Quadcopter – składanie quada na ramie ZMR250 cz1

DYS_BE1806_5Kolejna część. Składamy wstępnie ramę, mocujemy silniki do ramion, przygotowujemy i podłączamy ESC, instalujemy oprogramowanie kontrolera lotu, uruchamiamy i wyważamy silniki. Poruszę też temat zabezpieczania śrub przed poluzowaniem, oraz narzędzi jakie będą potrzebne do skręcania ramy. Na sam początek jednak kilka słów przestrogi.


Bezpieczeństwo
uwagaNigdy nie montuj śmigieł na silniki gdy nie ma takiej potrzeby. Tutaj na zdjęciach będzie widać założone śmigła ale było to tylko na potrzeby zdjęć. Nie należy zakładać śmigieł i podłączać zasilania dopóki całość nie będzie złożona i przetestowana bez śmigieł, a kontroler lotu odpowiednio skonfigurowany. W przeciwnym razie silniki mogą włączyć się z pełną mocą, a na prawdę nie jest to zabawka typu Hubsan – śmigła takie z łatwością przecinają skórę i potrafią okaleczyć. Chyba że wiesz lepiej, ale od razu polecam kupić wszystko w kolorze czerwonym aby nie było widać krwi.

Zabezpieczenie śrub przed wibracjami
DYS_BE1806_2Jedną z przyczyn awarii maszyn w locie jest luzowanie się połączeń gwintowanych z powodu wibracji. Mimo tego że silniki oraz śmigła będziemy w dalszej części wyważali, to wibracji nigdy do końca nie wyeliminujemy, a te potrafią poluzować nawet najbardziej dokręcone śruby. Jednym ze sposobów jest stosowanie nakrętek samohamujących, czyli nakrętek z dodatkowym plastykowym kołnierzem który dzięki swojej elastyczności zapobiega przed odkręceniem się nakrętek. Nasza rama jest już wyposażona w takie nakrętki więc ten problem mamy z głowy. Jednak nie zawsze będziemy mieli albo możliwość założenia takich nakrętek, albo zwyczajnie nie będziemy w posiadaniu wymaganych rozmiarów bo przecież nie wszystko można mieć w zapasach lub nie wszystko będzie się opłacało kupować. Dla tego z pomocą przychodzi klej anaerobowy – jest to specjalny klej stworzony do zabezpieczania połączeń gwintowanych przed wibracjami. Reaguje z metalem, ale nie z tlenem, wstępnie wiąże już po około godzinie od wkręcenia śruby. Do zakupienia w każdym sklepie motoryzacyjnym, za małą tubkę zapłaciłem jakieś 15zł, jednak nie potrzebujemy dużej ilości bo na każdą śrubę wystarczy nałożyć malutką kropelkę i klej spełni swoje zadanie. Kupujemy klej o średniej sile działania (przeważnie niebieski), tak aby śrubę nim potraktowaną bezproblemowo później odkręcić. Klej o dużej sile działania na stałe połączy gwinty. Nie jest konieczne stosowanie tego kleju, ale myślę że warto się od razu dodatkowo zabezpieczyć, tym bardziej że początkowo będziemy dużo testowali i model będzie mocniej wibrował zanim wszystkiego nie wyważymy i nie ustawimy.

Dodatkowe części i narzędzia
akcesoriaDo skręcenia ramy będzie potrzebny klucz typu imbus 2mm oraz nasadowy lub płaski klucz 5.5mm. Do przykręcenia silników do ramy i piast do silników będzie potrzebny klucz imbus 1.5mm. Do wykonywania połączeń elektrycznych niezbędne będą rurki termokurczliwe w różnych kolorach i rozmiarach (nie wspominam już o lutownicy i innych narzędziach). Jeśli nie mamy w swoich zapasach różnorakich przewodów i musimy je kupić, kupmy od razu porządne, silikonowe, o czym z resztą wspominałem poprzednio. Będą odporniejsze na przetarcia od wibracji, łatwiej je odizolować i pobielić, są miękkie i nie sprawią problemów przy układaniu. Kolejna rzecz to opaski zaciskowe, bez nich nie polecimy. Wystarczą jakieś małe, najlepiej w kolorze ramy czyli czarne, będziemy ich używali do mocowania wielu rzeczy na pokładzie. Szybko można je przeciąć i założyć na nowo, gdy zajdzie potrzeba żeby coś zmienić.

ZMR250
ZMR250_weightZMR250 w wersji z włókna węglowego to bardzo dobra rama w swojej cenie, w poprzedniej części pisałem jak sprawdzić czy to co dostaliśmy to na prawdę włókno węglowe. Otrzymany zestaw składa się z dwóch identycznych dolnych elementów ramy, czterech ramion, górnego elementu ramy, ośmiu tulejek dystansowych, wszystkich potrzebnych śrub wraz z nakrętkami samohamującymi, oraz dodatkowych elementów w postaci mocowania dla kamery FPV, mocowania dla kamery nagrywającej, oraz nóżek. Jak się okazało śrubek jest nawet więcej niż potrzeba. Wg sklepu waga całości to 145g, jest bardzo blisko. Taka sama rama z włókna szklanego to już 165-170g.

Mocowanie silników BE1806 do ramion
ZMR250_arm_fileW zestawie z każdym silnikiem otrzymałem 8 śrub długich i 8 śrub krótkich, tak aby możliwe było mocowanie w różnych konfiguracjach. Silnik do ramiona mocujemy przy użyciu 4 dłuższych śrub, ale należy się upewnić że po wkręceniu śruby nie zahaczają o uzwojenia silnika lub inne jego elementy. Niestety w przypadku ramy której dostałem, otwory w ramionach nie były zbyt dobrze przemyślane i nie pasowały do silników BE1806, więc dwa otwory na każdym ramieniu wymagały niewielkiego podpiłowania. Jeśli otwory „prawie” pasują nie należy próbować przykręcać silników na siłę, aluminiowe gwinty silników są delikatne i można je łatwo zniszczyć, co za tym idzie silnik taki nie będzie już się nadawał do użytku. DYS_BE1806_4Do podpiłowania użyłem małych pilniczków, podpiłowałem dwa otwory po przeciwnych stronach w każdym z ramion. Następnie silniki przykręciłem 4 śrubami, nakładając uprzednio malutką kropelkę kleju anaerobowego na końce śrub. Należy się upewnić że silniki są przykręcone równo i siedzą na swoich miejscach, że nie wpadł pod spód jakiś syf który przechyla silnik pod kątem.

Mocowanie piast do DYS1806
DYS_BE1806_3W zestawie były też piasty z osią 4mm, i właśnie te elementy wykorzystam do mocowania śmigieł Gemfan 5030. Piasty przykręcamy 4 śrubami krótszymi dodając odrobinę kleju na każdą ze śrub, i upewniamy się że śruby nie zahaczają o uzwojenia silnika. Potrzebny do tego celu będzie imbus 1,5mm. Nie przesadzajmy z siłą, zerwanie drobnego aluminiowego gwintu jest łatwiejsze niż się może wydawać.


Gotowe ramiona można teraz przyłapać do jednej z dolnych części ramy aby mieć podgląd na kształt całości i wiedzieć jak umiejscowić regulatory ESC. Ramiona można przykręcić dwiema zwykłymi śrubami M3, lub przynajmniej wsunąć je w otwory.

ESC i przewody
emax_simon_20A_esc1Moje ESC w oryginalne nie mieściły się w sensowny sposób na ramiona, więc musiałem je zmodyfikować. Usunąłem całą osłonę termokurczliwą wraz z radiatorem w postaci aluminiowej blaszki. Z takim zapasem prądu moje silniki nie zagrzeją ich na tyle aby było potrzebne dodatkowe chłodzenie. Kondensator widoczny na zdjęciu został przylutowany byle jak i dobrą praktyką będzie przysunięcie go do krawędzi płytki tak aby całość się zmniejszyła. Trzy przewody wychodzące z płytki do silnika (tutaj oznaczone jako A B i C) usuwamy, nie będą one potrzebne, bo nie będę stosował złączek z powodu braku miejsca. Przy większych maszynach można jak najbardziej stosować złączki, ale są to elementy które mogą okazać się zawodne więc pewniej przewody jest po prostu przylutować na stałe.

emax_simon_20A_esc3Przewody silnika w razie potrzeby należy skrócić, oczywiście nie będziemy ucinali ich przy samym silniku, przewody uciąłem na długość ramienia, dzięki czemu mogłem je przylutować do ESC i owinąć raz wokół ramienia tak że nie wiszą ale nie są też za mocno napięte. Trzy przewody silnika lutujemy do trzech miejsc na płytce z których wcześniej usunęliśmy fabryczne przewody, i czynność powtarzamy dla wszystkich silników. Nie montujemy na razie płytek na ramionach, dla przeprowadzenia testu silników mogą sobie wisieć luzem ale należy uważać aby nie zrobić zwarcia. Teraz będzie dobry moment aby pierwszy raz podłączyć i uruchomić kontroler lotu, pozwoli nam to sprawdzić czy silniki mają odpowiedni kierunek obrotów, a następnie sprawdzimy czy silniki nie wymagają wyważenia. Do przewodów zasilających ESC można w tym momencie tymczasowo przylutować gniazdo baterii aby możliwe było jej podpięcie, można też użyć krokodylków ale należy uważać aby nie zrobić zwarcia.

Kontroler Lotu
Przewodem micro USB łączymy kontroler lotu z komputerem. W moim przypadku windows 7 sam zainstalował potrzebny sterownik, ale jeśli jest inaczej to sterownik pobieramy ze strony silabs.com i instalujemy. Kolejną potrzebną rzeczą będzie przeglądarka Chrome. Nawet jeśli z niej nie korzystamy i nie chcemy korzystać, trzeba ją zainstalować aby można było uruchomić program konfiguratora. Poniższy opis będzie dotyczył konfiguratora w wersji 0.61.0, jeśli w chwili czytania dostępna jest nowsza wersja, to niektóre przyciski, opcje lub zakładki mogły zostać przeniesione w inne miejsce.

Oprogramowanie

Jeśli chodzi o wybór oprogramowania dla kontrolera lotu, to oryginalnie do płytek Naze32 wgrywany jest Baseflight. Jego bardziej rozwojowa i w pełni kompatybilna odmiana to Cleanflight, z tego oprogramowania będę korzystał i na nim opierał kolejne części tego poradnika. Dodajemy aplikację do Chrome, i po króciutkiej instalacji możemy ją uruchomić używając skrótu lub przycisku „aplikacje”. Jeśli płytka jest podłączona do komputera a sterownik zainstalowany, możemy przejść do wgrania odpowiedniego wsadu na płytkę, ponieważ nowo zakupiona płytka zapewne będzie miała jakąś koszmarnie starą wersję wsadu z którą nawet się nie połączymy.

flip32_firmware_flash

Klikamy na zakładkę Firmware Flasher (1), a następnie z rozwijanej listy wybieramy oprogramowanie oznaczone nazwą NAZE (2) w jak najwyższej wersji, jednak dobrze będzie wybrać wersję stable (wersja release-candidate jeśli występuje to wersja testowa i może zawierać błędy). Poniżej listy klikamy w przycisk Load Firmware [Online] (3) który pobierze wsad dla procesora z bazy wsadów w sieci. Możemy oczywiście sami wyszukać i pobrać odpowiedni wsad, ale w sposób automatyczny uchronimy się od popełnienia błędu. Chwilę po kliknięciu pojawi się lista zmian i nowości dla danego oprogramowania. Przycisk Flash Firmware (4) wgra oprogramowanie na płytkę – potrwa to chwilkę. Gdy pasek postępu (5) dojdzie do końca i zrobi się zielony, będziemy mogli kliknąć przycisk Leave Firmware Flasher który się pojawi, a następnie Connect (6) w górnym pasku aplikacji. Układ scalony ma odrębny bootloader, więc nie da się go zepsuć gdy podczas wgrywania pójdzie coś nie tak, także bez obaw.

cleanflight_connected

W zakładce Setup (1) powinniśmy zobaczyć model quadcoptera który obraca się w czasie rzeczywistym kiedy obracamy płytką – to pierwsza oznaka że nasza płytka i jej sensory działają poprawnie. Jeśli ruchy są niemrawe, płytkę należy położyć płasko i kliknąć Calibrate Accelerometer (2) choć nie jest to na razie potrzebne. Przechodzimy do zakładki Motors (3) w której znajduje się wszystko co dotyczy silników, możemy z tego miejsca uruchamiać je ręcznie. W prawym dolnym rogu znajduje się ostrzeżenie dotyczące zdjęcia śmigieł przed zaptaszkowaniem okienka, bez tego silników nie uruchomimy.

Uruchomienie silników

flip32_boardPrzyjrzyjmy się teraz płytce obok. Rząd pinów po lewej stronie oznaczonych jako Motor Output służy do podłączania trój-pinowych wtyczek regulatorów lub serw modelarskich. Rząd pinów po prawej opisanych jako RC Input służy do podłączenia sygnałów z odbiornika RC, który otrzymaliśmy wraz z aparaturą. Na chwilę obecną pozostałe piny nas nie interesują, o nich będzie w dalszej części. Trój-pinowe wtyczki najczęściej będą składać się z trzech przewodów. Czarny/brązowy to GND czyli masa, czerwony/pomarańczowy to +5V czyli zasilanie, żółty to sygnał – i nie powinno być inaczej.

cleanflight_motor_test

Aby móc przetestować działanie silników, wtyczkę regulatora jednego z nich podłączamy do płytki kontrolera zgodnie z oznaczeniem na wcześniejszym obrazku. Na razie nie jest istotne pod które z 6 wyjść podłączymy nasz regulator, ale żeby sobie nie utrudniać podłączmy go pod dolne wyjście nr 1. Następnie upewniamy się że na silniku nie ma śmigła i podłączamy baterię do płytki ESC uważając na poprawną polaryzację. Jeśli bateria jest nowa, powinna być fabrycznie naładowana do około połowy pojemności więc na nasze testy w zupełności wystarczy. Można też do tego celu użyć zasilacza 12V o wystarczającej mocy. esc_phase_invertPłytka ESC się zainicjuje, i wyda kilka dźwięków wykorzystując do tego celu uzwojenia silnika. W zakładce Motors akceptujemy ostrzeżenie (1), i możemy delikatnie przesunąć suwak pierwszego silnika (2) (lub inny jeśli ESC podłączyliśmy pod inne wyjście). Silnik powinien ruszyć, i teraz możemy sprawdzić czy obraca się w odpowiednią stronę, korzystając z ilustracji w lewym górnym rogu (3). Jeśli obraca się odwrotnie, zamieniamy miejscami dwa przewody silnika i czynność powtarzamy dla wszystkich silników.

Wyważanie

DYS_BE1806_balancingKolejnym etapem jest sprawdzenie czy silniki nie wibrują. Ramię kładziemy bokiem do blatu stołu tak jak pokazano na zdjęciu i uruchamiamy silnik zwiększając nieco obroty, ja do tego celu zdjąłem ramiona z ramy. Wszelkie drgania przeniosą się na blat i będą wyraźnie słyszalne, sprawdzamy wszystkie silniki i na początek wybieramy ten z największymi wibracjami. Ucinamy mały pasek taśmy izolacyjnej i naklejamy na bok silnika, włączamy, i sprawdzamy czy wibracje się zmniejszyły czy zwiększyły. Przeklejamy pasek w inne miejsce szukając w ten sposób punktu niewyważenia. Kiedy już go znaleźliśmy, dobrze będzie zaznaczyć sobie markerem jego położenie aby po zerwaniu taśmy nie szukać od nowa. Teraz zmniejszamy lub zwiększamy ilość naklejonej taśmy dążąc do jak najmniejszych wibracji. Często może być tak że podczas pracy silnika czuć małe wibracje, mrowienie, pomimo starannego wyważania. Za wiele nie zdziałamy, ponieważ niewyważenie silnika nie znajduje się tylko w jednym punkcje ale w kilku, i takie wyważanie a tym bardziej za pomocą taśmy nie ma sensu. Uwaga, podczas maksymalnych obrotów taśma może się odkleić, należy wybrać taśmę z mocnym świeżym klejem.

…multicoptery – spis wszystkich tematów

5.00 avg. rating (97% score) - 2 votes

13 komentarzy

  1. Ciągnąc temat bezpieczeństwa. Włókno szklane i węglowe należy obrabiać co najmniej w masce przeciw pyłowej, zalecane jest piłowanie pod strumieniem wody.

    • Przy maszynowej obróbce skrawaniem gdzie pyłu jest dużo i się unosi – jak najbardziej.

      Tutaj, jeśli nie zamierzamy zeszlifowanego pyłu wciągać nosem to nic nam nie będzie :)

    • Ja tam wolę chuchać na zimne. Niestety ten pył w płucach zostaje już na zawsze… a maska na twarz albo odrobina wody kosztuje grosze. I na pewno nie zabraknie asów takich jak ja, którzy dorwą się do płyty węglowej z Dremlem, a wtedy pyli już dosyć mocno.

  2. Wojtek Piasta

    Inny – o wiele dokładniejszy – sposób na wyważanie silników:
    http://rc-fpv.pl/viewtopic.php?p=333517

    • Owszem, ale za dużo z tym zabawy. Dla mnie wystarczy tyle aby nie było wyczuwalnych drgań :)

  3. Mam pytanko. Dziś doszły do mnie klamoty ale niestety w ESC przewody są wszystkie czarne w silniku również zastanawiam się jak rozpoznać który jest A B C ???

    • Po prostu podłączasz, jak się obraca w złą stronę to zamieniasz dwa ze sobą.

    • No tak tylko, że tam są trzy przewody. gdyby były dwa to było by prościej :) czy któryś z tych 3 przewodów jest plusem ?

  4. Znalazłem taki rysuneczek … czy to jest prawidłowe podłączenie CW i CCW ?

    • To jest tylko poglądowe połączenie bo nigdy nie wiesz jak są wykonane wyprowadzenia w silnikach czy ESC. To są silniki trójfazowe, nie mają plusa ani minusa, na tych trzech przewodach występują 3 fazy przesunięte w czasie. Po prostu łączysz to w dowolny sposób i sprawdzasz czy silnik obraca się w dobrą stronę. Jak jest źle, to zamieniasz miejscami dwa dowolne przewody i to wystarczy żeby odwrócić jego obroty.

    • Dziękuję za wyjaśnienie :)
      Mam jeszcze pytanie odnośnie zasilania naze32 w instrukcji jest napisane o max 5V natomiast płytka z boxem zasilającym podaje 5.5V czy można spokojnie tyle podać o te 0,5V więcej ? czy jest sens używać tej PCB czy brać 5V zasilania z ESC ? do sterownika lotu ?

    • 10% to spora odchyłka, baterię w mierniku masz dobrą? Przy słabej baterii miernik zawyża wskazania. Nie wiem, 5.5V można by zaryzykować (większość elektroniki 5V toleruje przynajmniej 5,5V), ale jeśli możesz, to może warto zasilić to z ESC?

  5. Dokładnie tak zasiliłem układ z ESC i śmiga :) w sensie pierwsze testy silników :) kręcą się w dobrą stronę, chce się wznosić ale jest zablokowany :) czas składać dalej :)

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Proszę pozostawić te dwa pola tak jak są: