3-Axis Brushless Gimbal (32-bit)

Im folgenden Thread zeige ich eine Weiterentwicklung meines 3-Axis AlexMos Gimbal (8 bit)

Dieser wird komplett neu konstruiert und soll folgende Features bekommen:
– abnehmbarer Griff
– Schleifringe auf allen Achsen für 360° Operation
– 32-bit AlexMos Steuerung mit Dual Sensor
– 24 Pol Motoren
– FPV System
– Bluetooth Fernbedienung
– Aluminium/Kohlefaser Body
– Zusätzliche Kugellager zur Entlastung der Motoren

Das Design wird im CAD erstellt. Anschließend werden die Teile CNC gefräst. Besonderheiten des Frames bilden die Aufnahmen der Roll & Yaw Motoren. Durch die Konstruktion können zusätzliche Kugellager eingesetzt und Kabeldurchführungen angebracht werden.
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Stirnbohrungen und Gewinde müssen von Hand geschnitten werden. Die Teile werden entgratet und mit einem „brushed“ look versehen. Anschließend wird der Rahmen dann teilmontiert.
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Diverse Teile wie Joystickmodulhalter und Kamerahalterung wurden 3D gedruckt:
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Wichtigestes Bauteil ist die 32 bit AlexMos Steuerung. Sie wertet die die Signale der Lage- und Beschleunigungssensoren aus. Vorteil dieser Version liegt an dem zusätzlichen Frame Sensor. Ein weiterer Unterschied zur 8 bit Steuerung ist der dritte analoge Eingang für einen weiteren Joystick. Über Digitale I/O Pins kann ein RC Empfänger angeschlossen werden. Dieser kommt aber nicht zum Einsatz, da eine Fernsteuerung über das angeschlossene Bluetoothmodul realisiert wird. Über 3 AUX Pins kann ein virtueller Kanal als Ausgang gemapt werden. Z.B. können hier weitere Servomotoren oder Auslöser für eine Kamera angeschlossen werden. Zwei dieser Kanäle werden später für den Followfocus und die Infrarotauslösung verwendet.
Für „Bewegung“ sorgen spezielle Brushless motoren. Für Jede Achse wird ein Motor benötigt. Da im Vorgängermodell mit den 12 Pol Motoren leichte Vibrationen bei langsamen Drehungen zu sehen waren werden nun Motoren mit 24 Polen verwendet. Diese weisen einen wesentlich kleineren Stellwinkel auf. Hinzu kommt eine Hohlwelle mit 12,5mm Durchmesser. In Diese werden dann Schleifringe eingesetzt. Im Bild ist sehr schön die Achskonstruktion mit einem Zusätzlichem Kugellager zu sehen. Die Achsen wurden probeweise ebenfalls aus PLA-Kunststoff 3D gedruckt. Später werden sie dann durch Aluminiumteile ersetzt.
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Bereit für den Einsatz. Fertig montierter Rahmen mit eingebauter Elektronik. Bei diesem Modell handelt es sich noch um den von mir per Hand hergestellten Prototypen. Betrieben wird die AlexMos Steuerung mit einem 4s Lipo-Akku aus dem Modellbaubereich. Die Videobildübertragung erfolg via FPV-Sender. Dabei wird ein AV Signal übertragen, welches auf dem Monitor in der Fernbedienung betrachtet werden kann. Die Fernbedienung wurde mit einem Arduino Pro Mini realisiert und wird per Bluetooth mit dem Gimbal verbunden.
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Für ruhige pan & tilt Bewegungen kann der Gimbal auf einem herkömmlichen Stativ angebracht werden. Durch den zweiten Lagesensor am Rahmen ist diese Operation kein Problem. Auch die Außenmontage an einem Fahrzeug ist denkbar.
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