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Thema: Projekt: Hornet

  1. #1
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    Projekt: Hornet

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    Liebe RN-Community

    Ich schnöckere hier schon seit einer Weile in eurem Forum herum und ich dachte mir, dass dies hier der beste Platz für Fragen bezüglich meinem Projekt ist.

    Vor ein paar Monaten hatte ich die Idee, ein Flugobjekt zu bauen, dass sich mittels vier nach unten gerichteter Luftschrauben in der Luft hält. In der Endausführung sollte sich die "Hornet" – der vorläufige Name für mein Projekt) – selbstständig austarieren und Live-Aufnahmen sowie Telemetriedaten aus der Luft liefern können. Zudem sollte das Gerät auf einige Entfernung steuerbar sein.

    Somit stellen sich an das Projekt folgende Anforderungen:

    • – Die Motoren sollten ein Gewicht von ca. 5kg tragen können
      – Die Hornet muss ihre momentane Kipplage beurteilen können
      – Es muss eine kabellose Verbindung zwischen der Kontrolleinheit und der Hornet bestehen, die a) eine möglichst tiefe Latenz besitzt und b) eine bestimmte Bandbreite zulässt.
      – Es muss sich eine relativ grosse Menge Energie an Bord der Hornet befinden, um den «Stromdurst» der verschiedenen Geräte stillen zu können.


    Für einen vorläufigen Antrieb habe ich mich bereits entschieden. Aus Kostengründen müssen vier Elektromotoren herhalten:


    (Quelle: Conrad.ch)

    Ein solcher Motor liefert 170W bei 7.2V. Hier sieht man schon: 4x ~20A > Der Stromverbrauch ist gigantisch. Nun gibt es jedoch ein Problem: Diese 4 Motoren müssen alle individuell regelbar sein, und das ziehmlich genau. Deshalb scheiden diese Regelsysteme, wie man sie aus dem Modellbau kennt, aus.

    Meine erste Frage deshalb: Gibt es eine Möglichkeit, einen solchen Motor (DC @7.2V) über ein RN-Board zu regeln?

    Das Board selbst würde eigentlich nur (nach meinem bisherigen Plan) "stupide" Kommandos empfangen und anschliessend parsen, um dann die verschiedenen Motoren anzusteuern.

    Nun stellt sich jedoch zwangsläufig die Frage: Welche Übertragsungstechnik empfiehlt sich hier?

    Erst dachte ich daran, die Hornet über ein handelsübliches 4 Kanal Funksystem fernzusteuern. Dies ist jedoch nicht möglich, da es keine Funkadapter für den Computer gibt. Zudem kommt man mit 4 Kanälen schnell an seine Grenzen. Dann bin ich hier auf diese WLAN Diskusionen gestossen. Ich habe mir auch diese Adapter angeschaut. Diese sehen recht gut aus. Das Problem wird nur die Bewegung sein. Auch die Reichweite ist ja nicht so prickelnd, sollte jedoch reichen (schliesslich bleibe ich auf Reichweite).

    Für die Kipplage wird wohl ein Gleichgewichtssensor, wie er in diesen Microsoft Gamepads vorkommt, völlig reichen. Link (Amazon)

    Bevor ich hier noch Bücher schreibe , möchte ich euch gerne einmal um eure Meinung fragen. Zu meinen Fähigkeiten: Ich habe keinerlei Erfahrungen mit diesen Boards. Ich bin jedoch in Sachen Programmieren recht fit und habe auch schon des Öfteren mit Modellbau zu tun gehabt.

    Vielen Dank für's Lesen und eure Meinungen

    mfG Lukas

  2. #2
    Moderator Robotik Einstein Avatar von HannoHupmann
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    Zu dem was du planst gibt es schon einige Ideen sie laufen alle unter dem Namen X-Ufo oder so.
    Das teuerste wird die Sensorik zum austarieren, vergiss Ideen mit Kippschaltern ganz schnell wieder, das ist nicht sinnvoll bzw. liefert keine sinnvollen Ergebnisse.

    Am besten erstellst du erst mal ein Konzept und präsentierst es uns, dann können wir draufschauen ob es funktioniert. So sparst du dir teure Fehlkäufe. Z.B. der Motor ist zwar ganz nett aber ich würde Modellbauflugzeugmotoren nehmen Brushless am besten selber gebaut (billig).

    Les dir auch die Threads durch die sich mit den Thema beschäftigen:
    http://www.roboternetz.de/phpBB2/vie...1386&start=264
    http://www.roboternetz.de/phpBB2/viewtopic.php?t=20745

    die beiden nur mal als anregung, wenn du bei Mechanik, fertige Roboter und Roboterprojekte und Roboter allgemein mal grob durchschaust wirst du schnell noch mehr threads dazu finden (die haben meistens eine zweite Seite).

    Viele Proleme die du haben wirst sind dort bereits gelöst.

    Überleg dir auch welche Probleme gelöst werden müssen, z.B.
    - in die Luft (motoren, Energie, Gewicht)
    - Aussehen bzw. Material
    - Elektronik
    etc.

    Zum austarieren nochmal kurz, ich weis nicht ob das Gamepad eine kippt/kippt nicht ansteuerung hat oder ob es unterscheiden kann wie weit gekippt wird. Als nonplusultra für die Sensorik dafür darf wohl dieser Thread gelten:
    http://www.roboternetz.de/phpBB2/zei...053&highlight=
    Wenn du genau schaust siehst du, dass dieses Stück HighTech leider sehr teuer ist.


    mfg Hanno

  3. #3
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    Hallo Hanno Hupmann

    Vielen Dank für die schnelle Antwort und die Links. Ich werd mich dann mal Zeit nehmen, das ganze zu lesen

  4. #4
    Moderator Begeisterter Techniker Avatar von tucow
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    Also für die Stabilisation würde ich Dir einen Gyro empfehlen, wie man ihn aus dem Helikopter Modellbau kennt, ein solcher wird auch im X-UFO von Silverlit verwendet.

    Als Motoren kommen nur Brushless in Frage, am Besten Außenläufer.

    Für die Funksteuerung würde ich an Deiner stelle eine normale Serner/Empfänger Anlage von Grauper verwendet.
    Für die Übermittlung der Telemetriedaten kann ich Dir die Module von http://www.maxstream.net empfehlen.
    Gruß
    Andreas




    Mein: Humanoide // nanoCopter Projekt
    Das Raspberry Pi als: Wifi Access Point // Wifi Router

  5. #5
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    Hallo Tucow

    Vielen Dank für die Antwort. Nur, warum brushless Motoren? Was ist gegen die Brushed einzuwenden?

    Danke für die Links!

    mfG Lukas

  6. #6
    Moderator Robotik Einstein Avatar von HannoHupmann
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    Brushless Motoren haben einen höheren Wirkungsgrad, d.h. mehr auftrieb für weniger Energie. Die neueren Brushless Motoren haben glaub ich um die 70-80% und die normalen mit Bürsten um die 50-60% Wirkleistung.

    Wenn es also darum geht effizient zu sein sind die ganz brauchbar. Ein komilitone hat letztens einen selbstgebauten präsentiert. Sollte also nicht so schwer sein.

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von ManuelB
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    Die Drehfrequenz der Außenläufer ist auch niedriger, womit sich gegenüber den hochdrehenden Car Motoren ( sieht auf der Abbildung jedenfalls stark danach aus) der Vorteil ergibt das ein Direktantrieb recht großer Luftschrauben ohne den Einsatz eines Getriebes möglich ist.
    Hochdrehende kleine Luftschrauben sind meiner Meinung nach nicht so sonderlich für ein recht langsam fliegendes Objekt sinvoll, da die Wikungsgrade dadurch noch weiter Richtung Keller fallen.

  8. #8
    Neuer Benutzer Öfters hier
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    Hm.. Also der WG dieses Motors liegt über 60%. Ich dachte eben, dass die Brushless zu wenig Power bieten, für das, was ich tun möchte.

    Wie im groben Plan ersichtlich ist (Attachment), möchte ich ein relativ grosses Gerät bauen. Das was ich bisher so gesehen habe, war ja recht klein. Zudem sollte das Ding Lasten von 1-2kg tragen können. Später wird es dann auch (wegen der Laufzeit) mit Benzinmotoren betrieben. Das mit den Elektromotoren ist deshalb eh "nur" eine vorübergehende Lösung. Deshalb kann ich auch mit dem evtl. etwas niedrigeren Wirkungsgrad leben.

    @Tucow: Naja, ich möchte das Ding per Computer bedienen können (Laptop) und nicht mit diesen Fernbedienungen. Deshalb dachte ich an WLAN. Wenn diese Funkmodule von Maxstream jedoch eine angenehme Latenz besitzen, könnte ich diese ja gleich auch darüber steuern.

    Ich hatte mir da das Modul XBee-PRO™ ZigBee OEM Module angesehen, was ziehmlich an das herankommt, was ich benötige.
    Datasheet

    Wegen der Stabilisation: Naja, da lege ich mich noch nicht fest. Ich schaue mir erst mal die Specs des Stabilisators von diesem Gamepad an, wie es sich mit dem verhält.

    mfG Lukas


    (bitte beachtet, dass der «Schaltplan» mehr schematischen Charakter hat. Dieser Teil des Projektes ist nur angedacht, noch nicht durchgedacht )
    Miniaturansichten angehängter Grafiken Miniaturansichten angehängter Grafiken plan1.jpeg  

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von ManuelB
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    Brushless gibt es bis mehrere kW da wird schon was dabei sein. Nur der Preis ist meistens höher auch durch den benötigten Regler dafür. Der oben vorgeschlagene Motor dreht für meinen Geschmack aber viel zu hoch, wäre ja schon bald eher was für Impeller. Hohe Drehzahlen mit kleinen Luftschrauben sind bei langsam fliegenden Objekten meistens suboptimal.
    Das Gewicht sollte meiner Meinung nach am besten im Schwerpunkt zu liegen kommen, um eine gleichmäßige Auslastung der Tragmotore zu unterstützen.
    Verbrenner wird sicherlich auch nicht so einfach. E-Motoren sind von der Regelbarkeit um einiges vorhersehbarer und einfacher. Bei Tragflächenflugobjekten steht der Elektroantrieb dem Verbrenner um fast nichts mehr hinterher.

  10. #10
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    Naja, scheint wirklich kein Weg 'drum rum zu führen. Mal sehen was ich mit den anderen vier Motoren anstelle .

    Was haltet ihr von dem Motor? Ist ein brushless Aussenläufer mit 110W. An der Zellenanzahl denke ich 12V Spannung (1.2V/Zelle) abzulesen – stimmt das? Der Preis geht in Ordnung mit CHF 50.- pro Stück (~31€).

    Nur wie steuere ich diese Dinger nun an? Die Boards auf www.robotikhardware.de unterstützen nur Ströme bis 4A (der Motor hat ja einen Laststrom von 6-10A). Ich hoffe nur, dass ich nicht noch zusätzlich Regler kaufen muss..

    mfG Lukas

    Edit: Den leicht nach hinten gerückten Schwerpunkt gleiche ich durch die vorne gestutzten Motorarme wieder aus.

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