progettazione 3D drone fpv

[alex-military]

salve a tutti ragazzi
PREMESSA
come mi e stato consigliato di fare sulla discussione riguardante il racer 250 eachine posto qui le mie idee e le immagini delle prime bozze del mio progetto di drone, molti possono criticare e dirmi di lasciar perdere ma volevo precisare che sono diplomato come tecnico delle costruzioni aeronautiche e sono un modellatore 3D quindi spero possiate darmi dei consigli e delle migliorie da apportare o magari anche eventuali aggiunte possibili da implementare nel modello che sto progettando mediante solidworks.

l'idea di base era quella di prendere il modello del racer 250 (solo per motivi estetici e dimensionali) e adattarne il PDB per aggiungere un buzer attivabile da remoto e altre caratteristiche come nella PBD matek 5 in 1. per chi si chiedesse perché modificare tale PDB il motivo e semplice perché essendo integrata nel frame inferiore del modello non si ha la necessità di aggiungerla, questo consente di risparmiare peso e spazio sul modello ma anche di eliminare un sacco di cavi che passano nel modello poiché tutte le connessioni degli esc, led e quant'altro sono portate molto vicine alla loro posizione mediante piste sulla PDB.
un altra idea era quella di riprogettare i bracci del racer in modo da poterli stampare in 3D con l'eventuale aggiunta se necessario di rinforzi in carbonio.

da tutto ciò e nata la folle idea di progettare da 0 un drone per fpv e qui mi serve il vostro aiuto, non possedendone uno non so quali possono essere eventuali caratteristiche da aggiungere ai vari componenti e in oltre mi occorrono le misure di alcuni componenti e dei consigli su altri (ad esempio frame ecc)

al momento stavo modellando i vari componenti utili a rendermi conto degli ingombri di come potete vedere in allegato le immagni del CC3D stilizzato, un braccetto e una ricevente frsky x8r

adesso volevo chiedervi dei consigli sul frame ed eventualmente delle idee

spero il mio lavoro interessi a qualcuno e ringrazio tutti coloro che vorranno aiutarmi e consigliarmi

saluti
alessandro

P.S. al momento ho anche un altro problema non ho idea di come si stampino i circuiti stampati sulla fibra di carbonio

[drop2]

salve a tutti ragazzi
PREMESSA
come mi e stato consigliato di fare sulla discussione riguardante il racer 250 eachine posto qui le mie idee e le immagini delle prime bozze del mio progetto di drone, molti possono criticare e dirmi di lasciar perdere ma volevo precisare che sono diplomato come tecnico delle costruzioni aeronautiche e sono un modellatore 3D quindi spero possiate darmi dei consigli e delle migliorie da apportare o magari anche eventuali aggiunte possibili da implementare nel modello che sto progettando mediante solidworks.

l'idea di base era quella di prendere il modello del racer 250 (solo per motivi estetici e dimensionali) e adattarne il PDB per aggiungere un buzer attivabile da remoto e altre caratteristiche come nella PBD matek 5 in 1. per chi si chiedesse perché modificare tale PDB il motivo e semplice perché essendo integrata nel frame inferiore del modello non si ha la necessità di aggiungerla, questo consente di risparmiare peso e spazio sul modello ma anche di eliminare un sacco di cavi che passano nel modello poiché tutte le connessioni degli esc, led e quant'altro sono portate molto vicine alla loro posizione mediante piste sulla PDB.
un altra idea era quella di riprogettare i bracci del racer in modo da poterli stampare in 3D con l'eventuale aggiunta se necessario di rinforzi in carbonio.

da tutto ciò e nata la folle idea di progettare da 0 un drone per fpv e qui mi serve il vostro aiuto, non possedendone uno non so quali possono essere eventuali caratteristiche da aggiungere ai vari componenti e in oltre mi occorrono le misure di alcuni componenti e dei consigli su altri (ad esempio frame ecc)

al momento stavo modellando i vari componenti utili a rendermi conto degli ingombri di come potete vedere in allegato le immagni del CC3D stilizzato, un braccetto e una ricevente frsky x8r

adesso volevo chiedervi dei consigli sul frame ed eventualmente delle idee

spero il mio lavoro interessi a qualcuno e ringrazio tutti coloro che vorranno aiutarmi e consigliarmi

saluti
alessandro

P.S. al momento ho anche un altro problema non ho idea di come si stampino i circuiti stampati sulla fibra di carbonio

Non ho capito perché hai disegnato la ricevente e la cc3d? E che ha di diverso quel braccio da quello standard del racer?
Per "stampare i circuiti stampati" intendi creare una pdb? Non penso che sia possibile sul carbonio... c'è però la vetronite ramata a doppia faccia, basta disegnare le piste, schermarle e immergerla in acido

[alex-military]

Non ho capito perché hai disegnato la ricevente e la cc3d? E che ha di diverso quel braccio da quello standard del racer?
Per "stampare i circuiti stampati" intendi creare una pdb? Non penso che sia possibile sul carbonio... c'è però la vetronite ramata a doppia faccia, basta disegnare le piste, schermarle e immergerla in acido

ciao ti ringrazio per l'interessamento non stavo postando perché il progetto procede lentamente a causa della scarsità di tempo per lavoro comunque rispondo subito alle tue domande.
i modelli della ricevente e della cc3d come ho scritto nel post servono a rendersi condo dello spazio che utilizzano in modo da evitare di ritrovarsi con poco spazio alla fine del progetto e soprattutto per studiare una posizione quanto più comoda possibile per i vari componenti.
per stampare circuiti stampati si intendo creare una PDB ma non una classica PDB una che debba includere doppio BEC 12v/5v filtro LC micro minimosd sto lavornando sullo schematico ma mi servirebbe un parere se creare il PDB tipo quello dello ZMR 250 ossia modulare con possibilità di scergliere se usare o meno un bec osb ecc ecc o installare direttamente i componenti sulla PDB (questo sarebbe comunque impossibile per l'OSD e renderebbe le cose un pò più complesse perché dovrei riprogettare anche tutti i moduli come bec filtro e quantaltro), poi sto valutando anche la possibilità di inserirci un controller (arduino based) per gestire vari led tipo WS2812B che sono led digitali con un data in e data out e si possono creare vari effetti luminosi o per fare qualunque altro tipo di cosa.

in fine per quanto riguarda il braccetto hai pienamente ragione l'immagine postata non ha nulla di diverso da quello originale del racer ma come forse ho dimenticato di accennare quello è un bozzetto utile a fare delle simulazioni di carico sul software e vedere come e dove vanno inseriti dei rinforzi.
come puoi notare dall'immagine in allegato una simulazione di carico porta alla torsione del pezzo (materiale abs generico) inserendo un rinforzo questo problema si risolve quasi del tutto. (devo ancora trovare la soluzione migliore)
al momento però le simulazioni non sono realistiche al 100% perché ho problemi a calcolare il valore di forza da applicare al carico poiché non avendo un motore e un elica da collegare a un dinamometro per fare una prova in trazione diretta e vedere quanta forza riesce a sviluppare devo calcolare più o meno analiticamente e in teoria si dovrebbe calcolare considerando la massa del modello (supponendo circa 500 grammi) e moltiplicarla per g (9.81 N/Kg) e otteniamo la massa del pezzo che equivale alla forza necessaria a mantenere il modello "stabile" supponendo di incrementare di un 10/15 % (anche 20 penso vada bene) questo valore per avere la forza necessaria a far salire il modello e quindi vincere la forza di gravita otteniamo un dato valore che si attesta sui circa 5/6 Newton supponendo poi che questo peso deve essere sopportato da tutti e 4 i bracci in simultaneo possiamo dividere per 4 questo valore o si dovrebbe ottenere circa 1,5 newton per braccio, questo valore dovrebbe essere il valore di carico di picco applicato al braccetto come carico di punta verso l'alto, solitamente si dovrebbe anche considerare un coefficiente di sicurezza ma per semplicità di cose ho inserito direttamente un valore fittizio di 2 Newton questo dovrebbe tener conto di tutti i possibili errori e casi che si possono andare a verificare (voli rovesci, vibrazioni durante flip, e forze esterne che possono agire sul pezzo).

come puoi ben vedere lavoro dietro c'è ne tantissimo da fare e ho poco tempo a disposizione ma lentamente sta procedendo e procede anche lo sviluppo della PDB che come ho già accennato voglio che faccia parte del frame in modo da avere meno schede che occupano spazio (in proposito ho contattato una ditta che crea PCB e mi hanno confermato che nei casi come questo si stampa il circuito su FR4 e si incolla o si inserisce con dei supporti nel modello)

spero di aver dato una risposta esaudiente alle tue domande

e rinnovo l'invito se qualcuno ha consigli suggerimenti ho nota degli errori può benissimo farmeli presenti e se qualcuno volesse dare una mano in qualunque modo gli e ne sarei grato

saluti
alessandro

[il_Zott]

progettazione 3D drone fpv

Ciao
La naze e tutte le seguenti schede ( compresa la cc3d mi pare...) gestiscono già i led programmabili, in cleanflight poi hai il setup per programmarli come ti piace di più.
Magari così ti ho risolto in pezzeto di pcb ;)


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[alex-military]

Ciao
La naze e tutte le seguenti schede ( compresa la cc3d mi pare...) gestiscono già i led programmabili, in cleanflight poi hai il setup per programmarli come ti piace di più.
Magari così ti ho risolto in pezzeto di pcb ;)


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grazie dell'informazione non sapevo avessero questa funzionalità mi informo e provvedo a modificare lo schematico

saluti
alessandro

[satchurated]

Quel braccetto non va bene per fpv racer...ti conviene usare un tubo in fibra con la sede per il brushless. Hai diversi vantaggi

- elimini tutte le tensioni/deformazioni che si hanno col braccetto quadrato.
- facilità costruttiva
- in caso di crash tagli il tubo e via altro braccio altra corsa
- puoi orientare (tilt) i motori in avanti in modo da usare meno i pollici e guadagnare batteria (ho visto una base per brushless orientabile con un micro servo...)
-i fili li puoi far passare dentro
-aerodinamicamente il profilo circolare è meglio di quello quadrato


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[giacomo.bonatti]

Non ha senso fare simulazioni strutturali in quel modo.
Primo perché il problema principale non è quello delle deformazioni sotto carichi statici, lo stress strutturale che deve essere sopportato dai braccetti non è di certo solo quello dovuto al peso e alla "trazione" dei motori. Per fare un analisi verosimile dovresti cercare di capire quali sono le frequenze naturali della struttura completa (analisi modale) e cercare di modificare le cose di conseguenza.
Secondo perché L ABS stampato in 3D ha caratteristiche meccaniche completamente diverse dall ABS stampato ad iniezione ad esempio, tutto dipende da troppi fattori, la temperatura di stampa, quanto è stato veloce il raffreddamento, l infill, la marca di filamento utilizzato e persino il colore... Tutto ciò rende vano qualsiasi studio e simulazione con i vari software.

In ogni caso sappi che il problema principale per questi telai non è la resistenza a carichi dovuti dai motori o dal peso stesso del mezzo, più che altro preoccupati degli "atterraggi"
😅
Un cosiglio: stampa, prova e al limite cestina


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[alex-military]

Quel braccetto non va bene per fpv racer...ti conviene usare un tubo in fibra con la sede per il brushless. Hai diversi vantaggi

- elimini tutte le tensioni/deformazioni che si hanno col braccetto quadrato.
- facilità costruttiva
- in caso di crash tagli il tubo e via altro braccio altra corsa
- puoi orientare (tilt) i motori in avanti in modo da usare meno i pollici e guadagnare batteria (ho visto una base per brushless orientabile con un micro servo...)
-i fili li puoi far passare dentro
-aerodinamicamente il profilo circolare è meglio di quello quadrato


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posso solo dire che dal lato di progettazione non si eliminano tutte le tensione poiche le tensioni sono frutto di forze agenti sul braccio e questo che sia profilo quadrato o tondo non cambia possono variare le deformazioni
per facilità costruttiva devi tener conto che in tal caso bisogna progettare anche un supporto ben dimensionato che sorregga il tubo dal lato del frame e il supporto per il motore e bisogna considerare che in un braccio di questo tipo quanti più giunti ci metti tanto più sarà facile che le vibrazioni facciano mollare qualche vita, e semplice all'atto pratico perché basterebbe stampare 2 supporti e un tubo ma dal punto di vista strutturale devi considerare molti fattori
mentre dal punto di vista dell aerodinamicità posso assicurarti che nel ambito in cui viene utilizzato non cambia quasi nulla tra profilo tondo o quadrato si ha un pizzico di resistenza aerodinamica in più ma nulla di eclatante.
comunque di ringrazio per il consiglio e proverò ugualmente a progettare anche un graccio tubolare

Non ha senso fare simulazioni strutturali in quel modo.
Primo perché il problema principale non è quello delle deformazioni sotto carichi statici, lo stress strutturale che deve essere sopportato dai braccetti non è di certo solo quello dovuto al peso e alla "trazione" dei motori. Per fare un analisi verosimile dovresti cercare di capire quali sono le frequenze naturali della struttura completa (analisi modale) e cercare di modificare le cose di conseguenza.
Secondo perché L ABS stampato in 3D ha caratteristiche meccaniche completamente diverse dall ABS stampato ad iniezione ad esempio, tutto dipende da troppi fattori, la temperatura di stampa, quanto è stato veloce il raffreddamento, l infill, la marca di filamento utilizzato e persino il colore... Tutto ciò rende vano qualsiasi studio e simulazione con i vari software.

In ogni caso sappi che il problema principale per questi telai non è la resistenza a carichi dovuti dai motori o dal peso stesso del mezzo, più che altro preoccupati degli "atterraggi"
😅
Un cosiglio: stampa, prova e al limite cestina


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ciao ti ringrazio per i consigli e per la risposta ma non so che tipo di esperienza hai ma dalla mia esperienza passata a scuola quando si affrontava un problema di dimensionamento di un longherone alare si schematizzava il tutto sullo studio di una trave incastrata con i vari carichi, si calcolavano i diagrammi di sforzo normale, taglio e torsione e si procedeva con il calcolo mediante formule basate sul tipo di profilo
nel nostro caso essendo una forma particolare occorre procedere per tentativi.

comunque volevo dirti che hai pienamente ragione a dire che non sono solo quelli i carichi che agiscono sul braccio infatti per un analisi completa si dovrebbero considerare anche velocità del vento umidità calore altitudine pressione oppure la frequenza di oscillazione dovute alle vibrazioni del motore fenomeni di risonanza e quant'altro ma ricordo che questo progetto e nato come un progetto di progettazione amatoriale e con le simulazioni non punto a creare un pezzo perfetto al primo colpo ma a ridurre il numero di prototipi da realizzare.
ci tengo a precisare che non ho le competenze di un ingegnere aeronautico ne tanto meno di un ingegnere qualunque sono solo un appassionato che sta cercando di creare qualcosa che quanto meno si alzi dal suolo, non cerco di raggiungere obbiettivi impossibili

sapendo anche che l'abs o pla o qualunque altro materiale frutto di stampa di 3D ha proprietà diverse posso dire che l'idea e quello di stampare i bracci in 3D e il telaio di utilizzare il taglio plasma o laser per tagliare pannelli di fibra di carbonio da 3 mm.
e se proprio vedo che diventa impossibile progettare il braccio in maniera decente mi basta creare un braccio piatto da un foglio da 5 mm di carbonio (come quello dello ZMR) e si risolve tutto il problema, ma comunque preferisco avere una sede dove inserire gli ESC nel braccio in modo che siano ben protetti.


comunque prendo atto dei tuoi consigli e ti chiedo di spiegarmi cosa intendi concentrarmi sull' atterraggio

saluti
alessandro

[satchurated]

la fibra di carbonio si taglia col cnc, col laser no perche ti rimane sfilacciata.

per quanto riguarda la trave vincolata ad una estremità, configurazione "cantilever" vale se hai una lunghezza considerevole rispetto allo spessore, se invece è corta e tozza, i risultati servono a poco.

come dici, le simulazioni riducono i prototipi, ma se vuoi ridurre ancora di più, guarda i modelli che ci sono sul mercato e modificali in base ai tuoi criteri.

prova dalla configurazione più semplice e poi complicala

------------------------------
Messaggio inviato dal mio F35

https://www.3dhubs.com/milan/hubs/rclab

[romoloman]

la fibra di carbonio si taglia col cnc, col laser no perche ti rimane sfilacciata.

per quanto riguarda la trave vincolata ad una estremità, configurazione "cantilever" vale se hai una lunghezza considerevole rispetto allo spessore, se invece è corta e tozza, i risultati servono a poco.

come dici, le simulazioni riducono i prototipi, ma se vuoi ridurre ancora di più, guarda i modelli che ci sono sul mercato e modificali in base ai tuoi criteri.

prova dalla configurazione più semplice e poi complicala

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Il modo migliore di tagliare la fibra di carbonio a dire il vero è la waterjet.
Non sfilaccia, non fa polvere (con la CNC usate sempre mascherine industriali) e il taglio ha la precisione del laser.

[alex-military]

la fibra di carbonio si taglia col cnc, col laser no perche ti rimane sfilacciata.

per quanto riguarda la trave vincolata ad una estremità, configurazione "cantilever" vale se hai una lunghezza considerevole rispetto allo spessore, se invece è corta e tozza, i risultati servono a poco.

come dici, le simulazioni riducono i prototipi, ma se vuoi ridurre ancora di più, guarda i modelli che ci sono sul mercato e modificali in base ai tuoi criteri.

prova dalla configurazione più semplice e poi complicala

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https://www.3dhubs.com/milan/hubs/rclab

ciao in effetti il modello del braccetto e quello presente sul racer 250 e su altri modelli che montano tutti lo stesso braccetto identico per forma e dimensioni gli altri tipi maggiormente utilizzati sono quelli piatti in carbonio come lo ZMR 250.
dimensionalmente il modello che ho creato e quasi uguale a quello originale perché e stato estrapolato da un STL per stampante 3D purtroppo non riesco a trovare un file originale ma solo prodotti da utenti comunque i miei criteri di modifica del braccetto sono 2 rinforzarlo e crearci una sede che protegge gli esc da eventuali colpi crach e in modo da proteggere anche i cablaggi per non rischiare che si intreccino da qualche parte e si strappino

Il modo migliore di tagliare la fibra di carbonio a dire il vero è la waterjet.
Non sfilaccia, non fa polvere (con la CNC usate sempre mascherine industriali) e il taglio ha la precisione del laser.

ti ringrazio del consiglio non sapevo che con il waterjet si potesse tagliare la fibra di carbonio, purtroppo al momento ho solo un amico che ha un pantografo cnc e un plasma cnc ma waterjet non conosco nessuno vedrò cosa riesco a trovare.

volevo anche un consiglio per quanto riguarda la PDB da voi utenti esperti, sarebbe meglio incollarla alla parte inferiore del frame o renderla separabile? e secondo voi e meglio crearla modulare o con i componenti direttamente sulla scheda? datemi altri consigli su cosa aggiungerci

saluti
alessandro

[TheAlabek]

ciao in effetti il modello del braccetto e quello presente sul racer 250 e su altri modelli che montano tutti lo stesso braccetto identico per forma e dimensioni gli altri tipi maggiormente utilizzati sono quelli piatti in carbonio come lo ZMR 250.
dimensionalmente il modello che ho creato e quasi uguale a quello originale perché e stato estrapolato da un STL per stampante 3D purtroppo non riesco a trovare un file originale ma solo prodotti da utenti comunque i miei criteri di modifica del braccetto sono 2 rinforzarlo e crearci una sede che protegge gli esc da eventuali colpi crach e in modo da proteggere anche i cablaggi per non rischiare che si intreccino da qualche parte e si strappino



ti ringrazio del consiglio non sapevo che con il waterjet si potesse tagliare la fibra di carbonio, purtroppo al momento ho solo un amico che ha un pantografo cnc e un plasma cnc ma waterjet non conosco nessuno vedrò cosa riesco a trovare.

volevo anche un consiglio per quanto riguarda la PDB da voi utenti esperti, sarebbe meglio incollarla alla parte inferiore del frame o renderla separabile? e secondo voi e meglio crearla modulare o con i componenti direttamente sulla scheda? datemi altri consigli su cosa aggiungerci

saluti
alessandro

Secondo me, da neofita, la modularità deve essere delle braccia, facilmente sostituibili
Difficile si rovini qualcosa nella parte interna del drone se la struttura è ben fatta...magari ispirati a qualche racer già pronto per l'idea

[romoloman]

volevo anche un consiglio per quanto riguarda la PDB da voi utenti esperti, sarebbe meglio incollarla alla parte inferiore del frame o renderla separabile? e secondo voi e meglio crearla modulare o con i componenti direttamente sulla scheda? datemi altri consigli su cosa aggiungerci

saluti
alessandro

Sebbene la parte centrale del racer si danneggi difficilmente non incollerei la PDB alla stessa ma eventualmente la fisserei con viti in nylon diverse da quelle usate per fissare i bracci (che eventualmente saranno i primi a rompersi).
Se puoi usa viti in nylon ovunque, meglio che si strappi una vite che si spacchi un componente in carbonio.

[alex-military]

ciao ragazzi scusate il ritardo nel risposndere ma sto avendo problemi tra lavoro e vari impegni non risco a postare, vi ringrazio ancora e volevo dirvi che sto cercando di seguire i vostri consigli per il braccetto e infatti mi e venuta un altra idea che penso sia migliore e più semplice da fare della prima ossia creare un braccetto simil ZMR250 in carbonio piatto e creagli una specie di gabbia con forma simile al praccetto che stavo disegnando nella parte inferiore in modo da creare sia un "carrello" per l'atterraggio sia una protezione per l'ESC ovviamente da stampare in 3D e che funga da supportino anche per il braccetto in modo tale che nel caso di un violento crash si rompa il supporto in plastica e non il braccio in carbonio,pensavo anche di aggiungere o un frontale simile a quello del eachine racer 250 per mettere i led e la telecamenra oppure creare un supporto per una action cam da inserire direttamente come camera FPV da collegare al trasmettitore mediante adattatore,l'ideale sarebbe una gopro hero season dato che è perfettamente simmetrica quindi si può posizionare al centro perfetto, questo porterebbe a un risparmio di peso e un aumento della qualità video (non so però se e possibile collegare tali camere come uscita video standard).

per quanto riguarda il PDB, per modularità intendo se saldare i componenti del bec e di tutte le parti elettroniche direttamente sulla PDB oppure usare i componenti già pronti tipo questo http://www.007.systems/15-home_defau...08v-20v-3a.jpg, nel primo caso si risparmia un pò di peso anche se e possibile creare solo i bec e il filtro LC sulla board mentre l'osd andrebbe comunque saldato come componente, nel secondo caso si guadagna nel fatto che se un bec serve lo si usa se non serve lo si rimuove oppure se si brucia un componente lo si sostituisce in 10 minuti, non so fatemi sapere se ho reso bene il concetto altrimenti provo a fare un modello per farvi capire meglio.

stavo anche pensando di creare il TOP plate del frame con un foro rettangolare al centro per creare una sede per la batteria in modo da tenerla al sicuro in una sede questo farebbe guadagnare in termini di aerodinamica poichè la resistenza aerodinamica di quelle grosse pataccone delle batterie poste sopra il modello frenano un sacco soprattutto in ambito racing, poi si avrebbe un baricentro molto più centrale, però dovrei sapere le dimensioni delle batterie più usate.
comunque e solo un idea, si può pensare di inserirla dal lato, aspetto vostri consigli e suggerimenti

[alex-military]

ciao a tutti ragazzi sto dedicando un pò di tempo alla progettazione e volevo sapere a quanti gradi si mette solitamente la telecamera?