Bouwverslag Bouwverslag eigen ontwerp quadcopter

Beste forumleden,

Zo’n drie weken geleden heb ik het frame voor mijn tweede quadcopter ontvangen. Hierna helaas wat drukke weken gehad met werk en studie, maar nu kan ik eindelijk aan het bouwen beginnen.

Dit is de eerste keer dat ik een bouwverslag schrijf (tips zijn dus welkom!), van de eerste quadcopter had ik ook al een verslagje willen schrijven maar dat is er niet meer van gekomen. Deze heb ik vorig jaar zomer gebouwd, maar omdat ik niet helemaal tevreden was over deze quadcopter en ik het leuk vind om het ontwerp/bouw proces door te lopen ben ik begonnen met het ontwerpen van een nieuwe quadcopte. De eisen voor deze quadcopter zijn hetzelfde gebleven, hij moet een camera (GoPro etc.) kunnen dragen met stabilisatie d.m.v. een gimbal, voor makkelijk transport moeten de armen inklapbaar zijn en er moeten FPV mogelijkheden zijn. Ook moet er een vluchttijd van zo’n 15min gehaald worden, dus een zo licht mogelijk frame is ook van belang.

Omdat de quadcopter een flight controller met GPS gaat gebruiken i.p.v. een naze32 op de eerste heeft het frame meer ruimte gekregen, ook zijn de afmetingen in het geheel wat groter geworden. Het gaat om een frame met een afstand van 540mm tussen de motoren (400x360). Het frame is getekend met Solidworks en dat heb ik uit carbon plaatjes laten frezen door mede forum lid Steven (hartelijk dank daarvoor!).

Zelf heb ik al een tijdje ervaring met modelbouw, ik heb al langer met helikopters gevlogen. Multirotors ben ik dus pas ongeveer een jaartje mee bezig en ik heb niet heel veel gevlogen met de eerste quadcopter. Met FPV vliegen heb ik dus nog bijna geen ervaring, maar het lijkt me leuk om hier meer mee te gaan doen. De eerste quadcopter wil ik uiteindelijk de gimbal af gaan halen en dan alleen nog een FPV camera erop zetten om te oefenen met vliegen, dat wordt dus het volgende project en wordt misschien ook terug te zien op dit forum.

Dan een overzichtje van wat ik allemaal ga gebruiken:

Allereerst de frame platen en de delen voor de gimbal:


De dingen die het frame compleet maken zijn de armen, spacers en de pootjes die het landingsgestel vormen:


Dit is allemaal gemaakt van aluminium. De armen zijn zwarte profielen van hobbyking, mooie lichte profielen vanwege de dunne wand (wel stijf genoeg). Verder zijn de spacers en het landingsgestel gemaakt van 15x8 en 15x3 mm platstaf. Hiermee komt de totale afstand tussen de frame platen op 24mm.


Dan de elektronica:


De basis zal bestaan uit:
Tarot ZYX-M flight controller met OSD
T-Motor Air Gear 350 motor set met de bijgeleverde 9,5’’ propellers
Afro Slim 20A esc’s
Verder een Walkera rx-802 ontvanger om te gebruiken met mijn Devo 8s, een mini PDB van Matek en om het frame te testen een Naze32 rev6. De ESC’s passen precies in de armen. Er staat nu SimonK firmware op maar dit wordt vervangen voor BLHeli firmware.
Niet op de foto de accu, dit worden Multistar 5200Mah 3S lipo’s.


Het camera/FPV gedeelte:


SkyzoneTS5823S FPV transmitter, kleine en vooral lichte ontvanger
HMCAM 700 FPV camera, ook erg klein en licht
SJCAM SJ5000x Elite camera met een video-out kabeltje
2 hollow shaft gimbal motoren, merkloos onder de naam BGM 2208 90T
Gimbal controller ook merkloos algemene naam BGC 3.1 …
En dan nog wat spullen voor de antenne, omdat ik de antenne onder de quadcopter wil hebben heb ik gekozen voor een kleine antenne en wat verlengstukjes zodat ik door het frame kan plaatsen. Ook heb ik Fatshark Spironet antennes besteld mocht de kwaliteit van deze tegenvallen. Als FPV ontvanger gebruik ik een Boscam RC305 die aangesloten zit aan een 7’’ monitor op mijn zender.


En verder nog de nodige schroefjes, standoffs, draden, connectors etc.


Deze eerste post is een overzicht van het project, de komende dagen zal ik verder gaan met bouwen en zal ik de voortgang plaatsen. Ik hoop dat deze lap tekst een beetje interessant is om te lezen en mochten er tips/opmerkingen of vragen zijn dan hoor ik graag!

Mvg, Joris

 

Vandaag ben ik begonnen met het in elkaar zetten van de gimbal.


Eerst de nodige spullen bij elkaar gepakt. De draadjes die naar de gimbal IMU gaan heb ik zwart geverfd zodat deze wat minder opvallen. Ook heb ik het video-out kabeltje uit elkaar gehaald en alle draden los gesoldeerd, alleen de draden die nodig zijn voor video zijn daarna vervangen voor dunnere draden zodat deze makkelijker door de motoren heen gaan.


Hier zijn de losse delen van de gimbal in elkaar gezet, ook is te zien hoe alle kabeltjes moeten gaan lopen.


De IMU komt boven de tilt motor te zitten en wordt bevestigd met een stukje foam-tape.


Het tilt gedeelte van de gimbal is hier klaar, ondanks de kabeltjes door de motor draait deze nog heel soepel. Alle kabeltjes zijn netjes langs de armen vast gezet met tie-wraps.


Na flink wat gepriegel om zowel de kabeltjes van de tilt motor als de rest door de roll motor te krijgen is ook dat gelukt. Deze motor beweegt ook zonder extra weerstand. Helaas is het verven van een kabeltje dat nog veel bewogen gaat worden niet het beste idee, wat ook wel te verwachten was. Het kabeltje mist dus her en der wat zwarte verf en dit moet nog bijgewerkt worden. Weer wat geleerd zullen we maar zeggen.


Ik ben erg blij met het resultaat, alle kabeltjes zijn mooi weggewerkt en dat ziet er een stuk professioneler uit dan dat er overal losse kabeltjes uit de gimbal komen.

Verder heb ik alle losse onderdelen van het frame gewogen en samen met de gimbal+motoren en alle benodigde schroeven komt het uit op zo'n 435 gram. Dit is een mooi gewicht, ik hoop dat het totale vlieggewicht op zon 1200/1300 gram uitkomt, maar dat moeten we nog maar zien.
Het volgende dat ik van plan ben om te gaan doen is de esc's aansluiten op het power distribution board en dit netjes op het frame te leggen. En hierna ook de motoren aansluiten en vast zetten op de armen, dan kan daarna met een naze32 hopelijk een eerste testvlucht(je) gemaakt worden.

Mvg, Joris

 

Heel mooi gedaan die gimbal! Het geeft zo'n lekker gevoel als de handel dan ook daadwerkelijk in elkaar past en goed zit....

Steven.

 

Dankjewel Steven, het is inderdaad geweldig als het allemaal mooi past en eindelijk in elkaar zit.

Even een update over de bouw, afgelopen week heb ik onverwachts toch minder tijd gehad voor de hobby.
Wel ben ik verder gegaan met bouwen en ben ik nu bijna klaar. Omdat ik morgen op vakantie ga heb ik helaas niet meer de tijd kunnen vinden om hier wat te posten. Mocht ik ergens internet hebben komende 2 weken dan zal ik verder gaan aan het verslag en jullie op de hoogte houden van de voortgang en het resultaat.

Mvg, Joris

 

Na een fijne vakantie en wat drukke weken nu eindelijk tijd om het bouwverslag af te maken.

Nadat de gimbal is afgemaakt ben ik begonnen met de stroomverdeling, het aansluiten van de esc’s en de motoren.


Mooi ingepakt van T-motor!


Als eerste heb ik de 3,5 mm bullet connectoren van de motoren vervangen door 2mm connectoren, deze zitten al op de esc’s en nemen net wat minder ruimte in.


Ook aan de esc’s heb ik het een en ander moeten veranderen, ten eerste pasten ze niet allemaal in de armen omdat sommige net iets anders in de heatshrink zitten. Daarnaast heb ik alle stroomdraden vervangen door 18 awg i.p.v. de 20 die eraan zat, 2 moesten ook langer worden en dan vond ik het toch fijner om net iets dikkere draden te hebben.


Alles weer netjes ingepakt, klaar voor installatie.


Eerst heb ik alles uitgelegd om een idee te krijgen van hoe het wordt aangesloten. Dit is het bovenste deel van het frame, op de onderste plaat wordt later de flight controller gemonteerd. De esc’s komen dus in de armen te zitten, ook komen er led strips aan het einde van de armen en de draden hiervoor lopen langs die van de esc’s. Als alles gesoldeerd is wordt het PDB omgedraaid zodat het netjes afgeschermd is, dit zal later wel duidelijk worden door de foto's.


Na wat gepriegel zit de eerste arm aangesloten. Alle kabeltjes zijn netjes weggewerkt in een sleeve. Ook zit hier een jst-connector aan om later de rest van de elektronica van stroom te voorzien.


Nu zijn de voorste armen aangesloten, ook heb ik de gimbal controller even neergelegd om te kijken hoe die past. De gimbal controller krijgt stroom via een tweede jst-connector.


Alle armen aangesloten, nu is het tijd om het geheel om te draaien en de batterij connectoren eraan te solderen.


Het PDB omgedraaid en tijdelijk vastgezet om de lengte van de draden naar de batterij te bepalen. Het idee is om twee XT-60 connectoren te gebruiken om de mogelijk te hebben met 2 kleinere lipo's in parallel te vliegen.


Alles is aangesloten en vast gezet, het was een behoorlijk karwij om de laatste dingen gesoldeerd te krijgen. Het is wel allemaal gelukt zoals gepland, dus daar ben ik erg blij mee.


Als laatste moeten de led-strips nog worden vastgezet, deze worden om het profiel heen gevouwen zodat het licht rondom goed te zien is. Ik heb gekozen voor wit aan de voorkant en blauw achter.

Nu alles aangesloten is kon ik het niet laten om een testvluchtje te maken. Hiervoor heb ik de naze32 erop gezet en aangesloten.


Dit is dus de onderste frame plaat. Hier zaten al gaten in om de naze32 op vast te zetten, dus dit was gelukkig zo gebeurd. De ontvanger zit op de plek waar deze straks ook zal komen te zitten, deze kan makkelijk vast gezet worden met tyraps.

Toen konden de twee helften worden samengevoegd en ontstond voor het eerst een (hopelijk) werkende quadcopter.

De bovenkant van de quadcopter, hier zijn de twee XT-60 connectoren te zien.


En de onderkant...

Voor de testvlucht heb ik de esc's geflashed naar de BLHeli firmware, hiermee kon ik ook de draairichting veranderen van motoren zonder de connectoren te verwisselen. En na alles na gelopen te hebben in Cleanflight kon de eerste vlucht beginnen.


De eerste vlucht is goed verlopen, met de standaard PID instellingen van cleanflight was de quadcopter redelijk stabiel. Zoals verwacht zou er nog wel wat tuning nodig zijn, maar verder ben ik tevreden met hoe hij vliegt.

In de volgende post ga ik verder met het monteren van de Tarot flight controller en de rest van de elektronica monteren.

Mvg, Joris

 

Na de succesvolle testvlucht is het nu tijd om alle overige elektronica in te bouwen.


De flight controller, gimbal en fpv gear die geïnstalleerd gaat worden.

De bovenkant van het frame ga ik eerst afmaken, hier komt ook de gimbal aan vast te zitten.


Als eerste bovenop de anti vibratie ballen geplaatst en de houder voor de GPS-mast. Daarna het plaatje op de ballen vastgezet waar later de gimbal aan vast wordt gemaakt.


Hierna heb ik aan de onderkant van de bovenste plaat de gimbal controller vastgezet.


En toen was het tijd om de gimbal vast te maken aan het frame. Deze zit aan het bovenste plaatje vast en gaat dan door het frame heen en heeft zo toch wat ruimte om te bewegen en schokken op te vangen, maar hangt niet helemaal aan de voorkant over het frame heen. Alle kabeltjes van de gimbal zijn hier aangesloten, de motoren en de IMU. De kabeltjes kunnen worden weggewerkt onder de controller. Het stekkertje dat nu nog los hangt gaat straks naar het OSD en bevat de video input van zowel de FPV camera als de gestabiliseerde camera.

Dan is het nu tijd om de flight controller te gaan installeren.


Alle losse onderdelen van de Tarot ZYX-M, grote gelijkenis met de DJI Naza, behalve dat de usb-interface hier niet in de LED unit zit ingebouwd en natuurlijk een andere materiaalkeuze afmetingen etc.


En dan begint het passen en meten, natuurlijk van tevoren al een indeling gemaakt, maar dan is het altijd nog maar kijken of dat in de praktijk ook haalbaar is. De flight controller komt natuurlijk netjes in het midden te liggen en op de voorkant van het frame de PMU en de OSD. Helemaal achterop komt de LED unit te liggen, deze zal naar beneden schijnen door een gat in het frame en daardoor goed zichtbaar zijn in de lucht.


Hier zijn op de voorkant van het frame de onderdelen aangesloten en alle kabeltjes netjes vast gezet. De LED/OSD gaat op dezelfde aansluiting bij de Tarot, hiervoor was een splitter bij geleverd, maar deze vond ik te groot en daarom heb ik zelf van servo extensions een nieuwe compactere gemaakt.


En dan komt het lastigste gedeelte, de ontvanger netjes aansluiten. Eigenlijk hadden de servo draden net iets langer moeten zijn dan had alles via dezelfde kant gekund. Nu heb ik er 4 langs elke kant gestuurd en via de software de kanalen goed geconfigureerd.


Als laatste moet de LED-unit nog worden aangesloten, dit was gelukkig makkelijker gedaan. Ook heb ik de antenne van de ontvanger aan tyraps vastgemaakt om ze goed vrij te krijgen van het frame.


Onderop het frame mag dan nog de FPV-zender worden vastgezet, met een stukje foam tape tegen trillingen en als beveiliging nog een tyrap eromheen. Het oorspronkelijke plan was om de antenne door het frame vast te zetten met een verlengkabeltje, daarvoor zou ik dan ook een kleine cloverleaf antenne gebruiken. Op het laatst het ik besloten over te stappen op een Spironet antenne en ging dat plan niet door. Deze antenne wordt dus langs het frame vastgezet en met het laatste stukje omhoog gebogen.


En een overzichtje van de complete onderkant.

Wat nog rest is het frame weer in elkaar zetten en zorgen dat alle nodige verbindingen tussen de twee helften aangesloten zitten.
Wordt vervolgd!

Mvg, Joris

 

He Joris, mooie build, maar ondersteunt je fc/ontvanger geen ppm of sbus of iets? Dan hoef je vanaf je ontvanger maar 1kabeltje te leggen naar je fc, scheelt gewicht en een hele wirwar aan bekabeling

 

Hey Kevin, bedankt voor je reactie!
Het was eigenlijk ook het idee om hem via ppm aan te sturen, hier had ik een walkere rx703a voor gekocht.
Helaas kwam ik er later achter dat deze flight controller geen ppm ondersteunt, wel sbus en dsm(x).
Walkera heeft naar mijn weten geen ontvangers die dat ondersteunen (zonder Deviation te gebruiken), dus moet het helaas op deze manier.
De naze32 ondersteunt het wel ppm dan gebruik ik die ontvanger daar wel mee.
Misschien een keertje upgraden naar een Taranis oid, dan werkt het wel, helaas nu het budget daar niet voor.

Mvg, Joris

 

Tijd voor een laatste update van de bouw, afgelopen week heb ik de quadcopter afgemaakt.

Nadat de twee helften van het frame aan elkaar zijn gemaakt en alle connectoren zijn aangesloten heb ik de FPV camera op de voorkant gemonteerd en ook de GPS mast is erop gezet. Ook heb ik de anti vibratie ballen vast gezet met wat nylon schroeven, hierdoor worden ze ook wat ingedrukt om de verbinding wat stijver te maken.
Hierna heb ik de flight controller naar wens ingesteld en alle nodige kalibraties gedaan. Hier een paar foto’s van het eindresultaat:


Het FPV cameraatje, een erg klein en licht ding.


De GPS mast, deze is makkelijk demonteerbaar voor transport. Ook te zien is dat de accu met twee klittenband straps vast zit aan het frame, meer is niet nodig.


De onderkant van de quadcopter, met de FPV zender en antenne. De LED-unit van de flightcontroller is hier ook te zien, deze schijnt door het frame heen zodat deze altijd goed te zien is.


Een overzicht van de bovenkant van het frame.


En met de verlichting aan.


De LED van de ZYX-M is goed fel, ook te zien met daglicht dus.

Voordat ik op vakantie ging heb ik de quadcopter al zo goed als afgekregen zodat deze ook mee kon op vakantie. Daar heb ik ook de eerste paar vluchten gemaakt, helaas was de gimbal controller kapot dus echt mooi stabiele beelden zijn het nog niet geworden. Nu is dat probleem opgelost en zit hij dus helemaal werkend in elkaar, tijd voor een testvlucht dus.


Klaar om op te stijgen.


En in de lucht! Wel wat lastig te fotograferen met een telefoon op een grotere afstand.

De testvlucht is prima verlopen, in GPS mode is de flight controller ontzettend stabiel en blijft de quadcopter mooi hangen. Dit is de eerste keer dat ik met een flight controller vlieg die deze mogelijkheid heeft en ik ben erg tevreden met hoe goed het werkt, het wordt zo wel erg makkelijk om te vliegen.
Na de testvlucht heb ik de beelden bekeken en het is er inderdaad een stuk beter op geworden. Helaas nog wel wat kleine trillingen die ik eruit moet zien te halen maar gelukkig al een stuk beter dan zonder de gimbal controller. Misschien dat ik wat kan spelen met de spanning op de anti vibratie ballen om de trillingen wat te verminderen en daarnaast de propellers nog een keer balanceren, ik heb gelezen dat dat een van de belangrijkste dingen is om mooi trillingsvrij beeld te krijgen.

Misschien plaats ik binnenkort nog een keer een berichtje over het uiteindelijke resultaat. De studie gaat wel weer beginnen dus dat betekent dat er minder tijd voor de hobby gaat zijn. Voor nu bedankt voor het lezen/volgen van dit verslag, ik vond het in ieder geval leuk om te schrijven!

Mvg, Joris

 

goede dag joris, ik ben nieuw in de model / drone bouw
ik heb een vraag of ik een lijst mag hebben van de producten die je heb gekocht, ik wil graag ook gaan beginnen met drone bouw maar ik heb er nog niet veel kaas van gegeten.

bedankt voor het lezen

groetjes koen
info@khcomputers.nl

 

Dat is dus het eerste wat ik doe als er weer een zooi propellers op de deurmat vallen. De propellers balanceren, klusje van enkele minuten met diverse grote voordelen. Schijnt beter te zijn voor de motoren en je hebt minder/geen trillingen van onbalans -> stabiel beeld met je gopro

 

Hoi Koen,

Als ik het zo lees heeft hij alle onderdelen die hij gebruikt netjes benoemd in zijn verslag

Frame : zelf getekend en laten frezen
Tarot ZYX-M flight controller met OSD
T-Motor Air Gear 350 motor set met de bijgeleverde 9,5’’ propellers
Afro Slim 20A esc’s
SkyzoneTS5823S FPV transmitter
HMCAM 700 FPV cam
SJCAM SJ5000x Elite
2 hollow shaft gimbal motoren, merkloos onder de naam BGM 2208 90T
Gimbal controller ook merkloos algemene naam BGC 3.1 …

 

ja ik ben blijkbaar te lui om te lezen maar tnks"

 

@Schiksie Bedankt voor het snelle beantwoorden van de vraag van Koen!

Dat zijn inderdaad de onderdelen die ik heb gebruikt voor de bouw, daarnaast gebruik ik ook de Devo 8s van Walkera als zender (met een rx802 ontvanger) omdat ik deze al had vanwege gebruik met helikopters. Deze zender zou ik zelf minder aanraden voor het gebruik met drones/multicopters, bijvoorbeeld een FrSky Taranis x9d heeft net wat meer mogelijkheden wat het uiteindelijk wat makkelijker maakt.

@koen honhof van santen Als je nog weinig ervaring hebt met modelbouw staan er ook nog andere bouwverslagen op het forum die misschien makkelijker na te bouwen zijn en waarvan het frame ook gewoon gekocht kan worden. Daarnaast kan je altijd zelf een post maken, er zijn vast genoeg forumleden die willen helpen!

Gr Joris

 

@RoadRunnerRik Heb je misschien nog wat tips voor het balanceren van propellers? Ik gebruik nu een simpele prop balancer waar je de propellers op draait om simpelweg te kijken welke kant van de propeller zwaarder is. Om het dan gelijk te maken gebruik ik gewoon een stukje tape, dat werkt wel maar er is altijd ruimte voor verbetering

 

Ik gebruik de "Hobbyking Universal Propeller Balancer". En ook ik plak stukjes tape (isolatie tape) aan de kant welke omhoog komt om hem in balans te krijgen. Sommige schuren wat van de zware kant af, heb dit zelf nog niet gedaan. Ben bang dat je de vorm teveel aanpast en dan kan je niet meer terug. Wel zorg ik er voor dat de tape niet te zien is als je recht tegen de prop aan kijkt, m'n gevoel zegt dat wanneer dit wel zichtbaar is, je nadelige luchtstromen krijgt.

Heb wel gemerkt dat deze balancer beter werkt met grote props (zoals 8/9/10 etc inch) dan met 5 inch. De kleine props kosten meer moeite om te balanceren dan de grote. Komt waarschijnlijk door het formaat en het lichte gewicht.

 

Tape kan loskomen, en als je op de goede manier schuurt, verandert het profiel niet.
Over balanceren is al e.e.a. geschreven, zie deze discussies
balanceren

 

@RoadRunnerRik Sorry voor de hele late reactie, dan doen we het inderdaad op dezelfde manier, alleen gebruik ik een andere balancer.

@ron van sommeren Bedankt voor het linkje, even zoeken zou toch niet zo moeilijk moeten zijn... Ik zal er eens doorheen gaan bladeren, kennis heb je nooit genoeg bij de hobby.