Projekt Multicopter - Zusammenbau

Ich habe euch bereits von meinem Multicopter Projekt berichtet, im ersten Bericht ging es noch um die Anforderungen und Auswahl der Komponenten. Mittlerweile ist mein Hexacopter bereits flughäfig und hat die ersten Testflüge hinter sich. Dieser zweite Teil der Doku soll euch einen Einblick in den Zusammenbau und die Konfiguration des DJI F550 geben:

Projekt Multicopter - Zusammenbau - Grundplatine

Zusammenbau DJI FlameWheel F550

Als erstes habe ich einmal den DJI F550 Bausatz in Angriff genommen. Dieser besteht aus zwei Centerplatten und 6 Armen die daran befestigt werden. Die untere Centerplatte dient dabei auch gleich aus elektrischer Verteiler, daran werden die Motorcontroller-Speisung und das Stromkabel zum LiPo angeschlossen.

Projekt Multicopter - Zusammenbau - Bestückung

Auch die NAZA-Steuereinheit kann direkt über die Platte gespiesen werden. Nachdem man alle Controller angelötet hat, können die Arme befestigt werden und die Controller daran montiert werden. Das klappt am einfachsten mit Kabelbindern.

Projekt Multicopter - Zusammenbau - Motorcontroller

An den Enden der 6 Arme gehören die Motoren, die werden anfangs noch ohne Rotoren verschraubt. Die Rotoren sollte man erst nach der Konfiguration anschliessen, damit der Multicopter nicht gleich auf dem Schreibtisch abhebt. Das sieht dann im Schnelldurchlauf etwa so aus:

Der Zusammenbau ist anhand der Bauteile grundsätzlich selbsterklärend, ansonsten gibt es noch ein kleines und einfach gehaltenes Manual dazu. Wer schon mal gelötet hat ist sicher im Vorteil, ansonsten gibt es nicht viel spezielles zu beachten. Ich habe vielen Schrauben noch mit Loctite Schraubensicherung angezogen, das soll verhindern dass sich mal eine Schraube durch die Vibrationen lösen sollte.

Projekt Multicopter - Zusammenbau - GPS mit Abstand montieren

Zu beachten gilt es dass der GPS-Empfänger des NAZA Systems nicht zu nahe an den Rotoren befestigt wird und gegen oben zeigt, so wie bei meinem Copter gut ersichtlich.

Graupner MX 16 Inbetriebnahme

Als erstes habe ich die Fernbedienung Graupner MX-16 gleich mal aufgeschraubt und beim linken Steuerknüppel die Federkraft für die vertikale Steuerbewegung auf Null gestellt. So springt das “Gaspedal” nicht auf 50% ohne Einwirkung. Denn ich fliege die Steuerknüppelbelegung Mode 2, weil mir diese am natürlichsten vorkam. Was die Bewegungsarten Gier, Roll & Nick genau bedeuten, habe ich im Beitrag Wie funktioniert ein Multicopter genauer erläutert.

Steuerknüppel-Belegung Mode 2 - Bild von mikrokopter.de
Steuerknüppel-Belegung Mode 2 – Bild von mikrokopter.de

Nun gilt es den Graupner Empfänger, in meinem Fall den GR-16, mit der NAZA, also der Steuerungseinheit des Copters, richtig zu verbinden. Dabei hatte ich anfangs ein wenig Mühe und mittels Google und einigen Foren habe ich mich für folgende Belegung entschieden:

NAZA A - Kanal 2
NAZA E - Kanal 3
NAZA T - Kanal 1
NAZA R - Kanal 4
NAZA U - Kanal 5 (3 Stufen Schalter)
NAZA X1- Kanal 7
NAZA X2- Kanal 8

Grundsätzlich kann man die Belegung auch anders legen, man muss dies einfach in der Programmierung berücksichtigen. Zu Erwähnen gibt es vielleicht noch, dass die Fernbedienungen allgemein für Helicopter und Flugzeuge (Flächenmodelle) ausgelegt sind. Für den Multicopter-Gebrauch sollte man sie auf Flächenmodell stellen!

Projekt Multicopter - Zusammenbau - Graupner MX16 verbaut

Konfiguration

Die Konfiguration der NAZA-Einheit geschieht über ein USB Kabel und einer passenden Software, welche leider nur für Windows erhältlich ist. Dabei werden am Multicopter die Befehle der Fernsteuerung direkt entgegengenommen und an den Computer weitergeleitet, wie erwähnt sollte man die Rotorblätter zu diesem Zeitpunkt noch nicht montiert haben. Die Konfiguration und Kalibration geschieht mit Hilfe einer mehrseitigen Dokumentation zur NAZA. Ich kann hier nur beschreiben, was ich wie programmiert habe. Um das Lesen der Doku kommt man nicht herum, zumal mal ein Fluggerät steuern möchte und es auch verstehen sollte!

Wie oben erwähnt habe ich meinen DJI F550 und die Graupner so konfiguriert, dass ich in Mode 2 fliege. Die Entscheidung finde ich nach einigen Flügen immer noch richtig und fühlt sich natürlich an. Weiter habe ich den drei Positionen-Schalter oben Links (CTRL 9) so gelegt, dass ich darauf zwischen den drei Flugmodis schalten kann, das heisst manuelle Höhe, Altitude Hold und GPS Hold. Auf dem Switch 1, welcher beim Loslassen zurückspringt, kann ich manuell den Failsafe auslösen. Damit fliegt der DJI F550 selbstständig auf 20m Höhe zur Ausgangsposition zurück und landet nach einer gewissen Zeit selbstständig. Auf dem Drehknopf CTRL 7 werde ich dann Pitch & Roll meines Gimbals (Kamerahalterung) anschliessen – dieser Punkt ist noch im Aufbau.

Projekt Multicopter - Zusammenbau - Motoren

Weiter sind noch folgende Funktionen festgelegt, SW2 = COURSE LOCK, SW3 = HOME LOCK & SW8 = 6 Minuten Timer. Diese Funktionen habe ich bisher noch nicht wirklich ausprobiert, in erster Linie ging es mir darum denn Hexacopter richtig zu konfigurieren und erste Flüge zu machen. Bevor man loslegen kann, sollte man noch die Rotoren befestigen, hier sollte man darauf achten dass diese Abwechslungsweise eine andere Drehrichtung aufweisen und man die linksdrehenden Motoren auch mit linksdrehenden Rotorblättern bestückt.

Gewicht

Eine der meisten Fragen richtet sich immer nach dem Gewicht des DJI F550 Hexacopters. Ich wusste es selbst nie so genau und darum habe ich ihn einmal ausgemessen:

DJI F550 inklusive Elektronik und Landegestellthalterung        1350g
Landgestell Rahmen                                               120g
3S Conrad LiPo 5000mAh                                           420g
Einfache GoPro Halterung mit Skeleton Gehäuse                    110g 
GoPro Hero 2                                                      96g 
                                                               ------ 
Total Abfluggewicht                                             2096g

Also rund 2.1kg ist das totale Abfluggewicht des DJI F550 wenn ich einfach und simple eine Hero 2 Kamera montiere. Für zukünftige Pläne wird das Gewicht sicher weiter steigen, wie hoch man gehen kann um noch sicher fliegen zu können weis ich (noch) nicht. 2.5kg sollten aber machbar sein.

Projekt Multicopter - Zusammenbau - ready to Start

wie weiter? nächste Ziele?

Wie der Name Projekt Multicopter es schon sagt, es ist ein Projekt und Projektabschlüsse dauern immer länger als man denkt… Ich habe nun einen flugfertigen Hexacopter mit einer einfachen GoPro-Halterung der mit ersten Flügen viel Spass machte. Doch es gibt einige Punkte die ich noch verbessern und erweitern möchte, die Möglichkeiten sind fast grenzenlos. Die nächsten Ziele aus meiner Sicht sind folgende:

  • Kamera-Gimbal: Eine 2-Achsen-stabilisierte Kamerahalterung für saubere Aufnahmen
  • Video-Downlink: Eine Funkverbindung zum Boden mit einem Livefeed was die Kamera des Copters gerade sieht, für bessere Aufnahmen und Orientierung in weiter Entfernung des Copters
  • GPS Course und Home Lock Modes ausprobieren und Flugfertigkeiten verbessern

Natürlich gäbe es noch weitere Ziele und Möglichkeiten die ich sehe, doch ich möchte mich in naher Zukunft auf die obigen beschränken.

Fazit

Die Entscheidung einen Hexacopter zu bauen war definitiv richtig und brachte bisher viel Spass und dabei lernt man auch einiges. Ich muss aber klar sagen, dass ich den Zeitaufwand unterschätzt hatte und dafür aber positiv von den stabilen Flugeinschaften eines Hexacopters überrascht wurde. Ausser zwei kleinen Malheurs beim Landen hatte ich noch keinen Crash oder Schaden zu verzeichnen und das freut natürlich auch den Geldbeutel. Ich halte auch hier auf dem Laufenden und werde demnächst ein kleines Video von ersten Flügen nachreichen.

Autor

Im März 2010 habe ich Technikblog ins Leben gerufen. Seither blogge ich mehrmals wöchentlich über technische Themen die mich faszinieren und im Alltag begleiten, das beginnt bei Smartphones, Computer, Gadgets, technischen Spielereien bis hin zu HowTo-Anleitungen und Testberichten zu Smart Home Einrichtungen und Elektrofahrzeugen.

ommentare

  1. Urban Grütter Reply

    Servus.

    Habe da noch ne Frage bezüglich Erkennung der Flughöhe: Wird diese per GPS oder per Ultraschall (Modul gegen den Boden gerichtet) oder auf eine ganz andere Art ermittelt? Habe das Gefühl, dass es per GPS relativ ungenau sein wird.

    Gruss Urban

    • Ciao Urban,
      der Copter hat zwei höhenstabilisierende Modi:
      1) Nur Höhenmessung und Ausgleich, das wird über einen barometrischen Höhenmesser erledigt
      2) Lagenstabilisierung – Dabei wird der Höhenmesser mit den GPS Daten verglichen und der Copter schwebt ziemlich genau an Ort und Stelle.

      Ich gehe davon aus dass in der zweiten Variante für die Höhenmessung auch das Barometer zum Einsatz kommt, mangels der GPS Ungenauigkeit.

      • Urban Grütter Reply

        Salü Hans

        Danke für deine Antwort. Dann geh ich mal davon aus, dass der barometrische Höhenmesser bei jedem Einschalten die Höhe auf “Null” kalibriert (ist ja auch nicht immer gleich) und dürfte eigentlich sehr genau sein. Zur Lagestabilisierung: Das tönt plausibel (Höhe über Barometer; Position über GPS).

        Bin sehr gespannt, wie es mit dem Copter weitergeht.

        Gruss
        Urban

  2. Coole sache und gut beschrieben, aber wie ist denn der Abflugpreiß eigentlich und eventuell wäre auch eine Bezugsquelle interessant.. Gruß dave

    • Hallo Dave

      das komplette Setup ist im ersten Beitrag Projekt Multicopter: Idee, Anforderungen und Komponenten beschrieben und genauer ausgeführt. Die Komponenten sind eigentlich folgende:

      • DJI F550 PRO – Multicopter Set mit NAZA
      • Graupner MX-16 – Fernbedienung
      • Conrad Energy LiPo 5000 mAh (30 C) – Zweimal einen Akku
      • Graupner Ultra Trio Plus 16 – Ladegerät für die Akkus

      Damit kann man eigentlich schonmal loslegen und kommt auf rund 1700.- CHF.

  3. Hallo,

    und Grüße von der Ostsee in Schleswig-Holstein.
    Sage mal was für ein Landegestell hast Du im Zeitraffer Video verbaut?

    ciao Andreas

  4. hallo hans, alles wirklich interessant.Würde mich interessieren was Du genau für Einstellungen an der Graupner gemacht hast ,von wo hast Du schlussendlich die Einstellungen gefunden,, bin schon länger daran aber es funktioniert nicht so wie es soll,obwohl ich im google überall Infos gelesen habe.
    Gruss
    Peter

  5. Hallo Hans,
    danke für deinen Interessanten Beitrag.
    Bin auch gerade dabei meine MX-16/Gr-16 zu konfigurieren.

    Kannst du mir sagen wie du deinen Schalter mit den drei Modi Atti, GPS, M konfiguriert hast.
    Und deine Daten für den Mixer.

    Danke

  6. Hallo Hans

    Super Beitrag. Vor allen Dingen für Graupner Fans :-). Könntest Du deine Sender Programmierung zu download bereitstellen?

    Danke

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