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Projekt: Monokopter

eigenbau modellbau monocopter

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31 Antworten in diesem Thema

#16 el Kopto

el Kopto
  • 3.131 Beiträge
  • OrtNorddeutschland
  • Hexa / Matrice 100 hybrid mod / Jordana Endurance mit N3 + LB2 + PulseKraft PWM Erweiterung, H920 Retrofit mit HyraCom BVLOS Steuersystem

Geschrieben 19. August 2019 - 08:02

Ich grübele gerade, wie ein dazu passendes Gimbal aussehen müsste... :D



#17 Woga65

Woga65
  • 646 Beiträge

Geschrieben 19. August 2019 - 14:20

Ich grübele gerade, wie ein dazu passendes Gimbal aussehen müsste... :D


Das das ein 360-Grad-Gimbal sein müsste, ist sowieso klar. Da für eine gezielte Steuerung ohnehin die Drehzahl bekannt sein muss, zumindest wenn das Teil schneller rotiert und für eine vernünftige Auflösung die Position auf der Kreisbahn hochgerechnet werden muss, könnte man das Gimbal über einen kleinen BL-Motor gegenläufig rotieren lassen, sodass es nicht mehr so viel auszugleichen hat.

#18 Led_Martin

Led_Martin
  • 15 Beiträge
  • OrtFurtwangen
  • Hubsan X4

Geschrieben 20. August 2019 - 12:03

Ich grübele gerade, wie ein dazu passendes Gimbal aussehen müsste... :D

Mir kommt da so eine Idee ...

man könnte die Drehbewegung auch ausnutzen, und eine Zeilenkamera, mit senkrecht stehender CCD-Zeile, anbringen, und so, bei jeder Umdrehung, ein 360° Panorama aufnehmen. Die Zeilenkamera muß nur schnell genug sein, um genügend Material zu bekommen. Die Frage ist, ob die Drehbewegung gleichmäßig, und ruhig genug ist.

 

Mit freundlichen Grüßen - Martin



#19 C.M.Burns

C.M.Burns
  • 827 Beiträge
  • OrtAichach - Bayern - das gelobte Land!
  • Zeug halt ;)

Geschrieben 20. August 2019 - 12:08

Monokopter... Hmmmm... Nennt man das in "Fachkreisen" nicht eher Heli?? ;)

 

Aber, Hut ab vor eurem Bastelvirus!! Das erinnert mich schwer an meine "Hardcore-Modellbau-Zeiten" :)



#20 Woga65

Woga65
  • 646 Beiträge

Geschrieben 21. August 2019 - 11:52

Der Monokopter ist mir viel zu groß geraten und dafür zu schwach motorisiert, von den Fliehkräften bei der Größe ganz zu schweigen.

Verkleinern wäre ein Option, aufgeben auch. Kleine Monokopter wurden schon einige gebaut, da fehlt der Reiz des Neuen und kleine Tragflächen liegen hier auch keine herum. Aufgeben liegt auch nicht in meiner Natur.

Deshalb habe ich das Projekt noch einmal überdacht und bin auf folgende Konstruktion gekommen:

Angehängte Datei  905F7442-AC60-4542-844E-980282D851D2.jpeg   339,04K   0 Mal heruntergeladen

Die Luftschrauben auf dem Bild dienen nur als Anschauungsmaterial, vielleicht auch für erste Tests am Boden. Die endgültigen Schrauben werden kleiner und über eine höhere Steigung verfügen.

Eine derartige Konstruktoin habe ich nur zweimal gesehen, einmal als sehr träge steuerbares Spielzeug und einmal als ernstzunehmendes Projekt wobei der Autor weder über schnelle Digitalservos noch über Magnetometer mit hoher Abtastrate verfügte und deshalb einen technisch relativ hohen Aufwand betreiben musste. Hier ein Video des Projektes, das mir als Vorbild dienen soll:



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Mir kommt da so eine Idee ...
man könnte die Drehbewegung auch ausnutzen, und eine Zeilenkamera, mit senkrecht stehender CCD-Zeile, anbringen, und so, bei jeder Umdrehung, ein 360° Panorama aufnehmen. Die Zeilenkamera muß nur schnell genug sein, um genügend Material zu bekommen. Die Frage ist, ob die Drehbewegung gleichmäßig, und ruhig genug ist.

Mit freundlichen Grüßen - Martin

Oder bei einer Videokamera die FPS mit der Drehzahl synchronisieren. Ideal wäre eine Drehzahl von 1440 U/min, 3000 U/min oder 3600 U/min, das entspräche 24 Hz, 50 Hz und 60 Hz.

Bearbeitet von Woga65, 21. August 2019 - 11:53.

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#21 Led_Martin

Led_Martin
  • 15 Beiträge
  • OrtFurtwangen
  • Hubsan X4

Geschrieben 21. August 2019 - 13:36

Oder bei einer Videokamera die FPS mit der Drehzahl synchronisieren. Ideal wäre eine Drehzahl von 1440 U/min, 3000 U/min oder 3600 U/min, das entspräche 24 Hz, 50 Hz und 60 Hz.

 

Das wird wohl nicht sinnvoll funktionieren, da man die Belichtungszeit ja nicht beliebig klein machen kann, die Bilder wären also verwischt (Bewegungsunschärfe). Als filmen noch bedeutete, einen Filmstreifen zu belichten, musste dieser ja auch für jedes Bild kurz gestoppt werden (Die Tricks der Hochgeschwindigkeitskameras mal aussen vor gelassen, bei denen ein rotierendes Prisma das Licht auf den koninuierlich bewegten Film lenkt). Mal grob gerechnet: Kamera Full-HD (1920 Pixel / Zeile), Horizontaler Bildwinkel 40 Grad (ca. Normalbrennweite) -> Winkel / Pixel (In der Mitte) 0,021485... Grad, Drehzahl 1440 U/min -> 8640 Grad / Sekunde, Tolerierte Bewegung wärend der Belichtungszeit 1/2 Pixelbreite ->  Belichtungszeit ca. 1/800000 Sek! Übliche Kameras schaffen das nicht, und ein Rolling-Shutter würde es komplett versauen.

 

Bei der Idee mit der Zeilenkamera wären eher kleine Umdrehungszahlen anzustreben z.B. 1 Umdrehung pro Sekunde -> 60 U/min, und selbst Da wird es mit der Belichtungszeit noch seeehr eng.

 

Mit freundlichen Grüßen - Martin



#22 Woga65

Woga65
  • 646 Beiträge

Geschrieben 21. August 2019 - 15:39

Das wird wohl nicht sinnvoll funktionieren,
...
Mal grob gerechnet: Kamera Full-HD (1920 Pixel / Zeile), Horizontaler Bildwinkel 40 Grad (ca. Normalbrennweite) -> Winkel / Pixel (In der Mitte) 0,021485... Grad, Drehzahl 1440 U/min -> 8640 Grad / Sekunde, Tolerierte Bewegung wärend der Belichtungszeit 1/2 Pixelbreite -> Belichtungszeit ca. 1/800000 Sek! Übliche Kameras schaffen das nicht, und ein Rolling-Shutter würde es komplett versauen.

Bei der Idee mit der Zeilenkamera wären eher kleine Umdrehungszahlen anzustreben z.B. 1 Umdrehung pro Sekunde -> 60 U/min, und selbst Da wird es mit der Belichtungszeit noch seeehr eng.

Mit freundlichen Grüßen - Martin

Das einzuschätzen bzw. auszurechen bin ich zu wenig Film- / Fotoamateur. 1 Hz - 2 Hz sind leider nicht realistisch machbar, man bräuchte riesige Tragflächen, die nicht wiegen. Selbst der Intellicopter hatte im Originalzustand mit 280 g und vier 14,71“ Propellern eine Schwebedrehzahl von grob 600 Umdrehungen pro Minute.

Bearbeitet von Woga65, 21. August 2019 - 15:52.


#23 Woga65

Woga65
  • 646 Beiträge

Geschrieben 23. August 2019 - 22:14

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#24 Woga65

Woga65
  • 646 Beiträge

Geschrieben 25. August 2019 - 00:38

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Ich habe heute ein paar überschlägige Berechnungen angestellt und bin zu dem Schluss gekommen, dass es, vorsichtig formuliert, nicht schaden kann, die benötigte Drehzahl drastisch abzusenken.

Zum Glück habe ich mich an ein unvollendetes und nie weggeworfenes Projekt erinnert, davon sind nämlich Tragflächensegmente übrig. Ein paar Adapter zurecht geschnitzt, dann kann die Mechanik bleiben wie sie ist.

Ich bin mir noch nicht ganz sicher, auf welche Spannweite ich gehen soll, doch letztendlich ist es kein großer Aufwand, es einfach auszuprobieren.

Hier ein paar Bilder der Fundstücke:

Angehängte Datei  2ADFF79E-2628-41CF-9225-92F1E78F2C69.jpeg   289,66K   0 Mal heruntergeladen
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Bearbeitet von Woga65, 25. August 2019 - 00:46.


#25 Woga65

Woga65
  • 646 Beiträge

Geschrieben 27. August 2019 - 01:47

Zwischenzeitlich habe ich beim größeren Monokopter eine stärkere Motorisierung und einen anderen Propeller eingebaut. Der erste Test lief vielversprechend an, jedoch hat sich der dünne Stahldraht, der dem Propeller Bodenfreiheit verschaffen sollte kurz vor dem Abheben zu sehr durchgebogen und der Propeller bekam Bodenkontakt. Eigentlich logisch, vor dem Abheben muss der Draht ja zwischenzeitlich beide Hälften des Monokopters stemmen, hatte ich aber nicht dran gedacht.

Jetzt habe ich einen Drahtkleiderbügel aus der Wäscherei montiert, der wird halten.

Angehängte Datei  58450416-ED51-44C8-967D-3219DB7859DF.jpeg   314,16K   0 Mal heruntergeladen
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#26 Woga65

Woga65
  • 646 Beiträge

Geschrieben 02. September 2019 - 08:15

Zwecks Gewichtsreduktion bin ich einen Schritt weiter gegangen und habe angefangen, hocheffiziente Tragflächen zu bauen. Die erste ist gestern fertig geworden.

Professionell oder gar schön sieht sie nicht aus, aber sie erzeugt einen geradezu phantastischen Auftrieb.



Angehängte Datei  00E0CCC6-3B79-4B86-A96F-9363A869A736.jpeg   249,51K   0 Mal heruntergeladen
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#27 Woga65

Woga65
  • 646 Beiträge

Geschrieben 04. September 2019 - 10:08

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Der Mono- / Single- / Irgendwaskopter nimmt langsam Form an.
Die Rotorblatthalter können sowohl Rotorblätter als auch eine oder zwei Tragflächen aufnehmen.
Im fall einer einzelnen Tragfläche (= Monokopter) kann der Schwerpunkt über Verschieben der Motoren und, wenn nötig, ein Gegengewicht in der zweiten Rotorblatthalterung eingestellt werden.

Angehängte Datei  9EC33D05-C83F-444E-8B5D-E46A7B05E8B6.jpeg   294,46K   0 Mal heruntergeladen
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#28 Woga65

Woga65
  • 646 Beiträge

Geschrieben 08. September 2019 - 14:27

Der FC ist installiert, die Servowege eingestellt und auf Null-Pitch bei 1500 us einjustiert, das Magnetometer läuft wie es soll. Jetzt noch das Akkupack zusammenbrutzeln und montieren, den Antrieb und das Landegestell anbauen, dann können die ersten Tests beginnen.

Ich denke, ich werde den Rotorkreis vergrößern oder die Rotorblätter durch Tragflächen ersetzen müssen, habe ich ja schon vorbereitet, um auf eine machbare Drehzahl zu kommen.

Angehängte Dateien


Bearbeitet von Woga65, 08. September 2019 - 15:53.


#29 jogi73

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Geschrieben 08. September 2019 - 15:13

Bin echt gespannt wie das fliegt.



#30 Woga65

Woga65
  • 646 Beiträge

Geschrieben 12. September 2019 - 02:01

Bin echt gespannt wie das fliegt.

Das bin ich auch! Die Motorträger sind gerade im Druck.
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Die Motoren sind montiert ind verlötet, die Mixerregeln aufgestellt und eingepflegt. Jetzt fehlt nur noch der Akku und ein Gestell für den Start. Im Bodenteil / Akkuträger habe ich eine Aufnahme für einen Startgriff vorgesehen, sodass zumindest in der Theorie auch aus der Hand heraus gestartet werden kann.

Den Motorausleger habe ich nicht gekürzt, denn der bietet sich für die Aufnahme zusätzlicher Tragflächen an. Somit stellt der Aufbau fast schon einen universell verwendbaren Versuchsträger für rotierende helikopterartige Fluggeräte dar.

Das Ganze wiegt ohne Akkus und Start-/Landegestell 350 g.

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Akku eingebaut und geladen, Handgriff angeflanscht. Die Masse beträgt inklusive 4s 2100mAh Li-Ion 540g.
Wir sehen uns auf der anderen Seite!

Angehängte Datei  E339E13F-F6BA-4128-A71D-802C0C2003B4.jpeg   309,06K   0 Mal heruntergeladen
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Der erste Test ist gelaufen.

Überraschenderweise funktioniert die Steuerung stabil. Ich hatte mit einer Verschiebung von 90 Grad gerechnet, doch es sind 180 Grad.
Nachdem ich die angenommenen 90 Grad aus der Mixertabelle herausgenommen hatte, reagiert er auf „Vorwärts“ mit einer Rückwärtsbewegung und umgekehrt. Bei Roll ebenso.

Ich bin bis auf Halbgas gegangen, erwartungsgemäß reichte das nicht zum Abheben, war auch noch nicht geplant.
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Wie man zu Beginn des Videos sehen kann, Ist die Befestigung der Tragflächen „etwas“ lose geraten.
Ich werde wohl Ausschnitte einarbeiten müssen, um mit vernünftigem Werkzeug an die Schrauben herankommen zu können.

Auch hätte ich wohl den Drehpunkt für die Tragflächen besser mittig gelegt. Ebenso scheinen die PID zu hoch zu sein.

Wegen der o. g. Umstände habe ich einstweilen auf höhere Drehzahlen verzichtet.
Davon ab funktioniert die Steuerung jetzt seitenrichtig.


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Ein durchgebrannter Servo hat mir gezeigt, dass das Ganze flugfähig ist, vorausgesetzt ich vergrößere die Tragflächen und balanciere sie aus, sodass die Servos nicht so stark belastet werden.

Der durchgebrannte Servo hat sich auf seiner Position festgefressen und gibt nicht nach, egal wie stark der Luftstrom daran zerrt.



Bevor der Servo durchgebrannt war, sah die Sache so aus:

https://youtu.be/A3n_cq_Iyzs

Man sieht gut, dass die Richtung sich kontrollieren lässt.

Bearbeitet von Woga65, 12. September 2019 - 02:03.

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