Nützliche Bautechniken und Tipps

Nützliche Bautechniken und Tipps
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Info: Dieser Beitrag wurde von meinem Gast-Autor Lucas verfasst, nicht von mir (Phil).

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Einen Multikopter bauen bedeutet in manchen Fällen, eine kleine Flugmaschine zu bauen, die noch so vielen Abstürzen und allgemeinen Missbrauch widerstehen kann. Dieser Artikel soll bewährte und praktische Bautechniken und Tipps sammeln, die die Widerstandsfähigkeit fördern oder allgemein einen bestimmten Nutzen haben.

Die hier aufgelisteten Probleme und Lösungen sind keineswegs komplett, und sollen auf keinen Fall als die ultimativ besten Lösungen verstanden werden. Das beste ist immer das was man zur Verfügung hat und was den Anforderungen gerecht wird. Wohl aber sind viele dieser Lösungen oft verwendet und in den meisten Fällen leicht zu realisieren.


Empfängerantennen befestigen

Empfängerantennen sind wie sie verkauft werden, meist dünne wabbelige Drähte. Anforderungen an die Befestigung:

  • Das aktive Ende, der abisolierte Teil, bildet eine linear polarisierte Antenne und soll gerade bleiben.
  • Auch bilden zwei am Empfänger angeschlossene Antennen ein Diversity-System, das versucht, die Nachteile linearer Polarisation auszugleichen. Um das machen zu können, sollten die Antennen nicht parallel zueinander, sondern am besten im rechten Winkel zueinander stehen.
  • Zum Schluss kommt noch die Gefährdung der Antennen durch die Propeller und der Umgebung bei Abstürzen.
Mit Kabelbinder verstärkt, Kabelbinder an Deckplatte

Mit Kabelbinder verstärkt, Kabelbinder an Deckplatte (Kabelbinder versagen hier u.U. früher als erwartet)

Antennen mit Kabelbinder verstärkt und an hinterste Abstandshalter befestigt

Empfohlen – Antennen mit Kabelbinder verstärkt und an hinterste Abstandshalter befestigt (sehr robust)

purex-antennen-fuesse

Standfüße (nur wenn Bedarf für die Füße hat, zu empfehlen)

Empfohlen – Der ebene Winkel

Gerade an den Armen rausgeführt

Gerade an den Armen rausgeführt


ESCs an Armen befestigen

ESCs an den Armen zu befestigen ist bei manchen Rahmen die einzig sinnvolle Lösung, und allgemein hat es den Vorteil die Regler mit Propellerabwind zu kühlen. Anforderungen:

  • Regler vor Nässe und Fremdpartikel schützen. Schrumpfschlauch ist gut, an den Enden zusammengedrückt besser. Xtreme Tape (Silikonband) ist auch eine Möglichkeit
  • Regler von den Armen entkoppeln. Zumindest ein wenig sollten von den Motoren ausgehende Vibrationen nicht zu den empfindlichen Bauteilen der ESCs gelangen. Doppelseitiges Klebeband oder Schaumstoff tut den Dienst.
  • Elektronische Bauelemente schützen. Hierbei ist der mechanische Schutz gemeint. Lägen die Regler direkt auf den Armen auf, würden sich äußere Kräfte auf wenigen Punkten verteilen und Bauelemente können so beschädigt werden. Ein Stück flacher Schaumstoff dazwischen gleicht diese Unebenheiten aus.

 

Im Schrumpfschlauch an den Arm geklebt

Im Schrumpfschlauch an den Arm geklebt (mit 3M VHB)

mit xTreme Tape umwickelt

mit xTreme Tape umwickelt

Im Schrumpschlauch mit Gewebeband hingebunden

Empfohlen – Im Schrumpschlauch mit Gewebeband (bei mir Tesa 4671) hingebunden

In xTreme Tape gewickelt mit Kabelbinder

In xTreme Tape gewickelt mit Kabelbinder (Vorsicht, Kabelbinder nicht zu stark festziehen)


Video-Antenne befestigen

Die Videoantenne soll ausreichend am Rahmen befestigt sein, und, am wichtigsten, die SMA-Verbindung entlastet sein. Oftmals haben Videosender einen SMA (oder RP-SMA) Stecker direkt an der Platine angelötet, in diesem Fall ist es am besten, den gesamten Videosender etwas locker zu befestigen und dafür die Videoantenne umso fester zu verzurren. Man kann sich meistens gut aussuchen, welche Stellen belastet werden sollen!

Liegende Befestigung mit mehreren Kabelbindern

Empfohlen – liegende Befestigung mit mehreren Kabelbindern

Vertikal direkt am Videosender

Vertikal direkt am Videosender, Videosender am besten locker befestigt (hier Klett)

Vertikal freistehend

Nicht empfohlen – vertikal freistehend

Vertikal mit Hilfskabelbinder auf halber Höhe

Hilfskonstruktion – vertikal mit Kabelbinder auf halber Höhe


HD-Kamera befestigen

Für HD-Kameras, meist recht teure Komponenten, gibt es sehr viele Montagemöglichkeiten, ein Teil davon unten gezeigt. Das Ziel ist es, die Kamera auch unter den Vibrationen im Flug gerade ausgerichtet, mit dem gewünschten Uptilt zu halten und falls möglich sogar etwas von Vibrationen zu entkoppeln (um sog. Jello zu vermeiden).

Hierbei ist zu bedenken, wie die Aufprallenergie ziwschen der Kamera und deren Befestigung verteilt wird. Umso fester die Halterung, umso mehr würde die Kamera selbst abbekommen. Eine 3D-gedruckte Halterung zum Beispiel gibt es mit flexiblem Material, was sich bei dem Aufprall verbiegen wird.

Ein weiterer Trick ist, solche 3D-Druck-Teile mit dünneneren Kabelbindern zu befestigen, die dann bei Überbelastung brechen werden. Eine weteitere, sinnvolle Anforderung ist, dass die Kamera oder deren Schutzgehäuse farbig ist, damit man sie besser wieder finden kann, wenn sie sich vom Rahmen gelöst hat.

Längsriemen mit Schaumstoffwinkel

Längsriemen mit Schaumstoffwinkel – Kamera kann sich jedoch zur Seite verdrehen

Querriemen mit Schaumstoffwinkel

Querriemen mit Schaumstoffwinkel – Kamera neigt dazu, herauszuschlüpfen.

Quer- und Längsriemen mit Halteplatte

Quer- und Längsriemen mit Halteplatte – sehr stabil, Kamera nimmt aber viel Aufprallenergie auf

Gedruckte Halterung

Gedruckte Halterung – dünnere Kabelbinder als im Foto gezeigt sind sehr zu empfehlen!


Selbstzentrierung der Motoren

Bei Motorschrauben gibt es das Problem, dass zwei gegenüberliegende Schrauben alleine nicht reichen, den Motor automatisch zu zentrieren. Dieses Problem tritt auf, wenn Langlöcher vorhanden sind. Sind es keine Langlöcher, wie beim zweiten Foto von einem ImpulseRC Alien, dann würden die zwei Schrauben auch zentrieren. Vier Schrauben zentrieren i.A. immer.

Die Zentrierung des Motors ist nützlich, damit der Sicherungsring in der vorgesehenen Bohrung in der Mitte nicht an dem Rahmen schleifen kann. Ist der Motor bei der Montage nicht zentriert, schleift er unter Umständen, oder wenn der Motor in einem Aufprall verschoben wird, kann der Sicherungsring anfangen, zu schleifen. Ein scheifender Sicherungsring macht Geräusche, schadet der Effizienz und kann sich u.U. zu sehr erwärmen und dann im Flug abbrechen.

Vier Motorschrauben

Vier Motorschrauben zentrieren Motor in jedem Fall.

Zwei Motorschrauben

Zwei Motorschrauben, aber kein Langloch


FC entkoppeln / Softmounting

Entkopplung des FC soll in gewissen Konfigurationen helfen, den Gyro des FC von Motorvibrationen etwas zu entlasten. Diese Vibrationen schlagen sich in den Messdaten nieder, und erschweren die Arbeit der Regelkreise und können in manchen Fällen die Regelkreise zu Oszillationen anregen. Es kann aber auch gut sein, dass der FC kein Softmounting erfordert, z.B. wenn er interne Filterung verwendet oder die Motoren sehr sauber laufen, die Propeller gut balanciert sind usw.

Es kann helfen, die Befestigungsbohrungen des FCs mit einer kleinen Rundfeile aufzuweiten, sodass die Platine in keinem Fall die Befestigungsschrauben kontaktiert, sondern nur die oben und unten anliegenden O-Ringe (Amazon).

Keine Entkoppelung

Keine Entkoppelung

Pseudo-Softmount

Pseudo-Softmount –> FC hat mit Abstandhalter oben harten Kontakt!

Freier Softmount mit zwei O-Ringen pro Schraube

Empfohlen – Freier Softmount mit zwei O-Ringen pro Schraube

Softmount mit oben angeschraubten Abstandshalter

Unter Spannung stehender Softmount mit oben angeschraubten Abstandshalter


Video-Antenne beschichten

Eine „nackte“ Videoantenne besteht nur aus Draht, der sich in Abstürzen leicht verbiegen kann. Abhilfe schaffen Beschichtungen oder mechanischer Schutz (hier nicht gezeigt). Eine Technik ist, Heißkleber anzubringen, den man dann auch leicht mit Heißluft zu einer weichen Form bringen kann, siehe zweites Bild.

Nackte Antenne

Antenne mit dünner Kunststoffbeschichtung –> Geringe Schutzwirkung

Mit Heißkleber überzogene Antenne

Empfohlen – Mit Heißkleber überzogene Antenne


Karbonfaser vor Delamination schützen

CF / Karbonfaserplatten haben meist sehr rauhe Schnittflächen, die weniger widerstandsfähiger sind als die Deckflächen der Teile. Abhilfe ist, diese Schnittflächen mit Kleber zu versiegeln, meist mit Epoxid-Harz (Epoxy) oder Sekundenkleber. Dadurch werden die Fasern miteinander verbunden und es tritt seltener eine Delamination auf, bei der der CF-Verbund zerteilt wird.

Info: Vor dem Versiegeln sollte man neue CF-Teile immer etwas entgraten bzw. eine Fase an den Kanten rundherum anbringen, z.B. mit einer Feile, unter laufendem Wasser wegen dem Staub. Dies beugt auch vor, dass Kabel oder Gurte am Rahmen zerschnitten werden.

Epoxy

Epoxy

Sekundenkleber

Sekundenkleber


XT60-Anschluss: Direkt vs. Kabel

Die sehr kompakte Lösung, den XT60-Stecker für den Flugakku direkt an einem PDB angelötet zu haben, hat meiner Meinung nach gravierende Nachteile:

  • Wenn der Akku seitlich weggezogen wird oder z.B. ein Ast am Kabel reißt, geht diese Belastung direkt auf die XT60-Verbindung, vorallem seitlich, und kann diese leichter beschädigen.
  • Ist die XT60-Buchse beschädigt, ist es sehr umständlich diesen vom PDB wieder zu entlöten, da man zwei große Pads gleichzeitig erwärmen muss.

Die Alternative, vom PDB ein kurzes Verbindungskabel (Pigtail) zu haben, löst diese Probleme. Bei Belastung / Ruck von der Seite des Akkus wird sich diese XT60-Verbindung so verdrehen, dass der Stecker wieder auf Zug belastet wird, und dann, anstatt beschädigt zu werden, einfach ausgesteckt wird. Ein solches Pigtail lässt sich auch sehr kurz ausfertigen, sodass es kaum stört. Man kann den Stecker mit unterschiedlichen Kabellängen sogar gezielt positionieren, siehe drittes Bild.

Direkt angelötet

Direkt angelötet

kurzes Kabel / Pigtail

kurzes Kabel / Pigtail (kreuzende Kabel machen es flexibler als parallele)

Pigtail mit vorgesehener Biegung nach hinten

Pigtail mit vorgesehener Biegung nach hinten (parallel verlaufende Kabel halten sich besser)


Akkukabel gezielt verlegen

Bei Rahmen, wo der Flugakku an der Unterseite befestigt wird, ist es vorteilhaft, alle Kabel so zu legen / befestigen, dass der Akku unten frei bleibt, sodass man eine ebene Fläche hat.

pureX Akku Unterseite

Akkukabel wird von der Unterseite ferngehalten, damit man den Quad ohne Wackeln hinlegen kann.


Balancer-Kabel sichern

Das Balancer-Kabel wird leicht von den Propellern zerschnitten, daher sichert man es am besten irgendwie.

Sicherung des Balancer-Kabels

Sicherung des Balancer-Kabels am Klettgurt


Motor-Muttern schützen Gewinde

Wenn möglich, ist es immer besser, das Motorgewinde nicht von der Mutter abstehen zu lassen. Trifft etwas hartes oben auf das Gewinde, ist es besser, dass die Mutter verdellt, anstatt das Gewinde des teureren Motors.

Motorgewinde steht von Mutter ab

Motorgewinde steht von Mutter ab

Mutter schützt Gewinde

Mutter schützt Gewinde


Kabel Bewegung erlauben

Ausgleichsbogen an Motorkabeln

Ausgleichsbogen an Motorkabeln


Motorkabel vor Abreißen schützen

Mir ist es schon einmal passiert, dass ein Ast genau neben dem Motor auf den Arm gestochen hat, und dabei ein Motorkabel abgerissen hat. Irgendwie die Kabel abzudecken ist schon genug.

Motorkabel geschützt

Motorkabel geschützt


Landefüße selbermachen

Ein Stück Schaum mit Kabelbindern befestigt kann eine gute Alternative sein zu den kommerziell erhältlichen, selbstklebenden Pads.

Landefuß

Landefuß


Videosender gut belüftet befestigen

Der Videosender erzeugt i.A. viel Wärme, daher ist es vorteilhaft, dieser Komponente den meisten Freiraum zu ermöglichen und alle anderen Komponenten lieber dichter aneinander zu befestigen. Das Foto zeigt diese Regel recht gut, auch bei engen Platzverhältnissen.

Videosender hat Luftzugang

Videosender hat Luftzugang


Motorlager vor Schmutz schützen

Ein Stück Klebeband schützt das untere Motorlager und Sicherungsring vor Verschmutzung

Ein Stück Klebeband schützt das untere Motorlager und Sicherungsring vor Verschmutzung


Koax-Kabel für kleine Biegeradien erwärmen

Will man ein Koax-Kabel, sei es am Videosender, Videoantenne oder Empfängerantenne, als enge Kurve haben, ist es besser, man erwärmt es vorher mit Heißluft und biegt es dann in die gewüschte Form. Würde man das nicht tun, hätte das Koax noch starke Eigenspannungen und würde u.U. einen kleinen U.FL-Stecker von selbst abstecken, da diese nicht viel Kraft zum Lösen brauchen.

Zusätzlich sollte man U.FL-Steckverbindungen immer gegen Lösen sichern, beispielsweise durch Liquid Tape (ähnlich wie beim Unify Pro HV), eng sitzender Schrumpfschlauch, Löten oder Kleber.

Enger Biegeradius

Enger Biegeradius


XT60-Kontaktlamellen unterstützen

Die Kontaktlamellen des XT60 können sich nach mehreren Steckzyklen etwas zusammendrücken. Stopft man etwas in die Mitte der Lamellen, kann man diesen Prozess etwas verlangsamen. Man kann jedoch immer mit einem Schraubendreher die Lamellen vorsichtig aufweiten.

Eingelegte Silikon-Kabelisolierung in die Kontaktlamellen

In die Kontaklamellen eingelegte Silikon-Kabelisolierung


Verdrehen der FPV-Kamera mit O-Ringen erschweren

Gut geeignet sind O-Ringe (Amazon) mit 3 mm Innendurchmesser und 2 mm Schnurstärke, ob aus Silikon wie im Foto oder NBR („schwarzes Gummi“) ist Geschmackssache. Man sollte drauf achten, die Schrauben nicht zu fest anzuziehen, um das von den Schrauben selbst geschnittene Gewinde im Gehäuse nicht zu beschädigen.

HS1177 O-Ring1 HS1177 O-Ring2

 


Nützliche Materialien

  • Liquid Tape: Stinkt anfangs böse, ist sicherlich krebserregend wenn man zu viel davon einatmet, aber diese schwarze Flüssigkeit härtet zu einer gummiartigen Schicht, die man von fast allem wieder abziehen kann. Ich nutze Liquid Tape zur Zug- und Biegeentlastung von kleinen Kabeln und Isolation von großen Lötpads, gerade wenn + und − sehr nahe beieinander liegen.
    Liquid Tape ähnliches Material am TBS Unify Pro HV

    Liquid Tape ähnliches Material am TBS Unify Pro HV

    Kabel vor Abreißen schützen

    Kabel vor Abreißen schützen

    Isolierung von + und −

    Isolierung von + und −

  • 3M VHB: Was Fenster von Wolkenkratzern am Rahmen hält, sollte für uns auch gut gehen. Dieses doppelseitige Klebband ist ähnlich wie Schaum, kann also Unebenheiten ausgleichen, hält dafür aber beim wieder Abziehen besser zusammen und hinterlässt keine Rückstände. Riecht auch gut, zur Abwechslung. 😉
    3M VHB grau unter ESC

    3M VHB grau unter ESC

  • Ich nutze 3M VHB auch in der transparenten, 0,5 mm dicken Variante (3M 4905 F) als Schutzschicht für das Front-LCD meiner GoPro. Also mit oben aufgebrachter Kunststofffolie (einfache Overhead-Folie). Diese Lösung trägt nicht viel auf, die GoPro passt so bspw. weiterhin gut in das Exopro-Gehäuse.
    GoPro Frontplatten-Schutz mit 3M VHB

    GoPro Frontplatten-Schutz mit 3M VHB

    vhbschutz2

    GoPro Frontplatten-Schutz mit 3M VHB

  • Gaffa Tape / Gaffer’s Tape: Gaffa ist das Gewebeband schlechthin. Es ist so gemacht, dass es von Hand abreißbar und rückstandsfrei ablösbar ist. Meiner Meinung nach so viel schöner als das Elektro-Isolierband. Ich persönlich setze auf sehr hochwertiges Gaffa von Tesa (das 4671), das eine starke Gewebestruktur hat, es gibt aber zahlreiche preisgünstigere Alternativen.
    Gaffer Tape von Tesa

    Gaffer Tape von Tesa

  • Xtreme Tape / Silikonband / selbstverschweißendes Band: Dieses Klebeband fühlt sich wie Gummi an, ist transparent oder schwarz und verbindet sich nur mit sich selbst. Also ein frei verlegbarer Schrumpfschlauch ohne Hitze. Ist in manchen Fällen sehr praktisch, auch für kleine Dinge wie an einer Stelle mal eine kleine Dichtung anbringen oder Reibung erzeugen. Das Band ist auf Silikonbasis, es klebt daher eauch etwas an Silikonkabeln. Wer aus dem Laborbereich kommt, es ist ähnlich wie Parafilm, nur viel viel dicker und es verschweißt ohne Dehnung.
    mit xTreme Tape umwickelt

    Xtreme Tape

 


Nützliches Werkzeug

Das hier aufgeführte Werkzeug hat besondere Eigenschaften, die bestimmte Arbeiten sehr erleichtern. Grundausrüstung wie Lötkolben, normale Zangen und Schraubedreher sind deswegen nicht enthalten, obwohl man hier auch sehr gute Investitionen tätigen kann.

  • Elektronik-Seitenschneider besitzen eine Schneide, die absolut fluchtende Schnitte ermöglicht. Das Paradebeispiel ist der Kabelbinder. Wenn man an einen angezogenen Kabelbinder das Ende sauber abschneiden möchte, würde eine normale Zange nicht den erwünschten Effekt erzielen, sondern ggf. sogar ein scharfes Ende zurücklassen.
    ... mit flach geschliffener Schneide

    … mit flach geschliffener Schneide

  • Die Präzisions-Abisolierzange besitzt eine Einstellschraube, um die Größe der Öffnung genau kontrollieren zu können. Gerade für sehr dünne oder Koax-Kabel praktisch, bei denen man ansonsten leicht die Leiter mit abreißen würde.
  • Kreuzpinzetten stehen so unter Spannung, dass man sie aufdrücken muss anstatt wie normale Pinzetten zudrücken. Dies erlaubt ihnen, Dinge von selbst an Ort und Stelle zu halten, wie beim Löten die Kabel oder auch Lötdraht. Die gebogene Variante (auf ebay auch erhältlich) sorgt u. A. auch für mehr Abstand zur Auflagefläche.
    Kreuzpinzetten

    Kreuzpinzetten gerade und gebogen

    Kreuzpinzette zum Halten von Kabeln

    Kreuzpinzette zum Halten von Kabeln

  • Nadelhalter erlauben es einem, kleine Dinge extrem kraftvoll zu halten und diese Fixierung mit der Arretierung zu halten. Man muss aber aufpassen, die Arretierung erlaubt nur sehr geringe Öffnungswinkel, größere Teile kann man damit zwar auch festhalten, aber dann nicht mehr arretiert. Ich nutze die Nadelhalter auch, um den Taster des TBS Unify Pro HV Videosender zu betätigen, während der Sender schlecht zugänglich im Quad verbaut ist.
    Verschiedene Nadelhalter

    Verschiedene Nadelhalter

  • Der Cutter ist unentbehrlich und zusammen mit einem Schneidelineal erlaubt er absolut präzise Schnitte von allem möglichen. Ich habe lange gesucht und bin nun bei dem abgebildeten Cutter von Olfa gelandet.
    Der OLFA SVR-2 mit extrascharfen ABB-Klingen

    Der OLFA SVR-2 mit extrascharfen ABB-Klingen

  • Eine kleine, spitze Schere ist sehr praktisch, um Schrumpfschlauch von Komponenten wieder wegzuschneiden.
    ... zum Aufschneiden von Schrumpfschlauch

    … zum Aufschneiden von Schrumpfschlauch

  • Nadelfeilen sind praktisch, um am CF-Teilen oder Platinen zu entgraten, aufweiten oder kleine Korrekturen zu machen. Das Foto zeigt hochwertige Nadelfeilen aus Stahl, ich selbst mag aber auch Diamant-Nadelfeilen, da ich diese lieber unter laufendem Wasser einsetze als die normalen Stahlfeilen wegen Rostgefahr. Nützlich sind eine Flachfeile, Dreieck- und Rundfeile. Weiteres Andwendungsbeispiel ist, die Befestigungsbohrungen eines FCs mit der Rundfeile aufzuweiten, weil der Bohrabstand zu klein ist (KISS) und/oder um die Entkoppelung (Softmounting) noch effektiver zu gestalten.
    Vallorbe Nadelfeilen

    Vallorbe Nadelfeilen



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4 Antworten

  1. Sascha sagt:

    Schöne Zusammenfassung! Besten Dank für deine Mühe!

    Grüsse Sascha

  2. Jürgen sagt:

    Find ich klasse den Artikel!

    Eine Frage zu den mit Heißkleber überzogenen Antennen. In dem Bild schaut das so schön sauber aus. Wenn ich mit meiner Heißklebepistole irgendwas überziehe, dann gibts immer nur dicke Klumpen…
    Wie hast du das gemacht?

    VG
    Jürgen

    • Lucas Lucas sagt:

      Im Text über dem Foto ist es bereits erwähnt, dass man den Heißkleber mit heißer Luft (Heißluftpistole) nach dem Auftragen wieder erwärmen kann und der dann verfließt zu der weichen Form.

      Dabei muss man aber ein bisschen üben, den Heißkleber sehr gleichmäßig zu erwärmen (Antenne immer drehen) und nicht zu warm (=flüssig) zu machen. Dann immer weiter drehen bis der Heißkleber nicht mehr, auch nicht mehr langsam, wegfließt.

  3. Jan sagt:

    Was für ein genialer Artikel! Vielen, vielen Dank dafür! Genau so etwas habe ich schon lange gesucht!
    So viele echt praktische Bau-Tipps!

    Vielen Dank dafür!

    VG Jan

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