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Ultra Endurance Kopter und Langzeitflüge

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4348 Antworten in diesem Thema

#1186 keilie

keilie
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  • alles was es nicht zu kaufen gibt
    155:13 Minuten mit rein elektrischem Kopter unter 1Kg Abfluggewicht
    101:20 Minuten mit 250g Kopter

Geschrieben 03. Dezember 2016 - 18:20

Hallo Endurance Freunde,

Inzwischen habe ich den neuen Samsung LiO Akku getestet.

Dabei hat UL28evo - so nebenbei - einen neuen Rekord in der 2 kg Klasse erreicht:

 

130:29,4' mit taufrischen, ungeflogenen Zellen.

 

Der Kopter wurde bis 11,15 V geflogen, musste allerdings die letzten 3 Minuten unter 11,5V händisch gesteuert werden da bei der extrem niedrigen Spannung nicht mehr so stabil.

Wind wechselnd 0...2 bft, Lufttemperatur 2°C (Akku wurde auf 30° angewärmt, ist aber nach einer halben Stunde ausgekühlt gewesen, siehe Kurve). Meereshöhe: 640m, Standort https://goo.gl/maps/7Z2nYVJNyA22

 

Akkudaten

Aufbau: 4S7P, Kapazität laut Datenblatt 24500 mAh, Energiegehalt bei 0,5C ca. 348 Wh

Ladespannung 16,8V (4,2V Normzellenspannung, also nicht überladen)

Entladeschlusspannung heute 11,15V

Mittelspannungspannung unter ca. 0,5C Last: 14,2V

Zellengewicht konfektioniert (akkudl.de): 1370 Gramm

Fertig mit XT30 Anschluss, Balancerstecker und dünnem Isoliertape: 1384 Gramm. 

Energiedichte (konfektioniert und flugfertig): 251,4 W/kg

 

 

Man sieht in der Entladekurve (letztes Bild) daß die Spannung zunächst exzellent ist (vermutlich solange der Akku noch warm war), dann auf das Niveau frischer GEB Zellen abnimmt und ab Flugmitte dann absinkt auf das Niveau stark gebrauchter GEB Zellen. Vor Entladeschluss allerdings verhalten sich die Samsung INR18650-35E sehr zäh. Die Spannung knickt nicht so heftig ab wie bei den LiPo's und hält auch unter 12 Volt noch fast 10 Minuten.

 

Der UL28evo hat gegenüber dem Erstaufbau UL28 noch einige Verbesserungen erhalten. Deutlich dickere Kupferlackdrähte, gemäß meiner Excelberechnung (ist für alle veröffentlicht, siehe zurück). Die neuen DYS XS30A Regler, der einen sehr niedrigen Innenwiderstand aufweist. Ein 2g leichteres GPS. Alle Rotoren sorgfältig geschliffen und nochmals feingewuchtet. Einen neuen Motor, denn einer hatte eine sehr leichte Unwucht. Alle Updates haben ein Mehrgewicht von 13,5 Gramm verursacht. Das war aber die Vorraussetzung, überhaupt noch unter 12V fliegen zu können, denn der Innenwiderstand des Antriebs (Akku - Kabel - ESC - Motor) muss dann schon hochoptimert sein. Der Samsung LiO Akkublock von heute hat einen Innenwiderstand von nur 30mΩ, während die gleichschwere GEB Batterie 4S4P immerhin 48mΩ hat, mehrfach gebraucht sogar 60mΩ.

 

Gruss

Possi

 

Hier noch ein paar Fotos zur Stimmung vom heutigen Experiment.

 

Erst mal herzlichen Glückwunsch.

Das deckt sich mit meinen Akkutests. Die Entladekurfen sehen bei mir auch in etwa so aus.

Wie schwer war der Kopter genau bei dem Rekordflug?

 

Gruß Reiner



#1187 E126

E126
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Geschrieben 03. Dezember 2016 - 18:52

Gratulation!

Wie schwer war das ganze? Und welche Motoren sind drauf? Habe die entsprechenden LG- Zellen noch in der Pipeline, allerdings nur bis 4s6P oder 5s5p geplant.

Beste Grüße
Albrecht

#1188 possi

possi
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  • Viele selbstgebaute Langflugkopter als Kameraträger. Weltrekord im rein-elektrischem Kopter-Langflug mit 190 Minuten.

Geschrieben 03. Dezember 2016 - 20:33

Gratulation!

Wie schwer war das ganze? Und welche Motoren sind drauf? Habe die entsprechenden LG- Zellen noch in der Pipeline, allerdings nur bis 4s6P oder 5s5p geplant.

Beste Grüße
Albrecht

 

 

@Reiner und Albrecht

 

Der Kopter UL28evo wiegt flugfertig 549,19g

Der 4S7P Akku (28x Samsung INR18650-35E) wiegt fertig 1383,92g

 

Kopter wie heute 130,5 Minuten geflogen mit Akku sind dann 1933,11g

 

Das ergibt ein Kopter zu Akku Verhältnis von 1:2,52

 

Wie weiter vorn schon mal erwähnt, handelt es sich um spezielle Cobra Motoren (U3908), extrem dicht handgewickelt mit 4 parallelen Drähten, das ist auf den Fotos ganz gut zu sehen. Der Stator hat 39mm Durchmesser, die Pole sind 8mm hoch. Meine sind für ca. 300KV bewickelt. Kann man so nicht im Handel kaufen. Ich habe sie direkt vom Hersteller aus China als Sample für den Prototypenbau gekauft (die Firma hatte u.a. diese Motoren auf der Spielwarenmesse in Nürnberg ausgestellt). 3 Monate Fertigungszeit musste ich auf die 20 Motoren warten, und mit dem Zoll wars echt nervig. Die KV konnte ich individuell wählen. Für die extraleichten Kamerakopter (UL25 und UL26) verwende ich 380KV, das passt dann genau für 1040g Akku, 640g Nutzlast und eine gute Stunde Flugzeit.

 

Mit Kreisfliegen ca. 5m/s, bei Windstille und auf Meereshöhe sollten statt der mit UL28evo erzielten 130,5 Minuten eigentlich 142-145 Minuten drin sein, da Kreisflug etwa 8% Stromersparnis bedeutet. Ist mir derzeit zu mühsam zu überwachen.

 

Vielleicht mal für einen "echten, geplanten" Rekordversuch. Ist aber schwer per Video als echten Beleg für den Rekord festzuhalten, wenn so ein Kopter ständig rumkreist... zumal die meisten Videokameras mit Strom- oder Speichermangel vorher aufgeben.

 

Ich gehe jetzt in meinen Bastelkeller und opfere die letzten 16 GEB Zellen die ich habe, und baue einen nagelneuen 4S4P Akku, mal sehen, wie lange das morgen früh fliegt. Dann habe ich den Akkuvergleichstest durch.

Wetterbericht sagt 0°C, 0...1 bft. Hoffentlich stimmt das.

 

G

Possi


Bearbeitet von possi, 03. Dezember 2016 - 21:11.


#1189 keilie

keilie
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    155:13 Minuten mit rein elektrischem Kopter unter 1Kg Abfluggewicht
    101:20 Minuten mit 250g Kopter

Geschrieben 03. Dezember 2016 - 22:45

Mein Tipp: die 35E macht das Rennen ;)

Bearbeitet von keilie, 03. Dezember 2016 - 23:22.


#1190 possi

possi
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Geschrieben 04. Dezember 2016 - 00:14

Mein Tipp: die 35E macht das Rennen ;)

 

Da bin ich mir nicht so sicher! Das ist spannend, weil das Ganze so nah beieinander liegt.

Wenn der LiPo eine hohe Spannung behält, v.a. in der zweiten Flughälfte deutlich höher als der Samsung 35E, dann wird's eng .... Wir werden sehen...

 

Edit:

Der neue 4S4P GEB Akku ist jetzt fertig, Gewicht 1376 Gramm mit Pilzklett und superdünnem Tape. Ich habe noch den Balancer weggespart (wird stattdessen extern mit Krokoklemmen angepickt) und das schwere 2 qmm Silikonanschlusskabel durch ø1,5mm kurzen Kupferlackdraht ersetzt. Wird jetzt über nacht schonend mit 2,4A auf 4,3V Zellenspannung geladen und balanciert. Innenwiderstand 48 mΩ jetzt im Neuzustand.

 

Fotos anbei

Gruss

Possi

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Bearbeitet von possi, 04. Dezember 2016 - 00:27.

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#1191 E126

E126
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Geschrieben 04. Dezember 2016 - 08:51

Jetzt willst Du es wissen!

Bin gespannt aus Ergebnis. Glaube aber, dass für den praktischen Gebrauch (ausserhalb der Rekorde) die LiIons im Moment die bessere Lösung darstellen. Robustheit, Lebensdauer etc.

Viel Erfolg beim Rekordversuch
Albrecht

#1192 possi

possi
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Geschrieben 04. Dezember 2016 - 09:11

so,
UL28evo ist mit dem neuen GEB 4S4P Pack in der Luft. Fliegt wie seit der Evo Umrüstung immer sehr stabil.
Gute Bedingungen, -4 Grad, Wind ca. 1 bft, Sonne, dünne gefrorene Schneedecke.
Spannung nach einer halben Stunde 15,28V, das ist sehr gut und sogar gering besser als beim letzten Neuakku im April 2016. Den Akku habe ich wie hier im Forum von jemanden emfohlen (danke!), mit zwei Lagen dünner Luftpolsterfolie (3,4g) isoliert, damit er bei der frostigen Aussentemperatur nicht so schnell abkühlt.

edit:
jetzt nach 45' ist das Spannungsniveau des letzten Neuakku wieder erreicht. Offenbar kühlt der Akku jetzt doch deutlich ab.

edit:
nach einer Stunde Akkuspannung 14,21V, hat sich wieder etwas gefangen nach dem abkühlungsbedingtem raschen Rückgang. Fraglich, ob es reicht, den Samsung 35E zu toppen...

edit:
nach 90' liegt die Akkuspannung bei 13,41V, also zwischen einem neuen und einem alten Pack. Eher unwahrscheinlich, dass das noch reicht für 130 Minuten.

edit:
nach 110' Flugzeit Akkuspannung 13,01V. Ich schätze die Flugzeit jetzt auf etwa 125 Minuten.

Bearbeitet von possi, 04. Dezember 2016 - 10:13.


#1193 E126

E126
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Geschrieben 04. Dezember 2016 - 10:25

Dass der Akku auskühlt, ist eigentlich eine gute Eigenschaft: der Innenwiderstand ist so niedrig, dass es zur Erwärmung nicht mehr reicht.

Meine Akkus werden leider immer noch warm.

Abhilfe: thermische Isolierung verbessern, evtl. mit dünnem aber ringsum luftdichem Styropor. Man muss nicht nur die Wärmeleitung unterbinden, sondern auch die konvektiven Wärmeströme unterbrechen. Und dann mit 30° vorgeheizten Akkus ins Rennen gehen.

Beste Grüße
Albrecht

#1194 possi

possi
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Geschrieben 04. Dezember 2016 - 12:41

Flug beendet,

Überraschung, der neue GEB fliegt einen weiteren neuen Welt-Rekord in der 2 kg Klasse mit

  • Flugzeit UL28evo am 04.12.2016 von   132:34,7    Minuten!      :)

Interessant ist die Analyse des Spannungsverlaufs, siehe unten. Erst liegt der neugebaute GEB (gelbe Kurve, von heute) besser als der ehemals neugebaute GEB (rote Kurve, vom April), vermutlich weil er warm ist. Ich denke auch, die niedrige Aussentemperatur heute von anfangs -4°C verbessert den Wirkungsgrad des Systems - vor allem wegen der dichten Luft. Das trotz meiner Meereshöhe von ca. 640m hier.

 

Nach einer halben Stunde, wohl auch bedingt durch Temperaturverlust, wird das Spannungsniveau vom Samsung 35E eingeholt. Die Spannung liegt dann etwa eine Stunde zwischen den GEB Altakkus (blau und grün) und dem Samsung (orange, Flug gestern).

 

In den letzten 40 Minuten zieht die Spannung aber deutlich wieder nach oben weg von dem Samsung und knickt auch nicht so stark ein am Flugende, wie sonst von LiPO's gewohnt.

 

Den exzellenten Spannugsverlauf in der zweiten Flughälfte, den der GEB im April hatte (rote Kurve) erreicht der neue GEB-Akku (gelb) aber nicht, vermutlich weil  die Zellen nicht mehr so frisch waren - obwohl noch unbenutzt.

 

Ich füge ein paar Fotos und den Spannungsverlauf an. Die Hooverleistung von UL28evo lag bei etwa 146 Watt, das Abfluggewicht bei 1925 Gramm. Eta also etwa 13,2 g/W, nicht schlecht für so einen kleinen Kopter.

 

Gruss

Possi

 

1 Start bei -4°C kurz vor 07:00 Uhr. Ich habe mich mit der dicksten Daune angezogen.

2 Kurz nach Start. eiskalt, UL28evo fliegt exzellent stabil in der Kälte.

3 Sonne scheint, ca. -2°C, nach gut zwei Stunden Flugzeit, immer noch sehr stabil.

4 Gelandet nach gut 132,5 Minuten. Bis 11,6V Lastspannung geflogen, stabil nach GPS, kein Eingriff nötig.

5 Das Center von UL28evo, man sieht den leicht isolierten Akku GEB 4S4P Nr. 4.

6 Das Rekordergebnis. 132:34,7 Minuten.

7 Analyse der Spannungsverläufe. Gelb war heute mit dem neuem GEB (132,5'), orange gestern mit dem Samsung 35E (130,5'), rot im April mit neuem GEB auf UL21 (128'), blau und grün Testflüge mit einem alten GEB 4S4P Akku (120' und 121,5'). Alle Akkus waren fast aufs Gramm genau gleich schwer.

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Bearbeitet von possi, 04. Dezember 2016 - 13:18.

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#1195 WiSi-Testpilot

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Geschrieben 04. Dezember 2016 - 13:24

Hallo possi,
herzlichen Glückwunsch. Deinen Liveticker habe ich mit Spannung verfolgt.
Aber es ist doch eigentlich zu kalt, oder? Ich würde im Sommer trotz der dünneren Luft eine Verlängerung der Flugzeit erwarten. Die Lipos werden doch besser, wenn man sie ein paar Mal benutzt hat, weil dann die Substanzen zur Stabilisierung abgebaut werden, oder sehe ich das falsch?
Viele Grüße,
Wilhelm
(vormals Der_Rentner :-))



#1196 possi

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Geschrieben 04. Dezember 2016 - 14:22

Hallo possi,
herzlichen Glückwunsch. Deinen Liveticker habe ich mit Spannung verfolgt.
Aber es ist doch eigentlich zu kalt, oder? Ich würde im Sommer trotz der dünneren Luft eine Verlängerung der Flugzeit erwarten. Die Lipos werden doch besser, wenn man sie ein paar Mal benutzt hat, weil dann die Substanzen zur Stabilisierung abgebaut werden, oder sehe ich das falsch?
Viele Grüße,
Wilhelm
(vormals Der_Rentner :-))

 
 
Hallo Wilhelm,
Danke für die Glückwünsche! Ja ich denke, ich bin dem Limit in dieser Klasse mit heutiger Technologie sehr nahe. Eine merkliche Verbesserung ist nur noch mit Fliegen auf Seehöhe (ca. plus 4%), mit Kreisfliegen (plus ca. 5-7%), mit völliger Akkuentleerung bis 11,0 Volt (plus ca. 1%) sowie noch fabrikfrischeren GEBs (plus ca. 2%) möglich. Rechnet man das alles zusammen, gibt es ein theoretische Maximum von etwa 150 Minuten, aber alle Optimalumstände - incl. dem passenden kalten ruhigen Wetter - wird man wohl nie gleichzeitig realisieren können. Was ich noch probieren könnte, wären die 17"-Falcons. Die sind etwas effizienter, aber auch etwas schwerer.
 
Was die "dicke Luft" angeht, ist der Effekt enorm, trotz auskühlender Akkus sind das sicher mehrere Minuten. Im Sommer bei 30°C hatte ich keine Chance, diesem Ergebnis auch nur nahe zu kommen. Ich denke, da wären es nur 125 Minuten geworden. Die gemessene Hooverleistung lag je nach Temperatur zwischen 144 und 152 Watt. Der Unterschied ist erheblich. Wäre es gestern so kalt gewesen wie heute morgen (-4°C vs. +1°C beim Start), hätte möglicherweise der Samsung Akku das Rennen gewonnen, es lagen ja nur 1,5% Flugzeit dazwischen.
 
Der Effekt von vorgenutzten Akkus ist sehr gering. Ein sanftes 2-3x Laden-Entladen mit 0,2C im mittleren 80% des Kapazitätsbereichs kann im besten Fall 1-2% Zuwachs bringen, aber ein Rekordflug mit knallvoller Aufladung und maximaler Entladung kostet sicher immer etwas Kapazität, selbst bei meinen Flügen, wo nur knapp unter 0,5C entnommen wird.
 
Ich werde mich jetzt mal auf den Großquad 1 und 2 konzentrieren. Da ist (durch den wesentlich höheren Wirkungsgrad der Großrotoren zwischen eta 15 und 18 g/W) eine deutlich längere Flugzeit überhaupt erst möglich mit heutiger Akkutechnologie.

 
GQ1 mit seinen 30" Rotoren war ja vor Monaten hier schon mal vor der Ducati zu sehen, braucht aber noch einiges an Optimierung, um ruhig und sicher den ganzen Spannungsbereich bei 6S durchfliegen zu können. GQ1 ist inzwischen von Micro-APM auf NAZA umgerüstet worden. Aber da stehen noch folgende Optimierungen an: bessere ESCs, Arme etwas kürzen, dickere Kupferlackdrähte von ø1,5mm, Beine demontieren (könnten evtl. Unruhe reinbringen). Angedacht sind hier Flugzeiten, die die Möglichkeiten der 2 kg-Kopter deutlich überwinden, um auch hier vielleicht einen Rekord zu setzen.
 
GQ2 ist ein - zumindest am Papier fertig durchkonstruiertes - Projekt mit etwas kleineren Rotoren (bis 28,2"), einer höherwertigeren FC (WKM oder A2 habe ich noch rumliegen), deutlich dickeren Armen und größerem, faltbaren Frame. Dieses Gerät ist als superlang fliegender Nutzkopter mit guten Flugeigenschaften entworfen und soll auch Nutzlasten von 1-1,5kg locker mitnehmen können, ohne extrem an Flugzeit zu verlieren. Angedacht sind 90 Minuten mit 1kg Nutzlast. Da werde ich die geschlossenen, wetterfesten T-Motor U8 Pro verbauen, die ich zufällig mal spottbillig (weniger als halber Preis) bekommen habe. Leider sind die passenden Rotoren nicht gerade so billig... immerhin bei Foxtech gibts 28" CFK Rotoren, das Paar für gut 50 Dollar, die sind aber vermutlich nur für Erprobungsflüge zu gebrauchen. Die beste Lösung wären für diesen Zweck sicherlich die neuen 28,2" Klapprotoren von T-Motor, die sind aber selbst im EK noch ganz schön teuer.
 
Übrigens falls jemand Ähnliches plant: Globi verkauft momentan die Profiserie von T-Motor mit schönem Rabatt: http://www.globe-fli...e/U-Power-Serie
 
G
Possi
 
ohne Worte - die großen U13 Tigermotoren.... Ein richtig dimensionierter Hexa mit dem Motor hat ca. 36 PS (Pferdestärken) Maximalleistung und 108 kg Maximalschub.

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Bearbeitet von possi, 04. Dezember 2016 - 15:15.

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#1197 rockwilda

rockwilda
  • 59 Beiträge

Geschrieben 05. Dezember 2016 - 09:35

Heji Possi,

 

Gratulation zum neuen Weltrekord! Es ist immer wieder spannend von dir zu lesen.

 

Ich habe bei meinem Projekt auch die DYS XS30A. Wie hast du diese bei dir eingestellt? Meine Settings sehen aktuell wie folgt aus:

 

Angehängte Datei  DYS_XS30A_aktuelle_Konfiguration_BLHeliSuiteESC overview_161128_1.png   34,61K   4 Mal heruntergeladen

 

Die Temperature Protection sollte man m.E. aus machen. Welchen Parameter sollte man sich noch genauer anschauen?



#1198 possi

possi
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Geschrieben 05. Dezember 2016 - 10:05

Heji Possi,

 

Gratulation zum neuen Weltrekord! Es ist immer wieder spannend von dir zu lesen.

 

Ich habe bei meinem Projekt auch die DYS XS30A. Wie hast du diese bei dir eingestellt? Meine Settings sehen aktuell wie folgt aus:

 

attachicon.gifDYS_XS30A_aktuelle_Konfiguration_BLHeliSuiteESC overview_161128_1.png

 

Die Temperature Protection sollte man m.E. aus machen. Welchen Parameter sollte man sich noch genauer anschauen?

 

 

Ah, gibts schon die V16.5? Ich fliege noch die V16.4, die exzellent läuft.

Ich habe im Prinzip die gleichen Einstellungen, aber Temp und low RPM Protect aus (besser die ESC wird heiss als ein Motor schaltet unterwegs aus...)
Throttle ist bei mir 1140 bis 1860, Programming by Tx aus (versehentliche Verstellung unmöglich)

Beacon habe ich ausgeschaltet (nervt bei Tests im Stand oder längeren Kalibrierungen)

 

Den Rekordakku GEB4 habe ich geladen. Da ist noch Potential, denn der Akku hat keinen guten Gleichlauf (30mV Differenz) und balancierte sehr lange. Nur ein Zellenstack erreicht überhaupt die 4,30 Volt. Vielleicht solche ich mal die schwächsten 2-3 Zellen und nimm die gezielt raus. Obwohl neu, waren die Zellen auch ein Jahr gelagert. Die LiOs sind da wesentlich anspruchsloser, der Gleichlauf viel besser.

 

Jetzt kümmere ich aber erstmal um den Großquad1.

 

G

Possi



#1199 WiSi-Testpilot

WiSi-Testpilot
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    Flir Boson 320

Geschrieben 05. Dezember 2016 - 11:25

Throttle ist bei mir 1140 bis 1860, Programming by Tx aus (versehentliche Verstellung unmöglich)
Beacon habe ich ausgeschaltet (nervt bei Tests im Stand oder längeren Kalibrierungen)


Danke für die Info. Ich mag das programmieren per Sender auch nicht. Meine Herkules ESCs haben:
Motor OFF Detection Time 1080 μsec
Motor START Detection Threshold 1090 μsec
Motor 100% Threshold 1900 μsec
Damit kommen NAZA, A2 und A3 klar.

Zum Laden: wenn das balancieren ewig dauert, kann es auch am zu geringen Balancerstrom liegen. Mein Ladegerät macht zB nur 100 mA. Mit einem einstellbaren Konstantstromnetzteil und Multimeter gleiche ich gelegentlich eine hinterherhängende Zelle von Hand aus.
Viele Grüße,
Wilhelm



#1200 possi

possi
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Geschrieben 05. Dezember 2016 - 11:49

Danke für die Info. Ich mag das programmieren per Sender auch nicht. Meine Herkules ESCs haben:
Motor OFF Detection Time 1080 μsec
Motor START Detection Threshold 1090 μsec
Motor 100% Threshold 1900 μsec
Damit kommen NAZA, A2 und A3 klar.

Zum Laden: wenn das balancieren ewig dauert, kann es auch am zu geringen Balancerstrom liegen. Mein Ladegerät macht zB nur 100 mA. Mit einem einstellbaren Konstantstromnetzteil und Multimeter gleiche ich gelegentlich eine hinterherhängende Zelle von Hand aus.
Viele Grüße,
Wilhelm

 

 

Für die DJI Flugcontroller ist ein etwas höheres ESC-Startsetup (1100...1140) zu empfehlen, damit die Rotoren nicht schon beim Start wie wild anlaufen (beeinträchtigt auch die Regelung, wenn die Rotoren nicht richtig langsam laufen können!). Bis 1900 als oberes Ende ist aber o.k.

 

Das mit dem separat Nachladen ist eine gute Idee, da werde ich mir mal eine 4S Balancerbuchse bauen mit 5 Bananensteckern dran, dann kann ich jede einzelne Zelle separat nachpushen.

Aber das kann mangelnden Gleichlauf natürlich auch nicht wirklich beseitigen.

G

Possi


Bearbeitet von possi, 05. Dezember 2016 - 13:07.






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