Der sub-250g copter in 3″ oder 4″ — mal kein 40g pepperFIISH ;) [deutsch]

By | November 14, 2017

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Dieser Artikel ist ein Gast-Post von Holger, eines weiteren Copter-verrĂŒckten aus Bielefeld wie ich 🙂 Vielen Dank fĂŒr die Erlaubnis diesen Beitrag mit meinen Lesern teilen zu dĂŒrfen! Nun also viel Spaß beim lesen seines Artikels:

… und es geht ganz leicht… Der sub 250g Copter

Im Internet sprangen mir immer wieder diese schicken, neuen 20x20mm Flightcontroller ins Auge. Da ich mir vor einiger Zeit schon mehrere sub250g Copter entworfen hatte, allerdings noch fĂŒr 30.5×30.5mm Lochmaß, war es an der Zeit, etwas Neues zu designen.

Also die 3D Software gestartet und
. Pause. Kaffee. Nach noch mehr Kaffee, viel mehr Kaffee 🙂 dann der Durchbruch, ich sitze wieder am PC. Nach einigen Stunden steht die zweite Version der EntwĂŒrfe fĂŒr die Basisplatten in 3“, 4“ und 5“. Diese Platten unterscheiden sich in ArmlĂ€nge, und Armbreite, nicht jedoch in den Aufbauten, welche spĂ€ter die Elektronik beherbergen.

Beim Entwerfen stand immer der Gewichtsaspekt im Vordergrund, weniger die Crashresistenz. Besonders deutlich wird das beim 5“, der ja wirklich (fast schon zu) filigrane Arme hat, um im 30g Bereich zu bleiben.


(Bitte die Bilder anklicken fĂŒr eine grĂ¶ĂŸere Ansicht)
Topplate, Kamerahalter, Stackabschluss und Heckplatte sind fĂŒr alle drei V2 Modelle aus dem Dropboxordner (s.u.) identisch! Dies vereinfacht den Aufbau und das UmrĂŒsten auf eine andere Baseplate. Ersatzteile lassen sich so auch einheitlicher bevorraten.

FĂŒr alle drei CoptergrĂ¶ĂŸen gibt es die Aufbauten in 25mm oder 30mm Höhe, je nach Platzbedarf der Elektronik. Im nachfolgenden Buildlog wird beispielhaft die 4“ 25mm Version gezeigt.

Die kompletten EntwĂŒrfe werden in der 3D Ansicht noch akribisch auf Passgenauigkeit ĂŒberprĂŒft und dann in ein Format exportiert, welches mein Haus- und HoffrĂ€ser importieren kann. Dies sind die DXF Files in der Dropbox (s.u.).

Eine Übersicht der Maße, falls andere Elektronik verwendet wird:

Die EntwĂŒrfe sehen doch ganz gut aus.

Die 3D Software berechnet das zu erwartende Gewicht der Frames zwischen 28 und 30g.

Nun ist es soweit!

Der FrĂ€ser kann beauftragt werden. Die DXFs per Mail abgeschickt und schon am nĂ€chsten Nachmittag schellt der Postmann. Der 3“ V2 25mm ist in Rekordzeit gefertigt und versandt. Die Steckungen passen, wie ich es von Kai gewohnt bin, perfekt. Aufatmen. Es sind ganz viele Ersatzteile dabei, das ist doch nett!

Das erwartete Gewicht wurde noch unterboten, auf dem Foto sieht man den zusammengeschraubten Frame, mit Spacern und Schrauben 28.9g. Der 4“ ist sogar noch etwas leichter 🙂 Die Baseplate hat hier 3mm, die Aufbauten 1.5mm, das FC PlĂ€ttchen 1mm.


(Bitte die Bilder anklicken fĂŒr eine grĂ¶ĂŸere Ansicht)
Ganz wichtig ist es jetzt, die messerscharfen Kanten des Carbons mit einer Feile oder Schmirgelpapier nachzuarbeiten. Die Gefahr sich zu verletzen, oder noch viel schlimmer, die Kabel des Copters :), ist sonst zu groß. Niemand atmet gerne Carbonstaub ein, also nass schleifen! Ich schmiere die Teile vor dem Schmirgeln mit Speiseöl ein, so werden die Carbonfasern schön gebunden und landen nicht in meinen Alveolen.

Jetzt die Frage
 wie teuer war das? Teurer als in China, aber preiswert 🙂

Verbaute Hardware

Zeit einkaufen zu gehen…

FC HGLRC XJB F425 oder F428 fpvcopter.de oder Banggood F425 / F428
TX Tramp HV video transmitter multirotorparts.com oder Banggood
Antenne Linearantenna multirotorparts.com oder Banggood
Receiver Frsky R-XSR fpv1.de oder Banggood
Motor Brotherhobby T1 1407
4100KV fĂŒr 3″ Propeller fpvcopter.de
3600KV fĂŒr 4″ Propeller fpvcopter.de oder Banggood
Kamera Runcam Swift Micro 2.1mm rcheli-store.de oder Banggood
Akku 800-850mAh 4s Lipo z.B. diesen von SLS

Weiteren Kleinkram:

  • aktiver Buzzer
  • XT 30
  • 3x25mm M2 Aluspacer, 6xM2 8mm, 2xM2 6mm, 16xM2 5mm
  • Loctite mittelfest
  • M2 Nylonspacer, -schrauben und -muttern
  • 1.5mmÂČ Silikonlitze
  • 30 AWG Silikonlitze
  • Plastidip o.Ă€.
  • selbstklebendes Klettband.

Und zu guter letzt den Frame:

Falls Du Dich fragst wie du an einen gefrĂ€sten Satz Bauteile fĂŒr einen Frame kommst schreib einfach eine Email an Kai von 4spower.de (kai@4spower.de). Er liefert wirklich gute QualitĂ€t bei kurzer Bearbeitungszeit und unglaublichen Lieferzeiten ab. Und natĂŒrlich Made in Germany 😉 Internationale Bestellungen sind auch möglich, einfach mal ein Angebot anfragen.

Startschuss! Lötkolben heizen!

Als erstes alle benötigten Lötpads verzinnen. Dabei schon ĂŒberlegen, welche denn wirklich nötig sind, Lötzinn wiegt ja auch was 🙂

Hier also die Pads fĂŒr:

  • Videosender
  • Kamera
  • Buzzer (BB- und 5V)
  • Receiver
  • (auf Leds verzichte ich)

Auf der anderen Seite des Controllers TX3 und TX6 verzinnen. Beide Pads werden benötigt, um spĂ€ter Telemetriedaten zu ĂŒbertragen und Einstellungen des Videosender ĂŒbers OSD vornehmen zu können.

Die Pads auf der Oberseite des 4in1 ESC ebenfalls verzinnen. Auf der Unterseite nur die Lipoanschlusspads verzinnen.


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Der ESC hat auf Ober- und Unterseite Pads fĂŒr den Lipoanschluss. Silikonummantelte Kupferlitze in 1.5 mmÂČ fĂŒr den Lipoanschluss abisolieren, zweiteilen, auseinander biegen und verzinnen. Die geteilten Litzen können dann leicht
auf beiden Platinenseiten angelötet werden. Ich habe es auf den Fotos oben ĂŒbrigens falsch herum angelötet. Der Lipoanschluss soll nach hinten zeigen. Sowohl auf Flightcontroller, als auch ESC ist ein Richtungspfeil!

Der kleine FrSky R-XSR Receiver passt prima unter den 4in1ESC. Mitgeliefert wird ein fĂŒnfpoliger Stecker mit SilikonkĂ€belchen.


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Zuerst ĂŒberlegen, wie weit man die Litzen maximal kĂŒrzen kann. Der R-XSR muss unter dem 4in1 ESC Platz finden. Dann

  • weißes Kabel entfernen (SBUS_IN), da auf Redundanz verzichtet wird
  • gelbes Kabel an TX3 (SmartPort)
  • grĂŒnes Kabel an SBUS
  • schwarzes Kabel an –
  • rotes Kabel an +

Uppps…. FAIL!

Das Sport Signal des R-XSR kann nicht ĂŒber TX3 angebunden werden, sondern muss ĂŒber softserial laufen, wenn man denn
nicht auf dem Mikropad des R-XSR löten möchte. Ist mir erst nicht aufgefallen, da die Lipospannung und RSSI korrekt im OSD angezeigt werden. VFAS, also die Lipospannung, wird ĂŒber TX3 allerdings nicht zur Taranis weitergesendet.

Betaflight bietet die Möglichkeit, die einzelnen Aus-/EingĂ€nge des Flightcontrollers fast nach Belieben zuzuweisen. Dies geschieht ĂŒber den „resource“ Befehl im CLI. Gibt man im CLI der Betaflight GUI “resource” ein, erhĂ€lt man das aktuell eingestallte remapping.

Der Smartport des R-XSR soll seine Daten ĂŒber das PPM Pad des Flightcontrollers erhalten. Sucht man den PPM Eintrag in der Ausgabe auf den Bild, sieht man, daß dieser B14 zugewiesen ist.

Was ist B14 noch zugewiesen? Die defaultsettings zeigen:

  • resource PPM 1 B14
  • resource PWM 1 B14
  • resource ESCSERIAL 1 B14

B14 muss nun von seinen bisherigen Verbindungen befreit werden. Im CLI also:

resource PPM 1 NONE
resource PWM 1 NONE
resource ESCSERIAL 1 NONE
save

eingeben.

Nun wird B14 softserial 1 zugewiesen. Im CLI also:

resource SERIAL_TX 11 B14
save

Hier das Smartport Kabel des RXSR anlöten.

Nun muss softserial im Configuration-tab der Betaflight GUI aktiviert werden. Speichern nicht vergessen. Nun taucht im Ports-tab der Betaflight GUI softserial1 auf. Hier smartport aktivieren. Save nicht vergessen.

Nun sicherheitshalber die Telemetrieeinstellungen noch einmal im CLI mit

get tlm

ĂŒberprĂŒfen. Richtig wĂ€re in diesem Fall:

tlm_switch = OFF
tlm_inverted = OFF
tlm_halfduplex = ON
pid_in_tlm = OFF

Nun das beiliegende, sechs adrige Kabel des TrampHV so weit ablĂ€ngen, daß dieser gerade noch oben dem Stack platziert werden kann.


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Da kein Audiosignal ĂŒbertragen wird, das grĂŒne, Ă€ußere Kabel des Steckers entfernen.

  • rot auf BAT (Lipospannung)
  • gelb auf VTX (Videosignal)
  • schwarz auf – (GND)
  • weiß auf TX6 (Einstellungen)
  • das orange Kabel liefert gefilterte 5V fĂŒr die Kamera und bleibt frei

Den Beeper mit Kabel versehen, Polung beachten

Den Rahmen vorbereiten:

  • selbstklebendes Klettband doppelt nehmen, ablĂ€ngen, auf passende Breite schneiden
  • auf einer Seite flauschiges Band, auf der anderen Seite Hakenband.
  • so einfĂ€deln, daß auf Ober- und Unterseite die gleiche LĂ€nge Klettband ĂŒbersteht
  • Bandteile miteinander verkleben.
  • Klett auf dem Rahmen befestigen
  • Lipo ebenfalls auf Ober- und Unterseite mit Klett versehen. Pappt super.

Der Runcam Micro liegt ein dreipoliger Stecker bei. Auch dessen Kabel werden maximal abgelĂ€ngt, so daß die Kamera spĂ€ter noch frei in ihrer Halterung gedreht werden kann.


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AnschlĂŒsse:

  • rotes Kabel an das eben freigelassene
  • orange Kabel löten (+5V)
  • gelbes Kabel an CAM (Video OUT)
  • schwarzes Kabel an – (GND)
  • ein Beeper ist fĂŒr mich unverzichtbar und findet seinen Platz an 5V und BB-

Die Motoren hab ich von dem VorgĂ€ngercopter ĂŒbernommen. Da die Kabel extrem gekĂŒrzt waren, wurden neue Kabel angelötet.

Die Motoren provisorisch verschrauben. Die Motorkabel mit Tesafilm auf den Armen fixieren. Motorkabel möglichst kurz ablÀngen und
mit den entsprechenden ESC Pads verlöten.

Jetzt wird es klebrig!

TrampHV, R-XSR, FC und ESC und Kamera mĂŒssen gegen Feuchtigkeit isoliert werden (ErgĂ€nzung meinerseits: Fast immer wenn man Zeit zum fliegen hat regnets in Deutschland…).


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Ich bevorzuge Plastidip. Plastik70 ist zwar deutlich dĂŒnnflĂŒssiger und damit auch leichter, unterlĂ€uft aber schnell Bind- oder Bootbutton.
Alle Buchsen/Stecker werden nicht isoliert.

Die Lipokabel hinten aus dem Rahmen fĂŒhren. Die XT30 Buchse daran verlöten. Beeper einschieben.


Die beiden kleinen ovalen Löcher erlauben das DurchfĂ€deln eines Kabelbinders, an dem die VTX Antenne gestĂŒtzt werden kann. Die Antenne selber passt gut durch die oberen runden Löcher. Auf ein Pigtail mit SMA Verbindung verzichte ich aus GewichtsgrĂŒnden. Eine SMA Buchse lĂ€sst sich allerdings z.B. in den runden Bohrungen verschrauben.

Bevor nun alles im Frame verschwindet, wird der FC auf die aktuellste Betaflight Version geflashed, der 4in1 ESC mit der aktuellsten BLHELI_S Firmware versorgt und die Motordrehrichtung per GUI ĂŒberprĂŒft. Die Kamera auf guten Focus ĂŒberprĂŒfen. Der R-XSR konnte auch auf eine aktuellere Firmware upgedatet werden und wird mit der Fernsteuerung gebunden.

Der R-XSR mit doppelseitigem Spiegeltape unter dem 4in1 ESC befestigen. Ist bei einem spÀteren Auseinanderbau besser zu handhaben, als eine Verklebung auf dem Frame. Die Antennen des RX baumeln auf dem Bild einfach herum, das ist nicht ideal. Weiter unten sieht man, wie es besser geht. Den HGLRC Stack mit den beiliegenden M2 Nylonspacern aufbauen. Um hier ein Auseinandervibrieren zu vermeiden, wird immer ein kleines Tröpfchen Plastidip in die Spacer gegeben.

Oben auf dem HGLRC Stack bildet das 1mm CFK PlĂ€ttchen den Abschluss und gleichzeitig die Auflage fĂŒr den TrampHV. Die Linearantenne wird, wie oben beschrieben, aus dem Heck des Copters gefĂŒhrt.

Die Runcam kann leicht zwischen den dafĂŒr vorgesehenen CFK PlĂ€ttchen verschraubt werden. Da die Runcam 19mm Breite hat, die CFK PlĂ€ttchen jedoch 21mm auseinanderliegen, habe ich aus zwei M2 Alumuttern Zwischenlegscheiben gefertigt, sprich, das Gewinde der Muttern ausgebohrt. Die Kamera dann auf den gewĂŒnschten Winkel zwischen 0 und ca. 90° einstellen und fixieren. Das Objektiv wird mit einem Tröpfchen Plastidip gesichert. Zum Abschluss die Topplate des Frames verschrauben.

Alle Schrauben und Spacer sollten gewichtsbedingt aus Aluminium sein und unbedingt mit Loctite gesichert werden.

Hier Bilder vom 3“ Copter V2, 25mm:


(Bitte die Bilder anklicken fĂŒr eine grĂ¶ĂŸere Ansicht)
Die obligatorischen „Wie schwer ist er“ Photos 🙂

Einmal der 3″ mit korrekt ausgerichteten Antennen: 132g (ohne Akku)!

Und die 4″ Variante in 134g (ohne Akku)!

ErgĂ€nzung meinerseits: Zusammen mit dem 104g schweren 4S 800mAh SLS Akku liegt Holgers sub250 copter dann mit allem drum und dran bei weniger als 240g! Da kann sich also noch einiges an Rasenschnitt im Copter verfangen bevor man ihn reinigen muss 😉

Viel Spass mit Eurem eigenen Sub250 Copter, ohne Spotter! Yeah!

Die Copter sind, trotz ihrer geringen GrĂ¶ĂŸe keinesfalls fĂŒr Kinder geeignet. WohnzimmerflĂŒge sind auch zu gefĂ€hrlich. Die Motörchen entwickeln eine ordentliche Power, die Rotoren können tiefe Schnitte zufĂŒgen, Ruckzuck liegt da ein Kinderfinger! Die Flugzeit liegt, abhĂ€ngig von Props/Lipo/Flugstil, zwischen 2 Âœ bis 4 Minuten. Das Flugerlebnis ist absolut intensiv, sĂ€mtliche Freestylefiguren sind problemlos möglich. Die V2 Copter fliege ich auch im Wald,durch gates, sind stabil genug.

Wer lieber einen sub250g 3“ Panzer hĂ€tte, schaue sich mal die 3“ V1 im Dropboxordner an.

Liebe GrĂŒĂŸe,
Holger Landwehr

Vielen Dank an Holger fĂŒr diesen AusfĂŒhrlichen Baubericht! Viel Spaß beim nachbauen!

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