Tricopter

[Trnquill]

Suuren meren takana tricoptereiden rakentaminen on saavuttanut suurta suosiota. Päätin kokeilla myös onneani. Kyseessä on siis kaikessa yksinkertaisuudessaan kolmeroottorinen helikopteri. Video kertoo enemmän kuin tuhat kuvaa joten tässä pieni näyte:

Homman juju on siis se, että kunkin varrean päässä on moottori varustettuna lentokoneen potkurilla. Moottoria ohjataan luonnollisesti nopeudensäätimellä ja tämä on puolestaan kytketty vastaanottimeen. Kanavien miksaus suoritetaan lähettimessä tuiki-tavalliseen ns. normaaleista trexeistä jne. tuttuun CCPM-tyyliin. Käytännössä siis perinteisen kopterin nupin servot on korvattu moottoreilla, jos asiaa haluaa näin ajatella. Kun tikkua työntää eteenpäin, "kallistuu swashplate eteenpäin" eli perämoottoriin lyödään lisää pökköä, kahdesta etummaisesta lasketaan kierroksia. Ja niin edelleen. Vasemman tikun nosto eli "lapakulmien lisääminen" puolestaan "nostaa swashplatea ylöspäin vaakatasossa", eli lyö kaikkiin moottoreihin yhtä paljon lisää jengaa. Yksinkertaisen nerokasta!

Hommaan on lisätty vähän korkeaa teknologiaa rakentamalla laitteeseen köyhän miehen helicommand/v-bar/tms. Jokaisen vastaanottimelta tulevan kolmen kanavan ja näitä signaaleja vastaanottavan kolmen nopeudensäätimen välissä on gyro. Gyrot on suunnattu siten, että ne kompensoivat kukin oman vartensa/moottorinsa ei-toivottua liikettä vakauttaen laitteen lentoa kaikkiin suuntiin.

Perän ohjaus eli kopterin kääntö vaakatasossa vasemmalle ja oikealle on toteutettu takimmaista moottoria kallistamalla. Jos kopterin halutaan kääntyvän oikealle, kallistetaan takimmaista moottoria ja siihen kytkettyä roottoria vasemmalle. Perälle on vielä tavalliseen kopterityyliin oma HH-gyronsa.

Homman jujuna on suurelta osaltaan se, että laite suunnitellaan ja rakennetaan mekaanisen toteutuksen osalta omasta päästä. Valmiitakin toteutuksia toki löytyy, mutta ne ovat lähinnä leluja. Ja tosimieshän tekee aina itse! Laitoin osat tilaukseen ja runkokin on hahmottumassa mielessä hyvää vauhtia. Jännittää nähdä miten käytännössä kokonaan itse suunnittelema kopteri tulee lentämään!

Ostoslista:
hexTronik DT750 Brushless Outrunner 750kv, 3x, yht. $33
Hobbyking SS Series 25-30A ESC, 3x, yht. $26
TURNIGY 3A UBEC w/ Noise Reduction, 1x, $7
Hobby King 401B AVCS Digital Head Lock Gyro, 3x, yht. $42
SF E-Prop 11x4.7 / 279x119.5mm w/ Adapters Black (5pcs/bag), 1 säkki, $4
HK-500GT Tail Boom, 3x, $6
Perää pitämään vanhasta kopterista 401 ja servoksi hyllystä ylimääräinen 3010
Vastariksi AR7000
Vaneria
Alumiiniprofiilia
Ruuveja ja kiinnikkeitä
Pari neulalaakeria

[sgtpepper]

Makee projekti!
Ite oon monesti miettiny tommosta, mutta näköjään se ei vaadikaan mikroprosessoreita sun muuta hienoa elektroniikkaa väliin vaan hoituu ihan normaalilla miksauksella. Mutta onko myös olemassa ccpm miksausta neljälle servolle? Olen nimittäin nähnyt tetrakopterin (eli neljä roottoria).
Pistähä paljon kuvia sun muuta aineistoa.

[Mikaelni]

Onhan olemassa 90 asteen miksaus 4 servolla, monessa mankkarissa vain ei ole tuota ohjelmaa vakiona. Pitää ostaa kalliimpi lähetin josta ohjelma löytyy, DX7 ei ole mutta JR X9303 on.

[Trnquill]

Mutta onko myös olemassa ccpm miksausta neljälle servolle? Olen nimittäin nähnyt tetrakopterin (eli neljä roottoria).

Quad(ro)coptereita tosiaan löytyy, valmiina (mm. Walkeran UFOt) ja rakennussarjoina (mm. Mikrocopter). Jostain syystä noissa neljän tai useamman roottorin vehkeissä stabilointiin on käytetty nimenomaan mikroprosessoreita, asento- ja kiihtyvyysantureita, GPSsää ja ties mitä mustaa magiaa. Käytännössä nuo ovatkin usein lähes tai kokonaan itsenäisiä laitteita, eli lentävät itsestään ja seuraavat GPS:llä annettua reittiä. Toistaiseksi en ole nähnyt yhtään 4+ roottorista kopteria, joka olisi rakennettu tiukalla budjetilla, kuten tämä tri. Poislukien siis toki Walkeran yms. tekeleet, jotka ovat lähinnä leluja.

[Juhis]

Tuollaisia joskus katselin Youtubesta ja tuli mieleen, että mitäs jos tekisi sen esim hk500 peräputkista ja perälaatikoista. Olisi muuttuvat lapakulmat joka nurkassa, joten voisi vetää 3d:tä yhdellä moottorilla hihnavedolla...
Kopteriharrastuksen alkutaipaleella päivitin Walkera 22E:n perämoottorin harjattomaksi ja en saanut noparia tottelemaan gyroa. En tiedä mikä siinä sitten oli, ilmeisesti noparin käynnistyksen vaatima nollakaasu puuttui..

[1m4s0_]

http://www.riemurasia.net/jylppy/media.php?id=69226&c=11

Tuossa on videota vastaavasta, 6 potkurilla
Lähtee aika iloseen; todella hienosti näyttää toimivan gps pidot yms.... nätti ilmakuvaukseen tuommonen, varsinki kohta jossa vetää korkeutta itsekseen hulluna

[Trnquill]

Tuollaisia joskus katselin Youtubesta ja tuli mieleen, että mitäs jos tekisi sen esim hk500 peräputkista ja perälaatikoista. Olisi muuttuvat lapakulmat joka nurkassa, joten voisi vetää 3d:tä yhdellä moottorilla hihnavedolla...

Kas, minulla on täsmälleen tämä suunnitelmissa heti kun yksinkertaisempi vehje toimii. Mietinnässä on tosin vielä, käyttääkö hihnoja vai TT:tä. 3D:n vetäminen tuollaisella olisi periaatteessa mahdollista, mutta aina positiivisista kulmista negatiivisiin ja takaisin siirryttäessä perästä häviäisi pito täysin (ei ilmavirtaa mihinkään suuntaan) ja yksinkertainen gyropohjainen stabilisointi heittäisi härän pyllyä ylösalaisin oltaessa. Erilliset halvat gyrot pitäisi korvata Helicomman 3D:llä tai vastaavalla, jotta homma onnistuisi.

Päivitin aloitusviestiin tähänastisen ostolistani.

[elvis]

Moro,

Hiano projekti!

Itsekin tuollaista olen ajatellut, kun tuolta löytyisi nyt kolme moottoripakettia noparilla (neljättä ei enää saanut, kun loppuunmyynnissä loppui tavara), mutta tuo kontrolli pystyakselin ympäri oli jäänyt mysteeriksi. Quadrollahan homma onnistuu selkeästi vaikka laittamalla moottorit parittain kääntämään laitetta suuntaansa, mutta kolmihyrräisellä asia ei ihan noin yksinkertaisesti onnistu. Kuten mainitsetkin niin asian voi hoitaa kääntämällä koko perämoottoria (varsineen) pituusakselin ympäri, mutta tämä ei tunnu kovin kauniilta ratkaisulta. Hyrrävoimineen tarvittava servovoima lienee aika kova? Quadrollahan moottorit voivat olla kiinteästi varsiensa päässä ja kaikki kontrolli tapahtuu pelkästään moottoreiden tehoa säätämällä.

Stabiloinnin olen ajatellut hoitaa tavallisella heligyrolla, jonka ulostulo- tai syöttösignaali miksataan lennokkipuolen V-mikserin kautta asiaankuuluviin moottoreihin. Esimerkiksi kallistuksessa eteenpäin miksataan gyron elevaattorisignaali tehosignaalin kanssa. Noin periaatteessa...  

[Mikaelni]

Tässä linkki jossa on noita propelleja useampia http://www.riemurasia.net/jylppy/media.php?id=69226

[1m4s0_]

Sama linkki jonka olin ylempänä laittanut, tai no ainakin sama video... pettymys, odotin lisää moista värkkiä 

[okallio]

Tämän http://www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=1038071 innoittamana kokeilin vastaavaa viime kesänä kolmella GWS:n harjattomalla setillä kolmella aidolla 401:llä ryyditettynä. Jäi niin protoasteelle että peräohjausta en omaani saanut aikaiseksi. Ensimmäisiin kokeiluihin istutin härrävärkin tapin nokkaan gummin varaan että sain likimain miksaukset kuntoon. Kiertyminen ja moottori/säädin-kombojen hitaus tuotti päänvaivaa alussa ja tuntui että homma on pelkkää kaatuilua. Sain sen kuitenkin auttavasti vaakatasossa leijumaan vaan tuskaa se oli. Tämän kokeilun aikana kävi taas useampaan kertaan mielessä että on varmaan syynsä miksi useimmissa vastaavissa on prossuvoimaa kyydissä.

Oletteko noissa törmänneet millaisiin ratkaisuihin tuon peräefektin aikaansaamiseksi? Neliroottorisissa ainakin taitaa olla kierroslukueroihin perustuvia systeemejä mutte miten näissä kolmitappisissa?

t. Oula

[juza]

Muokin kiinnostaa kovasti tollasen rakennus. Lähinnä neljällä moottorilla. En kyllä vieläkään ymmärrä miten neljällä "perän" ohjaus voi toimia ilman servoa.

[elvis]

Oletteko noissa törmänneet millaisiin ratkaisuihin tuon peräefektin aikaansaamiseksi? Neliroottorisissa ainakin taitaa olla kierroslukueroihin perustuvia systeemejä mutte miten näissä kolmitappisissa?

Koko perän pyörittäminen kuulostaa aika ikävältä touhulta. Mekanismi on ainakin hankala/raskas toteuttaa asiallisesti.

Yksi vaihtoehto olisi kaapata jostakin vanhasta kopterinromusta swashplatemekanismi ja roottori/moottoripaketti, jolla nostovoimavektoria käännettäisiin sivusuunnassa. Voisi hyvin toimiakin, jos sopiva kopteri löytyy kannibalisoitavaksi.

Toinen mikä voisi toimia ja on ainakin yksinkertainen, olisi järjestää kiinteän pyrstöroottorin alle kääntyvä evä vähän pendeliperäsimen tapaan. Sopivasti aerodynaamisesti tasapainotettuna se ei tarvitsi juuri mitään servovoimaa ja sen saisi kääntymään pienellä ja/tai nopeallakin servolla. Tässä tapauksessa kun evä olisi perässä, se toimisi eteenpäinlennossa samalla jossain määrin sivuvakaajanakin. Muuta teoriassa positiivista etua aiheesta olisi sekin, että evä kääntää potkurista tulevaa pyörivää virtausta suoraan alaspäin, mikä vähentää pyrstöroottorikokonaisuu den vääntömomenttia ja lisää nostovoimaakin jonkin verran.

[okallio]

Neliroottorisessa pyrstön kierto saadaan aikaan kahden eri suuntaan pyörivän roottoriparin "vääntösovitusta "(tm) muuttamalla. http://en.wikipedia.org/wiki/Quadrotor Eli kun kaikki neljä (joista parit siis vastakkaisiin suuntiin pyöriviä) pyörii samalla nopeudella ei väännöstä johtuvaa kiertoefektiä tule kun väännöt kumoavat toisensa. Kun parien keskinäisiä kierroslukuja (tarkemmin aerodynaamista vääntöä aiheuttavia komponentteja ) muutetaan kiertyy koko paketti aina siihen suuntaa mihin vääntöä on "enemmän". Kallistushan hoidetaan ohjaamalla pareissa toista korkeammalle ja toista hitaammalle kierrosluvulle. Tässä kuitenkin pidetään huoli että "kokonaisvääntö" tällä paketilla pysyy samana kuin sillä paketilla jonka roottorit pyörivät samaa nopeutta. Tällöin kopteri ei kierry pystyakselinsa ympäri. Kun kiertoa halutaan muutetaan jommankumman roottoripaketin kokonaisvääntöä ja kopteri kiertyy.

Tai jotenkin noin 

t. Oula

Edit. Tälläisiäkin

ja

linkkivarastosta löytyi. En oo koskaan jaksanu lukea kokonaan läpi mutta laitan ehdolle.

[Trnquill]

Muokin kiinnostaa kovasti tollasen rakennus. Lähinnä neljällä moottorilla. En kyllä vieläkään ymmärrä miten neljällä "perän" ohjaus voi toimia ilman servoa.

Quadrocoptereissa laitetta käännetään moottoreiden kierrosnopeuksia muuttamalla. Moottoreista kaksi (vastakkaiset) kiertää vastapäivään, kaksi (myöskin - yllättäen - vastakkaiset) myötäpäivään. Nostamalla toisen parin kierroksia ja laskemalla toisen pysyy lentokorkeus vakiona, mutta potkureiden aiheuttama epätasapainoinen vääntö kääntää nokkaa kohti uusia seikkailuja. Kallistus puolestaan saadaan aikaan jomman kumman puolen (tai nokan taikka perän) kierroksia nostamalla/laskemalla. Tässä tapauksessa siis kummankin parin toisen moottorin kierrosluku kasvaa, toisen pienenee. Näin vääntövoimia ei synny.

okallio: Olen nähnyt muutamia youtube-videoita, joissa peräroottorin alla oli nimenomaan evät/siivekkeet. Noita taisi olla kaikissa videoissa jostain syystä kaksi, eli peräroottorin alla oli ikäänkuin "laatikko" ohjaamassa ilmaa. Hienosti tuntui toimivan! Olipa joku rakennellut jopa EDF-yksiköistä toimivan tricopterin (vastaavalla peräsinmekaniikalla), mutta lentoaika taisi jäädä kolmeen minuuttiin. EDF:llä työnnön muuttaminen nopeasti on lähes mahdottomuus, joten kovinkaan vakaaksi sellaista ei koskaan saa. Ja erikoisista tricoptereista puheenollen eräs jenkki on taas liikahtanut askeleen lähemmäksi suunnitelmassaan toteuttaa 800mm lapoja pyörittävä tricopteri... Nykyinen versio koostuu kolmesta 425 Gauista.

Minulla alkaa pikkuhiljaa olemaan runko koossa ja sovittelen jo paikkoja sähköosille. Jos hyvin menee ja postikusti polkee ajallaan, viikonloppuna koittaa jännittävä ensilennon aika!

[okallio]

Meniskös tollanen quadro 90asteen swassimiksillä? Tähän pitäisi kierrolle (perälle) lentävään päähän olla joku prossuhässäkkä millä kierron aiheuttavan roottoriparien epäsovituksen saisi sivarikanavan mukaisesti aikaan? Prossuun siis sisään neljä servokanavaa (2x2) sisään ja lähdöksi viidettä kanavaa (perä) seuraava e.o. kahden kanavaparin epäsovituksen aiheuttava muutos. Vai voisko tuon miksata lähtökohtaisesti radioista? Futaba12/14 ja JRjoku miehet hohoi... Tietenkin olisi näppärämpää kun tuossa olisi juurikin siellä lentävässä päässä tuo kierron miksaus noihin neljään ohjauskanavaan niin sais siihen perälle gyron mukaan.

t. Oula

[Trnquill]

Muutama kuva rakentelusta, kuvaa klikkaamalla sarjaan.



Seuraavaksi nopeudensäätimet kiinni runkoon, johdot moottoreille ja vastari paikoilleen. Sen jälkeen alkaakin armoton johtojen niputtaminen ja asetusten säätö.

[Mikka]

Näyttää tosi kivalta. Hauska säätää reverset ja gainit. 

[Mikka]

Mites tuollaisessa, jos yksi nopari/moottori/potkuri feilaa, ei taida olla "turvaverkkoa", ellei ole viritellyt laskuvarjoa kyytiin? Jollain muulla viritelmällä voisi ehkä selviytyä yhden osan rikkoutumisesta (jossain tapauksessa peräti huomaamatta, jos stabilointi pelaa tarpeeksi hyvin).

[Trnquill]

Mites tuollaisessa, jos yksi nopari/moottori/potkuri feilaa, ei taida olla "turvaverkkoa", ellei ole viritellyt laskuvarjoa kyytiin? Jollain muulla viritelmällä voisi ehkä selviytyä yhden osan rikkoutumisesta (jossain tapauksessa peräti huomaamatta, jos stabilointi pelaa tarpeeksi hyvin).

Jep, alas tullaan kuten kivi konsanaan. Kuusipotkurinen kuulemma jo tulee hallitusti alas vaikka yksi moottori lakoaa, kahdeksanpotkurista lentää normaalisti seitsemälläkin.

Se hyvä puoli tuossa vekottimessa on, että kalliskin torppi maksaa vain muutamia euroja. Todennäköisimmin rikki menee potkuri tai useampi (jokusenkymmentä settiä tsipale), moottorin akseli vääntyy (pari dollaria) ja varsi(a) menee solmuun (myöskin pari dollaria). Se hyvä puoli tuossa on, että liikkuvia osia on paljon vähemmän, kuin tavallisessa kopterissa. Varsinaisesta runko-osasta olisi myös helppo rakentaa niin kestävä, että sen voisi tiputtaa vaikka kymmenistä metreistä suoraan maahan ilman vahinkoja. Jos nyt ei asvaltin päällä sentään lennä... Minullahan on nuo gyrot ja tuleva peräservo & kamera ikään kuin ns. hollilla tuossa päällä, jos selälleen tulee tonttiin. Hiukan paksummalla rungolla ne olisi voinut piilottaa vanerilevyjen väliin.

[Jussi.]

Muutama kuva rakentelusta, kuvaa klikkaamalla sarjaan.

Hienolta näyttää.. Tämä konseptihan voisi myös sopia tee-se-itse miehen flybarless vakauttimeksi "normaaliin" 120 asteen ccpm kopteriin.
Ajattelitko muuten vetää joka gyrolle oman gainin vai kytkeä samaan lähtöön?

[Trnquill]

Hienolta näyttää.. Tämä konseptihan voisi myös sopia tee-se-itse miehen flybarless vakauttimeksi "normaaliin" 120 asteen ccpm kopteriin.

Samaa olen pohtinut. Periaatteessa tuon gyrotelineen saisi helposti tuosta irti ja vaikka 450:sen kyytiin, jotta voisi kokeilla "köyhän miehen Helicommandia".

Ajattelitko muuten vetää joka gyrolle oman gainin vai kytkeä samaan lähtöön?

Samaan kanavaan (throttle...  ) kaikki "cyclic"-gyrot. Perägyrolle oma kanavansa normaaliin tapaan. Muuten ei riittäisi DX7:ssa kanavat. Kytkemällä gyrojen gainit throttleen saa gaineille säädettyä oman käyränsä eri lentotiloihin. Erityisesti ajatuksena on minulla se, että saan vedettyä gainit nollaan virtojen kytkemisen ajaksi. Ilmeisesti nopeudensäätimet eivät oikein tykkää virittyä, jos gyroilta tulee jotakin muuta kuin nollasignaalia bootissa. Luonnollisesti.

Ajattelin myös säätää yhden lentotiloista ns. täydelle kaasulle ja 0% gyro-gainille, jotta voin helposti kalibroida kaikki noparit kerralla. Eli ensin virrat kiinni tässä "idle-up"-tilassa -> noparit oppivat täyden kaasun, sitten holdi päälle -> noparit oppivat nollakaasun ja virittyvät. Odotettavissa on kuitenkin jonkinasteista päänsärkyä nopareiden säätämisessä, kun joutuu pelaamaan radion säätöjen lisäksi gyrojen limittien ja gainien kanssa.

[Mikka]

Muutama kuva rakentelusta, kuvaa klikkaamalla sarjaan.

Hienolta näyttää.. Tämä konseptihan voisi myös sopia tee-se-itse miehen flybarless vakauttimeksi "normaaliin" 120 asteen ccpm kopteriin.
Ajattelitko muuten vetää joka gyrolle oman gainin vai kytkeä samaan lähtöön?

Mitenkähän ajattelitte, eikös ne gyrot pitäisi saada ennen ccpm-miksausta? Eli ei sitä noin voi tehdä, vaan vaatisi mekaanisen ccpm-miksauksen tai erillisen sähköisen ccpm-purkin (käytännössä esim. FBL-purkki) vastari->gyro->ccpm. Vai menikö hajatukseni aivan pieleen?

[Jussi.]

Mitenkähän ajattelitte, eikös ne gyrot pitäisi saada ennen ccpm-miksausta? Eli ei sitä noin voi tehdä, vaan vaatisi mekaanisen ccpm-miksauksen tai erillisen sähköisen ccpm-purkin (käytännössä esim. FBL-purkki) vastari->gyro->ccpm. Vai menikö hajatukseni aivan pieleen?

Ei kapasiteetti nyt riitä puhkimiettimiseen, mutta minusta rate modessa kolme cyclic servojen kanssa sopivasti asennettua gyroa voisivat nimenomaan vakauttaa. Tässä siis yksi gyro enemmän kuin ennen ccpmää olevassa normitoteutuksessa.
 

[Trnquill]

Mitenkähän ajattelitte, eikös ne gyrot pitäisi saada ennen ccpm-miksausta? Eli ei sitä noin voi tehdä, vaan vaatisi mekaanisen ccpm-miksauksen tai erillisen sähköisen ccpm-purkin (käytännössä esim. FBL-purkki) vastari->gyro->ccpm. Vai menikö hajatukseni aivan pieleen?

Ei kapasiteetti nyt riitä puhkimiettimiseen, mutta minusta rate modessa kolme cyclic servojen kanssa sopivasti asennettua gyroa voisivat nimenomaan vakauttaa. Tässä siis yksi gyro enemmän kuin ennen ccpmää olevassa normitoteutuksessa.

Naulan kantaan. Ainakin tuossa tricopterissa on yksi gyro per "CCPM-suunta", eli gyro per moottori (tai normaalissa kopterissa per servo). Gyrot sijoitetaan 120 asteen välein, kuten tuosta taannoin postaamastani kuvastakin näkee. Gyrot pidetään rate-moodissa. Jokainen gyro kompensoi liikettä vain omaan suuntaansa, eli siihen suuntaan johon moottorikin kopteria / servokin swashia kallistaa.