Adesso
avete gli strumenti per la programmazione della Flightcontrol, avete saldato
i componenti che arrivano sciolti, avete assemblato il telaio. Siete
pronti per effettuare il cablaggio, cioè il collegamento delle schede e
dei motori, e successivamente configurare il mikrokopter, con MKtool.
INIZIAMO IL
CABLAGGIO
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In cosa consiste il cablaggio?
Si
tratta di portare la tensione della batteria, alla flight control, ai
quattro regolatori (che poi comanderanno i motori), e alla radio
ricevente. Ci sono anche una serie di schede che aumentano le
prestazioni,
come il magnetometro, il modulo bluetooth, oppure schede aggiuntive di
terze parti come la
telemetria e l'OSD. Oppure la macchina fotografica e il trasmettitore
video. Tutte queste utenze/servizi, vanno alimentati come il resto.
Adesso ci occuperemo dei componenti principali, le varie
espansioni le vedremo in seguito.
(Cliccare sull'immagine per scaricare la versione PDF)
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L'alimentazione della flight control (vers.1.2), va
portata alle piazzole J1 (il positivo) e J2 (il negativo).
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Vanno anche alimentati i regolatori, e la tendenza
generale ormai consolidata,
è di NON far passare l'alimentazione dalla flight
control, ma di alimentarli direttamente dal connettore della batteria.
Nella
foto una batteria LiPo con il suo connettore femmina, il connettore di
bilanciamento, che si utilizza per la ricarica, e una coppia di
connettori da saldare ai cavi. Il connnettore maschio si collega ai
cavi del MK.
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In
questo modo, cioè alimentando i regolatori senza far passare i cavi
dalla flight control, quando connettete la batteria i regolatori sono
già
alimentati.
Questo non è un problema perchè non si avvieranno, finchè non
verrà accesa la scheda di
controllo che dovrà inviare i comandi relativi.
Subito dopo il collegamento dell'alimentazione, i motori, emetteranno
una di suoni ed effettueranno un mezzo giro a bassa
potenza, assolutamento non pericoloso. |
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La
flight control, invece va accesa dall' interruttore, che
abbiamo
saldato in precedenza, ed inizierà a suonare, emettendo dei "BIP"
caratteristici. Chi conosce l'alfabeto Morse, penserà a due punti e
due linee e ripetuti (il carattere del punto interrogativo?).
Quando
sarà connessa la radio ricevente, e il segnale decodificato
arriverà alla flight control, il suono cesserà, e il cicalino servirà
per segnalare che le batterie stanno per esaurirsi. |
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Alimentando direttamente i regolatori, si evita di far passare
dalla scheda e dall'interruttore
l'elevata corrente (25A e anche di più) che viene assorbita dai motori.
Quindi il connettore maschio, che poi
connetteremo al connettore femmina della batteria, dovrà alimentare la
flight control, e i quattro regolatori dei motori. Meglio prevedere
un'altra uscita per i servizi ausiliari: osd, macchina fotografica, led,
ecc.
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| Per
fare questa distribuzione dell'alimentazione i metodi sono molteplici.
Alcuni, ad esempio, usano due piastrine di rame, che
dopo le saldature
dei cavi, vengono isolate con il nastro adesivo. Io ho preferito
realizzare una
distribuzione "a stella" isolata in un piccolo tappo di plastica. (Mi
sono ispirato al lavoro di speedyweb: -->LINK
) . In questo modo il cablaggio viene molto compatto e pulito, ma per
contro richiede più tempo, attenzione, e forse un minimo di esperienza
in più. |
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Se desiderate approfondire la
costruzione di questo cablaggio, ecco il
--->LINK |
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Ed ecco l'alimentazione a stella inserita nel telaio,
per prova.
Si
vedono i due cavi di sezione più grossa (2,5mmq), dove andrà saldato il
connettroe maschio per collegarsi alla batteria. Le quattro
alimentazioni più piccole per i regolatori (1mmq), e i due conduttori
twistati per alimentare la flight control (0,50mmq).
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Vediamo
ora i regolatori dei motori. Ricevono i comandi dalla flightControl,
attraverso un bus a due fili, il protocollo di comunicazione è I2C, un
protocollo implementato dalla Philips. Il collegamento del bus, che è
polarizzato (cioè i fili non possono essere invertiti) sono la piazzola
C (J6) e D (J7) che vedete sulla destra, al lato del microprocessore.
Anche i regolatori, arrivano con un condensatore da saldare in
parallelo all''ngresso per l'alimentazione.
L'uscita
per i motori è sulle tre piazzole contrassegnate con A B
C . I tre fili del motore, vanno collegati qui.
In
fase di messa a punto si dovrà controllare il senso di rotazione del
motore, e nel caso che sia invertito, bisogna scambiare il collegamento
di due
fili. |
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Ecco l'altro lato della scheda. Si vedono il led verde
e quello rosso.
Il led verde indica la corretta alimentazione, quello rosso indica un
errore.
Quindi
quando tutto è OK, devono essere accesi i led verdi e spenti quelli
rossi. Si vedono anche le tre piazzole (1-2-3) necessarie per
indirizzare i regolatori. |
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| Vedete come va posizionato il condensatore. L'alimentazione va collegata alle piazzole contrassegnate dal + e dal - . |  |
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La flightControl, infatti, grazie al protocollo di
comunicazione I2C, riconosce i regolatori dal loro indirizzo, e invia
ad ogni regolatore il valore di velocità calcolato, in base ai
comandi impartiti attraverso gli stick della
radio e i dati dei sensori. Tutto questo, con il fine di
ottenere un volo stabile che
risponda correttamente ai comandi.
Nel dettaglio vedete ingrandite le piazzole per l'indirizzo. |
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Ecco
lo schema (visto dall'alto) del senso di rotazione dei motori, con il
nome in tedesco e italiano della direzione, e l'indirizzo da dare ai
relativi regolatori.
Ricordo che in fase di prova, se uno dei
motori ruota in senso contrario da come indicato nel disegno, è
necessario
invertire due dei tre fili di collegamento al
relativo regolatore.
Cliccare
sull'immagine per scaricare la versione .pdf
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Di
solito, i regolatori dei motori vengono installati lungo i braccetti
del
telaio, e i cavi di collegamento vengono fissati con nastro
adesivo, guaina termorestringente, o fascette di nailon.
Questo facilita il
cablaggio e lo smaltimento del calore prodotto dai regolatori dei
motori.
Facendo in questo modo, però, è difficile ottenere un cablaggio
pulito e senza troppi fili in giro. Inoltre il calore prodotto viene
ben smaltito (con i motori "di serie", e non altri più
potenti)
anche se i regolatori non sono investiti direttamente dal flusso di
aria delle eliche, e sono montati fra le due piastrine di carbonio che
reggono i bracci.
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| Difficile
ma non impossibile! Come dimostra questo mikrokopter realizzato
dall'amico Nesti. Si notano i fili e i regolatori lungo i bracci ma
l'effetto complessivo è buono e la realizzazione semplificata. C'e' da
fare ben attenzione all'isolamento dei regolatori che stanno a contatto
con il metallo, che potrebbe provocare un corto-circuito e danneggiare
qualche componente. |
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In ogni caso ho deciso di montare i regolatori fra le
due piastre in carbonio, e passare i tre cavetti di ogni motore all'interno dei
braccetti. Il lavoro è un po' più complicato ma personalmente
preferisco questa soluzione. Scegliete voi come preferite.
Ecco la foto del braccetto forato e con i tre fili del motore già
passati.
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| Ecco i quattro braccetti inseriti per una prova su una
delle due piastre che compongono il telaio. |
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Iniziamo
a fare sul serio!. Ecco un regolatore, collegato ai tre fili che
andranno collegati al motore. Da notare i due fili giallo e verde, che
servono per il collegamento del bus I2C, che viene utilizzato dalla
flightControl, per inviare i valori di velocità ai motori. Il
protocollo è bi-direzionale, e anche i regolatori, inviano alcuni dati
alla flightControl.
Questo
collegamento, può essere fatto sia a stella, (cioè per ogni
regolatore c'è una coppia di fili che arriva alla flightControl), che
in
cascata. In questo caso dalla flightControl parte una sola coppia di
conduttori che arriva ad un regolatore. Da lì un'altra coppia va al
secondo, poi al terzo, e così via.
Se i regolatori sono
fissati a metà dei bracci, è preferibile la soluzione a stella, se sono fra
le due piastrine, come ho fattto io, è preferibile il collegamento in
cascata. |
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Ed
ecco i quattro regolatori alimentati. Il condensatore saldato
sull'ingresso dell'alimentazione, i fili dei motori tutti saldati. A
sinistra della piastra, vedete i conduttori che andranno alla batteria
(quelli di diametro più grande) e i conduttori più piccoli che
alimenteranno la FlightControl. Ho inserito un toroide per ridurre i
disturbi che dai regolatori vanno alla scheda principale, ma alla fine
non è necessario farlo. E' solo una precauzione.
Adesso restano da collegare i conduttori del bus I2C. |
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| Il cablaggio completo dei conduttori del bus. In alto a sinistra, si
vedono i fili giallo e verde del bus, e quello rosso e nero per
l'alimentazione della FlightControl. Le piazzole su cui andranno
saldati, le abbiamo già viste. |
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| Ecco
un dettaglio del collegamento dei regolatori. Si vede come va collegato
il condensatore (attenzione alla polarità), come sono collegati il bus,
e il motore. |
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Ecco
il cablaggio chiuso fra le due piastre in carbonio. Il telaio del
quadricottero, inizia ad essere solido. E' incredibile la rigidità
dell'insieme. Molto buona per questi pesi ( fino a circa 1.200-1.300g
compreso il payload).
Si vedono i cavi rosso e nero per la
batteria. I cavi giallo e verde per il bus e quelli rosso e nero per
alimentare la FlightControl. |
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| Ho deciso di inserire uno schermo di stagnola fra i
regolatori e la
flightControl. Il peso aumenta di circa 20g. Alla fine non è
indispensabile, e infatti successivamente (dopo 5h di volo) ho fatto
una revisione totale e l'ho tolta sostituendo la piastra di carbonio. |
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Adesso
ci sono da effettuare i collegamenti sulla flightControl, installare la
radio con relativa entenna, montare il connettore per la batteria, e
installare i motori.
Non manca più molto alla fine. |
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| Ecco
un dettaglio della FlighControl (1.2) . Notate in basso a sinistra
la
freccia che indica l'avanti. Fate attenzione: il motore dell'avanti
dev'essere montato nella direzione indicata dalla freccia, altrimenti
il Mikrokopter non volerà. Il connettore a DX, è quello da usare per il
collegamento alla Sercon, o in alternativa all'interfaccia USB. |
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Ecco
la parte inferiore della FlightControl. Si vedono i tre giroscopi (uno
è montato in verticale a destra). In alto a sinistra (accanto
all'etichetta del buzzer) si vedono le due piazzole del collegamento
del BUS I2C per i regolatori. Sono abbastanza grandi perche sono
pensate per accogliere i 4+4 fili del collegamento a stella.
Le piazzole per il collegamento della radio, sono fra il buzzer ed il
quarzo. Sono identificate da tre sigle:
GN= negativo
+5 il positivo di alimentazione per la radio
PPM= Ingresso per il segnale PPM, che arriva dalla radio.
In pratica dovrete prendere una prolunga per servocomandi, tagliarla a
metà e collegare qui i tre fili.
Di solito i colori dei cavetti dei servomeccanismi sono questi:
Filo arancio=segnale (PPM)
Filo rosso= positivo (+5)
Filo marrone=Negativo (GN) |
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Ed ecco i collegamenti effettuati. A sinistra i cavetti rosso e
nero, che alimentano la FlightControl attraverso le piazzole J1 e J2.
A
destra i cavetti giallo e verde per il bus I2C. Sono solo due, invece
di 4+4, perchè ho scelto il cablaggio in cascata. Subito sotto il
quarzo, i tre conduttori che arrivano dalla radio. Il giallo per il
segnale PPM, il rosso per il +5V, e il marrone per il negativo (o massa
GND).
Non si vede l'interruttore perchè nel frattempo ho deciso di dissaldarlo dalla scheda e collegarlo per mezzo di tre conduttori.
Anche
il buzzer è stato allontanato e fissato alla protezione, perchè é
opinione comune che interferisca con il magnetometro,che ho intenzione
di installare, e che solitamente viene posizionato sopra la
FlightControl.
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Da quando ho iniziatoa costruire il Mikrokopter, ad oggi (ottobre 2008) sono trascorsi circa due mesi, e 10 ore di volo.
Ho
già smontato completamente due volte il MK per riparazioni o revisione.
Ho anche effettuato alcune modifiche. Molte delle foto sono degli
inizi del montaggio, alcune sono lo stato attuale.
Ecco
per esempio come ho posizionato adesso l'interruttore di accensione,
per poterlo comandare dall'esterno della protezione che ho montato. |  |
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Ecco un vista della FlightControl montata sulla piastra di carbonio, usando i
distanziatori di plastica, acquistati nello shop MK. I motori sono fissati con le loro due viti. Fare
attenzione che le viti non siano troppo lunghe e non tocchino negli
avvolgimenti interni del motore. Sono delicatissimi, e il motore potrebbe
danneggiarsi e non funzionare più.
Ho montato quattro
cavalletti di atterraggio in carbonio, ricavati da due carrelli di
atterraggio per elicotteri. Li ho tagliati a metà, e forati con lo
stesso interasse delle viti dei motori. |
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| Ecco un motore pronto per essere collegato ai fili che
arrivano dalla FlightControl. |
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| Per
effettuare il collegamento occorre stagnare tutti i tratti di fili da
cui è stato rimosso l'isolante, Inserire tre pezzetti di
termo-retraibile. Successivamente vanno effettuate le saldature.
Aspettate a scaldare il tubetto per farlo ritirare e bloccare. Conviene
prima provare il senso di rotazione del motore e nel caso si scambiano
due collegamenti da qui, invece che sulle piazzole del regolatore. |
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Bene. Non appena saldati tutti i conduttori di collegamento
ai motori, ed avendo già effettuati le altre connessioni, il lavoro è
pressoche completato.
Controllate ancora i cablaggi. Fate
attenzione perchè l'inversione della polarità di alimentazione, oppure
un corto circuito sui cavi della batteria, possono provocare seri danni
alle schede, e anche l'esplosione dei condensatori elettrolitici, o
della batteria LIPO.
Quindi pima di dare tensione CONTROLLATE BENE I CABLAGGI.
Ad
esempio controllate che qualche piccolo conduttore che compone i
cavetti non sia fuori dalla saldatura e possa toccare qualche
componente. Una situazione di questo tipo può provocare problemi
casuali durante il volo. Se non siete espertissimi, sull'ultimo
tratto di
cavo che si connette
alle schede, posizionate un pezzetto di tubetto termrestringente.
Quasi tutti i problemi di mal funzionamento di cui parlano gli amici costruttori del
forum, , derivano da errori
nell'assemblaggio.
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Subito dopo, la cosa
migliore da fare è controllare l'indirizzo dei regolatori e il corretto
senso di rotazione dei motori. Infatti
se tutto non è a posto il Mikrokopter non volerà , e anzi si comporterà
in modo molto anomalo ribaltandosi o scappando di lato.
In questi casi i danni sono certi, e può esserci pericolo per le persone (ricordate che MK non è un giocattolo).
Quindi prima di montare le eliche è NECESSARIO eseguire questa serie di controlli.
Per far questo, connettete la flight control al PC, con uno dei metodi analizzati in precedenza.
Quindi
alimentate con la batteria. Se i motori fanno tutti un mezzo giro e
producono una serie di suoni è tutto ok. Controllate che sui regolatori
siano accesi i led rossi e i led verdi. |  |
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Controllate
che la freccia disegnata sull'angolo della flight contro sia visibile
(quindi sulla faccia del circuito stampato posizionata verso l'alto) e
indichi il motore AVANTI (cioè corrispondente al regolatore indirizzato per il motore avanti).
A questo punto, accendete la
flightcontrol, che emetterà una serie di BIP. Contemporaneamente
si accenderanno i led rosso e verde.
I bip saranno continui
fino all'accensione della radio. Se diventano fastidiosi, potete
chiudere il foro del cicalino con un pezzetto di nastro adesivo, oppure
accendere la radio (avete controllato i quarzi?).
La radio non interferirà con le operazioni che eseguiremo.
I
led rossi sui regolatori devono spegnersi, e devono rimanere accesi solo i led
verdi. Se questo succede vuol dire che la flightcontrol e regolatori, dialogano correttamente.
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A questo punto lanciate MKTOOLS. I bip della flight control a tratti cesseranno anche se la radio è spenta.
Andate nella sezione motortest, e provate i motori uno alla volta (le eliche non devono essere ancora installate).
Verificate
che il comando del motore avanti provochi effettivamente la partenza
del motore "avanti" e non di un'altro oppure di due motori contemporaneamente. Se si
verifica questo vuol dire che i regolatori, non sono correttamente
indirizzati.
Provate tutti i motori e controllate il corretto senso di rotazione ed il corretto indirizzamento.
Se tutto è a posto, non manca tanto ai primi voli. |  |
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Un'ultima cosa da fare è impostare correttamente i canali della radio.
Prima
però dovete impostare il set di parametri 3 (principiante).
Per far questo, andate nella sezione "settings", selezionate
il set 3 nell'apposita finestra in basso, e premete
"read". In questo modo siete sicuri di selezionare e modificare il set
3.
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| Poi
andate nella sezione canali (channels). A questo punto è
necessario accendere la radio. Dopo muovete uno stick avanti e
indietro. Dovreste veder muoversi una delle barre verticali. Se questo
non
succede significa che la radio non funziona. Verificate che i quarzi
siano montati correttamente su trasmittente e ricevente, e che la
ricevente sia connessa correttamente alla flightcontrol. |  |
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A questo punto occorre fare una precisazione:
I
modi di associazione degli stick ai comandi sono più di uno.
Personalmente, avendo iniziato con l' X-UFO che aveva una radio impostata
sul modo 2, mi sono abituato così e continuo ad utilizzare questo modo.
Molti altri usano il modo 1, altri (più raramente) il modo 3 e 4. In
pratica, con il modo 1 il gas è a destra, con il modo 2 è a sinistra.
(nella foto, il radiocomando dell'X-UFO)
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Ecco la tabella della corrispondenza fra stick e comando,
nei quattro modi. | |
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Nel
modo due, il comando del gas, è lo stick verticale a sinistra.
E'
molto importante che non abbia il ritorno a molla nè verso il centro nè
verso la posizione di zero. Cioè deve restare dove lo posizionate.
Gli
altri comandi invece, è bene che tornino al centro.
A
questo punto, muovete lo stick del gas. Guardate quale
barra di MKtool si muove, e selezionate il suo numero nella
finestra "GAS" usando le frecce per aumentare o diminuire il numero
nella finestra.
.
Fate la stessa cosa per gli
altri stick ed alla fine salvate tutto nel set 3 cliccando su write. Se
tutto funziona correttamente, il MK emetterà tre brevi bip (siete nel
set 3). |  |
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BENE!! siete pronti al volo.
Montate
le eliche: le due orarie sui motori
avanti e dietro. Le due antiorarie, sul motore di destra e di sinistra.
Portatevi in un bel prato (in caso di crash i danni sono ridotti).
Cercate di avere molto spazio intorno a voi (se perdete il controllo non fate danni a persone o cose).
Meglio
una giornata senza vento o con poco vento, se siete alle primissime esperienze con i radiocomandi, non sarò
facile controllare il volo, e con il vento la situazione peggiora.
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Prima di alzarsi in volo, occorre azzerare i giroscopi e l'accelerometro.
Mettete bene in piano il velivolo.
Muovete
lo stick del gas in alto a destra. Il mikrokopter risponderà con tre
bip. Avete azzerato l'accelerometro. E' un'operazione da fare solo se
si aggiorna il firmware. Va fatta con l'apparecchio bene in piano.
Meglio controllare con una livella.
Muovete
lo stick del gas
in alto a sinistra. Il Mikrokopter risponde con tre bip. Avete azzerato
i giroscopi. E' un'operazione da effettuare tutte le volte prima di
volare. Adesso miovete lo stick di sinistra verso destra, tenendolo
in basso. I motori si accenderanno. State pronti a spegnerli portando lo
stick verso sinistra, anzi fate qualche test.
Accendete di nuovo i motori, date un po' di gas e poi.. beh.. è tutto nelle vostre mani, anzi: nei vostri pollici :)
Il decollo avvienequando il gas, e all'incirca nella posizione centrale (50%).
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Parametri.
Come
avrete visto, con MKtool è possibile cambiare una serie molto vasta di
parametri di volo, soprattutto se si hanno anche la bussola, la
navycontrol, ed il GPS.
I parametri di base vanno bene al 90%.
La
cosa che di solito non va bene è la sezione relativa all'altimetro.
Questo succede perchè l'altimetro è molto sensibile al peso alla
configurazione dei motori e altro.
Sarà il primo set di parametri che dovrete modificare non appena avrete preso un minimo di pratica con il velivolo.
Il
mio consiglio è di fare i primi test, in configurazione base, cioè
senza magnetometro, navycontrol, GPS, altrimenti rischiate di
avere una serie di problemi senza riuscire a scoprirne la causa.
Può
essere utile l'altimetro.
Attivandolo
prima del decollo, oppure impostando altitudine zero, farà in modo che l'MK non possa raggiungere altezze
che nelle prime esperienze potrebbero essere "pericolose".
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Per finire ecco il mio MK Ninja oggi 06/09/09, a poco più di un'anno dal completamento del montaggio, e dopo circa 80h di volo..
La flightcontrol è la 1.3, ho installato altimetro, bussola, e bluetooth,
oltre a macchina fotografica, trasmettitore video e OSD Blackstork, ma questa è un'altra storia :)
Sullo sfondo un prato adatto per esercitarsi e divertirsi.
Un video di test girato in questo prato è visibile qui --->>LINK
Il video del compleanno del mio MK Ninja è visibile qui --->>LINK |  |
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In bocca al lupo, ricordate che MK non è un giocattolo!!
Se volete approfondire le tecniche di pilotaggio, ecco la scuola di volo nel wiki (in inglese) --->>LINK
Un'altra ottima idea potrebbe essere quella di esercitarsi con un simulatore di volo ---->>LINK
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Alcuni
indirizzi di riferimento:
Interfaccia per collegare la Spektrum al Mikrokopter ---> -LINK-
Il WIKI tradotto da DDrake -->LINK
Un video realizzato da DDrake con il suo
MiKroKopter -LINK-
Il WIKI (in inglese) tutte le informazioni necessarie per la
costruzione, potete reperirle qui..
-LINK-
Una lista di video -LINK-
La TO-DO list di DDrake -LINK-
Il wiki di DDrake -LINK-
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