letztes Update: 27.04.2010

Linei
   

MikroKopter MK12hexa

6 Motore, 6 Ausleger - ein Hexakopter

in Sternform und + Formation

aus der Kopter System Serie


   






Foto: Johannes Thor
   
   
   
   
   
Der MK12hexa System wird im Kapitel 'Sonderbauformen' in dem 2010 vom VTH-Verlag erscheinenden Buch 'Quadrokopter - leicht gemacht', beschrieben.

Prof. Dr. Roland Büchi von der Zürcher Hochschule für angewandte Wissenschaften, School of Engineering vergleicht dort Sonderformen von Koptern.

   
   
   

Das Ziel bei der Entwicklung des MK12hexa war es, ein zuverlässiges Flugsystem zu bauen, welches in der Lage ist größere Lasten wie eine Video-Kamera zu tragen.

Grundlage für diesen Hexakopter ist die bewährte MK-Elektronik der Firma HiSystems GmbH. Verwendet werden hochwertige Gyroskope in MEMS-Technologie, ein 3-Achsen Beschleunigungssensor, ein 3D-Kompassmodul, ein GPS-Modul und ein Telemetriemodul. Schnelle Brushless-Regler versorgen die kräftigen Motore mit dem nötigen Strom.
Alle Komponenten sind konsequent auf 4s Technologie optimiert.

Das neue Landegestell verkraftet auch eine unsanfte Landung.

   
   
   
   
   
   
Kurzübersicht MikroKopter MK12hexa System

Rahmen: 10x10 Aluvierkant 31,5cm Abstand zwischen den Motoren
Platine: FC ME
Motore:
6x EMAX BL2215/25 950 kv 214 Watt Brushless Motor, Gewicht: 59g, Strom 8 - 13A, max Strom: 15A/60s, 14-poliger Aussenläufer, Widerstand 270 mOhm
Regler: 6x BL-Ctrl V1.2
Props: APC Slowfly Propeller 10x4,7

Empfänger: JETI DUPLEX R easy Kopter 2,4Ghz diversity Empfänger

eingebaute Sensoren:
GPS LEA-4H-GPS
Kompaßsensor MK3Mag
Funkmodul Wi.232EUR-R

Spannungsversorgung: 3s bis 4s LiPo oder 4s LiFePo4
geplant: 2x 4s1p 2x2 Pack A123 13,2V 4600 mA/h ANR26650 LiFePo4 Akkus inline verlötet
Gewicht: 1200 g

Flugzeiten:
10 min mit 1x 2800 mA/h 30C 11,1V Lipo Gewicht: 201g
11 min mit 1x 3000 mA/h 35C 14,8V Lipo Gewicht: 280g
14 min mit 1x 2300 mA/h 13,2V LiFePo4 Gewicht: 330g

13 min mit 1x 5000 mA/h 25C 14,8V Lipo Gewicht: 550g bei 2,2 kg Abfluggewicht mit Video zum Boden und Sigma DP1 Kamera
   
   
   
   
Die Enstehungsgeschichte:

Eigentlich war nur ein Octokopter geplant. Dann hatte ich die Idee mit dem steckbarem Elektronikgehäuse (siehe: Die Kopter System Serie). Durch die "gesparten" 500 EUR für FC-ME, NC, MK3Mag und MK-GPS kann ich nun noch den Octokopter bauen.

6 Ausleger machen etwas weniger Arbeit als 8 Ausleger dachte ich mir und fange mit dem Hexa an.

Es ist doch mehr Arbeit als ich dachte, einige Überlegungen wegen der wechselbaren Elektronikkuppel halten mich etwas länger auf. Aber es klappt wie geplant.

Die Kuppel ist mit 6 M3 Kunststoffmuttern auf dem Frame befestigt, eine 6 pol. Steckverbindung verbindet das Frame mit der Kuppel. Der Wechsel dauert unter einer Minute. Perfekt.

   
   
   
   
   
   
MK12hexa 04.06.2009 18.00 Uhr


Das Material für den Hexa ist nun komplett. Es kann losgehen.


Die 33 cm langen Aluausleger sind mit den Centerplates verschraubt.

Die Centerplates sind sehr genau gefertigt - alles passt.
   
MK12hexa Ein Blick aus der Nähe.

Das sieht schon sehr edel aus.

Die ganze Konstruktion ist extrem stabil und noch sehr leicht.
   
MK11hexa Motoranordnung
So sieht die Verteilung der Motoradressen und Drehrichtungen auf dem MK12hexa für die + Formation aus.
   
MK12hexa_ Der MK12hexa mit den EMAX Motoren und den Reglern in den bewährten "BL-Kästchen".

Rechts liegt die abnehmbare "Elektronikkuppel". Sie wird über eine 6 pol. Steckverbindung und 6 Kunststoffmuttern mit dem Frame verbunden.

Der Wechsel auf ein anderes Frame ist in weniger als einer Minute erledigt.

So kann man kostengünstig ein Frame mit 4, 6, 8, oder 12 Motore ausprobieren.

Jetzt ist es einfach auch mal mit Sonderformen zu experimentieren.

Die Ledstripes leuchten blau nach hinten.

Update: 03.08.2009

Blau ist keine ideale Farbe für die Leds. Tagsüber sieht man den Kopter noch prima, in der Dämmerung sieht man die Leds dann dreifach. Rot scheint optimal zu sein
   
images/MK12hexa_15_m.jpg Hier kann man die 6 pol. Steckverbindung zur Elektronikkuppel gut erkennen.
   
MK12hexa_
Rev. 1

In dem schwarzem Kästchen ist die BTS555 Platine mit Stromausgang, die Verkabelung und der Einschalter verbaut.

Es dient auch gleichzeitig als Akkuhalter.

Die Spannungsversorgung der Elektronik und der Ledstripes ist wieder über zwei rückstellende Sicherungen geführt.
   
MK12hexa Die Entscheidung, EMAX BL2215/25 950 kv Motore einzusetzen war richtig.

Sie werden nicht einmal handwarm und entfalten eine enorme Kraft. Sie machen einen wertigen Eindruck und laufen sehr rund und vibrationsfrei.
   
MK12hexa_ 07.06.2009 13.00 Uhr

Der MK12hexa in freier Wildbahn. Erster Start der Motore.
   
MK12hexa_ Erstflug am 07.06.2009 13.10 Uhr

Wau fliegt der Hexakopter toll. Er reagiet exakt auf meine Knüppelbewegungen und läßt sich sehr gutmütig fliegen.

Der erste Akku reichte für 11 min Flugzeit. Es ist noch ein 3s Akku mit 2800 mA/h.

Das Landegestell besteht wieder aus Drachenverbindern und ist vorne offen für eine Kamerahalterung.
Die Halterung bekommt später einen Nick und einen Rollausgleich für meine Lumix.
   
MK12hexa MK12hexa
   
MK12hexa 10.06.2009

Zwischen den Regenpausen gemacht.
   
13.06.2009  
   
MK12hexa MK12hexa
   
MK12hexa MK12hexa
   
MK12hexa Ein 3s 2800 mA/h Akku ist zu schwach für den Hexa.

Die ANR 26650 Zellen verkraften die sechs Motore besser.
Die 300g des Akkus trägt der Hexa locker.
   
   
28.07.2009 Die HDC-SD10 ist mit vier Gummipuffern unter dem MK12hexa befestigt.
   
MK12Hexa MK12Hexa
   
MK12Hexa MK12Hexa
   
MK12Hexa  
   
   
   
   
   
 
24.06.2009  
Das Landegestell für den Hexakopter
   
   
MK12octo Landegestell Befestigung Für das Landegestell hatte ich bisher nur Ansätze gehabt, die mir nicht so gut gefallen haben.

Es gab welche aus 6mm Alurohr, oder welche die nur aus Drachenstäben und Gummi-Eckverbindern bestanden.

Bei einer unsanften Landung ist dann schnell das Alurohr verbogen oder die GFK Vollstäbe sind aus den Gummis geruscht. Die ganze Konstruktion war auch immer zu wackelig.

Harald hat nun auf seiner CNC-Fräse die kleinen Halter für das Landegestell gefräst.

Sie werden mit 2 Stück M3x16 Schrauben am Aluausleger befestigt. Die 4mm Bohrung im 45° Winkel nimmt den Landefuss auf. Das Material ist HPVC und läßt sich problemlos mit CA-Kleber verkleben.


   
MK12octo Landegestell Befestigung Hier kann man die Landegestellbefestigung besser sehen.
   
MK12octo Landegestell Befestigung So sieht es auf dem MK12hexa aus. Die Schrauben sind mit selbstsichernden Muttern versehen. Eine sehr stabile Konstruktion.
   
MK12octo Landegestell Die Querverbindungen aus 4mm GFK Vollstäben sind nur mit den Standoffhaltern auf die Landefüße aufgesteckt.
   
MK12octo Landegestell Befestigung Leider ist mein Keller für eine Gesamtübersicht zu klein.
   
   
   
   
 
13.07.2009  
Die Kamerahalterung für den Hexakopter
   
   
MK12hexa Die nächste Herausforderung, eine brauchbare Befestigung für meine Kamera oder meinen Camcorder.


Der MK12hexa mit dem höheren Landegestell und der Kamerahalterung aus dem MK-Shop.

Das Servo sorgt für den automatischen Nickausgleich.
Das klappt auch prima im Flug.
   
MK12hexa In der Praxis fehlt aber doch der Rollausgleich, den muss ich noch nachrüsten.

Momentan wird der Rollausgleich durch das Eigengewicht der Kamera gemacht. Das Ergebnis ist recht unbefriedigend, die Kamera wackelt einfach zu viel hin und her.
   
   
Kamerahalterung Hier ein Versuch mit einer starren Halterung für meinen Full HD Camcorder HDC-SD10. Ein Test steht noch aus.

Update: 27.07.2009

Heute bin ich mit der HDC-SD10 und der starren Kamerahalterung geflogen. Auch hier ist das Ergebnis sehr unbefriedigend.

Als nächstes befestige ich die Halterung an 4 Gummipuffern.
Dann kann der Camcorder auch nicht mehr zur Seite schwingen.

   
   
   
22.09.2009  
Der MK12hexa30 - ein "Mini-Hexakopter"
   
   
MK12Hexa30 Frame Das Frame sieht wie alles Hexaframes aus. Die Ausleger sind aber 3 cm kürzer, damit wird das Frame insgesamt 6cm kürzer.

Ideal für den Kofferraum unseres Zweitwagens :)

Auf den Fotos nicht erkennbar: Die Ausleger sind pulverbeschichtet.

Das sieht richtig klasse aus. Die Oberfläche fühlt sich an wie Keramik und läßt sich kaum noch verkratzen.
   
MK12hexa30 Die Centerplates. Alle Schrauben, Scheiben und Muttern sind aus Edelstahl.
   
MK12Hexa30 Verteilergehäuse Die erste Neuerung: Das große Verteilergehäuse für die BTS-555 Platine, den Videosender, den LiPoBlitzer, die Schalter und die Verkabelung.
   
Verteilergehäuse Rev. 2

Ein Blick in das Verteilergehäuse.

Ganz links der Doppelschalter für die Kopterelektronik und das Zubehör.
Links unten der LiPo-Blitzer.
Darüber der Videosender.
Ganz rechts die Spannungsverteilerplatine mit den beiden rückstellenden Sicherungen, einmal Kopter und einmal restliche Elektronik.
Daneben die bewährte BTS-555 Platine
Unten die Cinchbuchse für das Videosignal der Kamera
Oben die Antenne für den Videosender.
   
MK12hexa30 Videosender Rev. 2

Hier sieht man die Antenne des Videosenders.
   
Mk12hexa30 Im Flug ist die Antenne horizontal ausgerichtet.
   
17.11.2009

So sieht die Rev. 3 nun komplett verdrahtet aus.

Links sieht man den "großen" Videosender mit der Cinchbuchse für Video-In. Die Antenne zeigt horizontal nach hinten.

Oben die BTS-555 Platine.

Unten das MK-Basismodul. Auf der rechten Seite sitzt der Doppelschalter für die Kopterelektronik und das Zubehör..

Das MK-Basismodul beinhaltet einen Heckblitzer mit Ledtreiber, Positionslicht bei Motorlauf, LiPowarnung, eine Überstromsicherung für die MK-Elektronik und eine weitere für die restliche Elektronik sowie eine 8V Spannungsversorgung für den Videosender.

Damit läßt sich die gesamte Verdrahtung recht übersichtlich halten.
   
MK12hexa30 Die kleine Kamerahalterung mit der Canon PowerShot.
   
MK12hexa30 Größenvergleich Der Größenvergleich:

Links der MK12hexa mit 33cm Auslegern
Rechts der MK12hexa30 mit 30cm Auslegern
   
MK12hexa30 im Einsatz Kurz vor einem Gewitter.
   
MK12hexa30 MK12hexa
   
MK12hexa30 19.09.2009

Mittlerweile wiegt der Hexa 2,2 kg, fliegt sich aber wie ein Leichtgewicht.

Heute Mittag mit 4s 5000 mA/h Akku, Video zum Boden und Sigma DP1

Unten: Die ersten Aufnahmen mit der Sigma DP1, auf 1050 Pixel für das Internet reduziert.
   
   
MK12hexa30 Luftaufnahmen MK12hexa30 Luftaufnahmen
   
   
   
 
21.11.2009
Der MK12hexa mit neuen Motoren.
 
 
die neue Kurzübersicht MikroKopter MK12hexa System

 
Rahmen: 10x10 Aluvierkant 30,0 cm
Platine: FC ME
Motore:
6x MK2832/52 760 kv 110 Watt Brushless Motor, Gewicht: 54g, Strom 6 - 9A, max Strom: 10A/60s, Abmessungen: 28 x 32 mm
Regler: 6x BL-Ctrl V1.2
Props: APC Slowfly Propeller 10x4,7

Empfänger: JETI DUPLEX R easy Kopter 2,4Ghz diversity Empfänger

eingebaute Sensoren:
GPS LEA-4H-GPS
Kompaßsensor MK3Mag
Funkmodul Wi.232EUR-R

Spannungsversorgung: 4s bis 5s LiPo

Leergewicht: 1330 g
Gewicht mit einem 5000 mA/h 5s Akku: 1990 g
Gewicht mit zwei 5000 mA/h 5s Akkus: 2650 g

Flugzeiten:
kommen noch
 
 
So sieht der MK2832/52 auf dem MK12Hexa aus.
Der Propeller ist wieder der bewährte APC.
Er sitzt auf einem Mitnehmer mit einer 5mm Achse.

Der erste Test ergab eine Flugzeit von 19 min mit einem 4s 5000 mA/h Akku.

Der Motor ist leise, läuft sehr rund und bleibt auf Aussentemperatur.
Das heißt, nach dem Flug war keine Erwärmung der Motore und der Regler festzustellen.

Ziel des Umbaus ist es, in Zukunft mit 5s LiPos zu fliegen.
   
Hier sind die Leitungen in einem Gewebeschlauch seitlich an den Auslegern befestigt.
Das hat den Vorteil, dass man die Ausleger ohne Lötarbeiten schnell wechseln kann.
   
Am 21.11.2009 bei 18 Grad läßt sich die Sonne zwischen den Regenpausen sehen.
   
Nach der wochenlangen Flugpause muß man sich erst wieder daran gwöhnen.
   
Ein kürzeres Landegestell für den kameralosen Flug.
So läßt sich der MK12Hexa einfacher transportieren.
   
Hier eine Ausführung aussen liegenden Leitungen im Gewebeschlauch.
 
   
30.11.2009

Heute konnte ich einen kurzen Belastungstest mit dem Octo und dem Hexa mit einem zusätzlichem Gewicht von 1055 g machen.

Leider hat einsetzender Regen und starker Wind den Test recht kurz ausfallen lassen.

Hier die kurzen Videos:
1kG Belastungstest mit Octokopter

1kG Belastungstest mit Hexakopter

Beide Kopter lassen sich gut fliegen, das Gewicht merkt man nur bei der Landung.

Bezüglich der Tragkraft konnte ich keinen Unterschied zwischen Hexa und Octo feststellen.

Sowohl der Hexakopter als auch der Octokopter sind nur mit den 110W Motoren ausgestattet. Das gute Ergebnis hat mich erstaunt. Der Motor den wir sonst beim Hexa einsetzen ist ein 200W Motor, hat also riesige Reserven.

Ich hätte erwartet, dass der Hexakopter größere Probleme mit dem Gewicht hat.
   
Energie ffür den Hexakopter:

Ein 18,5V Turnigy 5000 mA/h 5S 40C Lipo Pack Gewicht 660g.

Das sind über 20 min Flugzeit für einen schweren Hexakopter.
Man kann auch zwei LiPopacks benutzen, die Flugzeit habe ich noch nicht gemessen.
   
31.12.2009

Der letzte Flug im Jahr 2009. Frohes neues Jahr!

So wie in den ersten Tests liegt die Flugzeit bei 18 bis 19 min mit einem 4s 5000 mA/h Akku, auch bei Temperaturen um den Nullpunkt.

Das Gewicht ohne Akku lag bei 1280 g, das riesige Landegestell ist für die Foto oder Filmkamera nötig.
   
Hier sind die Leitungen durch Gewebeschlauch und aussen an den Auslegern zu den BLs geführt.
   
06.01.2010

Schnee bei -3 Grad. Aber es macht Spaß.
In der Nähe des Hauses kann man sich schnell die Finger wieder aufwärmen.
   
 
   
07.01.2010

Hexakopter MK12hexa System mit einer Zuladung von 1055 g.

Der Hexakopter zeigt ein tadelloses Flugverhalten, das 1kg schwere Gewicht spürt man nicht.

Video
   
   
   
   
06.03.2010

Test der AHM-Motore. Weitere Infos folgen.
 
   
   
   
   
   
   
   
   
to be continued...