Nächster Ansatz für den Mittelteil

Nach einigem hin und her habe ich mich dazu entschieden, dass ganze Design der dU-22 im unteren Bereich etwas zu verändern und die Rundung an den Auslegern unten etwas zu verstärken. Das sollte hoffentlich helfen, beim liegenden Druck die Probleme zumindest zu verringern!

Darüber hinaus ist der ganze Mittelteil etwas verkürzt. im vorderen Bereich fehlt nun die Brücke, welche den Deckel aufnehmen soll. Dieser Zeil kommt an den nächsten Teil des Rumpfes. Damit hoffe ich, falls ich liegend drucken aufgeben muss, Vorteile für den stehenden Druck zu haben. Abwarten.

Um die Rumpfteile zu verbinden habe ich nun vorne unten hinten 6mm starke Wände vorgesehen, welche jeweils vier Löcher haben. Sollte es möglich sein, können die Rumpfteile mit M3 Schrauben verschraubt werden. Sollte sich jedoch herausstellen, dass es einfach zu umständlich ist, die Schrauben zu befestigen, kann ich auch entsprechende Stifte drucken und den Rumpf verkleben. Die Stifte dienen dabei als Führung, damit der Rumpf auch möglichst exakt zusammengefügt wird und keine unschönen Übergänge entstehen. Da wird sich herausstellen müssen, wie gut das funktioniert. Dummerweise finde ich das nur heraus, indem ich es ausprobiere, was wieder mindestens neun Stunden Druck zur Folge haben wird. Ein echtes Manko beim 3D Druck. Es dauert einfach so lange! Dabei druckt der TronXY schon mit 60mm/s.

Auch im Bereich der Fahrwerkschächte habe ich nachgearbeitet. Ausser der Aussparung für den Hebelarm, ist der Einlass nun komplett geschlossen. Wieder habe ich oben kleine Führungen angebracht, um einen Deckel zu befestigen. Ob das jedoch funktionieren wird, da der Platz recht begrenzt ist, wird sich zeigen müssen. Ich denke aber, im schlimmsten Fall muss man den Schacht einfach einkleben. Das wird dann halten!

Die Arduino Mega sind da!

Das kam ja wie gerufen! Dank den beiden Mega bin ich jetzt dazu in der Lage, die Fernsteuerung zu planen und zu bauen. Da ich nur noch einen Nano in Reserve habe, wäre es damit nicht gegangen. Nun geht es aber und ich habe auch schon eine Idee, wie ich ein Shield dafür drucken kann. Aber das kommt später. Erst ja noch das Mittelteil des Rumpfes. Das hat derzeit Vorrang!

Aber! Natürlich konnte ich es nicht lassen, den Mega mal in den Rumpf zu setzen. Das Ergebnis hat mich erstaunt, erfreut und richtig glücklich gemacht!

Der Mega passt auf die Platte im Rumpf, als hätte ich diese für ihn gemacht! Habe ich aber nicht. Die Grösse der Platte ergab sich einfach und ich freue mich gerade wie ein kleines Kind, dass die Grösse für den Mega optimal ist! Aller Wahrscheinlichkeit nach wird der Mega allerdings eine eigene Plattform bekommen, da ich Akku und Servo, welcher für das Fahrwerk gebraucht wird, ganz unten haben möchte. Dennoch passt es wunderbar und das ist für mich quasi ein Traum! Oft hatte ich schon Gedanken, ich müssten den Mega vielleicht ganz oben einbauen, da ich ansonsten kein Platz habe. Andere Ideen sahen mehrere Nanos vor. Aber, er passt ja super rein! Ich bin absolut zufrieden!

Die Funkmodule sind da!

Jetzt sind tatsächlich die Funkmodule angekommen. Mir wäre die Wägezelle zwar immer noch lieber, damit ich mit den Motoren ein wenig experimentieren kann, aber die Teile sind auch cool.

Das heisst, ich kann jetzt anfangen mit der Funkübertragung zu experimentieren. Habe damit bislang keine Erfahrung, aber das werde ich schon hinbekommen. Der Zweck besteht darin, eine eigene Fernsteuerung zu bauen, die in beide Richtungen funkt. Zuerst muss ich jedoch herausfinden, wie die Programmierung funktioniert. Sollte aber nicht so schwierig sein, schliesslich gibt es im Netz ja mehr als genug Tutorials dafür.

Nach meinem momentanen Plan wird ein Funkmodul in die dU-22 eingebaut. Vorne in der Nase, damit die Antenne nach vorne durchgeführt werden kann. Die V-22 hat an der Nase die Sonde für die Luftbetankung, also sollte es auch bei der dU-22 nicht stören, wenn die Antenne aus der Nase ragt. Für den Fall der Fälle führe ich die Antenne so weit heraus, dass sie sich knicken kann. Sollte es also zu einer unsanften Landung kommen, wird in dem Fall nicht das Modul aus dem Rumpf gerissen, oder der Rumpf beschädigt. Über was ich mir schon wieder Gedanken mache! Das Ding ist noch nicht einmal in der Lage zu fliegen, oder gesteuert zu werden und ich denke schon an Abstürze.

Egal. Wenn alles klappt, dann empfängt das Modul die Signale der Fernsteuerung, die ich ebenfalls noch bauen muss, leitet sie an den Arduino Mega weiter und der gibt die entsprechenden Steuerimpulse an die Motoren. Dabei soll die Steuerung prinzipiell über den Arduino erfolgen. Über die Fernsteuerung gebe ich nur vor, wie viel Grad die dU-22 in eine bestimmte Richtung rollen soll. Alles weitere soll der Microcontroler übernehmen. Der braucht dazu natürlich auch noch Informationen über seine genaue Lage. Dafür habe ich allerdings schon seit längerem ein Gyroskop.

Ich stelle mir das so vor. Ich erhöhe die Leistung über die Fernsteuerung. Sagen wir mal auf 50%, also halber Weg vom Regler. Die Fernsteuerung sendet das Signal an die dU-22 und der Arduino bekommt den Wert 50 und leitet demzufolge 50% der maximalen Energieleistung an die Motoren. Da die Steuerung dabei nicht bewegt wurde, stehen Roll-, Nick- und Gierwinkel auf 0 Grad. Hebt die dU-22 ab und kommt dabei irgendwie in Schieflage, bekommt der Arduino das über das Gyroskop gemeldet. Angenommen, der Schwerkraft stimmt nicht ganz und die dU-22 ist Hecklastig und will ein bisschen nach Backbord kippen. Der Arduino bekommt jedoch als Vorgabe, dass alle Winkel 0 sein sollen. Demnach reduziert er die Leistung der vorderen Motoren und erhöht die auf Leistung auf der Backbordseite. Ich als Pilot brauche mich damit also nicht zu beschäftigen.

Will ich beschleunigen und drücke deshalb die Steuerung bis zum Anschlag nach vorne, bekommt der Arduino gemeldet, die dU-22 soll um -35 oder -40 Grad (da bin ich mir noch nicht so sicher) nicken. Er reduziert also die Leistung der vorderen Motoren, damit die Nase nach unten geht, bis das Gyroskop ihm meldet, dass -35 oder .40 Grad erreicht sind. Sollte die dU-22 dabei in irgendeine Richtung abkippen wollen, ohne dass ein Steuerbefehl dafür vorliegt, reguliert der Arduino die Motoren so, dass eine Rollrate von 0 Grad anliegt.

Lasse ich die Steuerung los, gehen alle Werte auf 0 grad zurück, was der Arduino dann ausführt. Natürlich würde dadurch eine Vorwärtsbewegung nicht gestoppt werden, auch wenn die dU-22 natürlich an Fahrt verlieren sollte. In einer späteren Ausführung wird auch ein GPS zum Einsatz kommen. In diesem Fall wird das Flug-Management-System (FMS) so erweitert, dass es auf Knopfdruck nicht nur die Lage kontrollieren kann, sondern auch noch die Geschwindigkeit. Drücke ich in dem Fall einen Knopf an der Steuerung, bremst der Arduino die dU-22 soweit ab, dass vom GPS eine Geschwindigkeit von 0 übermittelt wird. Aber das ist Zukunftsmusik.

Bei den Funkmodulen handelt es sich um NRF24L01 Module, zu denen es einige Tutorials im Netz gibt. Auch welche, wo die Servo-Ansteuerung beschrieben wird. Es sollte mir also nicht schwer fallen, eine Steuerung hinzukriegen. Schön an den Dingern ist, dass sie sowohl senden, wie auch empfangen können. So kann die dU-22 auch den Stand der Akkus übermitteln, oder die Winkel, welche aktuell eingestellt sind. Die Motorleistung, oder was auch immer. Viele, viele schöne Spielereien, die sich dadurch realisieren lassen und da das Meiste davon rein über Software realisiert werden kann, ändert sich auch nichts am Gewicht. Eine sehr schöne Geschichte!

Weiter mit dem Innenausbau

Da ich wohl oder übel einen Probedruck in voller Grösse durchführen muss, habe ich das Innere des mittleren Rumpfs weiter ausgebaut. Sollte der Drucker mich überraschen und ein brauchbares Ergebnis produzieren, kann ich anschliessend mit den anderen Rumpfteilen weitermachen. Wenn nicht, dann muss ich mir etwas anders einfallen lassen.

Wie man auf dem Bild sieht, werden die Fahrwerkschächte einfach von unten in den Rumpf geschoben und können bei Bedarf an den Führungen verklebt werden. Für die Oberseite werde ich Deckel entwerfen und drucken, die einfach auf die Halterungen gesteckt und bei Bedarf verklebt werden können. Auf die Art sollte das Fahrwerk möglichst einfach eingebaut werden können. Hoffe ich zumindest. Hängt alles davon ab, wie sauber der Drucker das gedruckt kriegt.

Desweiteren habe ich den Boden in der Mitte angehoben. Die grosse Platte ist flach und kann zur Aufnahme der Elektronik genutzt werden. Da der Rumpf aller Wahrscheinlichkeit nach mit nur 10% Füllung gedruckt wird, kann man alle möglichen Dinge einfach mit kleinen Schrauben direkt in diese Platte schrauben. Ähnliches habe ich schon bei anderen Drucken gemacht und weiss daher um die Funktionalität. Was man da reinschraubt ist fest!

Auf dem Bild auch zu erkennen sind die Löcher in der Platte. Diese sind nicht dafür gedacht, Elektronik oder ähnliches aufzunehmen. Falls jedoch Bedarf besteht, kann ich eine Plattform für weitere Einbauten drucken, die dann einfach in diese Löcher gesteckt werden kann und von oben gut zugänglich ist. Zumindest da bin ich mir sicher, dass wird funktionieren! Seit ich mit dem 3D-Drucker arbeite habe ich dieses Verfahren schon oft eingesetzt und hatte bislang nie Probleme damit. In aller Regel sitzt ein so gefertigtes Objekt auch so fest, dass Verkleben unnötig ist. Von daher wird auch das Befestigen und Abnehmen kein Problem sein.

Nach Plan wird der Ausdruck morgen Früh gestartet und sollte irgendwann morgen Abend beendet sein. Mein Wunsch wäre es natürlich, dass mit diesem Ausdruck der weitere Bau starten kann und ich mir keine neue Methode überlegen muss, wie ich dieses Segment drucken kann.

Für den Deckel habe ich mir auch schon etwas überlegt. Der wird an der vorderen Seite eine lasche bekommen, womit man ihn einfach einschieben kann. Ähnliche Erweiterungen werden wahrscheinlich auch die Seiten bekommen, so dass der Deckel perfekt in Position gehalten wird. Am hinteren Ende kommt ein beweglicher Riegel, welcher mittels einer Feder eine Verbindung zum Heck herstellt und für festen Sitz sorgen soll. Wenn man den Deckel aus öffnen will, schiebt man den Riegel auf der Oberseite nach vorne und kann das ganze Ding einfach abnehmen. Bin mal gespannt, ob sich das nach meinen Wünschen realisieren lässt! Aber erst der Ausdruck!

Ausdruck der Mittelsektion

Ich muss zugeben, der Drucker hat mich wirklich überrascht! Der Ausdruck im Massstab 1:2 ist deutlich besser gelungen, als ich es gehofft hatte. Natürlich gibt es Unzulänglichkeiten. Die Wandstärke hat sich logischerweise ebenfalls halbiert und beträgt nur noch 0,5mm. Der Drucker kann zwar solche Stärken drucken (0,06mm sind laut Einstellungen das Minimum), bei den Überhängen ergeben sich dabei jedoch Schwächen. Trotzdem muss ich sagen, der Druck war gut! Zwar bezweifle ich es, dass ich auf diese Weise einen funktionsfähigen Rumpf zusammenkriegen würde, aber schliesslich handelt es sich hier auch nur um einen Versuch.

Was sich zeigt sind die typischen Fehler bei Überhängen. So werden unter einem Überhang immer wieder kleine Schleifen aus Filament sichtbar. Das ist ganz logisch. Wenn ein Überhang, oder eine Brücke gedruckt wird, druckt der Drucker schliesslich in die Luft und die Schwerkraft zieht das Filament nach unten, bevor es erstarrt. Theoretisch könnte eine andere Düse der Kühlung hier Abhilfe schaffen, muss ich testen. Derzeit ist es aber so, dass die erste Schicht eines Überhangs, oder einer Brücke, nach unten gezogen wird. Die nächste Schicht hat dann jedoch besseren Halt und so geht es weiter. Wenn genug Schichten vorhanden sind, dann ergibt sie auf der Oberseite genau die Form, die man in Blender erstellt hat und genau so verhält es sich hier auch. Im Inneren des Rumpfes sind einige unschöne Stellen. Aber, wer achtet denn schon auf das Innere eines Modells? Da habe ich schon viele Modellflugzeuge gesehen, die aussen super und innen echt übel waren. Also von daher sollte es eigentlich kein wirkliches Problem sein, den Rumpf so zu drucken. Zumindest dieser Teil. Ich werde wohl in den sauren Apfel beissen und den Druck in voller Grösse in Angriff nehmen müssen. Dafür werde ich allerdings den Innenraum erst noch weiter ausbauen. Sollte der Druck erfolgreich sein, kann das Segment für den Rumpf verwendet werden und ich kann testen, ob der Fahrwerkschacht wie geplant angebracht werden kann.

Hier nun ein paar Bilder des Ausdrucks. Bevor wieder jemand fragt, der ist rot, weil ich von der Farbe mit Abstand am meisten Filament habe!

Trotz der Fehler ist es immer wieder ein erhebendes Gefühl, wenn man das Objekt, welches man im Computer erstellt hat, in die Hand nehmen kann.

Mittelsektion die 2.

Da hat wohl mal wieder jemand ohne Plan einfach losgelegt. Dabei wird das doch gar kein OPEL!

Eigentlich war geplant, heute eine im Massstab 1:2 verkleinerte Version des Mittelstücks zu drucken. Originalgrösse würde über acht Stunden dauern und das ist mir dann doch zu viel Zeit, bei einem unsicheren Druck. Nutzt ja nichts, wenn er sieben Stunden lang super druckt und ich dann Merke, dass die Überhänge an der Oberseite, dort wo der Deckel reinkommt, richtig mies werden. Deshalb doch lieber erst einmal im kleinen. Ist vielleicht auch gar keine schlechte Idee, den Vogel erst einmal in halber Grösse zu drucken und die Fehler zu finden. Spart Zeit und Filament. Rot habe ich zwar noch in rauen Mengen, aber man muss es ja nicht sinnlos verheizen.

Das Problem, warum ich jetzt doch wieder am Computer umbauen durfte, war, ich hatte die Laschen für die Verbindung falsch gestaltet. Die werden eigentlich ganz einfach realisiert. Ich markiere dazu einfach eine Fläche von etwa vier Faces in der Objektinnenseite, natürlich an der entsprechenden Kante, mache daraus ein eigenes Objekt und das wird mit dem Solidify-Modifier einfach 1mm dick gemacht. Mein Fehler war nun, ich habe es so gemacht. Aber die Verbindung dann einfach über den Rumpf hinaus gezogen. Zusammengesteckt hätte das dann zur Folge gehabt, dass die Verbindungen nach vorne und hinten in den anderen Segmenten in der Luft gehangen hätten und keine Auflagefläche bekommen hätten. So kann man die natürlich nicht verkleben!

Richtig wäre es gewesen, wenn ich am vorderen und hinteren Rumpfteil ebenfalls vier Faces an der Kante markiert und daraus ein 1mm starkes Objekt gemacht hätte. So habe ich es dann jetzt auch gemacht. Ist eigentlich schade, dass mir dieser Fehler unterlaufen ist. Bei meinem anderen Projekt, der AR234MF, welches zur Zeit wegen der dU-22 auf Eis liegt, hatte ich die Methode für die Verbindung ja schon erarbeitet und erfolgreich getestet. Aber nein, ich Depp muss es hier ja anders machen. Glücklicherweise ist es mir aufgefallen, bevor ich mit dem Druck begonnen habe. Jetzt ist es korrigiert und jetzt kann ich drucken. Meine Güte.

So sieht es dann also aus:

Erster Entwurf des mittleren Rumpfsegment

Die derzeit wahrscheinlich schwierigste Phase hat begonnen. Das Zerschneiden des Rumpfes, damit der 3D-Drucker ihn ausdrucken kann. Es gibt so viele Dinge zu beachten! Das grösste Problem dabei ist das relative Unvermögen des Druckers, grössere Überhänge korrekt auszudrucken. Das ist auch logisch, denn sobald ein Überhang ins Spiel kommt, muss der Drucker quasi in die Luft drucken. Da kommt die Dumme Schwerkraft ins Spiel. Homer Simpsons hat es mal nett ausgedrücke: »Komm schon Schwerkraft, du warst mal cool!«. So ähnlich sehe ich das auch. Überhänge kommen bei einem Rumpf natürlich immer vor, denn der soll ja schliesslich oben auch eine Decke haben. Auch die Verbindungsstellen stellen eine Überhang dar, da sie einen kleineren Querschnitt haben, wie der Rumpf.

Gerade bei diesem Segment ist nun das Problem, dass ich nicht den einfachen Trick anwenden und alles einfach auf den Kopf stellen kann. Dafür gibt es gleich mehrere Gründe. Zum einen dient dieser Teil des Rumpfes quasi als zentrales Stück, wo die übrigen Teile mit verbunden werden. Das heisst, dieser Teil des Rumpfes benötigt auf beiden Seiten Verbindungsstücke. Egal auf welche Seite ich ihn stellen würde, um die Überhänge zu vermeiden, Der Druck würde mit einer Verbindung beginnen und diese müsste sich, sobald die eigentliche Aussenhaut beginnt, einen Überhang von 45° haben. Es ist davon auszugehen, dass dieser Überhang nicht ganz gerade wird und das Heck, oder der vordere Teil des Rumpfes nicht mehr bündig abschliesst. Würde wahrscheinlich funktionieren, wäre aber kacke, um es salopp auszudrücken.

Deshalb werde ich es zuerst so versuchen, das Segment liegend zu drucken, wodurch wieder andere Überhänge entstehen. Theoretisch habe ich dabei jedoch das gleiche Problem, denn in dem Fall bilden die Verbindungsstellen einen Überhang. Hier wird sich allerdings herausstellen müssen, in wie fern das von Bedeutung ist. Wenn es nicht gut aussieht, den Rumpf aber ohne Spalt zusammenhalten kann, ist es egal. An die Verbindung wird kein optischer Anspruch gestellt. Bliebe jedoch noch die Frage, wie verhält es sich an der Oberseite? Hier ist das Problem, dass oben ein Deckel hin soll, damit man an die Akkus und die Elektronik herankommt. Im Moment ist vorgesehen, dass der Deckel ausschliesslich mit diesem Segment verbunden ist. Hilft alles nichts, ich werde es probeweise ausdrucken müssen um zu sehen, wie gut der Drucker damit klar kommt.

Und so sieht der aktuelle Entwurf des Mittelstücks aus.

Die Propeller sind da!

Eben kam der Briefträger und hat die Propeller für die dU-22 gebracht! Es sind 10×4,5 (1045R) Propeller, je zwei für rechts und zwei für links. Damit fehlen jetzt nur noch die Regler und der Antrieb ist komplett. Zwar fehlt dann immer noch genug, so zum Beispiel die Arduino Mega, welche ja die Steuerung übernehmen sollen und die Funkmodule, aber es geht voran!

Derzeit wäre es mir am liebsten, wenn zuerst die Regler und die Wägezelle kommen würden, damit ich meinen Prüfstand bauen und den Antrieb testen kann. Es wird noch ein bisschen dauern, bis die dU-22 einsatzbereit ist und auf diese Weise könnte ich schon mit dem Experimentieren anfangen. Da ich vorhabe, auch eigens entworfene Propeller zu drucken und zu testen, wäre das eine nette Beschäftigung, während die Teile für die dU-22 gedruckt werden. Aber, was wann kommt weiss leider nur der arme Kerl im Ruderboot.

dU-22 mit Motoraufhängung

Nachdem ich die Motoren vermessen und im Computer nachgebildet habe, konnte ich entsprechende Motorhalterungen dafür konstruieren und in das Modell einfügen. Die Ausleger sind dabei am Ende etwas dünner und um die Motoren herum eckiger geworden. Letzteres war eigentlich so nicht geplant und entstand durch den Subdevision-Surface-Modifier, doch irgendwie gefällt es mir so und deshalb habe ich beschlossen dabei zu bleiben.

In dieser Ausführungen werden die Motoren direkt in das Modell geschraubt. Ob das letzten Endes die notwendige Stabilität bringen wird, muss sich im Versuch noch herausstellen. Die komplette Aufhängung hat eine Wandstärke von 1 Millimeter, was meiner Erfahrung nach ausreichend stabil sein sollte. Ich werde es erleben!

Ausserdem spiele ich mit dem Gedanken, die Spitzen der Ausleger, also der Teil in welchem sich die Aufhängung befindet, abnehmbar zu gestalten. Wie genau muss ich allerdings noch ausarbeiten. In dem Fall wäre es allerdings auf länger Sicht kein Problem, auch andere Motoren einzusetzen, welche einen anderen Durchmesser haben, wie die aktuellen. Ich werde abwarten müssen, wie sich das Zerschneiden und Drucken am besten durchführen lässt, dann kann ich entscheiden. Derzeit sieht es jedoch so aus, dass ich die Spitzen der Ausleger mit einer Fülldichte von 20-50% drucken werde. Eine Ober und eine Unterseite. Auf diese Weise, so nehme ich an, werden sich viele Probleme wegen den Rundungen und Überhängen vermeiden lassen. Beide Seiten kommen zwei kleine Löcher, in welche Stifte zur Arretierung eingefügt werden. Ob dadurch ein Verkleben notwendig wird, muss sich ebenfalls noch herausstellen.

Die Motoren sind da!

Heute kam die erste Lieferung der Hardware hier an. Netterweise die Motoren, so dass ich nun das Modell fertig modellieren kann!

Bei den Motoren handelt es sich um A2212/6T 2200KV. Ich bin sehr gespannt, wie die sich schlagen werden. Verschiedene Videos auf YouTube haben mich bisher bereits positiv gestimmt. Ich hoffe das beste!