Ich habe mich dazu entschlossen einen Quadcopter zu bauen. Im Moment befindet sich die Lieferung der Einzelteile noch auf dem Weg, weswegen ich in diesem Beitrag kurz über das schreiben wollte, was ich bis zum Bau des Quadcopters so treibe.

Als erstes habe ich mir eine neue Funke gekauft. Bisher hatte ich eine MX-12 im Einsatz um verschiedene Depron Flieger zu steuern. Diese ist aber eine ältere Generation und funktioniert noch nicht mit der 2,4Ghz Technologie. Also musste eine neue her, am Besten auch mit etwas mehr kanälen, wer weiss, was in Zukunft noch so ansteht.

Ich habe mir nach kurzem Überlegen eine Graupner MX-16 Hott gekauft. Diese hat 8 Kanäle, 2,4Ghz und jede Menge Schnickschnack an Bord. Zuerst hatte ich mit einer Spektrum DX9 geliebäugelt, diese aber auf Grund von diversen Beiträgen die von Problemen handelten dann doch nicht genommen. Außerdem war diese um einiges teurer als die MX-16.

Nach dem ich die MX-16 Hott geliefert bekommen habe wurde gleich ein Update der Firmware auf dem Sender und auf dem Empfänger durchgeführt. Sicher ist bekanntlich sicher.

Da die Lieferung der Elektronik noch auf sich warten lässt habe ich mich um das Design des Quadcopters gekümmert, das ich hier zeigen werde, wenn ich den Rahmen fräse.
Damit meine ersten Ausflüge nicht gleich einen Crash zur Folge haben sollten, habe ich mich mal wieder mit dem Thema Flugsimulator beschäftigt. Da hat sich in den letzten Jahren so einiges getan. Als ich dann aber nach einer einfachen Möglichkeit zum trainieren mit meiner Funke gesucht habe biss ich aber vorerst einmal auf Granit.

Ich erinnere mich noch daran, wie ich früher eine Monoklinke zusammengeschraubt habe und meine alte Funke direkt über den DSC Ausgang mit der Soundkarte verbunden hatte und die Signale dann per PPJoy auf einen Virtuellen Joystick umrechnen lies. Das war ein ziemliches gefummel, funktionierte aber irgendwie, wenn auch nicht 100% sauber.
Nach den Monoklinke Versuchen hatte ich damals noch ein DSC to USB Konverter, der etwas besser funktionierte. Nervig war aber immer noch das Kabel der Fernbedienung am Sender zum Computer. Das knickte nämlich immer schön ab, wenn man vor dem Laptop / Computer saß und im Flugsimulator mitfieberte, bevor man den Vogel vom Himmel holte.

Mit so einer modernen MX-16 Hott müsste es doch in der heutigen Zeit etwas komfortabler sein dachte ich mir, zumal die Fernbedienung bidirektionale Datenübertragung zwischen Sender und Empfänger beherrscht, sowie Audiofiles über Bluetooth übertragen kann.

Nach etwas Recherche kam ich zu dem Ergebnis, dass es ohne Zusatzhardware einfach nicht funktionieren wird, also habe ich mir wohl oder über wieder einen DSC to USB Konverter gekauft. Diesen soll man aber tunlichst nicht an der MX-16 Hott betreiben, sonst kann es passieren, dass man die Funke nur noch als Türstopper verwenden kann. Schönen Dank auch. Etliche Seiten später fand ich dann aber noch eine Lösung, die nach meinem Geschmack war. Hardware kaufen -> Hardware aufmachen -> Hardware umlöten -> anschließen -> geht. Genau mein Geschmack!

Ich bestellte also einen Konverter auf Ebay (bitte keinen 4 Kanal Konverter kaufen, das braucht ja kein Mensch!). Als dieser ankam wurde er ausgepackt und ich lötete als erstes das Kabel das vom USB Teil des Konverter weg geht ab. Nun kann man einen einfachen Servostecker (Graupner JR) nehmen und diesen wie folgt anlöten.
Der Pluspol aus der Mitte des Steckers kommt an +5V am USB Teil
Der Massepol (meist Braun, oder Schwarz) kommt an den Masseanschluss des USB Teils
Der Signalpol (war bei mir Weiß) kommt an den Punkt, wo das vorher abgelötete Kabel angeschlossen war.

Wenn die Lötarbeiten abgeschlossen sind genügt es in den Einstellungen der Fernbedienung die Übertragung auf Summenkanal umzustellen, schon kann man das neu erworbene und umgebaute DSC to USB Teil direkt am Computer mit dem Empfänger verwenden. Kein Kabel, keine zusätzliche Batterie, viel Spaß!

Hier noch ein paar Bilder von dem neuen USB Teil
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Nach dem es nun wieder etwas stiller um mein CNC Fräsen Thema wurde will ich hier mal über den aktuellen Stand berichten. Das Thema Selbstbau CNC ist vom Tisch. Die Grundidee war schon nicht schlecht, doch leider fehlt mir im Moment die Zeit und das notwendige Werkzeug um eine saubere Umsetzung meiner DIY CNC zu realisieren.
Da ich aber unbedingt eine Fräse haben will und ich die Elektronik schon nahezu vollständig habe, habe ich mich für eine eShapeOko entschieden. Der Bausatz kann flexibel gestaltet werden, bietet z.B. open end Plates, so dass man die Fräse beliebig erweitern kann, sollte das mal notwendig sein. Da der Bausatz noch unterwegs ist (aus UK) werde ich hier auf die Dinge eingehen die es zu beachten gilt.

Was benötigt man alles für das Basis Set?
Den eShapeOko Bausatz (Werkzeug und einen M5 Gewindeschneider)
– 3-4 Schrittmotoren
– 3-4 Motortreiber
– 3-4 Kühler
– Eine Steuerplatine die den Schrittmotortreibern sagt, was die Motoren machen sollen
Ein Netzteil mit genug Power
– Eine Spindel, welche die Bohrarbeiten übernimmt (z.B. Dremel)
– Fräsbohrer
– Kabel
Platine für den Aufbau (oder eine vorgefertigte Platine -> Shield)
– Schrumpfschlauch
– Lötkolben
– Einen Computer 🙂
– Software

Zur Anzahl der Schrittmotoren
Man kann die eShapeOko mit doppelt bestückter Y-Achse bestellen, somit benötigt man 4 Motoren und 4 Schrittmotor Treiber und 4 Kühler

Zu den Motoren
Es gibt Motoren wie Sand am Meer. Ich habe mich für Nema 17 Motoren entschieden. Erstens sind die von der Größe her vertrauenserweckend und zweitens sind sie mit knapp 43 Ncm ein gutes Haltemoment. Ich habe welche gekauft die zusätzlich jeweils ein 2,5 Meter langes Anschlusskabel (4 Adern) hatten. Das macht die Montage einfach (hoffe ich). Bestellt habe ich die bei Multec.de
Preis pro Stück ~10€

Zu den Motortreibern
Auch hier gibt es eine mehr oder weniger große Auswahl. Ich habe mich für welche von Pololu entschieden. Das Modell hört auf den Namen A4988 und liefert bis zu 2A pro Phase an den Motor, wenn die Kühlung entsprechend gewährleistet ist. Den Treiber und die Kühler kann man ebenfalls bei Multec.de bestellen. Um die Kühlrippen korrekt aufkleben zu können brauch man Wärmeleitpaste, die nicht nur Wärme leitet, sondern auch klebt, sonst rutschen diese schneller vom Kontroller als man gucken kann.
Preis pro Stück (Pololu) ~10€
Preis pro Stück (Kühler) ~ 1€

Zur Steuerplatine
Es gibt ein Opensource Projekt namens GRBL (Garbel ausgesprochen), welches sich mit der Ansteuerung der Motortreiber auseinander setzt. Hierfür brauch man als Basis einen Arduino (z.B. einen Arduino Uno) auf den man die Software aufspielt. Dieser wird mit dem Computer per USB verbunden und nimmt die Signale per serieller Schnittstelle entgegen und treibt die Motoren über die Motortreiber an. Da das Projekt gut dokumentiert ist würde ich hier nicht näher darauf eingehen.
Preis pro Stück (Arduino Uno) ~10€

Zum Netzteil
Das Netzteil machte mir am meisten sorgen. Ich habe etwas mit 12v Ausgangsspannung gesucht und einer Leistung von mindestens 8A, lieber 10A. Am besten lüfterlos und günstig. Als ich bei meinem lokalen Elektronikmarkt nach diversen erfolglosen Ebayrecherchen nach etwas vergleichbaren fragte entgegnete man mir mit einem Fragezeichen. Netzteile hatten sie, 12V und max 6A. Nichts brauchbares und vor allem nichts wirklich bezahlbares. Durch einen Hinweis eines sehr guten Freundes kamen wir dann auf eine brauchbare Lösung. Ein ATX Computernetzteil (leider mit Lüfter) bei dem man die Kabel einzeln anschließen kann. Somit fahren nicht überall Kabel herum, sonder nur das nötigste. Ein Plus: Neben den 2x 12v16A Leitungen kann ich das Arduino Board ebenfalls noch mit 5V versorgen. Ein Nachteil: man muss den Enable Pin auf GND legen, damit es anspringt. Mit etwas Lötarbeiten und etwas Schrumpfschlauch ist auch das Problem einfach gelöst.

Platine für den Aufbau
Es gibt mehrere Möglichkeiten den Aufbau zu bewerkstelligen. Entweder man bastelt sich selbst eine Platine und lötet alle notwendigen Teile zusammen, die man für das verdrahten der Pololu Treiber mit den Motoren und dem Arduino benötigt, oder man kauft eine Platine, die schon vorgefertigt ist. Hier entfällt das verdrahten und anschließende Suchen nach Fehlern. Ich habe mir eine entsprechende Platine bei Reactive Substance bestellt (Buildlog.net Stepper Shield: Revision 3.0). Ein weiterer Vorteil dieser Platine ist, dass sie 4 Steckplätze für die Motortreiber hat und ich somit meine doppelt ausgelegte Y-Achse einfach anschließen kann.

Wie alles zusammen spielt
Die Modelle, die gefräst werden sollen werden am Computer erstellt. Dafür gibt es freie Programme wie LibreCAD, InkScape und andere Programme, die ins DXF Format exportieren können. Die Modelle werden in einem CAM Programm weiter verarbeitet, dass sich um den Ablauf kümmert. Was wird zuerst gemacht, welcher Bohrer wird verwendet etc… Am ende kommt sogenannter GCode heraus, der mit einer Software (GRBL Controller) die Codes an den Arduino Uno überträgt. Dieser kümmert sich darum, die übertragenen Informationen in Signale umzuwandeln, die die Schrittmotoren in der XY und Z Achse bewegen und das Modell fräsen. So ist der grobe Ablauf.

Das ist es erst einmal. Für die Spindel habe ich noch etwas im Petto. Derzeit warte ich noch auf den eShapeOko Kit und hoffe das dieser bald eintrifft. Die Kommunikation gestaltet sich etwas schwer. Eigentlich wurde mir zugesagt, dass die Fräse letzte Woche verschickt werden sollte. Dazu kam es aber nicht und eine Antwort habe ich vom Hersteller ebenfalls noch nicht bekommen. Anders sieht es bei Multec aus. Wer hier mit Paypal bezahlt kann sich auf eine extrem schnelle Lieferung verlassen.
In der Zwischenzeit habe ich heraus gefunden, dass der Hersteller der eShapeOko Probleme bei seinen Zulieferern hat, also harre ich der Dinge, die da kommen und hoffe, dass sie dennoch bald eintrifft.