Normaler Hexacopter - Dimensionierung

mb-ing · Dez 14, 2014

Hallo zusammen,

da ich mir einen Hexacopter selber bauen möchte, habe ich hierzu ein wenig recherchiert und bin auf dieses Forum gestossen

Ich konnte mich durch das Lesen von Beitragen etc. bereits ein bisschen mit der Thematik Multicopter beschäftigen.
Jetzt möchte ich mein theoretischs Wissen doch gerne mal in die Praxis umsetzen.

Das bedeutet, dass ich mich mit der Dimensionierung des Fulgmodells beschäftigen muss.
Als Ausgangspunkt meiner überschlägigen Berechnungen forciere ich mal das Gewicht.

Da das Gewicht maßgeblich durch die verwendeten Komponenten determiniert wird, habe ich mal foglende Annahmen getroffen:

- 700 gr Rahmen (komplette Eigenkonstruktion und Eigenfertigung)
- 450 gr 6x Motoren
- 400 gr Akku
- 150 gr 6x ESC
- 100 gr FC etc.
- 500 gr Cam & Gimbal
---------------------
Summe: ~2200 gr

Mittels des Startgewichts würde ich die Motoren auswählen.
http://www.premium-modellbau-bodens...-810kv-3s-4s-11-1v-14-8v-hexacopter-set?c=940

Die 6 Motoren würden mit den Props theoretisch einen Schub von 5700 gr generieren.
Daraus ergibt sich ein Verhältnis von 5700/2200= ~ 2,6

Wäre das für meinen Fall ausreichend?

Vielen herzichen Dank im Voraus für Eure Bemühungen.

Für weitere Rückfragen stehe ich Euch gerne zur Verfügung.

Danke und Grüße

MB-ing.

------------------------------
Folgendes steht mir grundsätzlich zur Verfügung:
- CAD
- FEM
- Fräs- & Drehmaschinen
- Stanzmaschine
- Löten
- 3D-Drucker mit 2 Materialienzufuhr simultan

Patch30 · Dez 14, 2014

Hallo MB-ing.

Herzlich willkommen im Forum!!

Grunsätzlich solltest Du Dir folgende Überlegungen als erstes machen:

- Mit welcher Grösse Props möchte ich den Hexa betreiben. Grundsätzlich je grösser je effizienter, je kleiner der Schwebestrom desto besser.
- Mit wievielen Zelle möchtest Du fliegen 3S/4S/6S etc.
- Gimbal: GoPro? 2-Achsen oder 3-Achsen
- Landegestell fix/klappbar. Je nach dem bei 3-Achsen allenfalls nötig.

Anhand der Prop-Grösse kannst Du dann einen ersten Grundriss aufzeichnen und erhälst die Motor-Diagonalen bzw. Mindestabstände. Überlege Dir Deine Grundlagen! Die meisten wollen keine Props im Kamerabild. Soll das Frame klappbar sein etc.
Definiere Dein Projekt ein wenig präziser bzw. vergiss die Probs, Kabel, Schraube nicht. Vom Schub her solltest Du schon eher 3.0 haben.

http://ecalc.ch/xcoptercalc.php?ecalc&lang=de

http://www.goodluckbuy.com/index.php?target=products&mode=search&subcats=Y&type=extended&avail=Y&pshort=Y&pfull=Y&pname=Y&pkeywords=Y&cid=0&q=emax+810&x=0&y=0

http://fpv-community.de/showthread.php?13553-6s-Hexa-mit-DJI-Naza-quot-alla-Ferdl-quot-%28Baubericht%29

LG

Patrick

mb-ing · Dez 15, 2014

@ Patrick:

Vielen herzlichen Dank für Deine Antwort.

Bei vielen Punkten bin ich offen und sehr dankbar für jede Hilfe.

Kurz zu Deinen Anregungen:

- Mit welcher Grösse Props möchte ich den Hexa betreiben. Grundsätzlich je grösser je effizienter, je kleiner der Schwebestrom desto besser.

» Hier bin ich völlig frei, was könnte man empfehlen? Wie bekomme ich den Schwebestrom raus?
Die Abmessungen des Modell sind mir nicht so wichtig...

- Mit wie vielen Zelle möchtest Du fliegen 3S/4S/6S etc.

» Bei meiner Recherche habe ich den Eindruck gewonnen, dass viele 3s verwenden, also 11,1V.
Deswegen bin ich mal von 3s ausgegangen, was natürlich auch nicht fix ist.

- Gimbal: GoPro? 2-Achsen oder 3-Achsen
- Landegestell fix/klappbar. Je nach dem bei 3-Achsen allenfalls nötig.

» Das Landegestell würde ich gerne starr ausführen, sodass eine 2-Achsen Gimbal zweckmäßig sein sollte.
(Ein klappbares Landegestell erachte ich aktuell als zu aufwendig für mein erstes Projekt mit Multicopter)
Als Kamera möchte ich eine gebrauchte Cam zum Einsatz bringen und das Bild ggf. mittels WiFi an ein Tablet senden. Kann man aber eher als einen netten Zusatz bzw. Zuckerl sehen.

Das Dimensionierungsprogramm habe ich bereits gefunden.
Ich versteh es auch die Eingabemaske zu befüllen, jedoch weiß ich nicht, was ich eintragen soll, da ich ja noch viele offene Punkte habe.

http://www.goodluckbuy.com/index.php...ax+810&x=0&y=0
Würdest Du mir diese Komponenten für meine Dimensionierung nahe legen?

http://fpv-community.de/showthread.p...8Baubericht)
Sehr interessant, ich werde mir den Thread demnächst durchlesen.

Vielen herzlichen Dank für Deine Bemühungen.

Danke und Grüße

MB-Ing.

Patch30 · Dez 15, 2014

Guten Morgen MB-Ing.

Ich habe Dir Mal ein Excel geschrieben. Ich hoffe anhand der Zusammenstellung die Thematik etwas besser zu verstehen. Grundsätzlich empfehle ich Dir für das Setup diverse Bauberichte zu lesen. Hier wurde/wird sehr viel ausprobiert. Daher lohnt es sich erprobtes zu nehmen. Wie gesagt je grösser der Prob desto effizienter bzw. kleiner die KV-Zahl grösser die Anzahl Zellen.
Als Grundlage überlege Dir was wiegt die Kamera und die ganze z.B. Data-Link-Elektronik etc. So lässt sich das ungefähre Abfluggewicht (AUW) ermitteln. Die meisten Copterbauer haben dann eine Mindestflugdauer im Kopf, dies lässt dann die Konfiguration zu. Evlt. wäre auch ein Y6 was für Dich.
http://www.goodluckbuy.com/index.php?target=products&mode=search&subcats=Y&type=extended&avail=Y&pshort=Y&pfull=Y&pname=Y&pkeywords=Y&cid=0&q=y6&x=0&y=0

Bei den Lipos spielt hald oftmals auch die Überlegung mit was habe ich schon da, z.B. von einem Heli oder anderen Projekten.

Die Zusammenstellung ist für einen Hexa/Y6 mit ca. 800mm Diagonale. Der DJI S800 ist so aufgebaut, mit 15x5 Props und 6S.
Ein "800er" mit GoPro sollte es schon so auf 30min Flugzeit bringen. Ich habe ein Zenmuse 3D Gimbal eingetragen. Auspacken und es funktioniert, ansonsten verlässt Dich der Mut. Solltest Du Dich für ein anderes Gimbal entscheiden gib ich Dir den Rat bei den Controllern auf Alexmos 32-bit zu setzen, alles andere ist enorm Aufwendig und funzt am Schluss doch nicht 100%-ig.

Excel-File

mb-ing · Dez 15, 2014

@ Patrick:

Vielen herzlichen Dank für Deine sehr ausführliche und sehr gute Antwort.
Ganz besonderen Dank für Deine Bemühungen mit der EXCEL-Datei, einfach genial.

Ich werde mir das Ganze nach der Arbeit intensiv ansehen.

Da ich gar kein Equipment oder der Gleichen besitze, bin ich für alles offen.

Danke und Grüße

MB-Ing.

Patch30 · Dez 15, 2014

Lass uns hören was Du konstruiert/baust!

Ah ja es gibt immer mehr Gesetze was den FPV-Flug angeht. Um den angekratzten Ruf nicht noch weiter zu schädigen hoffe ich Du fliegst auch nach Gesetz!

In Deutschland darf nur bis 5kg "hobbymässig" geflogen werden. In der CH bis 30kg dafür nur noch sehr eingeschränkt. Der Videosender darf z.T. "nur" 25mW senden.

Über DJI Naza und Turnigy X9 gibt es unzählige Youtube-Videos die alles stark vereinfachen.

Viel Spass!!!

mb-ing · Dez 15, 2014

Patch30 hat gesagt.:

@ Patrick:

Klar werde ich hören lassen, was den aktuellen Stand der Konstruktion betrifft.

Selbstverständlich werde ich mich an die gesetzlichen Gegebenheiten halten.
Ehrlich gesagt möchte ich schon weit von den 5 kg entfernt bleiben ^^

Ich bin in der E&KO einer elektrotechnischen Spezialfirma (Rundfunktechnik) tätig, da wird sich schon hoffentlich jemand mit Sender auskennen

Ich freue mich besonders auf das Konstruieren bzw. auf das Bauen des Hexacopters.
Das Fliegen ist dann eher die logische Schlussfolgerung der Kausalitätskette ^^

Ich habe mal einen Tripod gebaut, der jetzt leider nur noch rumsteht, nur um eine Steuerung selbst programmieren zu können ...

Mir geht es meistens viel mehr um das Verständnis, als um das Spielen mit dem fertigen Produkt.
Sonst würde ich mir gleich einen fertigen Multicopter kaufen...

Am liebsten würde ich komplett alles selber anfertigen und die µC selbst programmieren, löten, etc. aber dann werde ich evtl. nie fertig ^^

Den Hexacopter als Y-Anordnung auszuführen, gefällt mir sehr gut, da ich hierdurch Material und Gewicht einsparen kann.

Bestehen im Allgemeinen große Unterschiede zwischen einem "normalen" und "Y" Hexacopter bezüglich Performance FailSafe oder der Gleichen?

Vielen herzlichen Dank im Voraus für die Antworten.

Danke und Grüße

MB-Ing.

Upgrade 08/15 · Dez 15, 2014

mb-ing hat gesagt.:

Die Koaxanordnung bringt eine etwas tiefere Effizienz mit sich (ca. 5-30%), dafür sparst du durch die fehlenden Ausleger wieder etwas Gewicht ein. Der Maximalschub dürfte mit 3 Koaxantrieben etwas geringer ausfallen als mit 6 normalen Antrieben.
Failsafe: Ein Hexa ist gemäss meinem Wissensstand so oder so nicht ausfallsicher, wenn eine Antriebseinheit ausfällt. Das heisst, mit Glück (und starken Motoren + wenig Zuladung) kannst du den Kopter sicher landen, wenn du Pech hast stürzt er ab. Redundanz hast du erst ab 8 Motoren/Propellern.
Ein Y6 dürfte etwas weniger Windanfällig sein als ein Flat-Hexa. Das liegt daran, dass er weniger Angriffsfläche bietet.
Bedenken musst du aber auch, dass die Propeller bei einem Y6 recht weit unten sind: Ein (eher hohes) Landegestell wird notwendig, zudem sind die Propeller schwerer aus dem Blickwinkel der Cam zu bringen, sollte eine unter dem Kopter angebracht werden

Gruss

mb-ing · Dez 15, 2014

Upgrade 08/15 hat gesagt.:

@Upgrade 08/15:

Vielen Dank für Deine Antwort.
Mit dem oben Genannten hast Du mich echt zum nachdenken gebracht ^^

Durch die mögliche Bauweise als Koaxanordnung generiere ich natürlich eine zusätzliche "Störkontur" in dem "Sichtfeld" der Kamera, was ich bisher nicht bedacht habe.
Ich gewinne den Eindruck, dass bei diesem Layout die Gewichtsersparnis zu gering ist und die "Nachteile" hierbei überwiegen.

Eine Recherche im Vorfeld hat mich zu dem Ergebnis gebracht, dass ein Hexacopter im direkten Vergleich zu einem Quadrocopter eine größere Ausfallsicherheit gewährleisten kann.
Deswegen habe ich mich für einen Hexacopter entschieden.
Bei einem Oktacopter bestünde natürlich eine größere Redudanz, aber das wäre mir für mein erstes Projekt ein bisschen zu viel ^^

Ich denke, dass ein Hexacopter in Bezug auf Kosten und Flugperformance für den Anfang einen guten Kompromiss verkörpert.

Oder was sagt Ihr dazu?

Anfänglich wollte ich den Rahmen in einem 3D-Druckverahren anfertigen.
Aber ich denke, dass ich auf CFK-Komponenten zurückgreifen werde.
Die nötigen Rohre und Platten kann ich bestellen und anschließend selber fräsen bzw. nachbearbeiten.

Den Thread (http://fpv-community.de/showthread.p...8Baubericht)) habe ich mir komplett durchgelesen.
Er war sehr interessant, wobei die beteiligten Personen sehr ambitionert in Sachen Leistung und Größe sind ^^

So nun werde ich weiter in die Materie einlesen.

Danke und Grüße

MB-Ing.

Upgrade 08/15 · Dez 15, 2014

Hi,

Also ich persönlich würde keinen Hexakopter bauen. Die Redundanz ist mehr fakultativ als eine tatsächliche Garantie. Dann kannst du auch gleich einen Quadrocopter bauen, allenfalls mit grösseren Motoren und Propellern als beim Hexakopter. Dadurch gewinnst du sogar etwas Effizienz.
Wenn du Redundanz willst, dann bau einen Oktokopter. Eventuell als Koaxanordnung? Ein Vorteil des Koaxkopters ist natürlich das deutlich kleinere Packmass. Bei einem Okto oder auch Hexa mit 15'' Propellern ist die Gesamtgrösse nicht zu verachten!

Es gibt sicherlich auch Leute, die Hexakopter mögen. Ich selbst sehe einfach den Vorteil dieser Bauform nicht. Ein Quadro ist einfacher zu bauen und erreicht eher eine lange Flugzeit; eine Redundanz wie beim Oktokopter hast du mit einem Hexakopter aber auch nicht.

Gruss

mb-ing · Dez 15, 2014

Upgrade 08/15 hat gesagt.:

@Upgrade 08/15:

Vielen Dank für Deine Anregung und für Deine ehrliche sowie ausführliche Antwort.

Folgenden Artikel habe ich hierzu gelesen.
http://www.drohnen-kaufen.com/hexacopter-kaufen/

Gut, wenn das so ist, dann ist ein Quadrocopter für den Anfang echt sinnvoller.

Ich "arbeite" gerade die echt geniale EXCEL-Liste von Patrick durch.
Vielen Dank noch mal an dieser Stelle für Deine Bemühungen.

Ich überlege aktuell, welche Komponenten ich bereits "unabhängig" von dem Endergebnis bestellen kann.

http://www.goodluckbuy.com/naza-m-v...atalink-ipad-gs16-waypoint-free--can-hub.html
Das wäre im Endeffekt das Rund-um-Sorglospaket oder?
In diesem Paket ist nach meinem aktuellen Wissenstand alles enthalten, was ich mir wünsche.
Also Data-Link, GPS, etc. .

Gibt es bei der Bestellung keine Probleme bezüglich Zoll oder etwaigen Gewährleistungsansprüchen?
Sorry, habe nich nie im Internet in den USA bestellt...

Danke und Grüße

MB-Ing.

mb-ing · Dez 15, 2014

Überschlägiges AUW

Hallo zusammen,

anhand der EXCEL-Liste, die mir Patrick freundlichweise zur Verfügung gestellt hat, habe ich überschlägig ein AUW von circa ~2,3 kg ermittelt.

Laut Herstellerangaben erzeugen die vier Motoren (http://www.rctimer.com/product-575.html) einen Schub 3,2 Kg.

Das ergibt ein Verhältnis von ~1,4.

Das ist doch viel zu wenig oder?
Oder habe ich mich da einfach verhauen bzw. verschaut?

Die Kosten hierfür würden sich auf etwa ~1200$ belaufen.
Ist das für einen Quadrocopter in Ordnung?

Vielen Dank im Voraus für Eure Bemühungen.

Danke und Grüße

MB-Ing.

Cartman · Dez 16, 2014

Die Motoren sind bei dem AUW tatsächlich sehr knapp dimensioniert. Da würde ich mir mal sowas in Richtung T-Motor MN3508/3510 oder Turnigy Multistar 4822 (z.B. 490 kv mit 15" Props an 4s).

Ich bin übrigens ein überzeugter Verfechter der Y6 Hexacopter. Das Flugverhalten unterscheidet sich ein wenig vom Flat Hexa und wirkt agiler und präziser. Redundanz hat man IMMER nur dann, wenn genug Leistungsüberschuss vorhanden ist um einen ausgefallenen Motor zu kompensieren. Bei meinen Y6 peile ich eh meist einen enormen Leistungsüberschuss ein, weil ich gerne rasant fliege. Ich hatte auch schon einen Motorausfall in der Luft und habe es nur an dem schwammigen Flugverhalten bemerkt. Ich behaupte aber mal, dass die meisten Abstürze eher auf Pilotenfehler und/oder grobe Fahrlässigkeit zurückzuführen sind. Dass ein Antrieb wirklich mal ausfällt ist extrem selten. In meinem Fall hatte der Motor einen Lagerschaden. Das hätte ich eigentlich durch regelmäßige Wartung verhindern können. Das läuft bei mir unter grob fahrlässig und passiert mir nicht nochmal.

Das beste Argument für einen Y6 ist aber tatsächlich seine geringere Windanfälligkeit. Ich habe diverse Hexas und Quads in verschiedenen Größen gebaut und die Y6 Copter waren immer eine Klasse für sich. Wo der 3000g Quad vom Wind durchgerüttelt wurde und der 800g Quad einfach weggeweht wurde, da stand der 3200g Y6 in der Luft, als wäre das nur ein müdes Lüftchen.

Sowas wie die Naza und das Drumherum würde ich in DE bestellen. Die Ersparnis mit Versand und Zoll ist nicht besonders groß und im Garantiefall hast du lange Warzezeiten und hohe Versandkosten.

Patch30 · Dez 16, 2014

Guten Morgen MB-Ing.

Ich habe schon diverse Male bei den genannten Seiten bestellt. Du kannst selber den Anteil definieren was Du verzollen möchtest!

Standardversand ist gratis! Im Garantiefall sollte es auch keine Problem geben, ist alles sehr zuvorkommend organisiert. Ich habe wie unzählige in diesem Forum bei all diesen Shops schon bestellt und das mit nur positiven Erfahrungen. Da kann man echt Geld sparen. Bei den Gimbalcontrollern setze ich nur noch auf Alexmos!!!
In dem Paket ist alles was Du für den Groundstationbetrieb benötigst ausser ein Pad natürlich.
Betreffend der Frameanordnung sind die Geschmäcker hald sehr verschieden, die einen lieben den Y6 andere eben nicht. Das soll auch so sein, selber habe ich noch keinen gebaut. Habe allerdings schon einen Bericht gelesen wo der Pilot das Frame als sein Lieblingscopter bezeichnet. Und Freunde wenn man ein wenig pröbelt/konstruiert geht es auch ohne hohes Landegestell! Schaut Euch Mal das Konzept des Paparazzo V2 an, sehr cooll finde ich. Dies motiviert mich später sowas zu bauen...
Mein Vorschlag, gib im Google z.B. Hexacopter-Frame ein und schau was Dir gefällt. Der erste Copter wird sowieso schnell wieder geschlachtet!

Probieren geht über studieren. Bei einigen im Forum geht es nicht ums Fliegen sondern vielmehr um den Spass am Bauen!

Ich würde schauen das Du mehr Schub zu Verfügung hast. Mein erster Hexa ist gerade so knapp geflogen, macht bedingt Spass/Freude.
Rohre und Schellen könnte man allenfalls bei goodluck bestellen... Ohne Versand/Zoll sehr günstig..

Upgrade 08/15 · Dez 16, 2014

Patch30 hat gesagt.:

Da hast du sicherlich 100% recht!

Was ich persönlich sehr chic finde, wäre ein Spider-Hexa:

Die Konstruktion ist anspruchsvoller als bei einem normaler Hexakopter! Dafür bekommst du die FPV -Cam schön nach vorne und hast weniger Propeller im FPV-Bild!

Für Rohre und Schellen kann ich diesen Shop empfehlen; recht viel Auswahl und sehr günstig:
http://www.himodel.com/sort.php?sub1=E4

Gruss

Patch30 · Dez 16, 2014

Sehr interessant ja, TBS setzt ja seit kurzem auch auf dieses Konzept!

Habe auch noch ein wenig gepröbelt. Mein Quad kann nun optional mit 11, 15 oder 18 Zöllern bzw. 4S/6S geflogen werden. Wahlweise 2- oder 3-Axis-Gimbal. Aber seht selbst...

Keine Probs im Bild, auch nicht mit der wide-Einstellung.

mb-ing · Dez 16, 2014

Hallo zusammenn,

vielen Dank für Eure Antworten und Anregungen.

@Cartman:
Die von Dir genannten Motoren hören sich interessant an.
Die geringe Windanfälligkeit eines Y6 ist natürlich nicht außer acht zu lassen.

Hast Du bereits schlechte Erfahrungen mit dem Bestellen im Ausland gemacht, da Du mir empfohlen hast in Deutschland zu ordern?

@Patch30
Ich denke, dass für den Anfang eine 2-Achsen-Gimbal ausreichend ist.
Ist hierfür ein 2-Achsen-Gimbal besonders empfehlenswert?

Eine echt tolle Ausführung des Quadrocopters.
Jedoch werde ich für das erste Projekte eine "planare" Ausführung anstreben, da ich das günstiger anfertigen lassen kann.

Was bedeutet es, dass man den Anteil, welcher verzollt werden soll, selber deklarieren kann?

@Upgrade 08/15:
Der von Dir empfohlene Shop (http://www.himodel.com/sort.php?sub1=E4) ist echt gut.
Da werde ich mich mal genauer umsehen.

------------------------------------------------

Bis jetzt kristalliert sich raus, dass ich mich für einen Quadrocopter entscheide.
Erst mal klein beginnen

Den Rahmen werde ich modular mit CFK-Komponenten konstruieren.
Die Bauteile kann ich fräsen bzw. sogar Laserschneiden lassen.
(Ein Freund promoviert in diesem Gebiet, so dass ich evtl. noch was der Forschung beitragen kann ^^)

Jetzt gilt es für mich einen Motor und einen Propeller zu evaluieren.
Im Anschluss kann ich den Rahmen entsprechend dimensionieren.

Danke und Grüße

Mb-Ing.

mcGyver · Dez 20, 2014

Hallo Mb-Ing und der Rest,

vielen Dank für deinen Thread.
Ich stehe irgendwie genau an der gleichen Stelle und bin unschlüssig ob Quadro oder Hexa.
Ich lese hier schon länger mit, und tendiere nun zum Anfang auch erstmal zum Quadro. Hierbei gibt es ja auch schon brauchbare Komplettangebote.
Verstehe ich es richtig das der Hauptunterschied zwischen den beiden Varianten in der geringeren Störanfälligkeit besteht?
Dann würde ich erstmal den Quadro bauen und entsprechend gut warten.

Ich lese mal still mit wenn du dich entschieden hast, und freue mich über deine Erfahrungen.

Gruß
®onny

infinity · Dez 21, 2014

Sers habe ein ähnliches Setup für meinen Hexacopter (ca. 2400g), schau mal hier:
http://fpv-community.de/showthread....r-f%FCr-Aerial-Photography-und-Videoaufnahmen

LG,
Matthias

mb-ing · Dez 23, 2014

Hallo zusammen,

frohe Weihnachten ^^

@McGyver:
Gerne, freut mich sehr, wenn Dir der Thread gefällt.

@infinity:
Vielen herzlichen Dank für Deinen Hinweis.
Klingt sehr interessant. Den Thread werde ich mir mal genau durchlesen.

Danke und Grüße

MB-Ing.

Normaler Hexacopter - Dimensionierung

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