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Noktokopter X2

Der Noktokopter X2 ist eine Weiterentwicklung des Noktokopters. Stärkere Motoren, größere Propeller und ein einziehbares Langegestell sind die wesentlichen Veränderungen. Außerdem wird die Naza V2 gegen eine AUAV-X2 getauscht.1) Der ganze Rahmen wird größer und wartungsfreundlicher, wiegt inklusive Gimbal und GoPro jedoch nur 1400 g. Die Lipos (2 x 5000 mAh) schlagen mit 750 g zu Buche, so dass das Abfluggewicht bei 2150 liegt. Die Flugzeit liegt bei guten 15 Minuten (inkl. 20 % Reserve).

Logbuch

Wie für jeden meiner Multikoptern dokumentiere ich auch für den Noktokopter X2 besondere Ereignisse etc. in einem Logbuch.

Rahmen

Der Rahmen des Noktokopter X2 ist eine vollständige Eigenkonstruktion aus CFK. Die untere Centerplate ist 1,5 mm stark, die obere 1 mm. Die 18-A-KISS-Regler von Flyduino sind hochkant zwischen den Centerplates montiert. Die Ausleger sind aus gewickelten CFK-Rohren mit 12 mm Durchmesser und 1 mm Wandstärke gefertigt. Die Auslegerschellen sind ebenfalls eine Eigenkonstruktion und wurden aus POM gefräst. Um das Gewicht der 64 Schrauben möglichst gering zu halten, wurden M2,5-Schrauben verwendet.2) Im Rahmen sind ein 36mm-Stromverteilerboard, der Jeti-Stromsensor MUI 150 EX und verschiedene Spannungsregler für die LED-Beleuchtung und die AUAV-X2 untergebracht. Die AUAV-X2 ist vibrationsgedämpft in Alphagel gelagert. Optional ist die Montage eines externen Kompass-Moduls vorbereitet. Die Lipos werden links und rechts auf den Auslegerrohren befestigt.

Antrieb

Als Motoren sind die MN2206 mit 2000 KV von Tiger-Motor verbaut. Bei den Reglern habe ich mich – vor allem wegen der kompakten Maße – für die KISS ESC 18A entschieden. Es werden 7-Zoll-Propeller von T-Motor verbaut, mit denen ein Maximalschub von 5600 g zur Verfügung steht. Die Motorzuleitungen habe ich mit Bulletsteckern (MP-Jet, 1,8 mm, 20 A max. Dauerbelastung) versehen, um im Bedarfsfall einen schnellen Motortausch zu ermöglichen.

Beleuchtung

An den Auslegerenden sind jeweils drei Nichia SuperFlux angebracht (12 weiße, 6 rote, 6 grüne). Die LED an den Auslegerenden sind parallel geschaltet, auf der LED-Platine werden dann jeweils zwei gleichfarbige LED-Batterien in Reihe geschaltet (vorne weiß, rechts grün, hinten weiß, links rot). Die bunten LED werden jeweils über einen Pololu Spannungsregler mit 5 Volt (rot) bzw. 7 Volt (grün) versorgt. Die weißen LED werden über eine Aurora LCU angesteuert, der ebenfalls ein Spannungsregler (eingestellt auf 6,4 Volt) vorgeschaltet ist. Auf diese Weise bleibt die Helligkeit der LED über den gesamten Spannungsverlauf konstant. Die Verbindung der LED mit der Platine ist steckbar ausgelegt (JST EH-Stecker), damit bei Bedarf (z.B. Motortausch) der betroffene Ausleger entfernt werden kann, ohne den Lötkolben bemühen zu müssen.

Landebeine und Gimbal

Der Noktokoper X2 verfügt über einklappbare Landebeine, damit bei den weitwinkeligen Aufnahmen mit der GoPro Hero 3 die Kufen nicht im Bild sind. Die Landebeide werden von jeweils einem Savox SH-0256 geklappt. Im Schwerpunkt ist ein Brushless Gimbal montiert, das von dem BaseCam SimpleBGC 32-bit Tiny geregelt wird. Das Video der GoPro wird von einem 5,8-GHz-Sender an meine Bodenstation übertragen, um den Bildausschnitt kontrollieren zu können. Die gesamte Konstruktion wiegt mit Kamera und allem drum und dran 460 Gramm.

Flight Control und GPS

Das Herz des Noktokopters X2 ist eine AUAV-X2 aus Bulgarien. Lesenswert sind die Diskussionen in der FPV-Community und der RC-Group. Die AUAV-X2 ist über vier Alphagelbuchsen vibrationsgedämpft gelagert, wenngleich das aufgrund der Kalman-Filter nicht nötig ist.

Als GPS-Antenne kommt das Ublox NEO-M8N GPS mit Kompass HMC5983 in der XL-Variante zum Einsatz.3) Außerdem liegt ein externes Kompassmodul bereit.4)

Transportkiste

Für den Transport des Noktokopter X2 habe ich eine Kiste aus fünf Millimeter starkem Pappelsperrholz gebastelt. Die Kiste hat einen quadratischen Grundriss mit einem Außenmaß von 57 cm und ist 40 cm hoch.5) Die Sperrholzplatten sind mit Kiefernleisten verleimt. Der Boden und der Deckel sind mit zusätzlichen Leisten verstärkt. In den Deckel und die Seitenteile sind Griffmulden eingearbeitet. Die Kanten werden durch Kunststoffleisten geschützt.

Innen ist auf ca. drei Viertel der Höhe eine Plattform eingeschraubt, auf der acht gepolsterte Halterungen für die Ausleger des Noktokopters angebracht sind. Mit Klettbändern kann der Noktokopter an den Halterungen befestigt werden.

Neben dem Transport für den Noktokopter ist die Kiste auch perfekt geeignet, um die sechsseitige Kalibierung der Beschleunigungssensoren des AUAV-X2 vorzunehmen.

Eine kleine Spielerei ist die auf dem Deckel verbaute Solarzelle, die bei Sonneneinstrahlung zwei Lüfter antreibt, damit es in der Kiste nicht zu warm wird. Leider laufen die Lüfter erst bei direkter Sonneneinstrahlung und nur an Hochsommertagen an. Ich habe irgendwo gelesen, dass ein parallel geschalteter Kondensator mit 470µF Abhilfe schaffen soll: Das werde ich demnächst ausprobieren.

Einrichtung und Konfiguration

Die Einrichtung und Konfiguration des AUAV-X2 erfolgt über den Mission Planner 1.x.6) Der Mission Planners 1.x ermöglicht den Zugriff auf weitaus mehr Parameter als der APM Planner 2.x und ist daher zu bevorzugen. Die Verbindung kann über USB (Port 17) oder ein Telemetriemodul (Port 6) hergestellt werden.

Wichtige Seiten im Arducopter-Wiki:

Achtung

Der folgende Teil der Dokumentation ist noch in Arbeit.

Schalterbelegung

Weitere Einstellungen

Der MissionPlanner 1.x ermöglicht den Zugriff auf unzählige Parameter. Hier sind die Parameter dokumentiert, die ich verändert habe.

Safety-Schalter deaktivieren

Da ich in einem Safety-Schalter absolut keinen SInn erkennen kann, habe ich ihn deaktiviert. 

BRD_SAFETYENABLE = 0

Net-ID des Telemetriemoduls ändern

Im Menu Initial Setup > Optional Hardware > 3DR Radio habe ich die Net-ID (Standard 25) geändert (siehe dazu das Arducopter-Wiki). Für die erweiterte Konfiguration gibt es eine weitere Seite im Arducopter-Wiki.

Servokanäle aktivieren

In Arbeit. Wie es grundsätzlich geht steht im Arducopter-Wiki.

Webseiten

Tags: #APM #Multikopter

1)
Außerdem wiegt das NAZA-Geraffel auch viel zu viel, und das auch noch völlig unnötigerweise. Welchen Sinn haben diese superdicken, -schweren und -unflexiblen Kabel und die Riesenstecker?
2)
Die Verwendung von Titan-Schrauben lohnt sich kaum, weil sich auf diese Weise höchstens 20 g einsparen ließen.
3)
Siehe dazu z.B. http://www.nikolaus-lueneburg.de/2015/02/u-blox-neo-m8n-gps-hmc5983-compass
4)
HMC5983 – 3-axis Digital Magnetometer Compass Breakout Board
5)
Die Sperrholzteile habe ich bei http://www.zuschnittversand.de zuschneiden lassen.
6)
Direkter Link zur neuesten Version.