Jeg og en kompis kjøpte oss quadcopter i vinter, og har gjort oss opp en del erfaringer. Flere kompiser har lyst til å bygge sitt eget, eller lurer på hvordan dette funker, så her lager jeg en tråd hvor jeg prøver å samle den aller mest relevante infoen i førstetråden.

For det første, noen vil kanskje lure på hvorfor jeg fokuserer på quadcopter, og ikke f.eks. tri-copter eller hexa-copter, og det er for å kunne holde tråden så konsis som mulig. De fleste flight-controllere takler tri-, quad, hexa- og octocopter. Jo fler rotorer, jo dyrere flyvemaskin...

Generelt om quadcopter
Den største forskjellen med "systemet" quadcopter sett ift. f.eks. et helikopter (bortsett fra antallet rotorer) er at verdiene fra radiosenderen går ikke direkte på ESC-ene, de går via en flight controller. De som flyr helikoptre vil si at dem bruker både gyroer og stick-mixes som hjelpemidler på konvensjonelle helikoptre og, men det er allikevel en annen liga.

Hvordan flyr man et quadcopter?
Det vanligste oppsettet heter mode 2 og beror på hvilke stikker på radioen som styrer hvilke akser på copteret. Mode 2 ser slik ut:
Høyre horisontal stikke: ROLL (lene seg fra side til side, får copteret til å fly den retningen du lener deg inn)
Høyre vertikal stikke: PITCH (lene seg fremover og bakover, får copteret til å fly den retningen du lener deg inn)
Venstre horisontale stikke: YAW (Roterer horisontalt rundt sin egen Z-akse, som en karusell)
Censtre vertikale stikke: THROTTLE (Øker hastigheten på propellene jevnt fordelt, uansett vinkel på copteret)

Når man slipper alle stikker så kan flere ting skje avhengig av hva slags modus du flyr i. Noen flight controllere kommer pre-loaded med nybegynnervennlig modus, noen ikke. Det beste å begynne med er en modus som auto-nivellerer copteret når du slipper høyrestikkene. I denne modusen vil et utslag på høyrestikkene fungere som en absolutt vinkel som copteret vil prøve å opprettholde (vanligvis maxer den på rundt 50 grader). Hvis du i tillegg har på en modus som holder stødig høyde kan du slippe venstre stikken også, og copteret står rolig i lufta om det er kalibrert riktig/vindstille osv.

Hvis du kjører i det som ofte kalles acro-modus (også i fly- og heli-verden, står for "acrobatic"), så vil utslaget på høyrestikkene fungere som setpunkt til hvor fort endringen i vinkel skal skje. Mao. kjører du i acro mode så vil en stabil input fra høyrestikken oversettes til en stabil endring i vinkel på copteret, det vil aldri stå stille før du har sentrert stikken. Og det er ikke sikkert at copteret ligger rett på det tidspunktet! Denne kjørestilen er for viderekomne.

Noen flight controllere kombinerer disse to kjørestilene, de overlapper hverandre basert på hvor store utslag du har på stikkene (det er hvertfall en av måtene det gjøres på).

Komponentene i et quadcopter
Det er 5 hovedkomponenter som utgjør et quadcopter, hvis man ser bort fra ramme og kabler.
Radiosender---(luft)-->Radiomottaker--->Flight controller--->4xESC(hastighetskontrollere)---->4xMotorer

- Radiosenderen er fjernkontrollen med stikkene du bruker til å fly. Du trenger en med minst 4 kanaler, fordi du skal ha to stikker som skal kunne brukes i to retninger hver (til roll, pitch, yaw og throttle). Ekstra kanaler kan anses som en bonus, og brukes til f.eks. start/stopp funksjoner og å bytte mellom flight modes.

- Radiomottakeren bør følge med -senderen om du har kjøpt en fornuftig startpakke. Hvis du har en 4-kanals radio vil mottakeren ha minst 4 rader med 3 tilkoblingspinner. Hvert sett med tre tilkoblingspinner utgjør en kanal, med 1.Signal, 2.Spenning(5v) og 3. Jord. På utgangene til mottakeren kan du koble ESCer og servoer direkte for å teste om radio/ESC/servo osv fungerer. Signalene her er puls-tog på rundt 50hz med duty cycle på mellom 1 og 2 millisekunder, som er en standard for alt RC-utstyr.

- Flightcontrollere finnes det mange av, og er den sentrale biten i et quadcopter. Dens funksjon er å bruke bevegelsessensorer (minimum 3-akset gyroskop (måler endring i vinkel over tid)) for å holde styr på hvordan copteret oppfører seg i luften. Stikke-verdiene som i et helikopter ville blitt foret direkte på ESC-ene må her en tur innom flight controlleren hvor det gjøres en del matte (PID regulatorer) før det spyttes ut igjen til ESC-ene. En svært populær (og billig) flight kontroller som bare bruker gyroer heter KK Multicopter, og er laget av en nordmann. Litt opp i pris, så får du i tillegg et 3-akset akselerometer (ofte forkortet acc). Acc holder orden på din absolutte vinkel, men er ikke nøyaktig ved store, raske endringer. Derfor brukes et filter som favoriserer gyroene ved raske endringer, og acc ved små endringer rundt level-punktet. Videre finner du sensorer slik som 3-akset magnetometer (kompass), barometer (lufttrykksmåler, for høyde) og gps (for posisjon). Mitt choice of weapon for flight controller er MultiWii, fordi den finnes i mange former i alle prisklasser. Den fungerer godt, kildekoden er open source og nå har jeg lært meg den. Det finnes også dyre alternativer for den som er gira på et copter som flyr dønn stabilt fra dag 1.
Vil også nevne OpenPilot her fordi jeg synes det ser ut som et spennende prosjekt, som ikke koster så mye.

- ESC, Electronic Speed Controller har én oppgave. Den skal oversette hastighetssignaler fra flight controller eller direkte fra radiomottakeren og kjøre en motor så fort som den får beskjed om. På et quadcopter vil absolutt alle hastighetssignaler gå via flight controlleren. Dette er siste leddet av elektronikk "med logikk". En ting å passe på her er at noen flight kontrollere forer hastighetssignaler ut til ESC-ene med en frekvens på opptil 400Hz, mot standard 50Hz. Da er det viktig at ESC-ene dine takler den raske oppdateringsraten.

- Motor og propeller. Motorene på et quadcopter går sjeldent fortere enn 1200KV, som betyr 1200 rpm per volt ved fullt pådrag. Det vanligste er 1000KV og litt ned til 800KV. Jo saktere motorene går, jo større propeller trenger du for å flytte samme mengde luft. Begynn med motorer på 1000KV og propeller som er 10x4.5, altså 10" lange og 4.5" pitch. Du gidder antakeligvis ikke bytte fra denne comboen på en stund, men når du gjør det så vil du kanskje synes om å gå ned til 9x4.7. Du kan ikke avvike mye fra disse numrene uten at det går utover performance eller du har en spesiell hensikt. Uten å gå inn på teknikken bak hvordan et copter beveger seg, så må jeg nevne at det bruker to forskjellige propeller, annenhver propell skal være vridd motsatt vei.

Sett sammen et billig quadcopter for meg
Som utgangspunkt kjøper du et kit. Dette kjøper du på ebay, eller så liker jeg goodluckbuy.com. Her pleier det å følge med alt du trenger bortsett fra batterier og radio. Batterier og radio kjøper du på hobbyking, der er det absolutt billigst.

Mitt anbefalte minimum setup
- Starter-kit med ramme, multiwii flight controller, ESC-er, motorer og propeller.
Jeg ville valgt denne rammen i dag om jeg hadde kunnet velge på nytt. Jeg venter faktisk på at den skal komme i posten for å erstatte min X525 ramme. X525 ser litt tøffere ut og er litt større, men aluminiumen vil etter noe slag utvide seg i skruehullene og bøye seg i endene, og du ender opp med et copter som er rett når du letter men er skjevt etter en salto pga. kreftene som virker på den. X525 anbefales IKKE. Dessuten består X525 av en haug av deler hvor mesteparten er glassfiber som sprekker og brekker (har sikkert brukt 20 motorfester), vanskelige skruer og muttere og resultatet ser rotete ut. F450 (som i kitet) består av få deler, det blir ikke skjevt (det brekker heller, men tåler mye mer), og skroget er konstruert med kobberbaner til strømfordeling, noe som gir et langt cleanere utseende, spesielt i kombinasjon med den medfølgende 4x-combo-ESC-en. Du får deler til denne rammen på goodluckbuy, ebay og hobbyking (Q/SK450). Den er vel egentlig en clone av en DJI ramme. Størrelsen på ramma gjør så du slipper å forlenge noen kabler.

- Radio
Jeg vil faktisk gå så langt som å si: ikke velg noen annen radio enn denne. Det er denne radioen som er by far aller mest brukt blant nyfrelste hobbyflygere og den gir den superior performance i klasse med radioer som er 5-6 ganger dyrere. Den har plenty med kanaler (8) og hvis du en gang skulle ville oppgradere den til 12 eller fler kanaler (krever ny mottaker) så kan du bare laste inn open source firmware til Atmel AVR mcu-en som sitter inni.

- Batteri
Billig og greit batteri som gir deg opp mot 10 min rolig flyvning før du har begynt å henge tunge ting på copteret ditt. Stort sett alle batterier bruker ikke den pluggen som følger med i kittet, inkludert dette. Du må kjøpe denne ved siden av.

- Batterilader
Helt grei batterilader som tar 230vac input, du legger fort merke til at dette er en sjeldenhet. De fleste krever ca 12vdc og da trenger du enten separat power supply eller du må lade fra sigarettenneren i bilen.

Kjøper du varene over så er du klar til å fly

Reservedeler:
Propeller (røde, CW, CCW), (hvite, CW, CCW)
Armer
Skrog, selv om armene vil nok brekke først.
Motorer

Oppgraderinger:
- 5000mAh batteri Over dobbel kapasitet av det over, men langt over dobbelt så tungt så ikke fullt ut dobbel flyvevarighet. Copteret virker mer stabilt med tyngre batteri som henger under. Batterier med så stor kapasitet trenger denne pluggen.
- Landingsbein
Dette er blitt et must for meg. De er laget i myk nylonplast so spretter tilbake om du deiser i bakken. Ved å samle mye av tyngdepunktet til copteret under som et lodd vil det bli lettere å fly. Landingsbein er uunnværlige om du skal feste kamera under. Også kjekt som ekstra beskyttelse for batteriet.
- LED strips i rødt og hvitt. Kjøp disse om du vil bruke connectorene som sitter på.
- Batteristropper
- Bluetooth modul til MultiWii
Denne er sabla kjekk å ha med på tur hvis du trenger å feilsøke eller vil justere noen parametre. Det laster ned en app til android og får live data fra hele systemet samt muligheten til å justere alle PID regulatorer og overvåke radio-kanalene.

TIPS:
- Kjøp LED-strips og propeller med samme farge som armene. Dette er veldig god hjelp under flyging for å holde orden på orienteringen på copteret. Dessuten ser det kulere ut...

Det jobbes hardt i RC-miljøet for å endre reglene for flyvning med kamera som i dag er veldig strenge. Hvis det oppstår en eller flere ulykker under denne prosessen, om copteret har kamera eller ikke, vil det ha en svært negativ effekt på utredningen av de nye reglene. Ikke kjør blant mennesker, ikke kjør langt når du er uerfaren. Nå som denne hobbyen er blitt så billig er det mange som kommer til å slenge seg på, og langt flere som har muligheten til å ødelegge for alle andre. Bruk hodet!

Denne linken er for de som tror et quadcopter bare er et leketøy (obs, sterke bilder).