In diesem Post beschreibe ich meinen Ansatz, den Blade mCPX möglichst billig auf Brushless umzurüsten.
Entgegen vieler Klagen in Foren finde ich persönlich, dass, wenn richtig eingestellt und „gefühlvoll“ geflogen, der Blade mCPX auch mit Originalmotor für so ein kleines Teil erstaunlich viel kann. Aber nichtsdestotrotz, irgendwann kommt unweigerlich der Wunsch nach mehr, und ein Umbau auf einen Brushlessmotor muss her :). Allerdings, wenn man sich die Kosten ansieht, dann fallen mir da einfach die Kinnladen herunter – da hat sich IMHO jeder Massstab verschoben; aber solange es genügend gibt die das kaufen… ;). Jedenfalls, für einen Ersteinstieg war mir das alles viel zu teuer, und so habe ich nach einem billigen Weg gesucht.
Logisch, wie meistens gilt, je teurer desto einfacher bzw. umgekehrt je billiger desto mehr Bastelaufwand. Dementsprechend ist der untenstehende Umbau nichts für Bastelunwillige. Aber mir ist’s das wert und es macht mir auch Spass.
Das größte Problem war tatsächlich die Verfügbarkeit bzw. Versandkosten (auch das sind Kosten ;)). Mittlerweile sind z.B. Ritzel deutlich besser erhältlich, aber vor ein paar Monaten war das noch anders. Und was nutzt es wenn es ein Ritzel aus den USA für $2.50 gibt, aber man von genau diesem Versender nichts weiter für das Projekt braucht. Es ging also auch ein bischen darum bei möglichst wenigen Versendern einkaufen zu müssen.
Motor und Ritzel
Und damit sind wir bei Hobbyking, denn das ist eigentlich die einzige Quelle die ich kenne bei dennen es einen für den mCPX tauglichen Motor zu vernünftigem Preis gibt, den C05M. Leider hat der eine 1.5mm Welle, womit wir wieder bei den Ritzeln sind. Glücklicherweise hatte helifreak-User stevebaker hier festgestellt, dass in den Plastikgetrieben der HXT900 Servos (und Ähnlichen) ein passendes 8T Ritzel drinnen ist. Und vom 450er hatte ich wahrlich noch genug alte HXT900 und TowerPro90; und das Ersatzgetriebe ist mit $0.89 nun auch nicht gerade teuer.
BESC und FETs
Bzgl. den BESC hatte ich mich früh darauf festgelegt, den XP-3A zu nehmen und dessen FETs gegen bessere zu tauschen… ich wollte es nicht nur billig sondern wenn möglich auch leicht… niedriges Gewicht ist auch ein Weg die Leistung zu erhöhen. Damit sind wir bei den FETs, denn das sonst üblicherweise vorgeschlagene Pärchen DMN2041/DMP2035 (siehe z.B. hier) ist in Deutschland für Hobbyisten nicht leicht zu bekommen, vorallem der DMN2041 nicht. Allerdings gibt es noch andere FETs, als Erstz für den DMP2035 wird oft der Si2333CDS vorgeschlagen, welcher aber deutlich „schlechter“ ist. Einen verfügbaren Ersatz für den DMN2041 zu finden war schwieriger; irgendwo/wie bin ich auf den IRLML6244TRPbF gestossen, der sogar noch besser als der DMN2041 ist. Alle vier FET-Typen sind bei RS verfügbar, aber Privatpersonen können dort nicht kaufen (:(). Farnell hat drei der Typen, aber auch dort muss man Geschäftskunde sein. Allerdings gibt es von Farnell den Privatkundenableger HBE, der jedoch nicht das gesammte Program hat.
N-FETs für XP-3A und ähnliche 1S BESCs
IRLML6244TRPbF: RS 737-7228, Farnell 1864517RL, 1864517, HBE 1864517
DMN2041: RS 751-4149
P-FETs für XP-3A und ähnliche 1S BESCs
DMP2035: RS 751-4225, Farnell 2061419RL, 2061419
Si2333CDS: RS 710-3260, Farnell 1779259RL, 1779259, HBE 1779259
Glücklicherweise kann ich über Umwege Sachen von Farnell bekommen, und so sind’s das ideale Pärchen IRLML6244TRPbF/DMP2035 geworden (ideal da jeweils die besten FETs). Wo welche FETs hin müssen ist auf dem nachstehenden Bild gezeigt.
Konverter und Abgriffpunkt für das Motor-PWM-Signal
Da die BESC PPM-Signale am Eingang erwartet, fehlt jetzt nur noch ein Konverter, der das PWM-Signal vom mCPX 3in1 Board in ein PPM-Signal umwandelt (mittlerweile gibt es ja „überall“ BESC zu kaufen die schon direkt PWM-Signale verarbeiten können, aber die Kosten!). Aber es gibt ja die Firmware von Quax (B. Konze) für den Attiny13 (hier), welche ich zunächst benutzte. Quax’s Prinzip für die PWM-PPM Konvertierung ist zwar genial einfach, führt aber zu einem ganz schönen Jitter. Funktioniert trotzdem problemlos, vorallem da man mit dem C05M eh dauernd mit 100% fliegt, d.h. den Jitter würde man wenn dann nur beim Hochfahren merken.
Ich habe den Konverter mit SMD-Teilen im „dead-bug“ Verfahren gebaut, was gegenüber Durchsteckbauteilen 1.0 g an Gewicht gebracht hat. Der Konverter wiegt nun, inkl. aller Kabel, gerade einmal 0.34 g. Die SMD Attiny13 gibt es gar nicht mehr so einfach, aber die konnte ich gleich bei Farnell für ca. 2.50Eur mitbestellen. Hinzu kommt noch ein 100uF Abblockkondensator und ein 10k Widerstand für den Resetpin (beides in SMD). Zu beachten ist, dass Quax’s Firmware mit invertierten PWM-Signalen arbeitet. Aber das war mir gerade recht. Ich habe dem Konverter einfach noch einen 100 Ohm Widerstand gegönnt, und so konnte ich das invertierte PWM-Signal am Motorstecker abgreifen, und brauchte nicht auf der Rückseite mit dem Löten rumfummeln. Viel einfacher so.
Insgesamt funktioniert das so völlig einwandfrei. Nichtsdestotrotz hatte ich mir irgendwann später eine eigene Konverter-Firmware für ATtiny44/84 geschrieben. Die ist technisch „perfekt“, zeigt also keinen Jitter und so. Aber in der Praxis bringt das keine merkbaren Verbesserungen. Hat aber Spass gemacht.
Gesamtkonfiguration und Einkaufsliste
Der gesamte Umbau besteht also aus dem C05M Motor mit 1.5mm Welle, einem 8T Plastikritzel aus einem Servogetriebe, einem XP-3A welcher mit den stärkeren/besseren FETs IRLML6244TRPbF/DMP2035 ausgerüstet wurde, sowie einem Konverter auf ATiny13 oder ATiny44/84 Basis.
Hinzu kommt noch eine Verlängerung des Hecks, um die Heckperformance zu steigern. Das bringt doch einiges. Bei mir ist die Länge 13.5 cm vom Heckmotor bis Ende des Hauptrahmens (16 cm Hauptwelle Mitte zu Heckrotor Mitte). Ich habe der besseren Robustheit wegen gleich ein 2 mm Vollcarbonrohr genommen, das hält super und ist mir noch nicht kaput gegangen. Die Kabel zum Heckmotor müssen dementsprechend aussen geführt werden. Ich habe bei der Gelegenheit gleich auch noch dickere Kupferlackdrähte (400 um) benutzt und diese direkt an das 3in1 Board angelötet. Das bringt spürbar etwas.
Die Konfiguration sieht so aus:
– C05M Micro brushless outrunner 11000kv von HK, $14.76 (hier)
– XP-3A 1S 0.7g Brushless Speed Controller von HK, $8.86 (hier)
– Plastikritzel 8T von nem TowerPro90/HXT900 etc, z.B. HXT900 Replacement Gear Set von HK, $0.89 (hier)
– HK Versand $2.99 (Zoll/EUST fällt nicht an wenn Warenwert kleiner als 22Eur)
– FETs 3x IRLML6244TRPbF von Farnell = 0.39Eur (hier)(am Besten mehr bestellen ;))
– FETs 3x DMP2035 von Farnell = 0.81Eur (hier)(am Besten mehr bestellen ;))
– ATtiny13 ATTINY13V-10SSU von Farnell = 2.71Eur (hier)
– 1x 100uF, 1x10k, 1×100 Ohm = max 1Eur
– Farnell Versand (ist bei mir weggefallen da Mitbestellung)
– verlängertes Heck, aus 1,0×2,0 mm Carbonrohr, z.B. Conrad für 500mm 3.95Eur (+Versand, am BEsten bei Gelegenheit mitbestellen)
Hier einige Impressionen:
Und hier der Heli in seiner ganzen Pracht:
Erfahrungen und weitere Bemerkungen
Und wie gut taugt das nun? Ich muss sagen, hervorragend! Ich habe aufgehört zu zählen, aber ich habe mit dem Heli in dieser Konfiguration bestimmt 200 Flüge oder mehr absolviert – ohne irgendein Problem mit dem BL-Setup (es gab natürlich Probleme – aber alle aufgrund von Abstürzen :D).
Das Plastikritzel muss gut festgeklebt werden, aber das geht mit CA-Kleber einwandfrei. Ich war anfänglich zunächst SEHR skeptisch ob das mit dem Plastikritzel taugt, aber nun bin ich begeistert. Mir ist bisher nur einmal ein Ritzel kaputgegangen, aber aufgrund eigener Dummheit. Ist also wirklich überraschend robust. Ich habe auch das Gefühl, dass das „weiche“ Plastikritzel hilft Zahnfrass am Hauptritzel zu vermeiden. Obwohl ich nicht weniger Abstürze als zuvor habe brauchte ich jedenfalls seit dem BL-Umbau kein neues Hauptzahnrad mehr. Ausserdem scheint mir das Fluggeräusch „leiser“, zumindest angenehmer da nicht so schrill.
Ich hatte zunächst die FETs am XP-3A nicht getauscht. Ich hatte mir gedacht, einfach mal ausprobieren. Aber der XP-3A so wie er kommt ist tatsächlich zu schwach; hat einige Flüge gehalten aber nicht länger. Obwohl die XP-3A an mancher Stelle als ausreichend beschrieben werden, sind sie’s nicht. Die FETs müssen definitiv getauscht werden. Mit der oben beschriebenen Bestückung gibt es aber absolut keine Probleme (bisher jedenfalls nicht, toitoitoi).
Kurz gesagt, der Heli fliegt und fliegt und fliegt. Ich bin sehr zufrieden. 🙂
Der Heli wiegt wie oben abgebildet ohne Akku 38.8 g. Das Vorher-Nachher Gewicht konnte ich nicht sinnvoll bestimmen, aber wenn ich die Komponenten einzeln wiege, müssten der Heli so wie er ist, mit den schön dicken Batteriekabeln und allem drum und dran, mindestens 4.5 g leichter sein als in quasi identischer Ausstattung aber halt mit brushed Motor.
Noch eine Bemerkung zu Ritzeln: Wer meint, wenn das TowerPro passende Plastikritzel im Getriebe hat, dann doch wohl auch das Metallgetriebe vom z.B. MG90. Das entsprechend Ritzel ist tatsächlich sehr leicht herauszulösen, aber der Innendurchmesser ist eher 1.4 mm und passt also nicht. Wenn man die Umgekehrt-Bohren-Regel (also Bohrer fest und Werkstück drehen) beachtet lässt sich das Ritzel problemlos aufbohren, und es funktioniert dann auch gut. Ich konnte das Fluggeräusch allerdings nicht leiden, und bin schnell wieder auf Plastik gewechselt. Mittlerweile gibt es ja auch geeignete Messingritzel zu vernünftigen Preis (inkl Versand!), aber ich würde das mit dem Plastikritzel jederzeit wieder so machen.
Und noch eine allerletzte Bemerkung, zum Konverter: Es gibt ja mittlerweile die alternative Firmware BLHeli für Silabs-BESC wie z.B. dem XP-3A (hier), womit der Konverter überflüssig wird. Das Flashen ist zwar einfach, ist aber weil man einen teuren „Toolstick“ braucht nicht gerade billig… bzw., war bisher nicht gerade billig… mit dem owSilProg Projekt habe ich mir eine billige (und weil ich alles hatte für mich kostenlose) Alternative geschaffen… aber darüber wo anders mehr :).
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