)]

Anordnung der BL-Regler

Die adressierten BL-Regler müssen nun wie folgt angebracht werden:

Eselsbrücke: Regler #3 auf 3 UhrBR Man kann die Regler von der Mitte es Rahmens durch die Centerplates fädeln (evtl. die Schrauben in den Ecken wieder lösen). Danach verlaufen die Motorkabel nach aussen und die Versorgungskabel nach innen.

ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=17343,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/CIMG8373_Kabelbinder.JPG.html) ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=17339,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/CIMG8372_Einbau_BL.JPG.html) ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=17347,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/CIMG8375_Kabel_In_Rahmen.JPG.html) ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=17355,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/CIMG8381_HeckAusleger.JPG.html)

[http://www.mikrokopter.de/files/ElektronikInRahmen.wmv Video vom Einbau (14,5MB)]

[http://www.mikrokopter.de/files/BL_Schrumpfen.wmv Video vom Einschrumpfen der Regler (5MB)]

Anschluss und Montage der Motoren und Propeller

ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=17383,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/CIMG8428_AuslegerVorn.JPG.html) ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=17409,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/CIMG8429_AuslegerHEck.JPG.html) ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=17379,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/CIMG8427_MotorAnAusleger_001.JPG.html)

Die Motorleitungen sollten eingeschrumpft (oder zumindest mit Kabelbindern gut gesichert werden. Bei dem Heckausleger kann man gleichzeitig den Summer mit dem Schrumpfschlauch befestigen.

Die Farbe der Auslägern hält sich besser, wenn die Ausleger eingeschrumpft sind.

Den Motoren liegen Stecker und Buchsen bei.

Die Verwendung dieser Stecker hat den Vorteil, dass

• die Motoren ggf. schnell getauscht werden können
• bei falscher Drehrichtung die Leitungen schnell gedreht werden können

Montage des Akkus

ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=17402,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/CIMG8435_AkkuDetail.JPG.html) ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=17395,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/CIMG8433_AkkuKlett.JPG.html) ImageLink(http://gallery.mikrokopter.de/main.php?g2_view=core.DownloadItem&g2_itemId=17387,http://gallery.mikrokopter.de/main.php/v/tech/CIMG8425_vonUnten_001.JPG.html)

An den Akku muss ggf. der Deans-Stecker (weiblich) angelötet werden. An dem Stecker ist Plus und Minus beschriftet.

Auch hier wieder die Lötstellen gut verzinnen und mit Schrumpfschlauch gegen Kurzschluss schützen.

auf keinen Fall die Akkuleitungen kurzschliessen!

Der Akku wird mit den zwei doppelseitigen Klettbändern gehalten (Photo). Die Klettbänder sollten in der Mitte mit Kabelbindern am Rahmen befestigt werden.

Tipp: Wenn auf den Akku zusätzlich Klettband aufgeklebt wird, hält dieser wesentlich besser.

Baustelle: Hier kommt noch einiges

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