Announcement

Collapse
No announcement yet.

Byggeblogg: NG-UAVP – neste generasjon Multicopter

Collapse
X
 
  • Filter
  • Time
  • Show
Clear All
new posts

  • Byggeblogg: NG-UAVP – neste generasjon Multicopter

    Denne bloggen er delt i to tråder «Byggeblogg: NG-UAVP – neste generasjon multicopter» hvor selve prosjektet og fremdriften presenteres – DENNE SKAL KUN BRUKES AV TRÅDEIER.
    Det finnes en parallell en tråd «Byggeblogg: NG-UAVP – diskusjon» som er åpen for alle og hvor man kan komme med innspill og kommentarer.


    Starter opp mitt største UAVP byggeprosjekt og ønsker å dele noen av mine erfaringer med dere slik at det kanskje vil spire noen nye multicopter prosjekter rundt om i landet.
    Målet mitt med denne prosessen er å bli med på å utvikle den mest avanserte sveveplateformen som er tilgjengelig for det ikke kommersielle markedet.
    Intensjonen min er også å få bygget denne innenfor en ramme på 7000.- kroner.



    Hva er et Quadrocopter:
    Et Quadrocopter (Quadrum fra latin, firkant) er et luftfartøy som benytter fire rotorer eller propeller arrangert horisontalt til å generere løft, ved å vinkle rotoren vil flyet også kunne generere fremdrift.
    Quadrocopteret hører til i helikopterfamilien, og kan utføre VTOL (ta av og lande vertikalt)
    Andre betegnelser på farkosten er quadrotor, multikopter eller sveveplattform.


    Historie:
    I helikoptrets barndom ble det ofte brukt flere rotorer istedenfor en, grunnen til dette var at «swashplate» ikke var fysisk mulig å konstruere. Den franske fly pioneren Étienne Oehmichen hadde eksperimentert med roterende vinger siden 1920. Ut av 6 design valgte han å gå videre med «Oehmichen No 2» og den 11. November 1922 hadde Oehmichen No 2 sin første jomfrutur. (bilde 1)
    På dette tidlig Quadrocopter stadie var vingene elastiske og angreps vinkelen ble justert v.h.a. reimer å liner. Oehmichen 2 var trolig den første maskinene som kunne utføre en «kontrollert» vertikal takeoff.
    Den hadde mer en 1000 flyturer og satte i 4 mai 1924 rekord med 14 minutters flytid.
    Multicopter har senere vørt i bruk i det amerikanske forsvaret men har aldri fått et kommersielt gjennombrudd.
    Det er først i nyere tid at Multikopterene har fått en renessanse, da som overvåkning og foto-inspeksjons plattform, dette takket være moderne gyro og mikroprosessor teknologi.

    Andre kjente Quadrocoptere er:
    • Convertawings A fra 1956, for US Army, med rørformet ramme, to motorer og remdrift.
    • Den teknisk enkle konstruksjonen "flygende jeep" Curtiss-Wright VZ-7AP fra 1958.
    • I en periode sørget Curtiss-Wright X-19 med «swing» rotor for hurtig persontransport(1963).
    • Rundt 1963 ble det i Tyskland utviklet transportfly VC 400, men dette gikk ikke lengre enn planleggingsstadiet.
    • Det eksperimentelle tilt rotor flyet Bell X-22 1966
    • Enseters Aerotechnik 21 WGM, som fløy som en prototype på slutten av 60 talle i Tyskland


    Hva er et Multicopter:
    Et Multicopter som vil bli presentert i denne tråden er en en VTOL sveveplattform som drives av 3 til 16 rotorer
    Manøvrering skjer ved å endre hastighet individuelt på et sett med CW og CCW roterende rotorer (bilde 2)
    Siden Multicoptere av natur er totalt ustabile så kreves det en kraftig gyro/accelometer styring for og få det til og fly kontrollert.
    Er denne teknologien på plass så er sveveplattformen urolig stabil og manøvrerbar. Den brukes derfor i mange ubemannede autonome løsninger.

    Hvem lager – hvor får man kjøpt Multicopter:
    Multicoptere finnes i dag i alt fra hobby prosjekter til kommersielle/militære løsninger.
    Etter at Silverlight laget sin første X-UFO har utallige person blitt bitt av basillen å konstruerte egne løsninger.
    Det var to prosjekter i Sveits/Tyskland (UAVP og Mikrokopter) som for en 3-4 år siden virkelig satte fart på utviklingen, i senere tid har det komme svermer av Multicoptere på markedet.

    UAVP plattformen som var den første har nå konvertert over i UAVX og et spinn-off av dette prosjektet er NG-UAVP som er basis i denne bloggen.
    Den største aktøren i markedet i dag er Mikrokopter. Dette er også den enkleste plattformen å komme i gang med siden modellene selges som ARF.
    Skal du skaffe deg en oversikt av hva som finnes der ute så gå til RCG sin mega link.


    NG-UAVP - byggeblogg: (bilde 3 og 4)

    Forkortelsen U.A.V.P. står for Universal Aerial Video Project.

    UAVP er et flygende objekt ideelt for å lage videoer og bilder (flyfoto), men passer også som moro fly uansett om en er innendørs eller utendørs.

    Prosjektet bruker hovedsakelig standard RC modell komponenter, så det er egentlig et modellfly. Utformingen av UAVP prosjektet er ganske løssluppen, det er nesten ingen begrensninger i størrelse og løftevekt. Siden UAVPs bruke høykvalitets gyroer for å gi stabilitet, er det mye lettere å fly enn et modell helikopter.

    De fleste av Multikopter pilotene startet å fly en Quadcopter fra «The Original UAVP Project» eller fra det halv-kommersielle søster prosjekt kalt «The MK-prosjektet - Mikrokopter»
    Etter hvert begynte mange å drømmer om større og kraftigere prosessorer, periferienheter og sensorer. Da de nåværende prosjekter ikke kunne skalere i henhold til fremtidige behov ble NG tanken født.

    Ingen av de eksisterende prosjektene der ute i dag kunne tilby det som NG utviklingteamet ønsket.
    De kunne ikke skalerer og var som regel basert på PIC eller Atmel microcontrollere som ikke har ytelse nok for å dekke behovet til design teamet.
    Det ble besluttet å gå for ARM7 prosessoren og dermed var Next Generation Quadcopter Project i gang.

    Målet var å utvikle gratis Open Source Quadcopter programvare (CC-NC-BY-SA license som er en non-commercial lisens) og et maskinvare rammeverk for videre utvikling basert på høy ytelse 32bit ARM7 RISC CPU'en


    Min bakgrunn:

    Siden jeg kommer fra elektronikk / data verdenen og har holdt på med design og små utviklings prosjekter siden "tidenes morgen" .... huff tiden går fort ... så var det helt naturlig å interessere seg for denne typen flyvende objekter.
    Startet opp for vel 4 år siden med et leketøy -X-UFO fra Silverlit som solgte som varmt brød å fløy som ei kråke (hadde mekanisk gyro)
    Etterhvert så jeg på hvordan man kunne modernisere denne til å bruke mer avanserte gyroer og fant etter en tid ut at dette ikke var riktig plattform.
    Begynte å se meg om etter noe annet, valget falt på UAVP originalen som nå har blitt oppgradert med UAVX softvare. Jeg har et par UAVP/UAVX versjoner oppe å flyr i dag.
    Har holdt øye med NG prosjektet over lengre tid grunnet dette er det definitivt mest avanserte som er der ute, men dette var dessverre ikke tilgjengelig public.
    Da NG teamet endelig besluttet å gå opensource heiv jeg meg på og har nå en NG under oppbygging - en prosess som jeg kommer til å dele med dere her på forumet.

    >>>fortsetter i #2
    Attached Files
    Last edited by Quadrocopter; 13-03-10, 07:25.

  • #2
    NG-UAVP - Byggeprosessen 1

    Byggeprosessen:
    DETTE ER ET BYGG FRA BUNNEN AV PROSJEKT OG IKKE ET SKINNEDE FERDIG PRODUKT!

    Det krever kunnskap om hard / software design og erfaring med lodding av SMB komponenter.

    Prosjektet er også dokumentert under NG-UAVP sine hjemmesider, siden jeg bygger denne fra bunnen av så kommer jeg til dele mine erfaringer her i dette forumet – da er det for dem som ønsker å bygge bare å velge å vrake det beste fra begge trådene.

    Innkjøp av deler:
    Her er det bare en ting å gjøre - handle i det store utland.
    Det finnes ingen komponent leverandører i Norge som har det som trengs.
    Jeg kommer til å sette opp en liste over hvem som leverer hva og hvordan det enklest mulig kan hentes hjem.
    Selve prosjektet inneholder ca 200 komponenter og jeg har en ramme på rundt NOK 7-8000.- ferdig fly-klart.

    Bildene under viser noen av komponentene som er brukt:

    OPPDATERT 8/2-2010

    I utgangspunktet var tanken å holde antall komponent leverandører nede på et minimum, men det ble vanskelig siden designerne hadde brukt en del spesial komponerer.

    Den store utfordringen for oss som ikke har et egent firma er Farnell siden de ikke leverer til privatpersonerr uten Org. nummer....
    En god del av komponentene som brukes i NG kommer fra Farnell så her er det bare ut å lete etter alternativer - eller finne en som har et firma som kan bestille for deg.

    Både CSD og Reichelt er tyske firmaer med de har ingen problemer med å sende til Norge.

    Leverandør liste:

    En komplett liste over komponerer som brukes på NG kortene finnes under denne linken.

    Jeg har tatt med Paktek ebay shop grunnet han selger meget billige SMD kondensatorer/motstander i en volum pakke - velges denne pakken så slipper man å bestille de fleste passive komponentene hos Reiheld og CSD

    Aluminiums profilene til ramma leveres av Bauhaus på Liertoppen utenfor Drammen. De har 220cm lengder med 10x10mm eller hvis du ønsker en litt kraftigere modell - 15x15mm firkant profil.

    Hobby King leverer motorer og ESC'er (se kapitelet om motor og ESC lenger ned for valg av riktig størrelse) videre har de billige karbonplater som er godt egnet til å lage ramme senterstykke (feste punktet for de fire armene)


    Deler fra Hobby King:

    Bygging av Ramme:
    .
    .
    .
    Produksjon av FC og SB moduler:
    .
    .
    .
    Valg av motorer og ESC:
    .
    .
    .
    Modifisering av ESC fra PPM til I2C:
    .
    .
    .
    Oppsett og kalibrering:
    .
    .
    .


    Mer info kommer fortløpende her
    Attached Files
    Last edited by Quadrocopter; 05-03-10, 23:50.

    Comment


    • #3
      NG-UAVP - Test flight:

      Test flight:
      Last edited by Quadrocopter; 08-02-10, 14:46.

      Comment


      • #4
        NG-UAVP - Byggeprosessen - oppdateringer

        8/2-2010: Har oppdatert leverandør lista i post #2
        Prosessen går litt tregt om dagen grunnet at et par vitale komponenter fra Texas Instruments ikke er å oppdrive på verdensmarkedet før i slutten av mars-april (pokker ta Kineserne - de kjøper jo opp alt som produseres )
        Videre venter jeg på at Klausre skal få oppgradert forumet slik at man kan plasseres bilder inne i selve tråden

        Endringene som gjøres markeres med
        OPPDATERT nn/nn-2010
        slik at de skal være enkle å oppdage

        -Frank-
        Last edited by Quadrocopter; 08-02-10, 13:36.

        Comment


        • #5
          Etter noe diskusjon med teamet i Sveits har jeg bestemt meg for å gå for en Hexa versjon (den første som bygges ).
          Dette medfører noen endringer.

          For å tåle prototype flyging så byttes karbon armene ut med aluminium slik at de skal tåle en hard tur i bakken...

          Turnigy motorene byttes med AXI 2217/20 - AXI motorene har lavere KV noe som er mer optimalt i test fasen.
          Husk at AXI ikke leverer med radial montering sett så dette må bestilles i tillegg!

          I og med at jeg går fra 4 til 6 armer og at AXI motorer er vesentlig dyrere enn HK motorer (5 - 6 ganger) så vil totalprisen stige betraktelig.
          Håpet er å kunne vende tilbake til Turnigy når testfasen er over.

          De siste Farnell backorder komponentene ventes inn av døra i.l.a mars så jeg gleder meg til å komme igang igjen med byggingen!
          Last edited by Quadrocopter; 05-03-10, 23:42.

          Comment


          • #6
            Prosjektet er avsluttet og modellen er solgt

            Comment

            Working...
            X