Nachdem bei meinem ersten Hexakopter bereits nach der achten Akkuladung ein Bürstenmotor den Geist aufgab, habe ich mich für den Selbstbau mit bürstenlosen Motoren entschieden. Mein erstes Selbstbauprojekt ist der Xinte F550, der DJi's FlameWheel 550 (inklusive der ESC-Versorgung auf der Basisplatine und dem Design der Arme) nachempfunden ist.
Ich hatte das Glück, ein von Amazon versandtes Exemplar zu ergattern, das in einer deutschen Amazon-Niederlassung gelagert wurde. Dank dem innerdeutschen Versand wurde das Paket bereits zwei Tage nach der Bestellung zugestellt, ebenso entfiel natürlich der Einfuhrzoll, der bei Bestellung direkt aus China zu begleichen gewesen wäre. Es lohnt sich also, nach Xinte-Angeboten zu suchen, die im Kleingedruckten unter dem Produkttitel den Zusatz Versand durch Amazon enthalten.
Das im Link genannte Angebot enthält sämtliche zum Start erforderlichen Teile, sogar ein USB-Stick zum Aufspielen der aktuellen Firmware liegt dem Paket bei. Was manch einer möglicherweise vermissen mag ist ein Landegestell, damit die Basisplatte etwas weiter vom Boden entfernt ist. Mein ursprünglicher Gedanke, den Akku unten an der Bodenplatte zu befestigen, erwies sich aus diesem Grund als extrem unpraktisch - der Akku liegt ohne ein zusätzliches Landegestell direkt auf dem Boden auf, was bei LiPo-Akkus schon mit der ersten härteren Landung zur Zerstörung des Akkus führen kann. Inzwischen liegt mein LiPo mit Kabelbindern auf der Bodenplatte befestigt im Innern des Rahmens und ist so selbst bei Abstürzen aus größerer Höhe gut geschützt. Die Elektronik ist auf die obere Platte gewandert, wo sie auch ein paar Zentimeter mehr Abstand zu den ESCs hat, und so weniger Störstrahlung abbekommt.
Nach dem Auspacken aller Teile und der Kontrolle auf Beschädigungen und Vollständigkeit empfehle ich, das mitgelieferte Netzteil in eine Steckdose zu stecken, es mit dem Balancer zu verbinden und den LiPo an den vierpoligen Anschluss anzustöpseln. So ist der Akku voll, wenn der erste Probebetrieb ansteht. Für das Zusammenbauen (inklusive Lötarbeiten, Software installieren und Firmware aufspielen) habe ich etwa fünf Stunden benötigt. Ich habe mit Flugmodellen (bis auf den efaso-Schrott) bislang nichts am Hut gehabt, bin aber seit Mitte der Siebziger Jahre ein begeisterter Elektronikbastler, der mit dem Lötkolben in der Hand groß geworden ist.
Als erstes sollte man den aktuellen USBasp-Treiber und das KKMultikopter-Flashtool herunterladen und beide entpacken. Unter Windows 7 (64 Bit) funktioniert weder der 32 noch der 64 Bit Installer des Treibers - man muss den Gerätemanager aufrufen, und den Treiber nach Auswahl des Pfades manuell installieren. Da der Treiber ab sofort aus dem angegebenen Ordner geladen wird, sollte man das Archiv nicht unbedingt in einem temporären Ordner entpacken, dessen Inhalt regelmäßig gelöscht wird. Nun sollte der USB-Stick von Windows erkannt werden, und ohne Warndreieck im Gerätemanager aufgelistet sein.
Das KKMultikopter-Flashtool wird durch Klick auf die 32 oder 64 Bit EXE-Datei gestartet. Wie bei Java üblich dauert es ewig, bis das Fenster aufpoppt. Nach Auswahl des USB Treibers (der mit "Fischl") wählt man als Filter "Hexakopter" und darunter XXcontrol_KR_X6Copter v2.9 für die X-Konfiguration des Hexakopters. Der Unterschied zur I-Konfiguration ist der, dass bei Ersterem zwei nebeneinander liegende Arme, bei Letzterem nur ein Arm "Vorne" ist. X ist besser, wenn man eine Kamera unter den Kopter hängen möchte, das I mag für fortgeschrittenen Kunstflug die bessere Wahl sein. Die per Firmware möglichen Konfigurationen kann man der KK-Firmware-Seite entnehmen. Die Konfigurationen X, H (wie H) und H (wie Hexagon) sind von der Motoranordnung her nahezu, von der Zählweise und den Drehrichtungen her absolut identisch, bei I weicht die Ansteuerung der Motoren ein wenig ab, da die Flugrichtung im Uhrzeigersinn um 30 Grad verschoben ist - fliegt der X/H nach 12 Uhr, driftet der I nach elf Uhr ab.
Ist die Steuerung geflasht, geht's an das montieren der Motoren. Die mitgelieferten Gummiringe sind etwas zu klein und verdecken die Bohrlöcher für die Schrauben. Wer nur zwei Hände mit Fingern besitzt, die dicker als ein Millimeter sind, dürfte sich reichlich schwer tun, diese Ringe unter dem Motor unterzubringen, wenn der Motor gleichzeitig mit allen Schrauben befestigt werden soll.
Die abgebildeten Gummiringe sind (ebenso wie die Adapterkreuze nebst Senkkopfschrauben!) für die Montage nicht erforderlich. Wer ungern etwas weg wirft, kann diese Teile aufbewahren, sie werden für den F550-Hexakopter aber nicht benötigt. Die Motoren haben asymmetrisch angeordnete Gewinde, passen also nur in dieser
Position auf die Arme des Hexakopters. Um nicht laufend das Werkzeug wechseln zu müssen, oder gar am heißen Lötkolben hängen zu bleiben, sollte man alle sechs Motoren in einem Arbeitsgang auf die Arme montieren, und erst dann mit den Lötarbeiten beginnen. Die beste Technik beim Verlöten der Steckverbinder ist diese: Den Arm mit montiertem Motor so auf die Arbeitsfläche legen, dass die Kabel auf diese gedrückt werden. Zum Schutz der Arbeitsfläche ist es ratsam, die unbeschichtete Seite einer Epoxyplatine unterzulegen. Nun die drei Stecker (oder Buchsen bei den ESCs) auf die drei Kabel aufschieben, und einen Stecker nach dem anderen verlöten. Beim Verlöten bitte nur den Stecker mit der Lötspitze erhitzen - das Lot schmilzt beim Erreichen der richtigen Temperatur ganz von selbst. Führt man das Lot durch das kleine seitliche Loch ein, muss man nur so lange Lot nach führen, bis das Innere des Steckers gefüllt ist. Das Endergebnis sollte dann so aussehen:
Wer seine Standard-ESCs zu "SimonK"-ESCs aufpeppen will, sollte das nun tun, da man die Schrumpffolien um die ESC dazu aufschneiden muss, um an die Elektronik heran zu kommen (Eine gute Beschreibung des ESC-Flashens). Es empfiehlt sich, nach dem Flashen den ESC mit Schrumpffolie einzuschweißen, um den ursprünglichen Schutz wieder herzustellen. Sobald alle Steckverbindungen verlötet und die ESCs fertig zum Verbauen sind, werden die dicken Stromversorgungskabel der ESCs auf die Basisplatine gelötet - die schwarzen Kabel auf die mit einem Minuszeichen markierten Pads, die roten auf die mit einem Pluszeichen markierten Pads, zum Schluss die Verbindung zum Akku. Danach fallen dann keine weiteren Lötarbeiten mehr an.
Vor der Verschraubung des Deckels sollte man die Verkabelung der ESCs zur Steuerplatine noch den Erfordernissen anpassen. Nur das dreipolige Kabel des ESC für Motor 1 (vorn links in Flugrichtung bei X-Konfiguration) darf mit allen drei Adern an die Steuerplatine angeschlossen werden. Bei den anderen fünf Kabeln muss man unbedingt die roten und schwarzen Adern zur Stromversorgung kappen, da sonst durch den über diese Kabel erfolgenden Potenzialausgleich die ESCs durcheinander kommen könnten. Um Kurzschlüsse zu vermeiden, drückt man mit der Spitze eines Teppichmessers die Plastiknase hoch, die den Kontakt im Stecker hält, und zieht den Kontakt am Kabel aus dem Stecker. Sind die rote und schwarze Ader frei, kappt man die beiden Adern in einem Abstand von etwa einem Zentimeter, um das versehentliche Zusammenkommen blanker Teile auszuschließen:
Das wiederholt man mit den verbleibenden Kabeln der ESCs 3 bis 6. Da im Inneren des Hexakopters nach dem Verlöten der Stromversorgung und der Montage des Akkus keine Arbeiten mehr anfallen, kann nun die Deckplatte mit den Armen verschraubt werden. Die Bohrungen und Gewinde weisen geringe Fertigungstoleranzen auf, daher muss man gegebenenfalls den einen oder anderen Arm ein wenig in die richtige Richtung drücken, bis besonders störrische Schrauben in die für sie vorgesehenen Schraubbuchsen passen. Ich empfehle, die 24 Schrauben in einem ersten Durchgang zu etwa drei Vierteln in die Schraubbuchsen zu schrauben, um etwas Spiel für stark abweichende Buchsen zu lassen, und im zweiten Durchlauf alle Schrauben fest anzuziehen. Wer sicher ist, dass die Schrauben auf absehbare Zeit nicht mehr gelöst werden müssen, kann jede mit einem Tropfen Schraubenfixierung (z.B. Loctite) gegen versehentliches Lockern sichern.
Nun folgt die Verkabelung der Steuerplatine mit dem Empfänger und den ESCs der Motoren:
Im Prinzip ist es egal, wo was ist, man sollte sich aber mit sich selbst auf eine einheitliche Lösung einigen, um sich bei Umbauten das erneute Löten zu ersparen. Ich habe die Stecker an die Motoren und die Buchsen an die ESCs gelötet. Anschließend lötet man die Stromversorgung der ESCs auf die viereckigen Lötpads der Basisplatte und das Kabel zum Akku auf die beiden runden Lötpads. Vor dem Zusammenstecken muss auf einer Seite jeder Steckverbindung ein ausreichendes Stück Schrumpfschlauch aufgeschoben werden, das lang genug ist, die gesamte Steckverbindung zu isolieren. Des weiteren muss bei den Motoren mit geraden Nummern im Diagramm die Reihenfolge der Verkabelung zwischen Motor und ESC vertauscht werden, da diese Motoren gegen den Uhrzeigersinn drehen müssen. hier bietet sich an, die gelben Kabel der Motoren an die mittleren blauen Kabel der ESCs und beiden äußeren blauen Kabel der ESCs bei den ungeraden Motornummern die roten Kabel links und die schwarzen rechts, bei geraden Nummern die schwarzen Kabel links und die roten rechts anzustecken. Wenn das Teil dann nicht richtig fliegt, einfach die roten und schwarzen Kabel umgekehrt anschließen, dann sollte es funzen.
Position auf die Arme des Hexakopters. Um nicht laufend das Werkzeug wechseln zu müssen, oder gar am heißen Lötkolben hängen zu bleiben, sollte man alle sechs Motoren in einem Arbeitsgang auf die Arme montieren, und erst dann mit den Lötarbeiten beginnen. Die beste Technik beim Verlöten der Steckverbinder ist diese: Den Arm mit montiertem Motor so auf die Arbeitsfläche legen, dass die Kabel auf diese gedrückt werden. Zum Schutz der Arbeitsfläche ist es ratsam, die unbeschichtete Seite einer Epoxyplatine unterzulegen. Nun die drei Stecker (oder Buchsen bei den ESCs) auf die drei Kabel aufschieben, und einen Stecker nach dem anderen verlöten. Beim Verlöten bitte nur den Stecker mit der Lötspitze erhitzen - das Lot schmilzt beim Erreichen der richtigen Temperatur ganz von selbst. Führt man das Lot durch das kleine seitliche Loch ein, muss man nur so lange Lot nach führen, bis das Innere des Steckers gefüllt ist. Das Endergebnis sollte dann so aussehen:
Wer seine Standard-ESCs zu "SimonK"-ESCs aufpeppen will, sollte das nun tun, da man die Schrumpffolien um die ESC dazu aufschneiden muss, um an die Elektronik heran zu kommen (Eine gute Beschreibung des ESC-Flashens). Es empfiehlt sich, nach dem Flashen den ESC mit Schrumpffolie einzuschweißen, um den ursprünglichen Schutz wieder herzustellen. Sobald alle Steckverbindungen verlötet und die ESCs fertig zum Verbauen sind, werden die dicken Stromversorgungskabel der ESCs auf die Basisplatine gelötet - die schwarzen Kabel auf die mit einem Minuszeichen markierten Pads, die roten auf die mit einem Pluszeichen markierten Pads, zum Schluss die Verbindung zum Akku. Danach fallen dann keine weiteren Lötarbeiten mehr an.
Vor der Verschraubung des Deckels sollte man die Verkabelung der ESCs zur Steuerplatine noch den Erfordernissen anpassen. Nur das dreipolige Kabel des ESC für Motor 1 (vorn links in Flugrichtung bei X-Konfiguration) darf mit allen drei Adern an die Steuerplatine angeschlossen werden. Bei den anderen fünf Kabeln muss man unbedingt die roten und schwarzen Adern zur Stromversorgung kappen, da sonst durch den über diese Kabel erfolgenden Potenzialausgleich die ESCs durcheinander kommen könnten. Um Kurzschlüsse zu vermeiden, drückt man mit der Spitze eines Teppichmessers die Plastiknase hoch, die den Kontakt im Stecker hält, und zieht den Kontakt am Kabel aus dem Stecker. Sind die rote und schwarze Ader frei, kappt man die beiden Adern in einem Abstand von etwa einem Zentimeter, um das versehentliche Zusammenkommen blanker Teile auszuschließen:
Das wiederholt man mit den verbleibenden Kabeln der ESCs 3 bis 6. Da im Inneren des Hexakopters nach dem Verlöten der Stromversorgung und der Montage des Akkus keine Arbeiten mehr anfallen, kann nun die Deckplatte mit den Armen verschraubt werden. Die Bohrungen und Gewinde weisen geringe Fertigungstoleranzen auf, daher muss man gegebenenfalls den einen oder anderen Arm ein wenig in die richtige Richtung drücken, bis besonders störrische Schrauben in die für sie vorgesehenen Schraubbuchsen passen. Ich empfehle, die 24 Schrauben in einem ersten Durchgang zu etwa drei Vierteln in die Schraubbuchsen zu schrauben, um etwas Spiel für stark abweichende Buchsen zu lassen, und im zweiten Durchlauf alle Schrauben fest anzuziehen. Wer sicher ist, dass die Schrauben auf absehbare Zeit nicht mehr gelöst werden müssen, kann jede mit einem Tropfen Schraubenfixierung (z.B. Loctite) gegen versehentliches Lockern sichern.
Nun folgt die Verkabelung der Steuerplatine mit dem Empfänger und den ESCs der Motoren:
Im Prinzip ist es egal, wo was ist, man sollte sich aber mit sich selbst auf eine einheitliche Lösung einigen, um sich bei Umbauten das erneute Löten zu ersparen. Ich habe die Stecker an die Motoren und die Buchsen an die ESCs gelötet. Anschließend lötet man die Stromversorgung der ESCs auf die viereckigen Lötpads der Basisplatte und das Kabel zum Akku auf die beiden runden Lötpads. Vor dem Zusammenstecken muss auf einer Seite jeder Steckverbindung ein ausreichendes Stück Schrumpfschlauch aufgeschoben werden, das lang genug ist, die gesamte Steckverbindung zu isolieren. Des weiteren muss bei den Motoren mit geraden Nummern im Diagramm die Reihenfolge der Verkabelung zwischen Motor und ESC vertauscht werden, da diese Motoren gegen den Uhrzeigersinn drehen müssen. hier bietet sich an, die gelben Kabel der Motoren an die mittleren blauen Kabel der ESCs und beiden äußeren blauen Kabel der ESCs bei den ungeraden Motornummern die roten Kabel links und die schwarzen rechts, bei geraden Nummern die schwarzen Kabel links und die roten rechts anzustecken. Wenn das Teil dann nicht richtig fliegt, einfach die roten und schwarzen Kabel umgekehrt anschließen, dann sollte es funzen.
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