NRKbeta

Med litt tålmodighet, litt fingerferdighet og litt penger til overs kan du bygge deg et leketøy som gir timesvis med moro, spennende utfordringer, kanskje noen fine bilder og sansynligvis noen nye venner. Miljøet for dem som driver med flygende multirotorfarkoster er voksende.

Quad-hvaforno?

Et helikopter med fire rotorer. Det styres mye på samme måten som et vanlig helikopter, men er mekanisk enklere og lett å reparere. Dere har fått bakgrunnshistorien, vi har bygget et og deler nå erfaringene og detaljene.

Her ser dere vår første prototype i luften:

I videoen ser dere først litt testflyging filmet fra bakken. Så et lite klipp filmet med et 808 HD-kamera fra selve farkosten. Det er ganske mye vind hele tiden.

Det finnes mange fine beskrivelser av hvordan man bygger slike innretninger på nettet. For å bygge store, små, pene, kraftige, stabile både trikopter, quadkopter og alle de andre. Men folk ser ut til å ha tilgang på både god plass og masse fine verktøy. Og mange lager ting usedvanlig gjennomført og perfeksjonistisk. Hva om du bare vil komme igang? Og ikke har annet enn et stuebord og litt standardverktøy? Vi skal prøve å gi deg den perfekte nybegynnerfarkosten som kan bygges uten et stort verksted eller avansert utstyr.

Enkelhet

Vi legger altså opp til at dette skal være det første flermotorshelikopteret du bygger. Derfor er fokus for vår konstruksjon følgende:

- enkelt å bygge
- solid
- enkelt å reparere
- morsomt å fly

Vi har med andre ord ikke hatt fokus på lavest mulig vekt, estetikk og perfekt stabilitet. Denslags får vente til neste versjon. Disse kriteriene er også grunnen til at vi har valgt å bygge et quadkopter fremfor et trikopter. Sistnevnte er litt vanskeligere å bygge.

Hvorfor bygge selv?

Det finnes jo kule AR Droner, ferdige løsninger og billige ufoer. Svaret er enkelt: reparasjon. Du kommer til å krasje. Og intet er lettere å reparere enn noe du har bygget selv. Dessuten får du mye for pengene når du bygger selv. Og så er det rett og slett ganske gøy og alltid tilfredsstillende å lage ting selv.

Sikkerhet

Aller først må vi komme med noen advarsler. Dingsen du skal bygge trekker store mengder energi fra batteriene. Energi som settes i sving i propellene. Du skal være ekstremt uheldig for at dette skal være livsfarlig, men et quadkopter kan gjøre ganske stor skade om du ikke er forsiktig. Derfor skal du aldri fly over andre mennesker. Du skal alltid holde god avstand til quadkopteret og aldri ha propellene på når du eksperimenterer med oppsettet.

I tillegg bør du være forsiktig med batteriene. Om all energien som skal til propellene kommer på avveie kan det gå galt. Batteriet kan faktisk eksplodere eller gå opp i flammer om du behandler dem feil. Du bør aldri lade dem uten tilsyn. Og du bør passe godt på slik at de ikke kortsluttes.

Skal du ta denne hobbyen videre og eventuelt ta bilder for kommersiell bruk, eller begynne å styre mer automatisk med GPS osv gjelder egne regler. Vi tar utgangspunkt i at du bygger for hobbybruk og flyr slik at du har visuell kontakt med enheten hele tiden.

Men la oss komme igang med byggingen. Her i NRKbeta har vi bygget en prototype som flyr fint. Men vi gjorde oss noen erfaringer, så oppskriften som følger er ikke identisk med vår første prototype. Oppskriften her skal gi et enda bedre quadkopter.

Generelle råd

Er dette vanskelig? Det spørsmålet er det umulig å svare på. For det kommer an på hvor mye erfaring du har med små gjør-det-selv-prosjekter. For å bygge selve rammen hjelper det veldig om du har litt erfaring med sag, hammer, skruer og lim. For å koble sammen motorer og elektronikk hjelper det om du har litt erfaring med lodding og kobling av enkle elektriske kretser.

Det vi syntes var vanskeligst var å sette opp elektronikken etter at alt var satt sammen. Justering og reversering av gyroer, justering av fjernkontrollen osv. Men med litt tålmodighet, nøyaktighet og hjelp fra nettet gikk det bra. Der håper vi også at kommentarfeltet vårt kan komme til unnsetning. Dessuten anbefaler vi følgende forum om du vil treffe andre hjelpsomme byggere: modellflynytt og fpv.no i Norge og RCgroups internasjonalt.

Dessuten har vi jukset litt og fått god hjelp av NRK-kollegaene Petter Olden og Reidar Otto Johnsen, samt entusiasten bajas og en del andre på fpv-forum og modellflynytt.

Du finner en komplett deleliste nederst i denne artikkelen.

Merk: Vi har planer om å la denne artikkelen være ganske levende og vil oppdatere etter hvert som vi får mer erfaring og etter hvert som dere kommer med gode innspill i kommentarfeltet.

Ramme

Vi har valgt å bygge i tre. Det er billig, solid og svært enkelt å jobbe med. Sag til to stykk 70 cm lange furulister som er 15x15mm tykke. Det du skal gjøre er bokstavelig talt å legge to pinner i kors.

Det beste er å lafte furulistene der de krysses. Det er enklere enn du tror. Sett et merke midt på hver list. 35 cm inn fra enden. Så markerer du 7,5 mm ut fra hver side av midtmerket. Og 7,5 mm ned langs siden.

Sag forsiktig ned til 7,5 mm-merket og bank ut den lille blokken slik at hver list får en senkning som er 15 mm bred og 7,5 mm dyp.

Så legger du dem i kors. Bruk en fil for å fordypningen riktig slik at listene ligger jevnt mot hverandre.

Det gjør ikke noe om senkningen er litt bredere enn 15 mm. Lager du senkningen for dyp bygger du opp med litt dobbeltsidig tape. For at listene skal bli liggende nøyaktig 90 grader mot hverandre legger du et eller annet med en vinkel som er 90 grader inntil.

Når alt ser bra ut drypper du litt lim i korset og presser dem sammen mens vinkelen holdes inntil slik at du limer dem riktig.

De to 10×10 cm kryssfinerplatene fester du på hver sin side. Vi gjorde dette manuelt uten å måle. Så lenge krysset er nøyaktig 90 grader vil platene bli plassert riktig om hvert hjørne ender midt på hver list. Bruk lim her også.

Salatboksen som vi brukte som beskyttelse for elektronikken er ikke nødvendig for å få quadkopteret til å fly. Men vi bygger jo en nybegynnerfarkost, så beskyttelsen boksen gir er verd den litt reduserte flytiden på grunn av økt vekt. Dessuten er det snart vinter og boksen beskytter godt mot snø og fuktighet i tillegg til fysisk skjerming når du krasjer.

På undersiden gir du kryssfinerplaten ekstra feste med fire skruer. En i hvert hjørne. Bruk bor først slik at ikke finerplaten sprekker.

På oversiden vil de fire skruene feste både salatboksen og kryssfinerplaten. Du plasserer enkelt og greit salatbokslokket midt på treplaten, borer hull i de fire hjørnene og setter i skruer. Her er det greit å bruke skiver rundt skruene slik at ikke plasten sprekker.

Så borer du fire hull i salatbokslokket. Dette er til de fire styringskablene. Hullene trenger ikke å være mer enn 3 mm bredt og 8 mm langt. Et hull i hvert hjørne av boksen. Vi brukte 3 mm bor, laget to hull litt fra hverandre og skar ut biten mellom slik at vi fikk et avlangt hull.

Som understell brukte vi fire isoporklosser på 4 x 5 x 2 cm. Dobbeltsidig tape og en runde vanlig tape for å holde det på plass. Poenget med understellet nå er bare å få quadcopteret nok opp fra bakken til at du får plass til å feste et batteri under.

Alternative føtter

For å få plass til et eventuelt kamera under. Og for å ha føtter som ikke detter så lett av som isoporklossene har vi laget en alternativ løsning. Og der taler rett og slett er par bilder mer enn mange ord. Du trenger to kleshengere og noen strips.

Kleshengerbeina er latterlig billige og lette å bøye ut igjen etter at du har landet litt hardt.

Midt på kryssfinerplaten på undersiden fester du et solid lag med borrelås. Her skal batteriet festes.

Nå har du en fin ramme med salatbokscocpit og isoporunderstell. Da er det bare å sette på motorer, hastighetskontrollere, styringskort, fjernkontrollmottaker og batteri.

Motorer

Vi brukte følgende motorer bestillt fra HobbyKing.com: 2213N 800kv børsteløs motor.

Du trenger fire, men bestill minst to ekstra. Du kommer til å krasje, og selv om konstruksjonen vår er laget for at ting skal tåle mye er det fort gjort å ødelegge en motor eller to. Og det er så kjedelig å ikke kunne fly på en uke eller to fordi du venter på ekstra deler.

Ellers kan du helt sikkert bruke andre motorer også. Det som blir anbefalt er å holde seg under 1000 kv for å få en motor som er nøyaktig nok til denne typen farkost. Om du vil gå i detalj på hva kv står for i denne sammenheng og hvordan motoren egentlig virker er Wikipedia din venn.

Motorene fester du med dobbeltsidig tape og strips. Dette er genialt for nybegynnere fordi da ryker stripsene når du krasjer i stedet for at hele motoren blir ødelagt. Med våre motorer passet det med to korte strips på hver side og en under som strammes tett.

Legg på en bit dobbeltsidig tape 7 cm inn fra enden på armen og fest motoren som vist på bildet. Grunnen til at vi har 7 cm ekstra lengde utenfor motoren er rett og slett for å ta imot når du krasjer. På vår første prototype hadde vi 50 cm lange armer og festet motorene helt ytterst. Det førte til at en eller fler motorer løsnet stort sett hver gang vi krasjet. Når du blir flinkere kan du sage av den ekstra lengden for å spare vekt.

Med 70 cm armer betyr dette at vi har 70 – 14 = 56 cm mellom motorene.

For å sikre et svakt ledd i motoren fester du ledningene til motorbunnplaten med strips.

Da unngår du at de tynne delene av ledningen som går inn i selve motoren ryker når du krasjer.

Du kan også eventuelt forsterke ytterligere med litt epoxylim eller smeltelim der ledningene går inn i spolene.

Hastighetskontrollere

Det er disse små magiske greiene som styrer motorene med ekstrem nøyaktighet. De får strøm fra batteriet og styringssignaler fra kontrollerkortet. Så finjusterer de hastigheten på motoren 300 ganger i sekundet. Vi valgte Turnigy Plush 25A fra HobbyKing.com. Her bestillte vi også to ekstra i tilfelle vi skulle komme til å ødelegge en. De er litt overkill i antall ampere, men 18A-varianten var ikke på lager da vi bestillte. Og du skal ikke se bort fra at vi kanskje bygger ut med kraftigere motorer senere. Det viktige er at hastighetskontrolleren støtter den hyppige oppdateringen fra kontrollerkortet, og det har Turnigy Plush vist at de klarer.

For å koble det hele sammen på armene har vi valgt koblings-sukkerbiter. Etter hvert kan du fjerne dem og lodde ledningene sammen i stedet. Det gir lavere vekt og er mer driftssikkert. Men siden vi er nybegynnere kommer vi til å knuse en motor eller to og sukkerbiter gjør det svært enkelt å bytte motor. Selv ute i felten uten loddebolt.

Sett på en sukkerbit med tre koblingspunkter tett på motoren.

Legg fire til fem lag med dobbeltsidig tape under hastighetskontrolleren og fest den inntil sukkerbiten. Legg på en runde tape utenpå for å holde det hele skikkelig på plass.

Koble de tre ledningene fra motoren i den ene enden av sukkerbiten og de tre ledningene fra hastighetskontrolleren i den andre enden. Du trenger ikke å tenke på hvilken ledning som går hvor. Hastighetskontrolleren finner ut av dette. Det eneste du kanskje må gjøre er å bytte to av ledningene dersom motoren går feil vei. Men det kommer senere.

På andre siden av hastighetskontrolleren setter du en sukkerbit med to koblingspunkt. Fest sukkerbitene med dobbeltsidig tape og strips. Så fester du ledningene fra hastighetskontrolleren i sukkerbitene.

Flatkabelen med tre tynne ledninger og en liten kontakt trekker du gjennom hullene i salatboksen og inn mot midten.

Kontrollerkort

Dette er hjernen i systemet. Vi bruker en KK-kontroller. Den er designet og programmert av nordmannen Rolf Bakke. En mann som går under det Lars Ramslie-inspirerte pseudonymet Kaptein Kuk. Han er nærmest legendarisk i multikoptermiljøet og har gjort en formidabel jobb for å få dette til å bli en hobby som mange kan drive med. Både design av kortet og programvaren er opensource. HobbyKing selger ferdige kort og Rolf Bakke får faktisk en liten provisjon av salget. Vi brukte versjon 1 av kortet fra hobbyking i vårt første quadkopter, men nå har kortet kommet i en versjon 2 med litt større prosessor og seks motortilkoblinger.

Kontrollerkortet har tre gyroer som måler hvordan quadkopteret ligger i luften. De sender signaler til prosessoren som så gjør et knippe avanserte beregninger og deretter styrer hver motor for å holde quadkopteret stabilt.

Et quadkopter er i utgangspunktet svært ustabilt. Men takketvære gyroene og den kontinuerlige styringen av motorene blir farkosten ganske stabil i luften. KK-kortet kompenserer for unøyaktigheter i motorene, unøyaktigheter i rammekonstruksjonen og ujevnheter i form av vind.

Når du skal fly er det to måter å sette opp et quadkopter. I det som kalles “+” og det som kalles “X”. Dette handler om hvilken retning rammen har i luften. Som et kryss med en motor i front. Eller som en X med to motorer i front. Det er lettest å forklare med en enkel tegning:

Kontrollerkortet fra HobbyKing kommer ferdig konfigurert for +. Så da velger vi å fly slik. Når du blir mer avansert og har skaffet deg utstyr for å bytte programvare på kortet kan du bytte til X. Sistnevnte måte å fly på er litt bedre om du skal feste kamera på farkosten din. Men vi klarer oss altså fint med + nå. Det er ikke mange justeringene som må til dersom du vil bytte senere.

Lag fire fleksible og klebrige klosser av mange lag dobbeltsidig tape. De må være like høye. Med vår tape, som er ca 1 mm tykk valgte vi å legge 10 lag sammen for å få klosser på ca 1 x 1 cm.

Så fester du kontrollerkortet med en tapekloss i hvert hjørne. På salatbokslokket i midten av quadkopteret. Denne måten å feste på sørger for at små vibrasjoner blir dempet. Pilene i hjørnet av kortet skal peke ut langs en av armene. Om du skulle flydd i X-modus skulle pilene ha pekt ut mellom to av armene.

I neste del tar vi for oss sammenkobling og siste finpuss.

Takk for inspirasjon fra: Quadcopter build for noobs, Latest Build, The Tricopter V2.5 build, Hobbyrommet og Svein Inges iFlogg.

Deleliste

Grunnutrustning
- Lim. Gjerne både kontaktlim/trelim og helst litt epoxylim og/eller smeltelimpistol.
- Tape. Standard elektrikertape og 1 mm tykk dobbeltsidig monteringstape.
- Borrelås med lim
- en bunke koblingssukkerbiter

Ramme
2 x 70 cm furulister 10×10, 12×12 eller 15×15 mm
2 x kryssfinerplater som er 10×10 cm store og 4 mm tykke
Understell: fire isoporklosser på 4 x 5 x 2 cm
Beskyttelsesboks: lock&lock ca 13x13x5 cm
Treskruer, ca 12 mm lange
Metallskiver som passer til treskruene

Oppdatering angående furulistene:
Vi har testet flere typer. Den mest stabile riggen vi har nå er faktisk 15×12. Men etter masse krasjing med 12×12 uten antydning til at armene knekker tror jeg vi trygt kan anbefale 12×12 eller til og med 10×10. Om dere har kjøpt 15×15 slik opprinnelig anbefalt, så flyr det helt fint det også!

Motorer: 4 x 2213N 800kv børsteløs motor (du trenger bare fire, men bestill minst seks).

Alternativ motor: HexTronic DT750. Da kan du droppe propellfestene, men du må til gjengjeld bore propellene opp til 4 mm hull og feste med låsemutter.

Alternativ motor 2, kraftigere og tyngre: NTM Prop Drive Series 28-30A 750kv / 140w

Propellfester: Prop Savers (ikke optimalt for stabilitet, men optimalt for nybegynnere. Skåner både motor og propeller ved krasj. Bytt til andre fester når du ikke krasjer så ofte.)

Disse propellfestene ble anbefalt først her i denne artikkelen: “Prop Savers” . Men etter en liten diskusjon i kommentarfeltet har vi gått over til å anbefale dem som det er linket til over.

Propeller: 2 pakker: 10×4.5, 3 mm shaft. (Du trenger to høyreroterende og to venstreroterende. De kommer i pakker med en av hver hos www.mikrocontroller.com. Bestill MANGE. Propellene er det som ryker først.)

Hastighetskontroller (ESC): 4 x Turnigy Plush 25A fra HobbyKing.com (bestill gjerne to ekstra her også)

Alternativ nettbutikk for Turnigy Plush: RCelektro (men stiv pris sammenlignet med HobbyKing)

Alternative hastighetskontrollere som skal fungere med KK-kortet: KK-multicopter Electronic Speed Controllers (ESCs)

Hovedkontrollkort: HobbyKing KK-kontroller V2
Alternativ: Multi RC Shop sin KK-kontroller. (Der kan du velge programvaren på kortet. Vi flyr med KK Quad X 4.7)

Ledning: 1m Svart 16AWG + 1m rød 16AWG

Koblingsklemmer for å samle ledningene fra hastighetskontrollerne: Wago 5-klemmers.

Batteriplugger: Nylon XT60

Om du vil slippe å lodde i den enden som skal stå på selve quadkopteret kan du også kjøpe XT60 hannplugger ferdig loddet: XT60 Male w/ 12AWG Silicon Wire 10cm (5pcs/bag)

Batteri:
Vi hadde god erfaring med de første Mystery-batteriene vi fikk. Men nå har vi fått flere som ikke fungerer spesielt bra. Vi går derfor over til å anbefale de batteriene som vi så langt har hatt best erfaring med over tid: Zippy Flightmax:
ZIPPY Flightmax 2200mAh 3S1P 30C
ZIPPY Flightmax 2800mAh 3S1P 30C

(Tidligere batterianbefaling: Mystery 2800 mAh, 30C (Flytid ca. 10 minutter. Kjøp to, så kan du fly litt lengre). DealExtreme har fri frakt på alt, og batteriet er litt tungt, så det blir billig å bestille batteriene derfra.)

Batterilader: IMAX B6
Batterialarm: 11.1V Battery Alarm Buzzer for RC Helicopter

Ca pris på minimumspakken:

30,- Furulister og kryssfiner
100,- Tape, lim og annet
226,- for 4 motorer
300,- for 4 hastighetskontrollere
141,- for KK-kontroller
11,- for prop savers
62,- for propeller
22,- ledninger
17,- for batteriplugger
136,- for batteri
200,- for batterilader
23,- for batterialarm
———————
= 1268,- + frakt
———————

I tillegg trenger du fjernkontroll (eller radio som det kalles i denne verden) og mottaker. Dette holdes ofte utenom siden mange har en som kan brukes fra før. Og fordi her kan du spandere alt fra kr. 200,- til kr. 16 000,- Skal du gjøre det billigst mulig kan du bestille denne til kr. 214,- fra HobbyKing: Turnigy 9X 9Ch Transmitter w/ Module & 8ch Receiver Mode 1 eller Turnigy 9X 9Ch Transmitter w/ Module & 8ch Receiver Mode 2. Det blir en smakssak om du vil ha mode 1 eller mode 2. Her er en sak om forskjellen. De fleste i Norge flyr Mode 2. Om du ombestemmer deg kan du endre fra Mode 1 til Mode 2 ved å flytte noen fjærer og deler inni. Men: leser du anmeldelser av Turnigy 9X fra HobbyKing kommer det fort frem at den lider under relativt slapp kvalitetskontroll. Om du får en som virker er den helt fin, men mange rapporterer om dårlige enheter.

Min beste anbefaling er faktisk å tråle de forskjellige bruktmarkedene der ute etter brukbare radioer. Det er mye til salgs. Du trenger minst fire kanaler, helst seks eller åtte (før du vet ord av det vil du styre et kamera, slå av og på lys etc.) Dessuten må radioen kunne reversere kanaler fritt og helst også ha mulighet til å justere følsomhet på spakene.

Alle som har har litt erfaring i miljøet sier at du bør legge så mye penger som mulig i radioen først som sist. Men da snakker vi fort tusenlapper. Jeg har hørt mye bra om Spectrum DX6i, den får du for litt under to tusen hos for eksempel Smallsize eller Elefun.

Jeg nøyde meg med bruktmarkedet og fikk en gammel Futaba 8U til noen hundrelapper. Ser ut til å fungere bra. Ellers har sikkert mange meninger om dette i kommetarfeltet også. Men vi kommer til å gå litt mer i detalj angående radio i neste artikkel i denne serien.

Hjelp oss å lage denne artikkelen bedre

Da er det bare å fyre løs i kommentarfeltet. Ta bilder når dere bygger, del informasjon om hva som var vanskelig. Vis oss enda bedre løsninger. Så skal vi oppdatere og samle etter beste evne.

Noen bilder av ferdig montert betakopter.

Tagger: betakopter, bygge, DIY, lage, quadcopter, quadkopter, quadrokopter,