Clouds Fly HD FPV repülőgép építési leírás

[mmormota]

Építek egy EzWifiBroadcast-ra alapozott FPV gépet, gondoltam megosztom a terveket, tapasztalatokat stb.

HD videó átvitelre képes, lényegesen jobb képminőséget biztosít mint az analóg rendszer, az OSD is jobban néz ki a nagyobb felbontás miatt. A hatótávolság 2-10km, a választott Wifi adapterektől és antennáktól függően. Persze nagy antennákkal több is lehet.

A Clouds Fly (más néven AXN Floater Jet): https://hobbyking.com/en_us/floater-...___store=en_us
1280 mm fesztávolságú csűrős hab repülőgép. Tolólégcsavaros, nincs útban a propeller a kamerának. Jól elfér a csomagtartóban, könnyen indítható kézből, semmi különös tulajdonsága nincs, sok hasonló gépet építenek fpv célra.

A videó rendszer Wifi alapú, 720p HD felbontásra képes. Az RC távirányítás is a Wifi-n keresztül megy, így csak egy antenna kell a gépre, kevesebb a kábel, nem kell a többféle frekvencián működő egységek zavarásával foglalkozni. Az EzWifiBroadcast-ról részletesen is írok majd. A beállításokat részletesen megadom.

A géphez viszonylag kis motort választottam, Sunnysky X2204S-16 Kv 2300 CCW, mivel nem a nagy sebesség hanem a hosszú repülési idő a cél. Az akku 3s Li ion 3000mAh, ezzel legalább egy órát lehet röpködni. (https://www.banggood.com/1PC-Keeppow...r_warehouse=CN)

Az autopilóta a legolcsóbb Arduplane futtatására alkalmas hardver, nekem bevált: Radiolink Mini Pix. M8N alapú GPS, árammérő adapter is van a szetben. Elég kicsi ahhoz hogy elférjen a gépben. A csatlakozói kattanóval zárnak, nem kell kirázódástól tartani.

A gépen a rendezett, jól szerelhető kivitel érdekében sok 3d nyomtatott alkatrész van, ezeknek az stl modelljét és tervrajzát is csatolom majd, így tovább is lehet fejleszteni ezeket. PETG anyagot ajánlok, jobban bírja a magas hőmérsékletet mint a PLA, és szívós, nem pattan el.

Ragasztásra mindenütt UHU Por-t javasolok.

Csatolok néhány képet, ezekből látható hogy kb. miről lenne szó. A későbbiekben mindent részletesen leírok.
CloudsFly1.jpgCloudsFly2.jpgCloudsFly3.jpgcamera4.jpgservice_hatch2.jpg

[mmormota]

Kezdem a hab géppel.

Motor nélkül, üresen vettem meg a hab gépet. A törzs két fele gyárilag össze volt ragasztva, de valami olyan silány ragasztóval, hogy egyszerűen kettévált. Kicsit megcsiszoltam és UHU Por-ral rendesen megragasztottam. Nyugodtan össze lehet ragasztani az egészet, nem lesz gond a szerelhetőséggel a hasán nyitott szerelőablak miatt.

A gyári motortartót kicseréltem, mivel az eredeti nem alkalmas a szokásos alu X szerelvényhez.

A gép kicsi, alig van hely a pilótafülkében. Ezért egy szerelő nyílást vágtam az aljába, ebbe egy 3d nyomtatott műanyag keretet ragasztottam, így a törzs nem gyengül különösebben. A nyílás fedele 4 csavarral szerelhető be, fém anyák vannak a keretben. Az autopilóta erre a lapra van felszerelve, egyben rezgésmentesítve. Az autopilóták halála a propeller vagy a motor kiegyensúlyozatlanságából származó rezgés, mindent el kell követni a csökkentésére.
Az autopilóta 4 kis öntapadó sorbothane kockán fekszik, és egy gumi feszíti rá a kockákra, nehogy elengedjen az öntapadó ragasztó. A 3d nyomtatott lapon ki van képezve perem a sorbothane kockáknek, meg beakasztó a gumiszalagnak.

A motortartóban fém anyák vannak, ezekre lehat felcsavarozni az X alakú motortartót, arra pedig a motort. Ez a megoldás sokféle motort felszerelését lehetővé teszi, és könnyen cserélhető az esetleg elromlott motor.
Úgy tűnik a .zip állományt a 3d alkatrészek terveivel nem tudom közvetlenül feltölteni, keresek valami tárolót aztán linkelem.
A képek:
service_hatch2.jpgmini_pix2.jpgmotor_mount.jpg

[mmormota]

Egy kis kitérő következik, általános építési kérdésekről.
A gép megépítése nem nehezebb bármilyen más FPV gép építésénél. Sok szempontból könnyebb, a nyomtatott alkatrészek egyszerűsítik a dolgokat, és persze az is, hogy minden részlet ki van találva.
Forrasztásra szükség lesz, és némi forrasztási gyakorlatra is, különösen a kamera elkészítéséhez. Ehhez jó minőségű, szabályozható hőfokú páka szükséges.
Az autopilótához adnak kábeleket, de nem sokat. Célszerű venni néhány ehhez való csatlakozót és előre crimpelt szilikon kábelt, ezekkel sokkal szebben lehet dolgozni.
https://www.ebay.com/itm/24Pcs-6-col...53.m2749.l2649
Csatlakozó se árthat:
https://www.ebay.com/itm/10Pcs-6P-JS...53.m2749.l2649

Kábelezésre szilikon szigetelésű vezetékeket javasolok a szervók kivételével mindenhol. A normál szigetelésű kábelt nehéz szépen forrasztani, mivel a melegtől megolvad és visszahúzódik, deformálódik a szigetelés.

Szükség lesz még tüskesorra , és egy kis "csupalyuk" panelre, ezeket ebay-en vagy itthon a Lomex-től lehet beszerezni. A képeken majd látható lesz mire gondolok.

Ragasztásra nekem az UHU Por vagy a "kínai ragasztó" vált be, csak kínai felirata van, állagra olyan mint az UHU. Ezekkel - ha valaki nem ismerné - úgy célszerű ragasztani, hogy a bekent felületet összeillesztjük, majd azonnal szétválasztjuk. Hagyjuk 5-8 percig száradni, már nem ragad és szaga is alig van. Ekkor újra összenyomjuk minél nagyobb erővel, és szilárdan tart. Tévedni nagyon nem jó, korrigálni nem lehet, a pontatlanul, elcsúszva összeillesztett felületet csak szétvágni lehet.

[Woody]

Pöpec lesz a madár, nem tudok belekötni! Igaz, nem is akarok... :-)

[mmormota]

Az építés és üzembe helyezés célszerű sorrendje:
1. A gép megépítése az autopilóta és a videó rendszer nélkül. Csak ami a repüléshez feltétlenül szükséges, szervók, motor, akku, valamilyen vevő (erre később nem lesz szükség).
2. A gép berepülése ebben az egyszerű kivitelben.
3. Az autopilóta beszerelése, beállítása, a videó még mindig nem kell.
4. A gép berepülése az autopilótával, a funkciók aprólékos ellenőrzése, autotuning stb. Az RTL sokszoros ellenőrzése.
5. A videó rendszer összeállítása az asztalon, kipróbálása.
6. A videó rendszer beszerelése a gépbe, a vevő elhagyása, a wifin keresztül történő RC vezérlés beállítása.
7. A gép berepülése.

[mmormota]

Kitérő: az EzWifiBroadcast rendszer rövid ismertetése.

A rendszer alapja a népszerű Raspberry Pi miniszámítógép. Ez olyan processzorokon alapul, amit mobiltelefonokban használnak. Fő előnye a nagyon erős szoftver támogatás. Így lehetséges volt olyan programot írni a Pi-hez adott szoftver modulokra alapozva, ami elvégzi a videó jel tömörítését, hibakorrekcióját az átvitel során, a Wifi-n történő átvitelt, a vételt, kitömörítést, az OSD hozzáadását, usb sticken a rögzítését stb.

Az alap ötlet és az első működő változat Benefitiv nicktől származik: https://befinitiv.wordpress.com/wifi...ve-video-data/
Sajnos a szerző már jó ideje nem foglalkozik a projecttel.
Rodizio nick továbbfejlesztette a rendszert, és több évi munka után a project odáig fejlődött, hogy szerintem átlagos, nem kísérletezni csak repülni szándékozó felhasználóknak is megfelel.

Az alapötlet a következő (elméleti rész, akit nem érdekel, nyugodtan hagyja ki, nem kell a sikeres használathoz):
a Wifi rendszerhez kiváló minőségű, olcsó hardver kapható, ami elvileg tökéletesen megfelel tömörített videó jel digitális átvitelére. Sajnos a protokollok, vagyis azok a szoftver elemek, amik vezérlik ezt a hardvert, nem erre vannak optimalizálva. Az átlagos programozó pedig csak az előre megírt, a gyárak által biztosított drivereken keresztül tudja ezt a hardvert kezelni. (olyan szakember csak nagyon kevés van, aki közvetlenül a hardvert képes lenne programozni, és a jelek szerint ők nem fpv-znek...)
A szabvány wifi protokollok azon alapulnak, hogy a két oldal kiépít egy kapcsolatot, majd ezen a kapcsolaton keresztül továbbít adatokat. Ha a kapcsolat szakadozik, az átvitel lelassul, késik, próbálja a hibákat javítani. Ez nem jó fpv-re, a kép elakad a hibák miatt, lemarad, perces késések vagy reménytelen elakadás jöhet létre. Vagyis ez így nem megy.
Néhány wifi hardverhez azonban van olyan üzemmód, ami átlagos programozó számára is alkalmazható, és amivel fenti probléma megkerülhető. Ezt az üzemmódot elsősorban hackerek alkalmazták. Lényege, hogy az adó oldal utasítható arra, hogy ne próbáljon kapcsolatot építeni, hanem adja le az adatot ha esik ha fúj, egy előre megadott csatornán. A vevő oldalt meg arra lehet utasítani, hogy figyelje a csatornát, ami azon ön azt vegye, és adja át a szoftvernek még akkor is ha hibás.
A Wifibroadcast rendszert ezt az üzemmódot használja. Kiegészítve olyan redundáns adatokkal, ami a vevő oldalon hibajavítást tesz lehetővé. Ezzel folyamatos videó átvitel válik lehetővé, meglepően nagy távolságra.
Rengeteg videó található a neten, wifibroadcast vagy ezwifibroadcast kucsszóra keresve. Ezekből látható, mit lehet várni a rendszertől.
Wiki: https://befinitiv.wordpress.com/wifi...ve-video-data/
Fórum: https://www.rcgroups.com/forums/show...n-made-easy%21

Gyakorlati rész:
Az adó oldal egy Pi-hez való kamerából, egy Raspberry Pi panelből, és egy kompatibilis Wifi modulból áll. Asztalon ez forrasztás nélkül is kipróbálható, csak össze kell dugni a kábeleket. A szoftver letölthető úgynevezett image file formájában, ezt pl. a win32diskimager programmal lehet felírni egy microSD kártyára. (Mivel ez Linux boot sectort is tartalmaz, nem lehet csak úgy felmásolni.) A szükséges beállítások a Windows által is olvasható könyvtárban vannak.
A repülőgépre szerelhető verziót már célszerű forrasztással összerakni, kihagyni az usb kábeleket. Én egy ebay-es kamerát választottam, nagyobb a látószöge mint a standard Pi kamerának, hozzá egy Pi Zero modult, ez kicsi és praktikus.

A vevő oldal egy Raspberry Pi (célszerűen 3-as). Ebbe csatlakozik minimum egy kompatibilis usb Wifi adapter, de célszerű 2-t vagy akár 3-at használni, ezzel javul a vétel, kevesebb a kimaradás. HDMI kimenete van, amibe monitor vagy megfeleő HD szemüveg csatlakozhat. A vett adást usb stickre tudja menteni, ezen a felvételen nincs OSD. Jelenleg OSD-t tartalmazó felvétel csak külső hdmi recorderrel készíthető. Ez is kipróbálható asztalon forrasztás nélkül. A nagyobb teljesítményű usb wifi adaptereket célszerű külön táppal, forrasztással bekötni.

A kábelezést, beállítást részletesen le fogom írni, így akit nem annyira érdekel a technika, nem feltétlenül kell átrágnia magát fenti anyagokon.

[mmormota]

A gép sárkány és alap elektronika összerakása:

motor: X2204S-16 Kv 2300 CCW
szabályozó: Racerstar RS20A 20A BLHELI_S OPTO (kevesebb mint 10A a motor áramfelvétele)
szervók: Emax ES08A II 4db
BEC: https://www.ebay.com/itm/1-2-5PCS-Mi...T9uvwaS0-vgSRQ

Az alkatrészekről:
A gyári motor nagyobb mint feltétlenül szükséges, és elég ronda hangja van, nem bízom benne. Súlypont problémát is okozhat. Mivel elég egyedi a motortartó rész, kénytelen voltam cserélni egy 3d nyomtatottra. Erre a szokásos X alakú alumínium tartó jön, amire aztán sokféle motor feltehető. A megadott motor kényelmesen elviszi a gépet, persze nem fog függőlegesen felmenni, de egy fpv géptől nem is ezt várom. Már 1,2A-rel képes a gép szinten repülni (ez a motor árama, a videó nincs benne).

A megadott szervó simán jár, a fórumokon jókat írnak róla, de saját hosszú távú tapasztalatom nincs vele.

A bec kicsi, jó a hatásfoka, és ebay-es csodához képest tényleg lead több mint 2A-t. A trimmert nem használom (ha kontakthibássá válik, lecsapná a gépet), van rajta többféle feszültséghez ellenállás osztó. A trimmer alapból be van kötve, ezt a fóliát el kell vágni, és az 5V tappancsokat összeforrasztani. Két ilyen panelre lesz szükség, egyikről a szervók működnek majd, másikról a videó. Az autopilótának saját külön tápja van.

A szervók tolórúdjai a képen látható lyukakhoz csatlakoznak, a szárnyszervókon is ez a lyuk kell. A himbákon mindenütt a legkülső lyuk a jó, nem kellenek nagy kitérések.

A géphez egy alumínium szárny főtartót adtak. Ez túl vastag, beleszorul a szárnyakban levő karbon csövekbe. Nem érdemes beleerőltetni, csiszolni, mert ha terhelés hatására kicsit is meghajlik, végképp beleszorulhat a szárnyba. Kidobtam, egy 7mm átmérőjű vastag falú karbon csövet tettem helyette.

A motor vezetékeket annyira toldottam meg, hogy elérjenek a szerelő nyílásig, és egyszerűen ráforrasztottam az esc-re. Az esc és a bec egy 3d printelt műanyag lapra szerelve a nyílás mögé kerül. A képen az autopilótához adott power panel is rajta van, ez ráér, majd ha az autopilóta is beépítésre kerül.

Az esc-et a blheli programmal célszerű 1040-1960us tartományra állítani, és a throttle programozhatóságot letiltani. Ezzel megelőzhető, hogy később véletlenül elállítódjon. A többi beállítása maradhat alapon.


bec.jpgpower_module.jpgCloudsFly3.jpg

[mmormota]

A szárny szervók bekötését úgy oldottam meg, hogy egy kis csupalyuk panelbe beforrasztottam egy 6 pines 90 fokos tüskesort, és erre ráforrasztottam a szervó toldó vezetékeket, amik az autópilótára csatlakoznak (első berepülésnél a vevőre). A szárny szervók vezetékeit erre a tüskesorra lehet rádugni. A szárnyak között elég kis kamrát hagytak, nem tudom ezt lengő vezetékekkel hogy képzelte el a gyártó.

szarny_szervo.jpg

[mmormota]

Valami történt a képekkel. Az "Insert image" ikont használtam, és korábban jól is látszottak, most meg "Csatolás x" lett belőlük.

[mmormota]

Újra feltöltöttem, most jónak tűnnek.