Test: Byg en billig robust Tricopter

Introduktion

Byg en billig robust Tricopter...

Denne gæsteartikel handler om fjernstyrede multi-rotor helikoptere. Artiklen indeholder links information, inspiration & stykliste til hvordan du kan bygge din egen version til omkring 1000-1500 kr. alt afhængig af komponent valg.

Hvis nogen undre sig over emnet, da indholdet nok ikke helt falder ind under det normale redaktionelle indhold på HWT, men nok mere over i DIY gadget kategorien for ting der kan flyve (og falde ned) så er det helt korrekt. Jeg har lavet denne artikel på opfordring af "The Boss", som har fulgt lidt med i mine projekter med fjernstyrede multi-rotor helikoptere, som jeg bygger med stumper købt primært i Kina/Hongkong.

Min baggrund er, at jeg har altid været vild med elektronik og computere og jeg har rodet med mange forskellige ting, siden jeg lavede mit første webprojekt tilbage i 1998/99 som hed www.overclocking.dk. For dem der kan huske den side, handlede den primært om overclocking af computere med luft, vand og kompressor køling.

Min interesse for multirotor startede ved at min lille søn fik en mini quadcopter (walkera ladybird) i gave som vi brugte en del tid på at lære at flyve indendørs. Der gik dog ikke længe før det trak i mig at komme udendørs og flyve med noget som var større og evt. få et kamera på til noget luft video.

Det blev hurtigt klart at det var en halvdyr hobby at komme i gang med hvis man skulle købe en færdig flyveklar model hvor man nemt kommer over 3000 kr. for flyveren alene. Derfor besluttede jeg at lave min egen version. En flyveklar Phantom drone som vist herunder koster nemt over 5000 kr.

Den første model jeg byggede var en quadcopter baseret på kvalitets stumper fundet på nettet. Prisen nærmede sig hurtigt det sammen niveau som de flyveklare modeller og samtidig blev det klart at jeg havde brug for noget mere "stick time" for at lære at flyve sådan en bandit.

Jeg styrtede meget i starten og det kostede kassen i stumper hver gang... En gang fløj jeg i +20 meters højde og kom fri af nogle træer, hvor quad’en begyndte at drive ind over nogle huse, mit i panikken var der kun en vej for at udgå husene og det var skråt ned i jorden, hvilket resulterede i rigtig mange stumper fordelt over et relativt stort areal... Generelt er det ikke nogen god ide a flyve nær bebyggelse eller steder hvor et styrt kan med føre skade på personer eller udstyr.
 

Læringen har været at det ikke er specielt svært at få maskinen i luften, men at holde den i luften når man begynder at lege "youtube" pilot er en anden sag. Tag ikke fejl af de gutter på Youtube, det er pissesvært at flyve sådan selvom det ser let ud. http://www.youtube.com/watch?v=pzz2ai5faCE

Ofte er det når man mister orienteringen i luften, man kan flippe lidt ud. Man har en sjælden evne til at gøre det hele værre når man flyver på tværs eller mod sig selv, da kontrollen er modsat. Det er helt sikkert man vil styrte med sit gear, ikke bare en gang men mange gange indtil man får det lært. Jeg har ikke lært det helt endnu, men det er helt sikkert blevet bedre og skaderne er nu begrænset til et minimum.

Når man nu har erkendt at ens udstyr kommer til at gå i stykker, så er agendaen en anden. Jeg havde brug for et billigere alternativ som skulle være solid og nem at reparerer i felten med få remedier. Samtidig ville jeg gerne have en model som kunne foldes og være i en taske/rygsæk.

I min søgen på nettet stødte jeg flere gange på en underlig fisk kaldet en tricopter (eller tcopter). Tricopteren er lidt en hybrid mellem en quad- og singlecopter. Hvor quadcopteren benytter sig af individuel regulering af de fastmonterede motorer for at den bevæge sig og rotere om sin egen akse (yaw), har tricopteren derimod en servo platform der kan vippe den bagerste motor for den kan dreje om sin egen akse.. Mekanisk er dette en større udfordring, men rent flyveteknisk giver det nogle helt unikke muligheder da "halen" reagere væsentlig hurtigere end ved quadcopteren.

De fleste kender efterhånden nok en quadcopter, som nu mere eller mindre nu er kommercialiseret til forskellige formål. Tricopteren derimod er stadig et relativt nyt koncept til selvbyg, som på mange måder stadig er på pioner stadiet.

Tricoptere er fascinerede da de kan bygges og konfigureres på et utal af måder fra de hurtige til trick flyvning eller langsomme og stabile med kamera konfiguration til luft fotografering eller video.

Den tricopter model jeg flyer med nu, kalder jeg TCOP og den har kostet omkring 250 USD, inkl. en 2,4 GHz 9 kanals radio. Man vil nemt kunne bringe prisen længere ned hvis man allerede har nogle stumper man kan bruge.

TCOP er samlet af stumper som er tilgængelig på nettet eller via det lokale byggemarked. Konstruktionen er super nem at reparere, da hele stort set er holdt sammen af strips, velco og gaffa tape. Selve skroget er lavet af 2 mm birke finer og armene af 21x10mm fyrretræ fra bauhaus. (der er flere detaljerede billeder af selve tricopteren på min blog eller facebook via link angivet sidst i artiklen).

Jeg har efterhånden fløjet en del modeller, men denne virker overraskende robust. Ved kollision folder armene bare ind uden at brække. Elektronikken er godt gemt væk inde i selve kroppen af trciopteren.

Jeg har inkluderet en oversigt på min blog over hvilke stumper jeg har brugt til at bygge TCOP: http://diytricopter.com/wp2/build-log/

Men selve Tcopteren består af følgende hoved komponenter:
• Frame + yaw mechanism
• Flight controller
• 3 brushless motor
• 3 ESC (speed controllers)
• Tail servo
• LIPO Battery
• 2.4 GHz transmitter + receiver (min. 5 channels)
• Wires/connectors
 

Herunder har jeg skrevet lidt om disse…

Selve hjertet i Tricopteren er en flight controller der hedder KK2.0 fra www.hobbyking.com. KK2.0 har flere fordele hvor det indbyggede LCD display er en af dem. Ved hjælp af displayet og nogle få knapper kan man trimme flyve parametre direkte på stedet, hvilket gør det nemt at få den til at flyve godt.

KK2.0 Flight controlleren har accelerometer og gyro for alle 3 akser, hvilket gør den automatisk kan holde sig fladt i luften. Self leveling som det også hedder gør tricopteren noget nemmere at flyve. Flight controlleren understøtter endvidere et utal af multi-rotor konfigurationer, så det er relativ god investering til under 200kr. KK2.0 supporteres løbende med opdateret firmware, der hele tiden forbedre ydelsen.

Motorerne er af den børsteløse type så der ikke så meget at sige til dem, andet end de er super robuste og nemme at skaffe reservedele til hvis man skulle være uheldig at få bukket en aksel.

Motorerne bliver drevet hastighedsreguleringer kaldet ESC (Electronic Speed Controllers).. En flink og dygtig fyr der kalder sig SimonK, har lavet en speciel firmware version der er optimeret til multirotor ESC. Det er lidt bøvlet, men man kan tage en billig ESC(6-9$) og opgradere firmwaren så den yder som de rigtige dyre modeller. Det varmer jo en gammel overclockers hjerte, så klar er alle mine ESC'er er flashed med den firmware.

Som batteri bruger jeg LIPO pakker (Lithium-ion polymer), det er nogle ekstremt gode batterier der kan levere masser af strøm når der er brug for det. Et typisk batteri er et 3s - 11,1V - 2200mah - 25C. Det giver ca. 10 minutters flyvetid og kan lades på ca. 1 time. Jeg har 4 batterier, hvilket har været mere end nok indtil videre...

Efter at ha samlet tricopter’en, skulle den prøveflyves. Herunder har jeg inkluderet en video der viser den første test flyvning...

http://www.youtube.com/watch?v=eAN2ToKz4KQ

Jeg har lavet en blog omkring DIY tricoptere, så hvis du har fået mod på at bygge en selv finder du bygge vejledningen inkl. materiale liste her:

http://diytricopter.com/wp2/build-log/

Hvis du bare vil kigge med, så laver jeg løbede opdateringer på:

http://DIYTricopter.com  og på https://www.facebook.com/diytricopter

/HeO