Mittwoch, 7. September 2011

Von Rückschlägen, Erfolgen und Misserfolgen

Wie ihr im letzten Post erfahren habt, war unser Hovercraft startklar für einen nächsten Probe-Schwebe-Flug. Nun, es hat sich einiges getan, aber zuerst ein Video zur Einstimmung:


In diesem Video ist bereits ein neuer Motor eingebaut, der alte Heli-Motor hat einen kurzen, rauchigen und schmerzlosen Abgang hingelegt... Also musste ein neuer, modernerer Motor her, dieses Mal brushless mit LiPo-Akku (3S) und neuem Regler. Eine genaue Auflistung was jetzt verbaut ist, liefere ich dann später noch nach. Für den Vortrieb haben wir auch noch einen neuen LiPo-Akku gekauft, da liefert auch etwas länger Strom.

Ach ja, eine neue Fernsteuerung ist jetzt auch dabei! Eine Spektrum DX8:
http://www.spektrumrc.com/Products/Default.aspx?ProdId=SPM8800

Nachdem also alle Teile verbaut waren, ging es zum nächsten Testrun. Leider auch hier ohne Video, denn er hat viel zu kurz gedauert! Nach dem ersten eindrücklichen Schleudern und einer ziemlich kontrollierten Fahrt, wollten wir uns auf etwas "härteres" Terrain waagen. Auf einbischen Unkraut auf dem steinigen Wanderweg. Ich frage mich bis heute, wieso ein paar blöde Grashalme ein Hovercraft dermassen ausbremsen können, aber sie taten es. Also noch mehr Hub geben, und bei ca. 2/3 der Leistung krachte es gehörig! Gesehen haben wir wenig und zum Glück standen wir etwa 8-10 Meter entfernt! Der Motorenträger aus Sperrholz hat sich derart nach oben verbogen, so dass der Propeller daran streifte und nur ein Blatt (der insgesamt drei) im Hovercraft hängen blieb. Die Anderen konnten wir bis heute nicht wiederfinden...

Heute haben wir den neuen Motorenträger fertig gemacht, der ist aus Aluminium und mit einer Seitenverstrebung. Der nächste Testrun läuft also bald an ;-)

Wenn auch der nächste Post erst später kommt, jetzt gehe ich erstmal für drei Monate in den Sprachurlaub! :-)

Mittwoch, 3. August 2011

RC Hovercraft - das ewige Gebastel

Nach dem gescheiterten letzten Testlauf, kam das, was kommen musste. Aber das ist schon etwas vorgegriffen.

Zunächst von Vorne. Wir dachten uns, jetzt ist es an der Zeit ein Hovercraft von Grund auf neu zu bauen. Ohne Prototypen-Status, eines, das auch schön anzusehen ist. Also gings erstmal darum, ein neues Chassis zu entwerfen.

Das besteht aus zwei Platten Styropor bzw. Polystyrol. Eine Platte dient als Hauptdeck wo die ganze Elektronik und der Vortrieb drankommen, versehen mit einem Schacht für den Hub. Darunter kommt mit ein paar Stützen eine zweite Platte, die in der Mitte ein grosses Loch für das Luftpolster hat. Der Hauptzweck soll sein, dass dann daran der untere Rand der Schürze festgeklebt werden kann. Zudem wollten wir den von Steinen zerfezte Propeller nicht mehr seinem Schicksal überlassen sondern mit einem Alu-Gitter vor Steinen schützen.



Jetzt kommt der knifflige Teil, die Schürze bzw. das Kissen. Wir habe lange darüber gebrütet wie nun das Schnittmuster aussehen sollte, wenn die Kanten hinten abgerundet und vorne in einem 45°-Winkel sind. Was noch erschwerend hinzukommt, dass wir die untere Platte Handgelenk*π (pi) zugeschnitten haben. Beim Schnittmuster wird das deutlich.


Das obere ist der Rumpf aus der Seitenansicht. Damit nun die Schürze auch gewölbt um die Ecke kommt, muss eine Sinus-Kurve her. Da wir das aber vorher nicht beachtet haben, ist nun die untere Kante länger bzw.  breiter als die Schürze.

Also falls ihr mal in dieser Situation steckt, zuerst überlegen wie das Schnittmuster aussieht und danach eine genaue Skizze mit Schnittmuster, Grundplatte und Höhe (inkl. genauer Massangaben) machen! Vielleicht gelingt es euch ohne das Chaos wie wir es hatten...



Hinterher haben wir ein Karton-Schnittmuster angefertigt, um die Teile für die Schürze speditiver auf der Recycling-Folie zu zeichnen.



Unsere ausgeschnittene Schürze sah dann etwa so aus. Oben hatten wir bereits ein paar Tests aus Papier gemacht.

Jetzt kommt der Part wo wieder etwas "Forschung" angesagt war. Wie kleben wir die Schürze zusammen? Ein Test mit Cementit hat gezeigt, dass dieser "Alltags"-Leim nicht taugt, die Schürze fiel immer wieder auseinander. Der zweite Test war dann besser, insofern dass der Heissleim besser hält. Also haben wir einfach die späteren Aussenkanten zusammen getackert (Hot Shots lässt grüssen^^) und der überstehende Rest wieder mit Heissleim verklebt. Allerdings wird der Heissleim so heiss, dass die Recycling-Folie schnell verschmelzt!!


Nicht vergessen, das Schnittmuster muss grösser sein als das spätere Kissen. Das wird nämlich danach umgekehrt, so dass der Saum innen ist und nicht mehr stört.

So, der nächste Schritt ist nun, das Kissen am Hovercraft zu befestigen. Ein Alptraum!! Den normalen Leim konnten wir ja nicht verwenden (klebte nicht richtig) und der Heissleim schmelzt die Folie. Hinzu kam, dass er nach einiger Zeit so heiss wurde, dass er auch das Porystyrol richtiggehend einschmelzte! Also haben wir die Leimpistole etwas weiter weg gehalten, so dass der Leim etwas kühler ist bevor er auftrifft. Aber dann muss man schnell sein, bevor er nicht bereits wieder zu kühl ist um zu kleben. Dennoch, die untere Kante an einem Stück zu leimen war unmöglich.

Als nächstes noch die Konstruktion vom Hub-Motor. Da gibt es auch nicht viel zu sagen. Ein Querholz mit einem Loch für die Befestigung des Motors, und das Ganze muss wieder demonierbar sein, falls der Motor oder Propeller ausgetausch werden müssen.



Jetzt kommt der Aufbau für den Vortrieb. Dazu muss ich glaube nicht allzu viel erklären...



Vielleicht noch, dass die kleinen Hölzchen aus Balsa sind, die beiden "Träger"-Platten aus Pappenholz.

So, jetzt das Ganze zusammen:



Am Schluss noch zwei Pics ohne Worte! ;-)



So, jetzt ist es Zeit das Dinges mal auszutesten. Wir haben das natürlich bereits getan, aber dazu erst später mehr Details.......... ;-)

Montag, 18. Juli 2011

RC Hovercraft Part 2b (Testlauf der zweite)

Für diese Stelle haben wir euch versprochen Bilder vom "richtigen" Testlauf zu posten. Da ich alleine getestet habe, konnte ich leider keine Bilder schiessen. Aber ich übertraf mich selber und hab ein Video gedreht.

Aber zuerst was gut lief:
Das Einschalten des Senders verlief problemlos (nach so vielen vorausgegangenen Tüfteleien). Das Einschalten des Hovercrafts bzw. der Regler ebenfalls. Die Motoren sprangen auch wie gewünscht an.

Jetzt war es endlich soweit, das Hovercraft hob sich an und schwebte etwas unkontrolliert vor sich hin. Aber so einfach wie es aussieht ist es definitiv nicht ein Hovercraft zu steuern. Es braucht extrem viel Weitsicht und die Seitenruder müssen quer gestellt sein lange bevor es sich dann langsam beginnt zu drehen. So war der Start dann auch etwas schwindlig aber nicht unbeherrschbar.

Jetzt, ca. eine halbe Minute später, hatte ich den Bogen raus eine kleine Kurve zu drehen, da beginnt es aus dem Hub-Motor zu rauchen! Der Regler schaltet den Motor automatisch aus, das Hovercraft bewegt sich keinen Milimeter mehr. Etwas Geduld, etwas auskühlen lassen...

< 5 Minuten später >

Der Motor schien wieder "kühl" zu sein, der Testrun geht weiter... nach nicht mal 15 Sekunden wieder eine Rauchwolke, der Propeller steht wieder still... Das wird heute wohl nichts mehr!

Also bitte versteht, das Video ist nicht ganz so spannend wie wir euch das gerne gezeigt hätten...


Und jetzt gehts zurück in die Werkstatt, wir müssen etwas am am Auftrieb basteln. Entweder gibt es ein Getriebe dass der Motor langsamer dreht, oder vielleicht einen neuen Propeller. Den neuen Propeller müssen wir sowieso haben, er hat von den losen Steinen ein paar Ecken abgekriegt. Da muss dann auch bald ein vernünftiges Skirt ("Kissen") her, damit die Steine beim Überfahren nicht so in den Propeller geschleudert werden...

Weitere Infos folgen...

RC Hovercraft Part 2a (Testlauf der erste)

So, nachdem wir nun die Komponenten zusammen geschraubt, geflickt, gelötet und was weiss ich haben, stand der erste Testlauf an! Endlich!

Und schon gleich die ersten Probleme! Natürlich haben wir bereits vorher getestet, ob die Motoren mit den Reglern funktionieren und ob sie die Steuersignale auch so umsetzen wie gewünscht. Aber irgendwie tat sich beim Testlauf gar nichts! Der Regler beim Vortrieb piepste und der andere blinkte, mal blinkte er nicht, aber funktioniert haben beide nicht.

Als erstes haben wir dann einen Batterypack direkt am Empfänger angeschlossen (ohne BEC über den Vortriebs-Akku). Wieder getestet, immer noch nichts. Alles abgehängt, andere Kanäle ausprobiert, versucht neu zu programmieren, Akkus nochmals geladen, Batterien ausgetausch und so weiter und so weiter...

Anstatt euch vollzumüllen mit was wir versucht haben, hier wo unsere Hunde gegraben waren:
- beim Einschalten der Fernsteuerung muss der Knüppel für den Vortrieb auf der Bremsposition sein, ansonsten programmiert er sich irgendwie nicht richtig
- ein Kabel hat sich bei der Steckerverbindung Akku - Regler gelöst (wir konnten das nicht auf Anhieb sehen, weil das Kabel etwas versteckt war)
- die Trimmung war beim einten Kanal falsch
- den einten Regler haben wir falsch herum an den Empfänger angeschlossen

Hoffentlich helfen euch diese Hinweise falls ihr an eurem Modell am verzweifeln seid...

Und jetzt, nachdem nun alle Motoren laufen, ein Test, langsam aufdrehen...! Der Hub-Motor macht einen Riesenlärm, das Hovercraft hebt sich leicht. Der Vortrieb, ja, es fährt! Yepeee! Das erste mal!

Aber nicht wie erwartet, nach nicht mal 2 Minuten ist es vorbei, der Akku für den Hub ist leer. Nach zwei Minuten! Das kann doch nicht wahr sein! Sogar der Heli flog 6 Minuten länger...

Irgendwie beschlich uns das Gefühl, der Motor ist für den Propeller (rechts) nicht ideal oder umgekehrt. Jedenfalls haben wir uns aufgemacht und einen neuen Propeller (links) besorgt. Hat etwa den gleichen Durchmesser, ist aber neu dreiteilig. Ausserdem hat er ein etwas lineareres Flügelprofil.


Nach dem Einbau -

- steht wieder ein Testlauf an. Aber bereits beim Testen in der Werkstatt steht fest, der neue Propeller ist wesentlich ruhiger...

Bilder vom richtigen Testlauf folgen...

RC Hovercraft Part 1 (Komponenten)

Komponenten
Um unser Hovercraft zu bauen, benötigten wir einige Komponenten. Die meisten davon konnten wir aus älteren Modellen wieder verwenden. Hier mal eine kurze Auflistung:

  • Grundplatte für den Aufbau
  • Ummantelung für den Vortrieb-Motor
  • Zwei Elektro-Motoren (Hub und Vortrieb)
  • Zwei Propeller
  • Zwei Akkus
  • Zwei Fahrtenregler (elektronisch)
  • Fernsteuerung
  • Empfänger (-akku)
  • Ein Servo für das Seitenruder
Doch vorerst ging es um die ersten absoluten Basics. Also wie der Grundaufbau aussieht.

Grundplatte
Für die Grundplatte haben wir eine Schaumstoffplatte (leicht, etwas verformbar, aber nicht weiter schlimm) verwendet, die ist ca. 60x35x2.5cm gross. Das Loch für den Hub-Propeller hat einen Durchmesser von ca. 24cm. Wir haben die Erfahrung gemacht, dass man Holz (z.B. für den Motorenträger) gut mit Holzleim ankleben kann. Es geht auch mit einer Heissleim-Pistole (komischerweise aber nicht mit Balsa-Holz! Dann schmilzt der Schaumstoff, wir wissen bis heute nicht weshalb).

Der Einfachheit halber haben wir auch noch keine echte Schürze gemacht. Wir nennen es auch nicht Schürze sondern Skirt; klingt einfach besser =) Wir haben einfach ein kleiner Rand, ebenfalls aus Schaumstoff, unten angeleimt, damit doch ein Luftpolster entsehen kann und der Propeller später nicht den Boden berührt.



Motoren / Regler / Akkus
Für ein Hovercraft braucht es mindestens zwei Motoren. Der eine um das Luftkissen zu erzeugen (den Hub) und der andere um das Modell vorwärts zu bringen (Vortrieb).

Beim Hub-Motor haben wir den alten Standard-Heli-Motor (Kyosho EC Concept) ausgebaut. Keine Ahnung was das Ding für eine Leistung oder Spezifikationen hat. Auf alle Fälle haben wir dazu einen elektronischen Regler (Robbe Air Control 870) verkauft bekommen, der 7-30 NC oder NiMH-Akkus mit einem Strom bis zu 70 A verträgt. Unser 8-Zellen-Akku hat 9.6 Volt.



Der Vortriebmotor ist ein Permax 400 von Multiplex (bringt mit Propeller laut Verkäufer 1.5Kg Schub). Er wird von einem Multiplex X-16 Regler gesteuert. Motor + Regler + Propeller haben wir in einem Set gekauft. Angeschlossen ist ein alter 6-Zellen NiMH-Akku mit 7.2 Volt.

Für die Ummantelung dachten wir zunächst an etwas aus Balsaholz und viel Gebastel. Aber wir wollten das eleganter lösen, weshalb wir einfach einen alten Plastikeimer in der Hälfte zerschnitten haben und den Motorenträger mit einer Querverstrebung an die Wand leimten.



Soweit so gut. Ob das dann auch wirklich funktioniert mit diesen Motoren, wissen wir noch nicht. Aber wir denken, dass die Leistung dieser Motoren eigentlich genügen sollte. Immerhin hat der Heli-Motor doch ein fast zwei Kilo schweren Hubschrauber in die Luft gebracht...

Propeller
Wie erwähnt, haben wir den Propeller für den Vortrieb in einem Set gekauft. Der ist gemäss Verkäufer für den Vortrieb gut geeignet (1.5Kg Schub). Beim Hub-Propeller hingegen haben wir einfach den nächst besten Propeller (es war Ausverkauf) genommen. Wir hatten keine Ahnung ob der was taugt, welche Steigung er hat und bei welcher Umdrehung er am besten funktioniert. Die Umdrehungen des Motors kennen wir bis heute nicht! - wieder unser Motto: Probieren geht über Studieren!

Sender / Empfänger
Als Fernsteurung haben wir die alte F14 von Futaba genommen. Sie bietet 8 Kanäle, sollte also mehr als genügen! Für unser Hovercraft brauchen wir vorerst nur drei (Hub, Vortrieb, Seitenruder). Dementsprechend haben wir einen 8-Kanal-Empfänger mit Empfänger-Akku auf dem Hovercraft.

Seitenruder
Für das Seitenruder bauten wir einen Servo aus dem alten Helikopter aus. Wir haben nicht auf etwas besonderes geachtet, auch das Gewicht und die Grösse des Servos fallen bei diesem Hovercraft nicht wesentlich auf. Bei der Befestigung konnten wir ebenfalls auf alte Teile aus dem Helikopter zurück greifen. Die Teile die die Rotorblätter mit dem Rotorkopf verbinden, müssen für die Blattverstellung beweglich sein. Wir haben also den gleichen Effekt der Rotorverstellung beim Heli für das Seitenruder verwendet.

Anschliessend noch den Servo angeschraubt - fertig. Was auf dem Bild noch etwas wackelig aussieht, ist es in Wirklichkeit auch... :-/ aber da es ja "nur" unser Testhovercraft ist, genügt das vorerst. Was man dabei vielleicht noch beachten sollte, dass der Servo möglichst vor Spritzwasser geschützt ist. Wir wissen nicht, ob es im Praxiseinsatz wirklich relevant ist, aber falls doch, ziehen wir dort noch ein Ballon oder etwas darüber...

Ach ja, achtet auch darauf, dass sich die beiden Lenkstangen die die Ruder mit dem Servo verbinden möglichst horizontal bewegen. Ansonsten ist der Anstellwinkel der beiden Ruder nicht gleich. Das ist bei unserem Modell zwar so, aber das Detail vernachlässigen wir mal.


Wie gehts weiter?
Als nächstes kommt der Test, wie alles zusammen funktioniert und wie lange die Akkus halten würden.

RC Hovercraft Part 0 (Einleitung)

Zusammen mit meinem Vater startete kürzlich unser neues Hobbyprojekt. Wir hatten noch viele Elektromotoren und Akkus von irgendwelchen früheren RC Modellen (Autos, Schiffe und Helikoptern) rumliegen. Dann kam mal ein Microprozessor (der Arduino) hinzu, und wir dachten daran einen Quadrocopter zu bauen. Was da schief gelaufen ist, überlasse ich mal eurer Fantasie, jedenfalls kamen wir darauf ein Luftkissenboot, oder cooler, ein Hovercraft selber zu bauen!

Ich muss euch vorwarnen. Es gibt Planer die das alles bis ins kleinste Detail planen und es gibt solche wie uns, richtige Bastler! Vielleicht ist es manchmal klüger etwas mehr zu planen, aber darauf lostüfteln nach dem Motto probieren statt studieren macht definitiv mehr Spass! :-D Also hier findet Ihr Erfahrungsberichte und keine vorgefertigten Pläne und Skizzen für den Nachbau. Wenn wir dann mal die richtige Kombination von Akku, Motoren, Propeller, Material etc. gefunden haben, werden wir von Grund auf ein neues Modell machen. Dann gibt es wahrscheinlich konkretere Pläne...

Als nächstes zeigen wir euch, wie unser erster Hovercraft-Prototyp entstanden ist... und als kleiner Vorgeschmack ein Bild davon.


Ach ja, bevor ich es vergesse; für alle Planer unter euch, oder diejenigen die gerne ein paar Inputs holen, hier ein paar Links (teilweise auf englisch). Nicht erschrecken, teilweise ist das Layout nicht mehr so up to date...
http://www.hovercrafting.de/
http://www.model-hovercraft.com/index.html
http://www.john-tom.com/html/RCHover.html
http://www.luftkissenboot-modellbau.de/
http://www.rcforum.de/viewforum.php?f=68

Es gibt sogar ein deutschsprachiges Buch dazu! (wir haben es natürlich auch bestellt, sollte heute per Post ankommen...)

ISBN: 978-3-88180-756-2
http://www.books.ch/detail/ISBN-9783881807562/Jackson-Kevin-Porter-Mark/RC-Luftkissenboote

Viel Spass beim Durchstöbern!