Copter Reloaded: Ein neues Spielzeug

Da ich bekanntlich dazu tendiere einige Dinge zu ausführlich zu beschreiben, versuche ich heute mal den direkten Einstieg: Wir haben beschlossen unsere Copter-Flotte um ein weiteres Exemplar zu erweitern. Warum? Weil der Bumblebee mit einem Abfluggewicht von rund 1,7kg mit LiPo recht schwerfällig ist und mit Hinblick auf die relativ aufwändige Konstruktion etwaige Reparaturen eher furchteinflößend sind.

Mit anderen Worten: Wir wollten gern etwas Kleines, Schnelles, Robustes, was sich im Zweifelsfall möglichst einfach reparieren lassen sollte. Ich kann an dieser Stelle schon vorgreifen und sagen, dass es gar nicht so einfach ist diese Kernanforderungen in einem Flugobjekt zu vereinen. Es stellen sich nämlich ständig Fragen wie „Was bedeutet klein?“. In der Tat ist es gar nicht so trivial abzuwägen, ob ein Copter mit 220mm Motorabstand in H-Anordnung (z.B. das Blackout Mini-H-Quad) schon zu klein ist oder ein klappbarer Quad mit sagen wir rund 45cm Motorabstand ala Click ‚N Go gerade noch zu klein zählt. Muss das Material zwangsläufig Carbon sein, oder nimmt man der Reparaturfreudigkeit halber nicht am besten Baumarkt-Alu? Sollen die Motoren so billig wie möglich sein (damit man keine Angst vor Schäden hat) oder greift man aus Angst vor mangelhafter Qualität, empfindlichen Materialien und allgemein potentiell schlechterer Verarbeitung lieber zu hochpreisigeren Herstellern?

Fragen über Fragen .. und es sollte doch nur ein weiterer Copter werden und nicht gleich eine ganze Flotte 😉 Nach sehr sehr langen Diskussionen hat sich herausgestellt, dass wir ein Flugobjekt wollen, dass in einen Rucksack passt. Hintergrund: Der Copter soll uns bei unseren vielen Spaziergängen begleiten können, damit wir nicht immer getrennte Einsätze für „Bewegung“ und „Fliegen“ abstimmen müssen. Dazu sollte er natürlich leicht, aber gleichzeitig so groß sein, dass man ihn in einigen Metern Entfernung immer noch gut erkennen kann. Nachdem meine streng wissenschaftliche Erhebung möglicher Kandidaten mit Malerkrepp auf dem guten Fliesenboden gescheitert war, definierte Dani unseren Favoriten „Quadrixette 30“ von Eyefly einfach als rucksacktauglich.

Malerkrepp als letzter Ausweg. Oben links: Click'n Go, oben rechts: Hammerhead Nano, unten rechts: Quadrixette 30. Jeweils Motorbefestigungen (ganz grob) und Größe eines jeweils empfohlenen Propellers
Malerkrepp als letzter Ausweg. Oben links: Click’n Go, oben rechts: Hammerhead Nano, unten rechts: Quadrixette 30. Jeweils Motorbefestigungen (ganz grob) und Größe eines empfohlenen Propellers

Ein paar Worte zum Rahmen: Im Prinzip eine angedeutete Dead Cat-Konfiguration, d.h. der Copter ist asymmetrisch gestaltet mit dem Ziel vorn eine Kamera zu montieren, bei der keine Propeller im Bild zu sehen sind. Die Quadrixette als solches gibt es in verschiedenen Ausprägungen je nach favorisiertem Abstand der Motoren (Nano, 30cm, 40cm). Die wichtigste Alternative wäre der Hammerhead Nano vom gleichen Anbieter gewesen, der jedoch eher in der 300g Klasse antritt, dafür aber wesentlich kompakter, da faltbar, ist. Eyefly als Hersteller bezeichnet sich selbst als Multicopter Manufaktur und genießt in der Szene einen hervorragenden Ruf – ein Eindruck, den ich nach unseren eigenen Erfahrungen nur uneingeschränkt teilen kann. Mit Hinblick auf dem Rahmen war also durch Bestellung der Centerplates, der Ausleger, des Landegestells, der Kamerahalterung und der Erweiterung der Kamerahalterung um einen Adapter für eine zusätzliche Flight-Cam (alle Teile in der Farbvariante „schwarz“ und jeweils aus Alu bzw. GFK) alles erledigt – Kostenpunkt rund 150€.

Leider musste ich im weiteren Verlauf feststellen, dass wir den Basisausbau zur Erreichung unserer Ziele (saubere Konstruktion inklusive Montagemöglichkeiten für unsere bestehende NAZA Light, den FPV-Sender und den üblichen Kleinkram) noch um einige weitere Elemente erweitern mussten. Es fanden also insgesamt drei 50x50mm Platinenabdeckungen und diverse Polyamid-Schrauben, Muttern und Distanzbolzen den Weg zu uns (ein Hoch auf die Erfindung des Großbriefs!). Gesamtkosten rund 20€.

Hinsichtlich der Motoren habe ich wirklich sehr lange mit mir gerungen. Die Kategorie (2208 mit ca. 1100kv, d.h. 11.000 Umdrehungen pro Minute an 8″ Luftschrauben und 3-Zellen-LiPos) stand sehr früh fest, doch für ein konkretes Modell konnte ich mich lange nicht entscheiden. Eigentlich hätte ich die hochgelobten Motoren aus dem Hause T-Motor favorisiert, doch bei rund 36€/Stück kommt doch recht schnell Angst vor Crashes und etwaigen Schäden auf – einen Ersatzmotor legt man sich da nur ungern zur Seite. Absolute Billig-Motoren wollte ich aus Angst vor mangelnder Effektivität, hohem Gewicht und zu weichen Wellen jedoch auch meiden, da mir Qualität schon bis zu einem gewissen Grad wichtig war. Letztendlich habe ich mich dazu entschieden die bisher eher unbekannten 2208v2 1100kv V2 Motoren von aus der X-Serie von Flyduino zu kaufen (20€ pro Stück) – mal schauen, wie sich diese in der Praxis schlagen werden. Mit der Verarbeitung, dem Lieferumfang und der Laufruhe im trockenen Test ohne Luftschraube war ich soweit begeistert (wenngleich leider ein falscher Propmount geliefert wurde).

Endlich mal wieder ein paar Pakete ;-)
Endlich mal wieder ein paar Pakete 😉

Die weiteren Komponenten sind quasi kaum nennenswert: Jede Menge Nylon-Luftschrauben von GemFan des Typs „1€ pro Stück zum Üben“, 2 2700er 3S Lipos von SLS (das Verhältnis von Größe, Kapazität und Gewicht hat mich zumindest auf Basis des Datenblatts absolut überzeugt), jeweils 40cm LED-Stripes, 10m Kabel des Querschnitts AWG20 / 0,8mm², ein 36mm Power Distribution Board und dazu ein paar Afro Slimline ESCs für maximal 20A und mit SimonK-Firmware. Die ESCs sind definitiv überdimensioniert, haben mich jedoch auf Grund eines Forenangebots förmlich angesprungen .. wie sich später herausstellte, passen sie zudem hervorragend zwischen die einzelnen Elemente des Landegestells und können daher prima montiert werden. Ferner werden wir den X8R 16 Kanal-Empfänger von FrSky (hatte ich schon mal erwähnt, wie sehr ich meine Taranis mag? Die wäre einen eigenen Beitrag wert..) und den Stinger Nano FPV-Sender aus dem Bumblebee transplantieren.

Hier sind die ESCS bereits eingeschrumpft und genau wie die Motoren fertig montiert. Dem Rahmen fehlt noch die obere Deckplatte
Hier sind die ESCS bereits eingeschrumpft und genau wie die Motoren fertig montiert. Dem Rahmen fehlt noch die obere Deckplatte

Der Flightcontroller ist aktuell im Prinzip jenes Detail, welches mich am meisten zweifeln lässt. Einen „Bolzcopter“ baut man normalerweise nicht mit der trägen NAZA auf .. aber sie lag gerade noch rum und bietet im Atti bzw. Manual Mode eigentlich einen guten Ausgangspunkt. Falls (wieder) ein OSD verbaut werden soll, könnte ich die Quadrixette sogar um ein GPS-Model ergänzen und damit alle Flugmodi abdecken, die auch der Bumblebee beherrscht. Als Alternative stünden ansonsten eine NAZE32 (also ein 32-Bit Port des bekannten MultiWii-Codes mit optimierter Hardware) hoch bei mir im Kurs .. hier muss ich mal schauen, was die Zukunft bringt.

Bezüglich der Montage gab es eigentlich keine größeren Auffälligkeiten, bis auf die Tatsache, dass man für den Zusammenbau der Komponenten doch deutlich länger als vermutet / erhofft benötigt. Insbesondere die korrekte Montage der Motoren an die Regler und selbiger dann an das Power-Distribution-Board hat sich bei uns doch deutlich zeitintensiver als zunächst geplant, gestaltet (Kabel korrekt ablängen, Motor und ESC verlöten, ESC und Power-Distribution-Board verlöten, Drehrichtung prüfen, Verbindung zwischen Motor und ESC ggf. wieder trennen und richtig verlöten, ESC von Power-Distribution-Board trennen, Schrumpfschlauch um ESC, Kabel zwischen ESC und Power-Distribution-Board ablängen und verlöten …. das ganze mal vier .. zieht sich ganz schön).

Dani voll dabei und hoch konzentriert - wie immer
Dani voll dabei und hoch konzentriert – wie immer

Auch die Anbringung der LEDs war nicht so ganz ohne, mussten wir doch zumindest bei den vorderen Auslegern eine limitierte Montagefläche bedingt durch das Landegestell geschickt kompensieren. Hier jeweils zwei kurze LED-Streifen zu fertigen, diese so miteinander zu verlöten, dass die Kabelführung genau an einer problematischen Schraube vorbei führt und dann diese Konstruktion möglichst elegant mit dem Power-Distribution-Board zu verlöten, kostet ebenfalls Nerven. Bezüglich der LED-Farbe haben wir uns für rot vorn (sieht frech aus und ist bedingt gut erkennbar) und weiß hinten (super erkennbar, hilft enorm bei der Lageeinschätzung auf größere Distanzen) entschieden. Da die gekauften LED-Strips IP65 geschützt sind, galt es zur Montage lediglich ein paar Kontaktpunkte vom Silikon zu befreien, die Kabel anzulöten und anschließend mit etwas Heißkleber wieder für die nötige Sicherung gegen Kurzschlüsse zu sorgen – geht einfach und sieht auch recht sauber aus. Erfreulicherweise passen die LED-Streifen von der Grundfläche her perfekt zu den 10mm Alu-Auslegern, welche schwarz eloxiert sind.

LEDs an Power-Distribution-Board. Selbiges ist etwas anders als gedacht genutzt, was aber ebenfalls prima funktioniert
LEDs an Power-Distribution-Board. Selbiges ist etwas anders als gedacht genutzt, was aber ebenfalls prima funktioniert

Nachdem der Copter als mechanisch fast fertig war, galt es noch schnell das „Türmchen“ für die weitere Elektronik zu montieren. Selbiges sitzt im Prinzip perfekt im Schwerpunkt und kann durch Zukauf weiterer M3 Polymid-Bolzen und Schrauben in Kombination mit den bereits angesprochenen Platinenabdeckungen nahezu beliebig erweitert werden – es ist fast der einzige Bereich des Copters, der von den Propellern nicht berührt wird. Die Polymid-Teile sind übrigens eine neue aber ziemlich coole Erfahrung für uns: Leicht, super zu handeln und man kann sie einfach auf die richtige Länge zurechtstutzen. Da Eyefly an allen Teilen des „Türmchens“ 36mm- und 50mm Bohrungen vorgesehen hat, kann man die meisten Standard-Teile und gängigen Flight-Controller ohne weitere Anstrengungen verbauen.

Flugbereiter Copter mit noch nicht perfekter Verkabelung
Flugbereiter Copter mit noch nicht perfekter Verkabelung – mittig der besagte Turm

Unser Setup ist hier noch nicht 100%ig perfekt, da wir die Kabel für den FPV-Sender und die NAZA eher zu lang als zu kurz lassen wollten, da hier ja noch entsprechende Modifikationen geplant sind.

It’s made for flying..

So .. und wie war denn nun der „Maiden“ (Jungfernflug) nach den ca. 15h Bauzeit? Um es kurz zu sagen: Super! Mit allen Komponenten beträgt das sogenannte AUW („All Up Weight“, Gesamtfluggewicht) rund 950g – rund die Hälfte des Bumblebees. Zwar hat die NAZA Light immer noch die Tendenz in den ersten Minuten nach dem Start etwas unmotiviert rumzudriften, doch die extreme einfache Startprozedur (Akku dran, ein paar Schritte zurück gehen, los .. kein Einrasten der Arme, Kalibrieren des Kompasses, Warten auf den GPS-Fix) und die enorme Agilität im Vergleich zur Hummel machen wirklich großen Spaß.

Ich seh dich!
Ich seh dich!
Flieger, grüß mir die Sonne!
Flieger, grüß mir die Sonne!

Nach rund 11 Minuten problemlosen Flugs war der erste 2700 mAh Akku leer und schon den zweiten LiPo flog ich mittels First Person View-Equipment (Fatshark an und los). Der Eindruck war nahezu unvergleichlich mit dem Bumblebee, da man durch die höhere Agilität gleich ein viel direktes Steuerungsgefühl hat. Kursänderungen erfolgen prompt und das „Gefühl“ für den Copter ist einfach viel unmittelbarer.

FPV-Flug - ist anstregender, als man sich das vorstellt ;-)
FPV-Flug – ist anstregender, als man sich das vorstellt 😉

Ergänzend zur GoPro kommt mittlerweile übrigens eine RunCam (Sony 600TVL) zum Einsatz, da diese bei anspruchsvollen Bedingungen bessere Bilder liefert und der Wechsel auf ein anderes Objektiv (mit anderem Weitwinkel) mit weniger als 10€ finanziellem Aufwand auch eher überschaubar ist. Im Gegensatz zum Bumblebee fehlt bei der Quadrixette nun natürlich ein Gimbal, wodurch es nicht möglich ist die Ausrichtung der Kamera in der Horizontalen zu beeinflussen – wenn es aber mehr um den Spaß am Fliegen und weniger um das Filmen geht, ist dies ein zunächst verschmerzbarer Verlust. Leider kämpft unser kleiner Copter derzeit noch mit einem recht merklichen Jello-Effekt (Bild „schwimmt“ in bestimmten Situationen), weshalb noch ein wenig Optimierung angesagt ist. Wenn ein liebevolles Wuchten der Propeller nichts bringt, muss ich u.U. doch noch in das Entkopplungs-Kit von Eyefly investieren .. neben dem Umstieg auf eine Naze32 als Flight-Controller wäre das doch eine tolle Maßnahme für den Monat Juli 😉

Dani: Alles unter Kontrolle!
Dani: Alles unter Kontrolle!
Geschafft! Wobei .. nach dem Flug ist vor dem Flug
Geschafft! Wobei .. nach dem Flug ist vor dem Flug