Dieser clevere Hubschrauber erreicht einen stabilen Flug mit einem Paar Rotoren im Tandem

"Quelle: hackster.io"

Mit zwei einander gegenüberliegenden bürstenlosen Motoren und einem Arduino Nano 33 IoT kann dieser Hubschrauber einen reibungslosen Flug erreichen.

Was ist ein Bicopter?
Hubschrauber mit ihrem großen zentralen rotierenden Blattsatz oben und dem stabilisierenden Rotor hinten sind heutzutage ziemlich alltäglich, da sie für Zwecke wie Überwachung, Transport und sogar Erholung verwendet werden. Diese Konstruktion ist jedoch nicht die einzige, da der Bicopter auch mit einem Paar ähnlich großer Rotoren, die zueinander versetzt sind, einen stabilen Flug erreichen kann. Einige berühmte Bikopter sind der V-22 Osprey und der Boeing CH-47 Chinook, und Redditor CCCanyon (Chia-Chi Chang) wollte seine eigene Variante mit einem Gewicht von weniger als 250 Gramm entwickeln.

Gestaltung des Rahmens
Das Design von CCCanyon wurde weitgehend von Boeings Chinook-Hubschrauber und seinem einzigartigen Aussehen mit zwei Rotoren inspiriert, von denen der hintere leicht erhöht ist. Die Vorderseite des Rahmens verfügt über Landekufen, um die Rückkehr zum Boden etwas sicherer zu machen, und das eckige Design trägt zu einem besseren aerodynamischen Profil bei. Das Beste ist, dass das Ganze aus dem 3D-Druck konstruiert wurde, wodurch ein sehr geringes Gewicht erreicht wurde.

Steuerschaltung
Helikopter sind weitaus schwieriger zu steuern als Flugzeuge, da sie sich durch seitliches Kippen über die horizontale Ebene bewegen, was bedeutet, dass für das Projekt von CCCanyon ein sehr gutes Flugsteuerungssystem benötigt wurde. Das von ihm entwickelte basiert auf einem Arduino Nano 33 IoT aufgrund seines ziemlich schnellen Prozessors und der integrierten Sensoren. Um die Ausrichtung des Bicopters zu bestimmen, verwendet der Nano 33 IoT seine eingebaute 6-Achsen-Trägheitsmesseinheit LSM6DS3 zusammen mit etwas Trigonometrie. Um eine Kursanpassung durchzuführen, wurden beide Rotoren auf ES09MD-Servomotoren von Emax platziert, die in der Lage sind, nach links und rechts zu schwingen, um eine Neigung bereitzustellen.

Die Stromversorgung des Geräts erfolgt über einen Satz 2S-Li-Ionen-Akkupacks, die die bürstenlosen Gleichstrommotoren mit bis zu 20 A Strom versorgen können und eine Kapazität von 2500 mAh haben. Schließlich verfügt der DIY-Sender über einen einzigen Stick und ist in der Lage, PID-Parameter abzustimmen und die IMU während des Gebrauchs zu kalibrieren. Es enthält ein drahtloses LoRa SX1276-Transceiver-Modul, das Daten an das entsprechende auf dem Bicopter sendet.

Einige spezialisierte Programmierung
Der vielleicht schwierigste Teil des Projekts war die Software für die Flugsteuerung, da sie nicht nur auf Eingaben des Benutzers reagieren, sondern auch eine stabile Position/Orientierung beibehalten musste. Um dies zu erreichen, führt der Arduino Nano 33 IoT kontinuierlich Höhen- und Steuerkurs-Referenzsystemalgorithmen aus, die CCCanyon von Grund auf eindrucksvoll codiert hat. Obwohl es ursprünglich ein Problem mit dem PID-Regler gab, konnte er es schließlich korrigieren und die richtige Flugausrichtung beibehalten.

Flug nehmen
Dieses Projekt ist geradezu beeindruckend, und wie in diesem Demonstrationsvideo zu sehen ist, gleitet der Bicopter sanft durch die Luft, ohne einen Hauch von Wackeln. CCCanyon arbeitet außerdem an einer zweiten, verbesserten Version seines Designs.