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Sub250g Dual-Cam Endurance Mini-Drone, BVLOS & indoor-tauglich

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77 Antworten in diesem Thema

#61 thorone

thorone
  • 58 Beiträge

Geschrieben 19. September 2019 - 16:00

Eure Flugzeiten sind ja wirklich beeindruckend! Ich spiele in letzte Zeit auch mit dem Gedanken sowas Leichtes mit mindestens ner Stunde Flugzeit zu bauen.

 

Meine Problemlösung für den Propelleradapter war das Aufbohren mit nem 6,8er Bohrer und dann das Einsetzen eines kleinen 3D-gedruckten Teils. Die Schrauben drücken dabei nur auf den Propeller, das Teil hält sie nur in Position. Bin sehr gepannt was für Effizienzen sich hier mit 7-8" auf dem Mini-Motor ergeben.

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#62 crteensy

crteensy
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Geschrieben 19. September 2019 - 22:30

Ungefähr so hatte ich mir das auch vorgestellt - läuft er denn rund?


Ja, bis auf VTX UART werden die alle benötigt. Von mir aus könnten sie auf den Dingern den OSD Chip weglassen, da zumindest mein Nutzkopter-Design den nicht benötigt.

 

Ja dann machen wir das mal - schließlich brauche ich noch ein Winterprojekt mehr: Den Nutzcopter-FC mit 16 mm Lochbild (wird ja sonst schwerer als nötig) und mindestens folgendem:

  • STM32F405RGT (1 MB Flash für Arducopter)
  • BMP280 (I2C)
  • ICM 20602
  • 5 UARTs
  • 4 Motor-Outputs
  • 2 weitere Timer-Outputs (z.B. für Motoren, LED Strip)
  • USB
  • I2C extern für einen Kompass
  • USB
  • MicroSD-Slot
  • kein OSD
  • kein BEC (liefert der ESC schon)

Noch ist Wünsch-Dir-Was-Phase. Was da oben steht, bekomme ich auf 22x22 mm:

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Auf 22x27 mm wird es entspannter, da gehen 6 UARTS, ein zusätzlicher I2C sowie ein Inverter für SBUS und/oder ein bidirektionaler Inverter für F.Port. Vorschau ohne Inverter und mit dem blöderen USB-Anschluss (weil keine Bohrungen in der Platine und weniger robust):

Angehängte Datei  FC16-F405_large_bot.png   27,93K   1 Mal heruntergeladen

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Die "große" Variante wöge ca. 3,3 g.

 

Größer als F405 wird schwierig. Die F7 und H7 Serien kommen nicht mehr im LQFP64 und LQFP100 passt nicht auf 16 x 16 mm. Da bleibt nur ein kleiner BGA (100 pins, 8 x 8 mm), der wird aber mit 4 Lagen nicht zu routen sein.


Bearbeitet von crteensy, 19. September 2019 - 22:31.


#63 el Kopto

el Kopto
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Geschrieben 19. September 2019 - 22:50

Wenn noch "Wünsch-Dir-Was" ist:

  • Bitte doch einen F7, dann brauchst Du auch keinen Inverter
  • Der microSD-Karten-Slot kann aus meiner Sicht entfallen
  • Außerdem mindestens einen Pin als A/D Eingang (Messung der Batterie-Spannung über Teiler); besser zwei, um auch Ströme messen zu können.
  • Ggf. auch einen Step-Up/Step-Down Wandler entsprechend dem Pololu, damit das Ding auch noch an 2S Lipos funktioniert - die gehen ja ggf. auch bis 5V runter - oder sogar noch tiefer, wenn man Rekorde fliegen will

Wenn das inklusive dem Regler hinzubekommen ist, wäre aus meiner Sicht auch ein 20x20 Board noch gerechtfertigt.



#64 crteensy

crteensy
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Geschrieben 20. September 2019 - 07:36

Auf ein BEC vom ESC willst du nicht zurückgreifen?

Pins für Batteriespannung und einen externen Stromsensor hatte ich vergessen zu erwähnen, die sind schon dabei.

Ohne SD Karte gibt es keinen Speicher, auch kein Flash. Die Flash Chips wären bei den Flugzeiten ja auch hoffnungslos zu klein.

F7 ginge nur auf 20 mm, aber dann geht auch sofort der Gewichtsvorteil des kleineren Boards flöten.

#65 el Kopto

el Kopto
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Geschrieben 20. September 2019 - 07:52

Der von mir genutzte 20x20mm FC hat einen F7 drauf. Einen microSD-Slot hat er nicht aber natürlich hat er Flash-Speicher (1 MB). Den Zusammenhang zum microSD Slot sehe ich also nicht. Würde man den darauf enthaltenen OSD Chip weglassen, wäre sicherlich auch noch Platz für den Buck/Boost Regler. Einen Buck (Step-Down) hat er ohnehin schon. Der nützt bei 2S LiIon Zellen aber genauso wenig, wie ein BEC auf dem ESC, weil er auf Eingangsseite mindestens 7V haben möchte. Irgendwo bei 6,x V steigt er dann aus und die sind bei 2S schnell unterschritten.

 

Er wiegt zwar 4g und mit dem separaten Buck/Boost kommt samt Kabeln und Lötstellen vielleicht noch 1g dazu, aber die minimale Gewichts-Differenz zu Deinem F4 Design rechtfertigt den Aufwand m.E. nicht. Dazu kommt dann ja noch der Aufwand für die Anpassung der ArduCopter Software.

 

Ein echter Sprung nach vorne wäre, wenn der 4-in-1 ESC noch mit drauf wäre. Dann kann es auch gerne wieder ein 20x20 Board sein und wenn nötig, auch mit ein paar Überhängen. Auch beim GPS ist noch deutlich Einsparpotenzial. Wir haben da bereits sehr leichte Komponenten ausfindig gemacht, die auch ohne den Keramik-Ziegelstein noch guten Empfang liefern. Falls Du Interesse hast, könntest Du uns ein dazu passendes SMD PCB gestalten.



#66 keilie

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Geschrieben 20. September 2019 - 09:10

Also wenn wirklich was innovatives entstehen soll, dann sollten wir noch tiefer in die Materie einsteigen.

der M4 von AQ den ich nutze hat ja bereits fast alles drauf ist nur nicht mehr verfügbar und es gebt heute neuere Komponenten.

http://autoquad.org/...icrocontroller/

Wie Helge schon schon geschrieben hat ist ein Buck/Boost Regler wünschenswert.

Ich sehe neben dem GNSS Empfänger noch Bedarf am RC Empfänger und ein Kompass würde ich auch drauf bauen.

@crteensy schaue dir auch mal das Teil hier an https://store.mrobot...trl-zero-f7.htm

Innovativ würde ich finden, wenn wir es schaffen gleich Möglichkeiten zu schaffen um hie die Sensoren https://www.digikey....64-1-ND/8276742 einfach nach allen Seiten anzuschließen zu können. Dann könne das Teil mit entsprechender Software Erweiterung auch indoor sicher fliegen.

Auf ein ESC würde ich hingegen verzichten, es muss nur gewähleistet sein möglichst einfach einen 4fach ESC anzuschließen

Ich habe ja hier den z.B. verbaut und der hat ein Stecker dran der dann direkt auf das board gesteckt werden könnte. https://www.hglrc.co...13-series-stack

Ob da ander Möglichkeiten gibt lässt sich sicher diskutieren, aber jeder Verkablungsaufwand der wegfällt sekt auch das Ausfallrisiko

 

eine Innovation für die integrierten ESCs wäre, wenn die ESCs kein zusätzlichen Prozessor benötigen sondern vom F7 gleich mit bedieht werden. Ob das geht und ob der das schafft, weiß ich allerdings nicht.


Bearbeitet von keilie, 20. September 2019 - 09:33.


#67 crteensy

crteensy
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Geschrieben 20. September 2019 - 12:21

@el kopto: Ich habe einen 16 mm 1-2S 10A 4in1 ESC mit BEC im Eingangshaufen, da werde ich heute Abend mal eine Zelle anschließen und sehen, ob er wirklich einen Buck/Boost-Regler hat. Müsste er jedenfalls, wenn die Herstellerangaben stimmen. Falls das so ist, mache ich dafür ein 16x16 mm F4 FC. Zusammen wären die dann bei ca. 5 g - da kommt auch ein Whoop Board nicht signifikant drunter.

 

Welcher F7 genau ist denn auf deinem FC drauf?

 

20 x 20 geht auch, dann mit F7 und da passt gerne auch ein Buck/Boost-Regler und allerhand anderes.

 

Einen ESC habe ich noch nie gemacht, deshalb belasse ich es erstmal beim FC - der ist einfach und von der Schaltung her bekanntes Terrain.

 

Welche GPS-Komponenten hast du im Sinn? Man kann ja über alles reden. 

 

@keilie: Der mRo F7 hat einen BGA auf einer 6-lagigen Platine. Das ist zwar prinzipiell machbar, aber definitiv außerhalb meiner Komfortzone und als Prototyp nur erschwert (Vergleichsbasis: Oshpark und Aisler) zu bekommen.

 

Die Sensoren haben eine I2C-Schnittstelle, aber keine Adresspins. Ergo gehen die nur an mehreren separaten Leitungen, die irgendwie zusammengeführt werden müssen oder mit anderen Tricks. Das kann der Haupt-FC mit software-I2C machen, oder ein externer multiplexer, der die Sensoren zusammenführt. Eine "schlauere" Lösung würde die Sensordaten zusammenfassen und selbst wie ein 4-fach-Sensor aussehen (oder 6-fach? in wie viele Richtungen willst du gucken?).

 

Ich könnte mir vorstellen, dass bald die komplexeren SoCs eingesetzt werden. In der BeagleBone-Serie gibt es interne "slave-MCUs", die man unabhängig vom Hauptprozessor programmieren kann. Das wird schon bei 3D-Druckern und ähnlichem für die Schrittmotoren genutzt. Dann wären da noch FPGAs mit integriertem Prozessor, auf denen man sich austoben könnte. Aber das ist (zumindest von meiner Warte aus) noch Fantasterei.

 

Ich mache für die FCs mal einen eigenen Diskussionsthread auf. Die gehören nicht zwingend hier rein, hier geht es um eure Quads.



#68 keilie

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Geschrieben 20. September 2019 - 18:34

@crteensy hast du schon einen eigenen thread aufgemacht? kann noch nichts finden
Wenn ich das Datenblatt von den Sensoren richtig gelesen habe, ist die Adresse schon irgendwie zu programieren, bin da aber kein Spezialist. Wie viele Sensoren notwendig sind, ist auch zu diskutiern.



#69 el Kopto

el Kopto
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Geschrieben 20. September 2019 - 18:44

Ich halte es auch für sinnvoll, zu den mini-FCs einen separaten Thread aufzumachen.

 

Auf dem von mir genutzten FC ist drauf: STM32F745VGH6, 320 KB RAM, 1 MB Flash, IMU: ICM20689 (SPI) und Baro: BMP280

 

Ein Magnetometer würde ich nicht auf dem FC verbauen, das muss man je nach Störfeldern - analog zum GNSS Chip - mit einem gewissen Abstand montieren können. Es hat schon seinen Grund, dass Magneto und GNSS i.d.R.gemeinsam separiert werden.

 

...und nochmal: Wenn schon ein eigenes Board entwickeln, dann würde ich auch auf aktuellem Hardware-Stand bauen. Die o.g. Chips sind Stand der Technik. Die möglichen Einsparungen durch Weglassen des OSD und Integrieren eines Buck/Boost erscheinen mir aber einfach zu marginal, um den Aufwand zu rechtfertigen. Auch an der ESC Front sieht es eigentlich recht gut aus und man bleibt natürlich flexibler, wenn man die ESCs separat lässt. Ähnliches gilt für den Receiver: Auch den würde ich nicht auf dem Board haben wollen. In meinem Falle ist es ja eh eine separate Lösung auf LTE Basis.

 

Ein all-in-one Board mit ESCs und Receiver wäre interessant, wenn es kein Mini, sondern ein Micro werden soll.

 

Das größte Einsparpotenzial sehe ich tatsächlich noch beim GPS/Magneto.



#70 keilie

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Geschrieben 20. September 2019 - 19:00

@el Kopto ja das sehe ich auch so mini Boards gibt es ja schon, für ein Micro müsste halt alles drauf, gerne auch ein LTE ship oder gleich etwas mit 5G. Dann sollte aber das board auch gleich die Kamerasignale mit verarbeiten können und die Gimbalansteuerung sollte auch mit drauf sein. Sozusagen ein board auf dem alles drauf ist.



#71 crteensy

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Geschrieben 20. September 2019 - 19:46

@keilie: ich hatte mich jetzt eher darauf gestürzt, den FC für den hier vorgestellten kopter noch etwas zu erleichtern. Mit Gimbal klingt dann doch etwas schwerer als 250 g (aber da mag ich mich irren). Das leichtgewichtige GPS ist auch interessant.

 

Separater Thread für die FC-Diskussion: http://www.kopterfor...ini-nutzkopter/

 

Laut Datenblatt hat der VL53L1CXV0FY eine feste Slave-Adresse. Ich habe nochmal reingeschaut und nichts über eine Programmiermöglichkeit gefunden.



#72 thorone

thorone
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Geschrieben 21. September 2019 - 06:42

Ungefähr so hatte ich mir das auch vorgestellt - läuft er denn rund?

 

Soweit ich das Beurteilen kann klappt das sehr gut. IChb experimentiere grad noch mit nem zweiten Variante die mit körzeren Schrauben auskommt und dann nochmal Gewicht spart.

 

Jetzt wirds hier aber doch nochmal sehr interessant ;-) ich hab schon öfter über einen FC selbstbau nachgedacht. In dem Fall hier könnte man den Crazybee F4 (https://www.banggood...ur_warehouse=CN) eigentlich fast direkt nachbauen und statt dem F4 das F7 BGA draufsetzen plus die Uarts & Co. zugänglich machen . Der hat schon nen Buckboost, die ESCs und sogar nen Empfänger.

 

Ich hatte den Crazybee F4 schon eingesetzt für nen sub 100g Langflieger

 

Allerdings ist auch hier die Gewichtsersparnis marginal (höchstens 2g) im Vergleich zu nem 16er Stack und vielleicht 3g zu nem 20er Stack wie dem Stable F7... und obs ichs dafür lohnt ;)



#73 thorone

thorone
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Geschrieben 22. September 2019 - 14:47

Ich hab nochmal etwas rumexperiemntiert mit der Aufbohr-Geschichte. Diesmal zuerst auf 6,8mm aufgebohrt und dann oben noch auf 10mm gesenkt. Danach hab ich einen Adapter mit Kragen reingestekt. Es sieht zwar nur so mittelmäßig aus, läuft für meine Begriffe aber immernoch sehr rund (ich merk keinen Unterschied zu nem Motor mit der 5mm Welle).

Das schon vorhandene Loch zentriert den Boher dabei ziemlich gut.

 

Leider ist der Copter noch weit entfernt von fertig, daher wirds noch ein bisschen dauern mit Praxiserfahrungen

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#74 el Kopto

el Kopto
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Geschrieben 20. Oktober 2019 - 12:58

Das 1-Achs Mini-Gimbal funktioniert jetzt auch. Es stabilisiert abhängig von der Lage der Drohne und die Neigung ist zusätzlich über ein Stellpoti an der Handfunke übersteuerbar.

 

Der Servo wiegt 1,5g, die Halterung vielleicht noch mal 1g. Stromversorgung erfolgt direkt aus einer der beiden LiIon Zellen. Sollte er blockieren, zieht er zwar langsam die Zelle runter, würde aber nicht sofort einen Absturz produzieren, was der Fall sein würde, wenn er hinter dem Regler des FC und der restlichen Elektronik hängen würde.

 


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#75 el Kopto

el Kopto
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Geschrieben 05. November 2019 - 10:20

Vergleich zum Mavic Mini:

 

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