Desenvolvendo uma Gimbal usando motor brushless(direct drive DT-750 e ESC 40A)

Olá a todos helimodelistas e multirotor(istas) que querem/estão atuar no FPV ou mesmo vídeo profissional..

A algum tempo venho pesquisando a respeito das gimbals que usam motores brushless como drivers para gimbal, como por exemplo a famosa Zenmuse Z15, porém mais em conta, afinal essa gimbal está na faixa de 3.500 DOLARES!
Sim, assustador, mas perfeita em termos de estabilização!
Aqui está um vídeo demonstrativo da Zenmuse:

Estive pesquisando bastante e conversando com diversas pessoas atravez de forums, email, etc.

Minha idéia de partida foi usar um ESC comum para motores brushless com um código re-escrito.
Um motor convencional também do aeromodelismo, porém rebobinado.

meus testes iniciais foram com um motor DT750, bastante usado nos multirotores, e um ESC TowerPro 40A.
Gravei um video rápido, só para registrar meu progresso, pois penso estar perto do resultado final.
Tanto a gimbal como o video estão improvisados, desculpe a qualidade dos mesmos, mas a intensão é o registro do resultado. :)

Estes resultados foram obtidos usando os sensores(GYRO+ACC) na montante da gimbal, que é o errado, pois não recebo feedback da posição da câmera.
Esta é a parte que estou lutando para entender como modificar a programação do ESC, para "simular" o funcionamento de um servo.

Para os sensores, estou usando o próprio multiwii(uma placa com um ACC+gyro integrado e um Arduino nano v3), asim consigo mudar valores para o PID, mas preciso achar algo a respeito do mesmo controle no motor.
Não entendo quase nada de programação (aprendi um pouco que na marra!..rs), mas está fluindo, isso que me animou a continuar.

Construindo um tricopter (tricóptero) com placa de quadcopter (quadcoptero)

Nada como construir nosso próprio brinquedo, não é? Antes era papagaio, pipa...
Hoje em dia...


Aidéia inicial foi usar peças normais encontradas facilmente para construir o frame (quadro, chassi).

Materiais utilizados no frame:

• 40cm barra de alumínio 1/4 x 3/4
  

Usada para fazer os adaptadores

• 3 tubos de cauda de helimodelo classe 450 em Fibra de carbono

Usado para fazer os "braços" do tricopter

• 2 discos de HD

Usado para fazer o suporte/base para os tubos e eletrônica


Peças compradas(Eletrônica)

• 3 motores DT750
• 3 ESC's 18A
• 3 hélices 10x4.7
• 1 placa de controle para quadcopter com firmware de tricopter
• conectores
• 1 servo 9g
  
• fios

Bom, basicamente é isso ai.

Tentei encontrar perfil em alumínio quadrado para poupar tempo e trabalho, mas os que consegui, eram bem mais pesados, então o jeito foi utilizar os tubos de cauda mesmo.
De início, e o mais trabalhoso foi construir os adaptadores a partir da barra de alumínio.
A utilidade dos adaptadores é conseguir usar um tubo redondo para fixar em uma base reta.

Barra de alumínio usada para contruir os adaptadores

Fazendo o furo de 12mm para encaixar o tubo
Depois de pronto, com 22mm x 3/4" x 1/4"

Foi necessário construir 12 adaptadores, o que me consumiu 2 dias medindo cortando, furando...

O segundo passo foi usar os discos de HD como base, pois foi o único material que vi disponível no momento, mas pretendo comprar 2 placas de circuito impresso em fibra de vidro para fazer esta base maior.

Disco de HD furado em 120graus para fixar os tubos

Visão de como os adaptadores serão utilizador

Os três tubos fixados nos discos

Foi usado um pedaço de acrílico para construir a montante dos motores

Base do motor fixada

Bom, para que o tricopter possa virar, um dos motores inclina para este propósito. Para construir esta base foi usado um eixo transversal também do helimodelo classe 450 (feathering shaft 41mm x 4mm) e seus rolamentos.

Eixo já travado dentro do tubo de cauda, com os 2 rolamentos para teste

Um dos rolamentos já instalados dentro da peça de alumínio.

Rolamentos já instalados no montante

Adaptador com uma pequena aba para fixar o servo que comanda a inclinação do motor

Controle de cauda depois de pronto

Exemplo de funcionamento para virar para esquerda

Exemplo de funcionamento para virar para direita

ESC's instalados com os fios passando dentro dos tubos

Tudo montado para fazer os testes

Espumas colocadas para fazer testes e não danificar a o projeto.

Futaba S9257 + Align 3G Flybarless + Rotor mod. = Sem comentários

Sempre usei gyros comuns baratos com servos de cauda também baratos. Para voos normais e algumas manobrinhas básicas, atendia perfeitamente. Mas sempre quiz melhorar, porém os preços não ajudavam.

Sempre senti falta de uma cauda que realmente fosse fiel, pois na hora dos apertos onde eram necessário comandos bruscos, trocas rápidas de passo, o conjunto deixava a desejar. Já quase "lenhei" meu heli por esse motivo.

MASSSS.....

Agora isso é passado! :D

Tive a oportunidade de adquirir 3 Aligns 3G...vendi 2 e fiquei com 1 para colocar em meu Copter-X 450.

Animei a comprar um servo descente para o conjunto, o Futaba S9257, considerado pela grande maioria um dos melhores servos para cauda(não posso falar nada pois é o único servo descente que tenho, mas é infinitamente superior aos xing-ling).

Não animei a comprar um rotor Flybarless, então, modifiquei o meu!


Após muitos testes, vim aqui dar minha opnião:

• Vantagens

Facilidade de manutenção: Como se pode ver, o rotor fica com bem menos regulagens. A única regulagem que tem é a do blade tracking
Redução de peças: É retirado o flybar e seus componentes, o que é a dor de cabeça para consertar e regular.
Estética: O heli fica bem mais atraente, simples e bonito.
Agilidade: Minha nossa, para fazer um roll, se não ficar atento ele vira até 2. kkkk
Estabilidade: Não se nota diferença em relação ao gyro mecânico(flybar)
Sem drift: Vixi, meus outros gyros era só colocar o heli de dorso que começavam os drifts. Com esse conjunto, do jeito que você dexa, é o jeito que fica!

• Desvantagem

Custo! A única desvantagem que vi foi o preço. Ainda é um investimento caro, mas que eu não me arrependo de ter feito.

• Concluindo...

Agora não dá mais para culpar o heli numa queda com aquelas histórias "não foi eu que fiz isso"..."a cauda não respondeu"'..."a cauda saiu"..."ele virou sozinho"...kkkkk