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0/120 von 12 in dieser Werkstatt erledigt: Bau, Tests, Quiz und Parcours
FliegenSchließ zuerst den Bau und die Sicherheitstests ab, oder flieg den Werksaufbau.
Teile
…
Akku
abgesteckt
Fehler
keiner
VTOL-Kipprotor auf der Werkbank
Die Abbildung wird geladen …
Zieh, um sie zu drehen, und klick ein Teil an, um es auszuwählen. Drück Escape, um zur Seite zurückzukommen.
Warten auf die Abbildung …
Das Protokoll füllt sich, während du einsteckst, testest und fliegst.
Entwerfen
Wähl Akku, Motoren und Propeller. Jede Zahl unten wird aus dem eigenen Modell dieses Fluggeräts neu berechnet.
Für diesen Aufbau berechnet
Abfluggewicht
1.585 g
Schub : Gewicht
2,8 : 1
Gas im Schwebeflug
60 %
Maximalstrom
116 A
Schwebezeit
25,1 min
Reiseflugzeit
75,9 min
Reisegeschwindigkeit
47 km/h
Prüfungen
Die Teile passen zusammen: 2,8:1 Schub zu Gewicht für Start und Landung, etwa 15 A im Schwebeflug und etwa 5 A im Reiseflug, sobald der Flügel das Gewicht trägt. Die Schwebezeit nimmt an, dass es den Schwebeflug nie verlässt; die Reiseflugzeit ist das, was der Flügel hergibt. Eine echte Mission schwebt nur an jedem Ende ein, zwei Minuten.
Mit dieser Kombination wurden keine Probleme gefunden.
Kosten
Kategorie
Teile
Kosten
Elektrik
8
$445
Mechanik
5
$224
Summe (ca.)
13
$669
Bauen
Bau die Teile der Reihe nach ein. Die Abbildung weist ein Teil zurück, das noch nicht dran kann, und sagt dir, warum.
Teile 0/15
1.Den Rumpf auslegennicht verbaut
2.Das V-Leitwerk einsetzennicht verbaut
3.Den Flugcontroller montierennicht verbaut
4.XT60 und Kondensator anlötennicht verbaut
5.Den GPS-Mast montierennicht verbaut
6.Kamera und VTX einsetzennicht verbaut
7.Den Flügel anschraubennicht verbaut
8.Den Fahrtmesser einsetzennicht verbaut
9.Die Kippservos einsetzennicht verbaut
10.Die drei Motoren montierennicht verbaut
11.Die drei ESCs einsetzennicht verbaut
12.Die Motorkabel anlötennicht verbaut
13.Den Akku festschnallennicht verbaut
14.Die Klappe schließennicht verbaut
15.Propeller drauf, zuletztnicht verbaut
Bau einen echten Fehler ein
Bau ein Teil absichtlich falsch herum ein und sieh, welcher Test oder Flug es bemerkt.
Ausgewähltes Teil
Nichts ausgewählt. Klick ein Teil in der Abbildung, einen Verkabelungsblock oder einen Namen in der Liste an.
Teile im Karton
Verkabelung
Jede Verbindung am Fluggerät. Wähl eine aus, um beide Enden in der Abbildung zu markieren, oder öffne den von Hand getuschten Verkabelungsplan.
Strom
Motorphasen
Daten / Signal
Video
Strom:→XT60 · 4S2P Li-ion, 14.8 V
Der XT60 des Akkus passt in den des Fluggeräts. Er ist codiert, also geht er nur in einer Richtung hinein, und der Akku trägt den weiblichen Stecker, damit ein loser Akku keinen Kurzschluss machen kann.
Strom:→VBAT · 3 ESC leads · 1000 µF 35 V on the FC battery pads
Die Batteriepads des Flugcontrollers speisen die drei ESC-Kabel: zwei unter dem Flügel hinaus zu den Gondeln, eines den Ausleger entlang nach hinten. Der Kondensator sitzt über denselben Pads.
Motorphasen:→3-phase A/B/C × 3 · slack loop across each tilt pivot
Drei Phasenkabel pro Motor, in einer lockeren Schlaufe über jede Kippachse. Ihre Reihenfolge ist keine Sicherheitsfrage: Das Tauschen zweier beliebiger kehrt den Motor um.
Daten / Signal:→DShot600 · S3 Motor1 front right, S4 Motor2 front left, S5 Motor4 rear
DShot600 an S3, S4 und S5, einer Ausgangsgruppe, die nichts als DShot ausführt: Motor1 vorne rechts, Motor2 vorne links, Motor4 am Ausleger.
Die Kippservos an S1 und S2, versorgt vom 8-A-Servo-BEC des Boards. Sie haben eine eigene Ausgangsgruppe, damit sie mit Servofrequenz laufen können, während S3 bis S6 DShot ausführen.
Das GPS an USART2, dem GPS-Port des Boards, und sein Kompass am I2C-Bus.
Daten / Signal:→I2C · MS4525DO (ARSPD_TYPE 1)
Das 4525-Fahrtmesser-Board an I2C (ARSPD_TYPE 1). Die beiden Schläuche des Pitotrohrs gehen an seine beiden Anschlüsse: Vertauscht liest es 0 oder weniger.
Video:→C1 camera in · VTX out with OSD · SmartAudio on UART4 TX
Das Video der Kamera geht ins Board, das das OSD darüberlegt, und hinaus zum VTX auf dem hinteren Deck, versorgt vom 9/12-V-BEC. SmartAudio an UART4 TX lässt das OSD Kanal und Leistung ändern.
Sicherheitstests
Echte Builds durchlaufen diese Prüfungen vor dem ersten Flug. Führ sie der Reihe nach durch: Die Abbildung achtet darauf, was jede einzelne braucht.
Tests 0/6
1.
Smoke-Stopper-Test
Noch nicht ausgeführt
So geht es
Ein Smoke-Stopper (eine Sicherung oder eine strombegrenzende Lampe im Akkukabel) kommt beim allerersten Einschalten zwischen Akku und Fluggerät. Ist etwas kurzgeschlossen, leuchtet die Lampe, statt dass der ESC durchbrennt.
2.
Prüfung der Motordrehrichtung (ohne Propeller)
Noch nicht ausgeführt
So geht es
Propeller ab, Akku dran: Lass im Reiter Motors jeden Motor einzeln drehen und vergleich seine Richtung mit dem Rahmendiagramm. Ein falscher wird im ESC-Konfigurator umgekehrt, nie nach Gefühl.
3.
Kalibrierung des Beschleunigungssensors
Noch nicht ausgeführt
So geht es
Stell das Fluggerät auf eine ebene Fläche und kalibrier den Beschleunigungssensor, damit die selbstnivellierenden Modi wissen, wo unten ist.
4.
Test der Kippservos (ohne Propeller)
Noch nicht ausgeführt
So geht es
Fahr die Kippservos vom Schwebeflug in den Vorwärtsflug und zurück: Beide müssen ohne Klemmen denselben Winkel erreichen.
5.
Prüfung des Fahrtmessers
Noch nicht ausgeführt
So geht es
Deck das Staurohr gegen den Wind ab und setz den Fluggeschwindigkeitssensor vor dem Flug auf null.
6.
Pre-Arm-Prüfungen (ohne Propeller)
Noch nicht ausgeführt
So geht es
Lies die Pre-Arm-Meldungen: Jede Prüfung muss bestanden sein, bevor der Autopilot dich armen lässt.
Konsole: MAVProxy
Eine funktionierende Nachbildung der Kommandozeile von ArduPilot Plane für dieses Fluggerät: echte Einstellungsnamen, echte Grenzen und echte Fehlermeldungen.
Connect tcp:127.0.0.1:5760 source_system=255
Pfeil hoch und runter holen frühere Befehle zurück.
Konfigurationsschnipsel
QuadPlane und Kipprotor nach dem Bau
Q_ENABLE macht ArduPlane zum QuadPlane, Q_FRAME_CLASS 7 macht seine Hubmotoren zum Tricopter, und Q_TILT_ENABLE fügt den Kipprotor-Code hinzu. Starte nach diesen drei neu, sonst meldet Pre-Arm „tiltrotor setup not complete, reboot“. Q_TILT_TYPE 2, Vektor-Gieren, lässt diesen Tricopter ohne Heckservo gieren. Pass bei den Ratennamen auf, sie lassen sich leicht vertauschen: RATE_DN ist vom Schweben nach vorn, RATE_UP von vorn zurück zum Schweben.
# ArduPlane 4.7.2 on a Matek H743-WING: a tri QuadPlane whose front rotors tiltparam set Q_ENABLE1# QuadPlane onparam set Q_FRAME_CLASS7# Tri: motors 1, 2 and 4 (Q_FRAME_TYPE is ignored)param set Q_TILT_ENABLE1# tiltrotor support# reboot (MAVProxy: reboot), then:param set Q_TILT_MASK3# motors 1 and 2 tilt (bit 0 + bit 1); motor 4 stays uprightparam set Q_TILT_TYPE2# VectoredYaw: the front pair tilt opposite ways to yaw in hoverparam set Q_TILT_YAW_ANGLE10# deg the servos may go back past vertical for thatparam set Q_TILT_MAX45# deg the rotors hold while the airspeed buildsparam set Q_TILT_RATE_DN15# deg/s from hover towards forward flightparam set Q_TILT_RATE_UP25# deg/s from forward flight back to hover
Ausgänge nach dem Bau
Das H743-WING fasst seine Ausgänge zu Gruppen zusammen, und jeder Ausgang einer Gruppe läuft mit derselben Frequenz: die Kippservos an S1 und S2, die drei Hubmotoren an S3 bis S5 mit DShot600, die Ruddervators und Querruder an S7 bis S10. Der Tricopter von ArduPilot benutzt die Motoren 1, 2 und 4. Stell die Umkehrungen auf der Werkbank ein, sodass MANUAL die Rotoren nach vorn und QSTABILIZE gerade nach oben richtet.
# H743-WING output groups: S1-S2, S3-S6, S7-S10 (a group shares one rate, so DShot gets S3-S6 to itself)param set SERVO1_FUNCTION75# TiltMotorFrontLeftparam set SERVO2_FUNCTION76# TiltMotorFrontRightparam set SERVO3_FUNCTION33# Motor1, front rightparam set SERVO4_FUNCTION34# Motor2, front leftparam set SERVO5_FUNCTION36# Motor4, rear (a tri has no motor 3)param set SERVO7_FUNCTION79# VTailLeftparam set SERVO8_FUNCTION80# VTailRightparam set SERVO9_FUNCTION4# Aileronparam set SERVO10_FUNCTION4# Aileronparam set Q_M_PWM_TYPE6# DShot600 for the three lift motors# MANUAL must point the rotors forward and QSTABILIZE straight up. The two servos face each other,# so one is reversed; if MANUAL tilts a rotor back, flip that servo's setting:param set SERVO1_REVERSED0param set SERVO2_REVERSED1
Board, Funk, GPS und Fahrtmesser nach dem Bau
Pfeil zur Nase; ELRS an einem vollwertigen UART mit CRSF bei 420 kBaud; das GPS an USART2; das 4525-Fahrtmesser-Board an I2C, im Flug genutzt; und der eigene Stromsensor des Boards, mit der Skalierung, die Matek für das WING V3 angibt.
# The board, the receiver, the GPS, the airspeed sensor and the battery monitorparam set AHRS_ORIENTATION0# FC arrow to the nose; 4 = Yaw180 if it points backparam set SERIAL2_PROTOCOL23# RCIN: ELRS (CRSF) on USART1param set RSSI_TYPE3# link quality from the receiver protocolparam set RC_OPTIONS8192# bit 13: 420 kbaud for ELRSparam set SERIAL3_PROTOCOL5# GPS on USART2param set GPS1_TYPE1# auto-detectparam set ARSPD_TYPE1# MS4525DO on I2Cparam set ARSPD_USE1# fly on itparam set BATT_MONITOR4# the board's own voltage and current sensorparam set BATT_VOLT_PIN10param set BATT_CURR_PIN11param set BATT_VOLT_MULT10.5param set BATT_AMP_PERVLT66.7
Fluggeschwindigkeiten und die Transition nach dem Bau
Seit 4.5 alles in m/s. AIRSPEED_MIN liegt etwa 20 % über der Abrissgeschwindigkeit und Q_ASSIST_SPEED 3 m/s darunter, damit die Rotoren eine langsame Kurve auffangen, bevor sie abreißt; bei 0 verweigert es das Scharfschalten. Hat eine Transition nach 15 s AIRSPEED_MIN nicht erreicht, wird sie abgebrochen, und das Fluggerät kommt in QRTL nach Hause.
# Airspeeds in m/s (4.5 renamed ARSPD_FBW_MIN and TRIM_ARSPD_CM, which was in cm/s)param set AIRSPEED_MIN12# about 1.2 x the 10 m/s stallparam set AIRSPEED_CRUISE14param set AIRSPEED_MAX20param set Q_ASSIST_SPEED9# below 9 m/s the lift motors help the wing; 0 refuses to armparam set Q_TRANSITION_MS5000# blend from rotors to wing once AIRSPEED_MIN is reachedparam set Q_TRANS_FAIL15# s: no AIRSPEED_MIN by then and the transition is called offparam set Q_TRANS_FAIL_ACT1# ... into QRTL (0 = QLAND)
Failsafes nach dem Bau
Eine Verbindung, die in einem Flugzeugmodus 5 s lang verloren ist, bedeutet RTL, das in der Nähe von zu Hause in eine senkrechte Landung übergeht; in den Q-Modi bedeutet eine verlorene Verbindung sofort QLAND. Zwei Akkustufen: RTL bei 3,3 V pro Zelle und QLAND bei 3,1 V. Li-Ionen läuft tiefer als LiPo, also liegen diese niedriger als bei einem Fluggerät mit LiPo.
# Radio lost, battery low, battery criticalparam set THR_FAILSAFE1param set THR_FS_VALUE950# throttle PWM below this counts as lostparam set FS_SHORT_ACTN0# short loss: carry on (circle in the plane modes)param set FS_LONG_ACTN1# 5 s: RTL, which turns into QRTL near homeparam set FS_LONG_TIMEOUT5param set BATT_CAPACITY8000# mAhparam set BATT_LOW_VOLT13.2# 3.3 V per Li-ion cell under loadparam set BATT_CRT_VOLT12.4# 3.1 V per cellparam set BATT_FS_LOW_ACT1# low: RTLparam set BATT_FS_CRT_ACT4# critical: QLAND where it is
OSD und VTX nach dem Bau
Das eingebaute OSD legt Akku, Fluggeschwindigkeit und Modus über das Bild der Kamera. Der VTX startet auf der Werkbank mit 25 mW; erhöh VTX_POWER nur dort, wo das Gesetz es erlaubt.
# The board's own analog OSD, and the VTX on SmartAudioparam set OSD_TYPE1# the built-in AT7456Eparam set OSD1_ASPEED_EN1# airspeed on the screenparam set VTX_ENABLE1param set SERIAL6_PROTOCOL37# SmartAudio on UART4 TXparam set VTX_BAND4# RaceBandparam set VTX_CHANNEL0# R1param set VTX_POWER25# mW on the benchparam set VTX_MAX_POWER800
QHOVER für QHOVER
Schweben mit Höhenhaltung: Gas in der Mitte, und es hält seine Höhe, der rechte Knüppel neigt es bis zu 30°. Es driftet mit dem Wind. Jeder Flug beginnt und endet hier.
# QHOVER: a multicopter with height hold; the throttle stick asks for a climb or a sinkparam set Q_A_ANGLE_MAX30# max lean in the Q modes, deg (4.7 renamed Q_ANGLE_MAX, which was in cdeg)modeQHOVER
QLOITER für QLOITER
QHOVER plus GPS-Positionshaltung: Lass die Knüppel los, und es bleibt, wo es ist. Nimm es für die ersten Schwebeflüge und um eine Landung auszurichten.
# QLOITER: the GPS holds the position too; centre the sticks and it stops where it ismodeQLOITER
Die Transition: FBWA für FBWA (Transition)
Schalte von einem Q-Modus auf FBWA, und die Transition beginnt: Die Rotoren kippen auf 45°, und es beschleunigt mit ihnen; jenseits von AIRSPEED_MIN übernimmt der Flügel das Gewicht, die Rotoren kippen fertig, und der hintere Motor stoppt. Dann legen die Knüppel das Flugzeug in die Kurve und nicken es, bis 45° und 20°, und das Gas bestimmt die Geschwindigkeit. Schalte auf einen Q-Modus, um wieder zu schweben.
# Forward transition: switch from a Q mode to FBWA (or CRUISE, LOITER, AUTO). The rotors tilt to# Q_TILT_MAX and hold height until AIRSPEED_MIN, the lift fades out over Q_TRANSITION_MS, and the rotors# finish tilting at 90 deg/s. The rear motor stops. Then the sticks fly the wing:param set ROLL_LIMIT_DEG45# max bankparam set PTCH_LIM_MAX_DEG20# max nose upmodeFBWA# Back to hover: any Q mode. The rotors swing up at Q_TILT_RATE_UP while it slows down
QRTL für QRTL
QRTL fliegt in Q_RTL_ALT nach Hause und landet senkrecht. Mit Q_RTL_MODE 1 fliegt ein einfaches RTL als Flugzeug nach Hause und geht in der Nähe von zu Hause in QRTL über. RTL_AUTOLAND muss dabei 0 bleiben, sonst verweigert das Board das Scharfschalten.
# Come home and land: QRTL climbs or sinks to Q_RTL_ALT, flies home and lands verticallyparam set Q_RTL_MODE1# RTL flies home as a plane and turns into QRTL near homeparam set RTL_AUTOLAND0# must stay 0 with Q_RTL_MODE set, or it refuses to armparam set Q_RTL_ALT15# mparam set Q_LAND_FINAL_ALT6# m: the slow part of the landing starts hereparam set Q_LAND_FINAL_SPD0.5# m/s (was Q_LAND_SPEED, in cm/s)modeQRTL
AUTO: die Küstenvermessung für AUTO (Küstenvermessung)
AUTO fliegt die hochgeladene Mission: ein senkrechter Start, die drei Fotopunkte und eine senkrechte Landung auf dem Landeplatz im Dorf. Ein DO_VTOL_TRANSITION 3 nach dem Start hält die Fotoabschnitte im VTOL-Flug, damit es über jedem Punkt anhalten kann; ohne ihn würde Plane die Transition machen und die Wegpunkte auf dem Flügel fliegen. Schalte in einem Q-Modus scharf und dann auf AUTO.
# The coast survey: VTOL_TAKEOFF to 12 m, DO_VTOL_TRANSITION 3 so the photo legs are flown as a VTOL# (without it Plane flies the waypoints on the wing, and a wing cannot stop over a point), photos at the# lighthouse, the buoy and the mast, VTOL_LAND on the village pad (MAVProxy wp module; Mission Planner:# Plan > Load WP File)# wp load survey.txtmodeQHOVERarm throttle
modeAUTO
Teste dich selbst · Die Kippservos einsetzen
Teste dich selbst · Den Fahrtmesser einsetzen
Teste dich selbst
VTOL im Überblick
Ein VTOL-Flugzeug (vertical take-off and landing, Senkrechtstart und -landung) startet und landet wie ein Multicopter und fliegt wie ein Flugzeug. Dieses ist ein Kipp-Tricopter-QuadPlane: Zwei vordere Motoren sitzen auf Gondeln, die von senkrecht nach oben, zum Schweben, bis gerade nach vorn kippen, für den Reiseflug, und ein dritter Motor am Heckausleger liefert nur Auftrieb. Sobald der Flügel das Gewicht trägt, drücken die Motoren nur noch gegen den Luftwiderstand, also fliegt es im Reiseflug mit etwa 5 A, wo das Schweben 15 braucht: über eine Stunde in der Luft statt 20 Minuten. Der schwierige Teil ist die Transition, die paar Sekunden, in denen der Flügel noch zu langsam für Auftrieb ist und die Rotoren schon teilweise nach vorn zeigen. ArduPlane 4.7.2 übernimmt sie: Es kippt die Rotoren auf 45°, hält die Höhe mit ihnen, bis der Fahrtmesser 12 m/s zeigt, und übergibt dann an den Flügel. Das ist eine 1,2-m-Zelle aus Schaum auf einem Matek H743-WING mit GPS, einem Fahrtmesser und analogem FPV, etwa 1,6 kg mit einem Li-Ionen-Akku mit 8000 mAh. Fluggeräte wie dieses kartieren Felder und inspizieren Küsten und Stromleitungen von Orten ohne Startbahn aus. Wähl die Teile und beobachte die Zahlen, bau es, mach die Prüfungen auf der Werkbank, dann flieg die Küste.
Übungsaufgabe
Fang mit QHOVER und QLOITER an: starten, schweben, auf dem Landeplatz landen. Dann, hoch und weit weg von allem, schalte mit hochgezogenem Gas auf FBWA und beobachte, wie die Fluggeschwindigkeit über 12 m/s steigt, während die Rotoren kippen und der Flügel übernimmt; schalte zurück auf QHOVER, um langsamer zu werden und wieder zu schweben. Flieg so den Küstenflug und lass AUTO die Vermessung fliegen. Bei einem echten Aufbau: ein Smoke-Stopper beim ersten Einstecken, der Test der Kippservos und die Prüfung der Motordrehrichtung ohne Propeller, die Kalibrierung von Beschleunigungssensor und Kompass, die Prüfung des Fahrtmessers und jede Pre-Arm-Meldung gelesen. Mach die erste Transition in 30 m Höhe oder mehr, gegen den Wind, mit dem Daumen am Schalter zurück auf QHOVER.
Bau es, teste die Kippservos, dann flieg die Küste und übergib an den Flügel