QR1 [DIY Quadcopter]

[stef110]

xp7amrkr en ikzelf hebben besloten zelf een Quadcopter te gaan bouwen. Deze willen wij in hoeverre mogelijk, geheel van de grond af opbouwen. Wij willen het frame, de elektronica en de software zelf ontwikkelen. (natuurlijk wel geïnspireerd door andere)

Als basis is er gekozen om vier motoren, vier regelaars en een aantal propellors bij de welbekende internet winkel HobbyKing te halen. De door ons gekozen componenten worden door veel anderen eveneens gebruikt, en blijken goed geschikt voor een Quadcopter.

Motor: hexTronik DT750 Brushless Outrunner 750kv
ESC: TURNIGY Basic 18A Speed Controller
Prop: 10X6 Propellers (Standard and Counter Rotating) (6pc)
Accu: Turnigy 3000mAh 3S 20C Lipo Pack

Voor het brein en de zintuigen zijn wij zelf bezig met het ontwerpen van een ‘moederbord’. Het hart van deze print zal een Atmel AtXmega128A3 microcontroller zijn. Deze controller heeft (standaard) een interne klok van 32Mhz, 128kb aan interne opslag en zes interne PWM uitgangen. Voor de sensoren hebben wij meerdere modules bij SparkFun besteld, namelijk de volgende:

Gyro: ITG-3200
Acceleratiesensor: adxl345
Druksensor: BMP085
Kompas: HMC6352

De gyro en acceleratiesensor zullen gebruikt worden voor het stabiliseren van de Quadcopter. We zullen gebruik maken van een PID loop als regelkring voor de aansturing. De druksensor wordt gebruikt om de hoogte van de Quadcopter te bepalen. We willen hem nog voorzien van een extra ultrasone sensor welke naar beneden gericht is, zodat tijdens de landing zeer nauwkeurig zijn hoogte te bepalen is. Het kompas zal in het begin niet gebruikt worden, maar zal later in combinatie met een GPS module autonome vluchten mogelijk maken. Mocht het blijken dat de gyro en acceleratiesensor te veel ruis of drift hebben, kan het kompas altijd gebruikt worden als alternatieve manier van ‘heading hold’

De besturing van de Quadcopter zal gebeuren met zelf geschreven software in Visual Studio 2010. Dit programma zal via een USB kabel en een USB > FT232 omvormer praten met een Xbee Pro zendmodule met een zendvermogen van 60mW. Het moederbord is eveneens voorzien van een Xbee Pro, en volgens de specificaties is deze link goed voor overdracht tot 1500m (line of sight). De Xbee Pro modules kunnen zowel zenden als ontvangen. De Quadcopter zal dus relevante informatie terug sturen naar de software. Hierbij moet men denken aan de LiPo cell voltage’s, de stroom, percentage gas per motor en hoogte.

Het frame zal eveneens van de grond af opgebouwd worden. Wij kwamen laatst in de Praxis een mooie kunststof ring tegen, een koppelstuk voor een afzuiginstallatie. Deze vonden wij een mooie vorm en de juiste maat hebben, waardoor wij besloten dit als middenstuk voor de Quadcopter te gebruiken. De rest van het frame is hier dus omheen ontworpen. Onderstaand staan een aantal tekeningen van hoe wij hem nu willen gaan maken.







Zoals je ziet zal het frame bestaan van een aantal carbon (of aluminium) frameplaten. De armen worden van 16x1,5mm aluminium buis gemaakt, welke aan het eind voorzien zijn van een massief stuk aluminium als motorophanging. De motorkabels zullen door de armen heen lopen, en er zal verder niks buiten de ring uitsteken. Het totale vliegklare gewicht zoals het er nu naar uit ziet zal net geen 1,2kg worden. De diagonale afstand tussen de motoren is 600mm, en de Quadcopter zal als een ‘x’ bestuurd worden. (niet als ‘+’)

Voorlopige naam voor dit beestje: ‘QR1’! More to come!

[michel pet]

ziet er goed uit teken werk ook lijkt wel echt.
ga dit zeker volgen.

[steef !!!]

Wauw, een board helemaal zelf bouwen.
Ga dit helemaal volgen!!!

Ps. maakt het budget bij jullie nog uit?

[edo]

Interessant...

[stef110]

Bedankt voor de reacties, een butget nee niet echt als het maar niet helemaal de spuit gaten uit loopt. Het maken van het board zelf is niet zo heel ingewikkeld, met de juiste kennis zo gerealiseerd, het is juist de software die de uitdaging wordt.

We hebben een tijdje geleden al een proef setup gemaakt met 2 motoren filmpje post ik morgen


Stef

Sent from my GT-I9000 using Tapatalk

[xp7amrkr]

Stef, alles is zo gerealiseerd als je de kennis hebt, en onze programmeer vaardigheden staat nog in zijn kinder schoenen.

Wat betreft budget, het wordt niet van de grond af opgebouwd omdat dat goedkoper is, in tegendeel zelfs. Maar ik denk dat het voor een paar honderd euro aan materiaal, en een hoop tijd, te doen is.

Sent from my GT-I9000 using Tapatalk

[holco]

Ziet er goed uit, welk teken programa gebruiken jullie?

[xp7amrkr]

Ik gebruik Solidworks 2011 voor het modelleer werk, en wij gebruiken Cadsoft Eagle voor de elektronica.

Sent from my GT-I9000 using Tapatalk

[xp7amrkr]

Vandaag even een uurtje over, en besloten de sensoren en zend module ook even in CAD te zetten. Nut hiervan, helemaal niks. Maar zal straks wel voor mooie renders zorgen!

[michel pet]

ff een hint .
het kan zijn dat er een weerstand tussen de rx en de tx moet.
als je in de print er rekening mee houd scheelt dat weer en een brug is zo gemaakt.

ik zou de xbee wel demontabel houden als i wast loopt moet je hem weer kunnen unbrikken.

[stef110]

de xbee komt gewoon in een female pinheader te staan.
de sensors worden wel gewoon direct op de print gesoldeerd via het breakout bordje, zo dat de trillingen van de motor niet versterkt worden.

als beloofd nog eventjes het filmpje van een paar weken terug in de test opstelling.


http://www.youtube.com/watch?v=RJDBVNMYSN4


stef

[xp7amrkr]

Vandaag een prototype van het frame gemaakt om eens te kijken of alles zal gaan passen. Ben nu al een paar dingen tegen gekomen die anders moeten. Verder ben ik zeer tevreden. Het geheel is nu tijdelijk van 2mm staalplaat gemaakt, had even niks anders liggen.

[stef110]

vandaag het kapje gemaakt.





stef

[stef110]

Zo, wij zijn weer een stapje opgeschoten. Het eerste prototype ‘mainboard’ is gemaakt, en we kunnen nu beginnen met de software.

Laatste aanpassingen in het schema.


Board layout geprint op een transparante sheet. Vervolgens bewerkt met oost-indische inkt om hem donkerder te krijgen voor het belichtingsproces. Tijdens het belichten wordt een lichtgevoelige laat op de printplaat aangetast door de ultraviolet licht stralen uit de belichtingsbak. Echter, door de bedrukking op de transparante sheet blijven sommige stukken onaangetast.


Vervolgens wordt de print ontwikkeld. De lichtgevoelige laag welke bloot gesteld is aan ultraviolet licht wordt door dit chemische goedje opgelost, de rest blijft staan.


Nu gaat de print in het etsmiddel. Dit is een chemisch goedje welke koper en andere ijzers ‘oplost’. Als de lichtgevoelige beschermlaag door het ontwikkelaar opgelost is, wordt op die plek ook het koper van de print opgelost. Daar waar de print niet belicht is, zit nog een bescherm laag, en daar zal het koper blijven zitten.


Vervolgens print op maat zagen en vijlen.


Gaatjes doorboren.


De print zonder zijn componenten. (gaten zien er wat vreemd uit, de boor was behoorlijk bot…)


Het belangrijkste onderdeel goed uitlijnen, de AtXmega128A3 chip.


Solderen maar!


En voila! Blijkt dat er een kleine fout in het schema zat bij de spanningsregelaar, vandaar dat dit provisorisch opgelost is.


stef

[michel pet]

zo dat ziet er goed uit je heb het gas er flink opstaan gaat rap.