Si tratta di un multirorote radiocomadato, in particolare di un "esacottero", in cui la struttura meccanica è autocostruita e l'elettronica è assemblata con componenti "standard" reperibili sul mercato del modellismo.
componenti:
Telaio in carbonio, vetronite e alluminio; interasse tra i motori 85cm
6 motori da 98g, 22 poli, 570Kv, massima corrente 21A ,massima potenza 310W
Regolatori da 30A con firmware SimonK
Eliche in carbonio, "T style", da 14 pollici
Flygt controller tipo AIO pro (processore Atmega 328)
Firmware Multiwii, attualmente installata la versione 2.4
GPS (tipo Neo-7m) e bussola elettronica esterna alla scheda di volo
Carrello retrattile.
CARATTERISTICHE
La caratteristica più particolare del modello è rappresentata dai "bracci" che anzichè essere costituiti dal classico tubo (tondo o quadrato, in carbonio o alluminio) sono costituiti ciascuno da 3 tubi leggeri in carbonio, assemblati in una struttura piramidale così da sfruttare le caratteristiche strutturali dei triangoli.
I componenti costituenti ogni braccio sono assemblati in maniera permanente a formare una unità funzionale, mentre i bracci sono uniti in modo non permanente alle piastre centrali e insieme a queste partecipano a costituire una "scatola" centrale che contiene e protegge la componentistica elettronica.
L'idea è quella che 3 elementi portanti rigidi disposti a piramide, rispetto ad uno unico, possano fornire maggiore rigidità strutturale e maggiore aerodinamicità a parità (o forse inferiorità) di peso.
Attravero i tubi (cavi) possono comunque scorrere i conduttori elettrici verso i motori e le luci;
ogni braccio con la sua "base della piramide" partecipa alla costituzione del frame centrale che di fatto, oltre ai bracci stessi, è costituito solo da una piastra base e da un anello superiore, in carbonio.
Ogni braccio è un modulo: con lo stesso braccio modulare sarebbe possibile assemblare un quadricottero o optacottero semplicemente disegnando una oportuna piastra base e rispettivo anello superiore.
La piastra e l'anello sono sagomati in modo da poter facilmente allentare 4 dei 6 bracci per poterli ripiegare per un trasporto più pratico
Riguardo al peso, se è vero che un tubo unico è molto robusto e leggereo, d'altra parto però bisogna considerare quante flange e agganci sono necessarie per ancorarli al frame centrale e per collegarvi i motori; il frame centrale poi deve essere autoportante, molto robusto e rigido.
Il telaio completo del mio modello (cioè 6 bacci, piastra base e anello, esclusi il carrello) pesa circa 850g: meno delle 6 coppie "motore + regolatore" che monta.
Altre caratteristiche
Carrello:
E' costituito da elementi mobili in carbonio e alluminio ed è solidale alla piastra base seppure con un certo grado di ammortizzazione perchè montati su una piastra in carbonio parzialmente a sbalzo. Il sollevamento è permesso da movimenti servoless per carrelli retrattili, in tutta plastica.
I 4 piedi sono palline in shiuma mentre le 2 aste orizzontali che portano i piedi sono in fibra di vetro : assieme contribuiscono ad ammortizzare l'atterraggio.
Luci di navigazione:
sulla punta di ogni braccio ci sono led colorati che aiutano a distinguere più agevolmente, in volo, il senso del drone. Inoltre una scheda arduino monitora il livello del voltaggio delle batterie e pilota un lampeggio dei led che cambia in funzione dello stato della carica.
Piastra video.
Sotto la piastra basale del frame è "appesa" un'altra piastra attraverso gommini antivibrazione.
Questa piastra ha lo scopo sostenere il gimbal (supporto mobile della videocamera, che sto collaudando e che mostrerò in un prossimo post...) ma su di essa aggancio anche le batterie: in questo modo il peso delle batterie contribuisce a smorzare le vibrazioni trasmesse alla videocamera. Naturalmente la serie di gommini smorzatori è dimensionata per poter sostenere il peso complessivo di batterie e fotocamera+gimbal (circa 2 kg insieme: quasi metà del peso totale del multirotore in ordine di volo).
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vista dal lato inferiore |
Il gps è installato al di sopra di tutto per non essere influenzato dall'elettronica dei motori, lo stesso discorso vale per il magnetometro: ho constatato una grande difficoltà a rendere il magnetometro della scheda di volo immune dalle correnti dei regolatori e dei motori, ho preferito usare una bussola esterna (che è assieme al gps e ho dovuto smontare quella a bordo) così sono stato anche molto più libero di ordinare (impacchettare) le varie componenti elettroniche all'interno del frame.
Alimentazione :
A bordo c'è un doppio BEC Switching (regolatore di corrente) che fornisce i 5v per la scheda di volo e i carrelli; e i 12V per le luci, il Gimbal e il trasmettitore video.
Ho preferito alimentare TUTTO con le batterie principali: inutile avere diverse batterie che si scaricano in modo diverso e quindi difficilmente ottimizzabili per quanto riguarda il rapporto peso/capacità. Anche la scheda di controllo è alimentata dalle batterie principali: in un multirotore è inutile, secondo me, avere una batteria a parte per l'elettronica e/o la ricevente: il drone non può planare, con la batteria esaurita il drone non può che precipitare.
Molto meglio investire su sistemi di sicurezza che monitorino la carica delle batterie: le luci di navigazione hanno un lampeggio codificato ma soprattutto uso una radio con telemetria con sensore di voltaggio.
Anche il Gimbal è alimentato dalle batterie pricipali ma in questo è possibile regolare uno spegnimento dei motori al di sotto di un determinato voltaggio così a batteria quasi scarica non viene sprecata l'energia residua
Prestazioni
Il multirotore in ordine di volo pesa 4200 grammi (compresi gimbal, telecamera Sony Qx10 e batterie), monta 2 batterie LiPo 4S in perallelo da 5000 mA ciascuna per un totale di 10A a 4S2P, così l'autonomia è di circa 15minuti.
Seguirà a breve un altro post con le caratteristiche del gimbal e un video con le prime prove di volo e di ripresa video.
