Гоночный FPV-дрон своими руками (часть 1) — сборка / Хабр

Инструкция по сборке квадрокоптера своими руками (для начинающих)

А теперь давай разберёмся с тем, как собрать квадрокоптер мечты. Сразу скажу, что это обобщённый гайд, и некоторые моменты могут отличаться. Я попытаюсь систематизировать процесс, и указать на основные моменты выбора и сборки.

Батарея

Необходимая батарея рассчитывается при помощи калькулятора. Он учитывает много параметров, включая вес самого батарейного блока. Дешёвки снова не советую брать. Горит красиво, но слишком быстро. Если коптер – грузовой, и оснащён мощными моторами и прочим навесным оборудованием с высоким потреблением энергии, то не забудь проверить, хватит ли мощности аккумуляторов.

Варианты

Перед началом стоит вспомнить – а какие же есть способы получить свой квадрокоптер? На самом деле их пять.

Выбор полётного контроллера

Вы наверное заметили, что в списке нет полётного контроллера. Хочу описать его выбор подробнее. В недорогие наборы для сборки часто включают контроллер CC3D, так сейчас это, пожалуй, самый дешёвый ПК. Сегодня нет совершенно никакого смысла покупать CC3D.

Он устарел и не имеет таких необходимых вещей, как контроль заряда батареи и «пищалка». Его преемник CC3D Revolution — это уже совсем иной продукт с богатыми возможностями, но и ценой свыше 40€.Современные полётные контроллеры уже перешли с процессоров F1 на F3, что сделало Naze32 ПК прошлого поколения и ощутимо снизило его цену.

Сейчас это поистине народный контроллер, который имеет почти всё, что душа желает при цене от 12€.Из ПК нового поколения наиболее популярен Seriously Pro Racing F3, причём в первую очередь, из-за наличия недорогих клонов. Сам контроллер ничем не уступает Naze32, вдобавок имеет быстрый процессор F3, большое количество памяти, три UART-порта, встроенный инвертор для S.Bus.

Именно SPRacingF3 Acro я и выбрал. Остальные современные ПК не рассматривались из-за цены, либо каких-то специфических особенностей (закрытая прошивка, компоновка и т.д.)Отдельно отмечу модную ныне тенденцию объединять несколько плат в одну.

Выбор размера квадрокоптера

Год назад наибольшей популярностью пользовались квадрокоптеры 250-го размера. Но сейчас пилоты предпочитают собирать аппараты меньшего размера, что весьма разумно: вес меньше, а мощность та же. Я выбрал 180-й размер не из каких-то практических причин, а как некий челлендж по сборке.

На самом деле, такой подход к выбору не совсем правилен. Гораздо разумнее выбирать сначала размер пропеллеров, а уже под них — наименьшую раму, куда влезут выбранные пропеллеры. И при таком подходе 180-й формат вообще отбраковывается. Судите сами: 210-й формат позволяет ставить те же 5-дюймовые пропеллеры, что 250-й, при этом сам квадрик получается легче, а 4-дюймовые пропеллеры влезают и в 160-е рамы.

Получается, что 180-й размер — это такой промежуточный формат, который «ни нашим, ни вашим». Его также можно считать утяжелённым 160-м. Но, тем не менее я выбрал именно его. Возможно потому, что это минимальный размер, способный более-менее комфортно тягать камеру GoPro или Runcam.

Детали для сборки квадрокоптера.

Сборка квадрокоптера своими руками начинается с выбора компонентов. Это самый ответственный этап.

Из подручных материалов

Мы не ищем лёгких путей. Дедушкин гараж, алиэкспресс и помойка электроники – наш выбор. Путь боли, ПВХ труб и хардкора, но в результате ты получишь полностью самодельный квадрокоптер. Тут полный простор для фантазии, а все необходимые комплектующие и чертежи квадрокоптеров можно найти в интернете.

Как сделать квадрокоптер

Мастер-самодельщик давно увлекается авиамоделями. Сначала это были модели самолетов, затем квадрокоптеры. В этой статье мастер расскажет какие материалы лучше выбрать для квадрокоптера, а также как сделать раму из фанеры. Давайте посмотрим небольшое демонстрационное видео.

Для изготовления квадрокоптера мастер использовал следующие

Инструменты и материалы:
-Березовая фанера;
-Контроллер Omnibus F4, SP Racing F3;
-Распределительный щит питания Mateck;
-Контроллер HGLRC 28A BLHeli ESC — 4 шт;
-Мотор Racestar BR2204 2600Kv Racing Edition -4 шт;
-Пропеллеры KingKong 5X4X3 — 4 шт;
-Радиомодуль Flsky TH9X с приемником;
-Аккумулятор Gens 3800 мАч;
-Стойки; — 16 шт;
-Винты M3;
-Отвертка;
-Паяльные принадлежности;
-Нож;
-ЧПУ-резак;

Шаг первый: выбор материала
Рамка.

Обычно рамка изготавливается из легких и жестких компонентов, таких как стекловолокно, углеродное волокно, дерево, алюминий и т. д. Существует множество различных типов рам, мастер будет делать рамку под четыре двигателя.

Такие рамки бывают в основном в Н-форме или Х-форме. X-форма является хорошим балансом между стабильностью и маневренностью. Именно такую рамку и будет делать мастер.

Контроллер.

Контроллер управляет работой двигателей. На диаграмме видно, что все двигатели вращаются в противоположных направлениях, чтобы нейтрализовать крутящий момент, создаваемый каждым двигателем. Контроллер является мозгом квадрокоптера, это в основном небольшой компьютер, который использует свои датчики для постоянного измерения угла и скорости.

Контроллеры полета классифицируются в основном по спецификации процессора.

Двигатели.

Есть два типа двигателей, коллекторные моторы и бесколлекторные моторы. В большинстве квадрокоптеров используются бесколлекторные двигатели, которые могут очень быстро реагировать на изменения в оборотах и требованиях к крутящему моменту. Для работы бесщеточных двигателей необходим специальный

электронный

регулятор скорости (ESC).

Размер бесколлекторных двигателей обозначается 4-значным числом — AABB. «AA» — ширина статора, а «BB» — высота статора или диаметр статора, оба в мм (миллиметрах). Например, Racestar BR2205 имеет статор диаметром около 22 мм и высотой около 05 мм.
По сути, чем выше статор, тем больше мощность при более высоких оборотах, и чем шире статор, тем больше крутящий момент при более низких оборотах.

Значение KV двигателя указывает скорость, с которой двигатель будет вращаться, когда вы подаете 1 вольт на его обмотки. Он определяется количеством обмоток медного провода в статоре двигателя и магнитной силой магнитов.

Меньшее количество обмоток означает меньшее сопротивление, и, соответственно, более высокие обороты. Вот почему двигатели с более высоким KV, как правило, имеют меньшую обмотку статора.

KV определяет, какой винт вы можете использовать с двигателем. Чем ниже KV, тем больший винт он может вращать, и наоборот. Нельзя увеличить подъемную силу, установив больший винт на двигатель с более высоким KV, так как требования к крутящему моменту будут выходить за пределы допустимой мощности и двигатель будет перегреваться.

Например: двигатели BR2205 2600 кВ могут работать с 5х4 дюймовыми винтами, а двигатели BR2212 1000 кВ могут работать с винтами 10х4,5 дюйма

KV ни в коем случае не является показателем выходной мощности двигателя, двигатели с более высоким KV не обязательно более мощные, чем двигатели с более низким KV.

Электронные регуляторы скорости (ESC).

Последние достижения в области мини-квадракоптеров стали возможны благодаря появлению небольших электронных регуляторов скорости, которые позволяют работать бесколекторным двигателям. Работа электронных контроллеров скорости заключается в получении сигнала дроссельной заслонки от контроллера полета и поддержании вращения двигателя на требуемой скорости.

Внутри этих небольших устройств работает целый ряд технологий, которые выходят за рамки этой инструкции. При покупке выбирайте ESC с номинальным постоянным током как минимум на 20% больше расчетной.

Пропеллеры.

Пропеллеры преобразуют механическую энергию двигателей в тягу. Размер и форма пропеллера играют огромную роль в эффективности полета.

Есть 2 типа форматов, которые используют производители: L x P x B | LLPP x B. Где, L — длина, P — шаг, B — количество лопастей.
Пропеллеры могут быть изготовлены из различных материалов, таких как пластиковый композит, углеродное волокно, дерево и т. Д. Каждый тип материала обладает уникальными характеристиками, например, углеродное волокно и дерево действительно жесткие и известны своей плавной работой, а некоторые пластики чрезвычайно долговечны. Большинство винтов, используемых в мини-квадрокоптерах, сделаны из пластиковых композитов.

Размер пропеллера, который вы можете использовать, ограничен размером вашей рамы, а также мощностью КВ вашего двигателя. Как правило, чем больше пропеллера вы можете использовать для создания определенной тяги, тем эффективнее он будет. Для мини-квадрокоптеров они варьируются между 5-6 дюймовыми винтами с шагом 4-5 дюймов.

Количество лопастей влияет на тягу и расход энергии. Чем больше лопастей, тем больше тяга и тем больше тратится энергии.

Батареи.

В настоящее время большинство беспилотных летательных аппаратов используют литий-полимерные батареи, обычно известные как батареи Lipo. Аккумулятор вместе с ESC и двигателем — это система питания квадрокоптера.

Не думайте о батарее как о резервуаре энергии, двигатели могут тянуть чудовищное количество ампер в очень короткие промежутки времени. LiPo батареи представляют собой набор ячеек, каждая из которых имеет номинальное напряжение 3.7 В. Если требуется более высокое напряжение, эти элементы могут быть соединены последовательно, чтобы сформировать одну батарею. Батареи соединенные последовательно обозначены буквой «S», а параллельно — буквой «P».

Смотрите про коптеры:  Купить Квадрокоптер Blade Glimpse FPV видеокамера в Москве

Чем больше ячеек соединены последовательно, тем выше напряжение и чем больше ячеек параллельно, тем выше емкость.
Например:
1S = 1 ячейка = 3,7 В
2S = 2 ячейки = 7,4 В
3S = 3 ячейки = 11,1 В
4S = 4 ячейки = 14,8 В
5S = 5 ячеек = 18,5 В
6S = 6 ячеек = 22,2 В
Емкость обозначается в миллиамперах или «мАч» . Это количество ампер, которое батарея может подать за один час. Например, батарея 3S 2000 мАч может обеспечить 2 А в течение 1 часа. так что, если ваш квадрокоптер тянет 20А, то его полет будет продолжаться в течение 2/20 * 60мин = 6 минут.

Номинальная разрядка обозначает максимальную скорость, с которой вы можете вытягивать ток из батареи. Он обозначается цифрой «С» сверху. Чем выше рейтинг С, тем большее количество тока может дать батарея.
Например, аккумулятор 2000 мАч 25C может выдавать до 2000×25 = 50000 мА или 50 А.

Шаг второй: проектирование и сборка каркаса

Дизайн рамы был вдохновлен формой бабочки-монархом. Когда вы смотрите на раму сверху, она выглядит как два крыла.

Мастер нарисовал дизайн в Fusion 360 и Rhino CAD. Размер рамы составляет около 230 мм, он обусловлен диагональным расстоянием от одной ступицы двигателя до другой. Самые популярные размеры рамы составляют 210 мм, 250 мм и т. д. Как только вы установили размер рамы, нарисуйте крепления для двигателя.

Центральный корпус — это место, где будет установлена вся электроника, включая контроллер полета, приемник, батарею и т. Д. В средней точке есть 4 отверстия M3 на расстоянии 30,5 мм друг от друга.

Деталь выполнена с помощью лазерной резки. Если у вас нет резака, то можно сделать резку в мастерской. Файл для резки можно скачать ниже.
Дизайн файлов.rar

Шаг третий: сборка

Теперь нужно собрать квадрокоптер.

Сначала нужно прошить контроллер прошивкой Betaflight. Затем выполнить калибровку датчика. Подключите радиомодуль и проверить его работу. Закрепить двигатели на раме в соответствии с диаграммой X-образной рамы с правильным направлением вращения. Припаять выводы двигателя к контактам ESC и закрепить ESC на кронштейне. Закрепите плату распределения питания и припаяйте контактные площадки ESC. Подключить Soler XT60 к кабелю питания, а затем к плате распределения питания. Закрепите контроллер. Подключить провода от ESC к контроллеру полета. Закрепите приемник на раме. Наденьте верхнюю крышку.

Камера

Ух, вот это самая жесть. Камера не всегда нужна, но если она нужна, то нужно внимательно подойти к её выбору. В качестве записывающей камеры стоит использовать экшн камеры- GoPro или её Китайские аналоги (они не сильно уступают в качестве видео, если даже не превосходят «фирму»). Нужно ориентироваться на вес, и на угол обзора. С весом всё понятно, а вот про угол расскажу.

Хочется, чтобы камера снимала красоты мира, но не снимала лучи коптера. Если ты промахнулся и это произошло, то придётся выбрать из двух плохих вариантов.

Опустить камеру так, чтоб она не задевала пропеллеры. Опускать, скорее всего, придётся сильно, и это вызовет массу проблем с взлётом и посадкой, а также с маневренностью, из-за смещённого центра тяжести.

Вынести камеру вперёд. Тоже беда. Снова сместится центр тяжести (в этом случае можно попытаться уравновесить при помощи АКБ). Ещё сильнее утяжелит конструкцию, ибо придётся придумывать очень мощный фиксатор. Иначе никакими бюджетными виброгасителями делу не поможешь, и эффект желе обеспечен.

Можно попробовать использовать ориентировочную формулу L= 2 * tg (A /2) х D, где:

  • L — Область обзора камеры на расстоянии D
  • Α — Угол обзора камеры
  • D – расстояние до объекта (в нашем случае, до пропеллеров)

Ты получишь диаметр круга, но так как камера снимает прямоугольное изображение, то этот диаметр будет диагональю. Там уж можно примерно прикинуть- задевает, или нет.

Компоненты выбираем, руководствуясь необходимым результатом. Не нужно брать самое лучшее, если в этом нет необходимости. Возможности своей сборки ты можешь приблизительно рассчитать при помощи калькулятора.

Квадрокоптер из эбенового дерева

Квадрокоптер — не только интересная развивающая игрушка, но еще и отличное средство для съемки с высоты. Конечно, на сегодняшний день купить квадрокоптер не составит труда, ведь их массово изготавливают по всему миру в больших объемах. Особенно

широкий ассортимент квадрокоптеров

можно найти в Китае.

Квадрокоптер запросто можно сделать и своими руками, правда все равно придется покупать электронику для управления, двигатели и аккумулятор. Впрочем, это обойдется еще дешевле. Один автор решил сделать основу для квадрокоптера из дерева. Можно использовать фанеру или другой подобный материал, главное, чтобы он был легким.

Материалы и инструменты для самоделки:

— четыре двигателя (бесщеточные двигатели);
— литиевый аккумулятор;
— электроника (радио-приемник и передатчик);
— воздушные винты;
— древесина (автор использовал эбеновое);
— клей для дерева;
— камера для съемки (если надо);
— лобзик;
— бумага и чертежные принадлежности;
— ножницы;
— паяльник с припоем;
— мультиметр;
— винтики, провода и другие мелочи.

Процесс изготовления квадрокоптера:

Шаг первый. Подготавливаем материал
Чтобы получить хорошую крепкую раму, автор склеивает несколько кусков вместе. Склеивать их нужно так, чтобы волокна листов проходили под углом в 90 градусов, относитьлено друг друга. Иначе говоря, «крест накрест». Наносим клей на половинки и хорошенько их зажимаем струбцинами. При этом лишний клей будет вытеснен, а оставшийся надежно склеит заготовки.

Шаг второй. Изготавливаем шаблон и вырезаем заготовки

На этом шаге автор изготавливает шаблон. Сперва его нужно нарисовать на бумаге, а потом вырезать. Для удобства работ шаблон приклеивается к заготовке и затем вырезается электролобзиком. Вам также предстоит просверлить все необходимые отверстия с помощью дрели.

Помимо основной части, нужно будет вырезать еще одну небольшую деталь, к которой будет крепиться электроника и аккумулятор. Эта часть крепится при помощи саморезов и втулок к основной раме.

В завершении обработайте всю поверхность мелкой наждачной бумагой. Позаботьтесь о защите древесины от влаги. Автор пропитывает ее мебельным тиковым маслом. Только не пропитывайте те места, к которым планируете что-то приклеивать.

Шаг третий. Собираем квадрокоптер

Все готово, квадрокоптер можно собирать. Установите на свои места четыре двигателя, закрепите их винтиками. Также можно прикрепить воздушные винты. К двигателям припаяйте два провода, их протягиваем к центру, именно тут находится «сердце» машины. Между каждым двигателем и основным контроллером устанавливаются драйверы двигателей, их как и моторов, всего четыре штуки. Ну а уже драйверы подключаются к основному контроллеру, который принимает радиокоманды и подает питание на двигатели.

Драйверы автор прячет под термоусадку и потом дополнительно фиксирует пластиковыми хомутами. Также надежно защитите все остальные узлы от грязи и особенно влаги.

Вот и все, осталось установить аккумулятор и камеру. После этого квадрокоптер можно тестировать. Удачи!

Китайские детали

Сразу говорю – в Китае брать можно, но стоит намного серьёзнее подойти к вопросу. Китайцы постоянно завышают характеристики. Так что, нужно примерно понимать, как и что работает, и не вестись на россказни Китайца о небывалых параметрах и чудесном качестве. Короче говоря – можно, но с пониманием дела и на свой страх и риск.

Комплект «всё включено»

Такой комплект подойдёт тем, кто хочет сделать дрон своими руками, но не собирается часами разбираться в документациях, калькуляторах и прочих тонкостях. Там всё так-же рассчитано производителем и подогнано. Нужно только собрать и настроить. Если ты сейчас выбираешь свой первый квадрокоптер, то это определённо твой выбор.

Комплект arf

https://www.youtube.com/watch?v=5UV25lRslOY

ARF (Almost Ready to Fly) – Тут всё слегка сложнее. Бывают разные степени «готовности». Где-то нужно докупить контроллер, а где-то в комплекте идёт только рама коптера. Собрать квадрокоптер, настроить и откалибровать придётся самому. Вариант для тех, кто хочет углубиться в тему и поковыряться в своём БПЛА.

Комплектующие

Начнём с моторов. «Промежуточность» 180-го размера, а также богатство их ассортимента, осложняют выбор. С одной стороны, можно брать то, что идёт на 160-е, с другой — то, что устанавливают на 210-е или даже 250-е. Исходить надо из пропеллеров и батареи (количество банок). Не вижу смысла использовать батарею 3S, а по пропеллерам общие правила таковы:

  • нужна максимальная статическая тяга — увеличивай диаметр пропеллера и уменьшай шаг (в разумных пределах)
  • нужна высокая скорость — уменьшай диаметр и увеличивай шаг (в разумных пределах)
  • нужна высокая тяга при маленьком диаметре — добавляй количество лопастей (опять же в разумных пределах, так как если разница между двух- и трёхлопастными пропеллерами ощутимая, то между трёх- и четырёхлопастными — не такая большая)
Смотрите про коптеры:  Ремонт квадрокоптеров DJI за час - диагностика бесплатно!

В моём случае я имею ограничение размера пропеллеров в 4 дюйма, но не имею ограничения по моторам. Значит, разумнее всего будет использовать трёхлопастные 4045 пропеллеры bullnose. Их сложно балансировать, но с ними управление отзывчевее и предсказуемее, а звук тише.

  • лёгкий с моторами 1306-3100KV, обычными 4045 пропеллерами и батареей 850mAh
  • тяжёлый и мощный под трёхлопастные bullnose пропеллеры и экшн-камеру с моторами 2205-2600KV и батареей 1300mAh

На самом же деле, рама позволяет ставить моторы от 1306-4000KV до 22XX-2700KV. Кстати, не знаю почему, но моторы 1806-2300KV сейчас в опале и мало используются.

Для своего квадрика моторы я взял — RCX H2205 2633KV. Во-первых, хотелось иметь запас по мощности (хотя с моими скромными навыками пилотирования, непонятно зачем). Во-вторых, мои сетапы никогда не получались сверхлёгкими, вдобавок я ещё и экшн-камеру таскать планирую.

Конкретно моторы RCX — вариант компромиссный. Они дёшевы, но и нареканий по качеству много. На момент покупки комплектующих это были одни из немногих моторов 2205-2600KV на рынке. Сейчас (на момент написания статьи) ассортимент значительно больше и лучше выбрать что-нибудь другое.С остальными комплектующими действовал по принципу «больше челленджа»:

Комплектующие рамы

Несущая конструкция коптера крайне важна. От её характеристик зависит то, сколько лишней мощности у вас останется. Чем легче рама, тем она дороже. На счёт прочности особо напрягаться не стоит, если в ваши планы не входит постройка квадрокоптера для массивных камер.

Также рама может быть оснащена складными лучами, но это уже очень дорого, и не очень нужно. Можно попробовать реализовать это самостоятельно.

Контроллер

Контроллер, это мозг твоего мультикоптера. Их можно разделить на два вида.

Универсальный: Например, DJI NAZA. Такой контроллер можно использовать с абсолютно любой сборкой. Будь то квадрокоптер, гексакоптер или октокоптер. Он не заточен под управление чем-то конкретным. На него можно подвесить кучу оборудования, он обладает многими функциями и датчиками.

Есть и минусы. Первый минус, это цена. Тот же DJI Naza-M V2 стоит 17 000 рублей. Второй минус- необходимость настройки. Для этого используется специальная программа, написанная под конкретный контроллер. Там можно заменить и отрегулировать практически всё, но это требует определённых сил, знаний и времени.

Специализированный: Как в последующем примере. Он уже заточен под работу с конкретной компоновкой коптера. Конечно, он даёт некоторый простор, но мощность на каждом двигателе вы не настроите. Стоит недорого, умеет мало. Самое то, для начала.

Моторы

Моторы советую брать чуть помощнее, чем нужно. Во-первых, если ты берёшь их в Китае, то их характеристики будут завышены. Во-вторых, это даст тебе больше простора. К примеру, если нужно будет повесить камеру потяжелее, или какой-либо другой модуль, то это не повредит лётным характеристикам.

Пошаговая инструкция по сборке

Давайте условимся на том, что ты прочитал нашу статью про выбор набора для сборки квадрокоптера ,и воспользовался ценнейшем советом – брать раму с платой распределения. Если нет, то провода подключаем сразу к модулю управления.

Для примера рассмотрим сборку из следующих комплектующих:

  • Каркас квадрокоптера Diatone Q450 Quad 450 V3 PCB Quadcopter Frame Kit 450mm
  • Мотор DYS D2822-14 1450KV Brushless Motor. 4 штуки
  • Регулятор DYS 30A 2-4S Brushless Speed Controller ESC Simonk Firmware
  • Пропеллеры DYS E-Prop 8×6 8060 SF ABS Slow Fly Propeller Blade For RC Airplane
  • Модуль управления квадрокоптером KK2.1.5 kk21evo
  • Аккумуляторная батарея литий-полимерного типа Turnigy nano-tech 2200mah 4S ~90C Lipo Pack
  • Устройство для зарядки аккумуляторов Hobby King Variable6S 50W 5A
  • Коннектор для подключения аккумулятора XT60 Male Plug 12AWG 10cm With Wire
  • Коннекторы 20 Pairs 3.5mm Bullet Connector Banana Plug For RC Battery / Motor
  • Пульт управления квадрокоптером Spektrum DX6 V2 with AR610 Receiver (в комплекте с приёмником и передатчиком)

Примерная цена- 20 000 рублей

Размазываем компоненты по столу ровным слоем, и начинаем.

Пропеллеры

Это тема достаточно объёмная. При выборе винтов нужно ориентироваться на свои потребности. Если это будет простенький коптер для «полетать», то можно смело брать пластиковые. Если же вы хотите настоящий рабочий агрегат для аэрофотосъёмки, или спортивный мини дрон (что не парадоксально, ибо там каждый грамм на счету) то желательно использовать композитные материалы. Ну и не жадничай. Переплата в 10 процентов может избавить от необходимости балансировки.

Пульт и приёмник

Для начала, грамотным решением будет взять пульт, у которого в комплекте есть приёмник. Тогда они будут уже спарены, и тебе останется только присоединить приёмник к управляющей плате. Пульт тоже не бери бездумно. Обычно, приличные экземпляры с большим радиусом действия начинаются от 1 000 рублей.

Регуляторы оборотов

Они характеризуются по мощности, виткам мотора, внутреннему сопротивлению, наличию реверса, точности работы и куче других страшных параметров. Если есть возможность – ищи комплект двигателей с контроллерами. Если так ты не хочешь, то придётся курить форумы и документацию.

С нуля

Это выбор продвинутых юзеров. Строить коптер с нуля — значит самостоятельно подбирать оптимальные компоненты, разрабатывать и изготавливать раму и так далее. Это сложный, но очень интересный путь, особенно, если не брать готовый модуль управления, а попытаться использовать Arduino или raspberry pi.

Сборка квадрокоптера своими руками

Если вы делаете свой первый квадрокоптер, и у вас нет 3D-принтера, тогда эта инструкция для вас. На пути к построению этого квадрокоптера мастер сделал семь моделей, и у каждой были свои, существенные недостатки. Наконец он смог, путем проб и ошибок, сделать эту, работающую

модель

.

Инструменты и материалы:

— Фанера толщиной 7 мм и размером примерно 30 x 22 см;

— Алюминиевая профильная труба 25*25 мм — 1 метр;

-Пропеллеры размером 1045;
— Приемник и контроллер;
-Motors и ESCs x 4;

-Изолента;

-Панель управления;

-Крепеж;

-Батарея Lipo;
-Зарядное устройство;
-Провода;

-Фиксатор резьбы;

-Паяльные принадлежности;

-Разъемы XT60;

Шаг первый: корпус

Напечатайте

шаблон

и приклейте его на фанеру. Вырежьте детали и просверлите все отверстия.

Установите аккумулятор на основание и отбалансируйте основание. Очертите аккумулятор. Приклейте планки с трех сторон аккумулятора.

Шаг второй: рама

Разрежьте алюминиевую профильную трубу на две равные части (по 50 см). Вырежьте по середине труб два паза по 2,5 см. Просверлите по центру отверстия. Соберите крестовину и закрепите болтом.

Теперь используйте крепление двигателя, которое поставляется с ними, чтобы разметит крепежные отверстия. Просверлите отверстия. Заусеницы нужно зашлифовать.

Разметьте и просверлите крепежные отверстия для крепления корпуса к раме.

Приклейте к корпусу боковые планки.

Шаг третий: монтаж

Теперь нужно закрепить моторы на раме. На крепежные винты обязательно нужно нанести фиксатор резьбы, в противном случае, винты выкрутятся и моторы улетят.

Подключите ESC к двигателям так, чтобы верхний левый двигатель вращался по часовой стрелке, верхний правый двигатель вращался против часовой стрелки, нижний правый двигатель вращался по часовой стрелке, а нижний левый двигатель вращался против часовой стрелки. Чтобы изменить направление вращения двигателей, поменяйте местами любые два из трех проводов. Заизолируйте соединения.

Протяните провода через рамку и протяните в отверстие, ESC закрепляется внутри трубок рамки.

Соедините все черные (минус) и все красные (плюс) провода вместе. Припаяйте два провода к разъему XT60 (красный и черный). Закрепите приемник к корпусу с помощью двустороннего скотча.

Протяните провода от контроллера и приемника через отверстия в крышке отсека, затем прикрутите крышку. Прикрутите контроллер к крышке. Подсоедините провода к плате управления полетом.

Шаг четвертый: настройка

Подключите батарею и контроллер должен загрузиться. На дисплее должно появиться сообщение об ошибке. Проигнорируйте его и нажмите кнопку меню. Прокрутите вниз и нажмите «сброс настроек». Затем должно появиться меню для выбора желаемой рамы дронов. Прокрутите вниз, пока не дойдете до режима Quadcopter- X и нажмите «принять». Нажмите назад и выберите «калибровка AUX». Поместите дрон на ровную поверхность и нажмите «калибровать». Когда это будет сделано, прокрутите вверх до настроек режима и измените автоматический уровень с «AUX» на «Always».

Смотрите про коптеры:  Катера с большой дальностью управления

Отключите аккумулятор, включите контроллер, а затем снова подключите аккумулятор. Контроллер полета должен включиться и показывать SAFE. Переместить left в левый угол, и дисплей должен измениться с SAFE на ARMED,

Шаг пятый: пропеллеры

Закрепите винты на валы двигателя.

Все готово. И напоследок несколько советов от мастера.

По началу квадрокоптер может показаться сложным в управлении. Лучший способ начать полет — это подняться примерно на 1 метр над землей и полетать назад и вперед, влево и вправо, а затем начать полет квадрокоптера по кругу. Квадрокоптер не любит «рыскающий» полет, поэтому учитесь плавно управлять.

Начиная летать, держите заднюю часть дрона лицом к себе, чтобы вы всегда знали.

Винты из углеродного волокна прочнее пластиковых и не так ломаются.

Схема проводки

Понятное дело, что все компоненты, которым нужно питание 5В или 12В, будут получать его от BEC`ов платы распределения питания. Камеру теоретически можно было запитать напрямую от 4S-батареи, благо входное напряжение это позволяет, но ни в коем случае делать этого не стоит.

Во-первых, все камеры очень восприимчивы к шумам в цепи от регуляторов, что выразится в помехах на картинке. Во-вторых, регуляторы с активным торможением (такие, как мои LittleBee), при активизации этого торможения, дают в бортовую сеть очень серьёзный импульс, что может сжечь камеру.

Причём, наличие импульса напрямую зависит от износа батареи. У новых его нет, а у старых — есть. Вот познавательное видео на тему помех от регуляторов и чем их фильтровать. Так что камеру лучше питать либо от BEC`а, либо от видеопередатчика.

Также, ради улучшения качества картинки, рекомендуется пустить с камеры на OSD не только сигнальный провод, но и «землю». Если скрутить эти провода в «косичку», то «земля» действует, как экран для сигнального провода. Правда в данном случае я этого не делал.

Коли уж зашла речь о «земле», то часто спорят о том, надо ли подключать «землю» от регуляторов к ПК или достаточно одного сигнального провода. На обычном гоночном квадрокоптере однозначно надо подключать. Её отсутствие может привести к срывам синхронизации (подтверждение).Конечная схема проводки получилась простой и лаконичной, но с парой нюансов:

  • питание полётного контроллера (5В) от PDB через выходы для регуляторов
  • питание радиоприёмника (5В) от ПК через разъём OI_1
  • питание видеопередатчика (12В) от PDB
  • питание камеры (5В) от видеопередатчика
  • OSD подключил к UART2. Многие используют для этого UART1, но как и на Naze32, здесь этот разъём запараллелен с USB.
  • Vbat подключен к ПК, а не к OSD. В теории показания вольтажа батареи (vbat) можно считывать как на OSD, так и на ПК, подключив батарею либо к одному, либо к другому. В чём разница? В первом случае показания будут присутствовать только на экране монитора или очков и ПК ничего не будет о них знать. Во втором случае ПК может отслеживать напряжение батареи, информировать о нём пилота (например, «пищалкой»), а также передавать эти данные на OSD, в «чёрный ящик» и по телеметрии на пульт. Настраивать точность показаний тоже проще через ПК. То есть, подключение vbat к полётному контроллеру намного предпочтительнее.

Чертеж рамы hobbyking mini quadcopter frame v1

Для начала хочу оговорится, рамы квадриков я раньше не чертил и эту раму видел только на картинках, благо некоторые необходимые размеры приведены. Зато чертил много разных других конструкций из фанеры и других листовых материалов предназначенных для резки на лазерном ЧПУ.

Гоночный FPV-дрон своими руками (часть 1) — сборка / Хабр

Гоночный FPV-дрон своими руками (часть 1) — сборка / Хабр

Схематичный чертеж с размерами (pdf) 
Файлы проекта в solidworks 2020 (строю я в солиде не очень, меня этому никто не учил, знающие люди — не плюйтесь)
Файлы для резки (*.dxf)

размеры:
Высота: 74 мм (от от края ножки до верхнего торца луча)
Расстояниее между осей моторов 531 мм.
Между ближайших осей 375 мм.
Отверстия под моторы — 16 и 30 мм.
Ширина моторамы — 24 мм.

Расчитано под фанеру 2.5 — 3 мм.
Стыковочные отверстия и пазы сделаны с расчетом на ширину реза в 0.5мм, возможно придется допиливать напильником.
Из моих изменений — ноги сделаны немного под углом (шире ноги — устойчивей стоим), рама клеится супер клеем как и оригинал.
Испытаний в моих руках не проходила, да даже до резки и сборки я еще не добрался, но поделится чертежом не жалко, если кому не лень — может спокойно нарезать собрать и попробовать.
И еще, если найдется обладатель такой рамы — хотелось бы услышать его впечатления о ней и ваши замечания так же будут полезны.

Этап второй. отладка

  1. Запускаешь двигатели (тут обычно всё по-разному, так что снова смотри документацию)
  2. Немного прибавляешь газ, и смотришь в какую сторону вращаются пропеллеры. Они должны вращаться так, как указано в схеме, которая прилагается к контроллеру. Иначе управление будет инвертироваться. Если что-то не так, то просто переворачиваешь коннектор, который соединяет двигатель и контроллер
  3. Когда всё вращается правильно – прикручиваешь верхнюю деталь рамы. Не заталкивай её на своё место. Если она встаёт туго, значит что-то пошло не так. Ослабь нижние винтики, а после установки затяни всё равномерно
  4. Закрепляешь блок с аккумуляторами
  5. Монтируешь адаптеры для пропеллеров на моторы
  6. Устанавливаешь пропеллеры, учитывая направление вращения моторов. Приподнятая часть лопасти должна смотреть в направлении вращения
  7. Готово.Твой коптер готов пережить первое включение!

Это был один из простейших примеров, с которого стоит начать. Конечно, если ты хочешь использовать камеру, GPS или более сложный контроллер, то конструкция будет сложнее. Поэтому, если вы не уверены в своих силах, то стоит начать с малого. Всё остальное можно прикрутить потом.

Однако, не стоит переоценивать сложность самоделки. Если нет цели собрать мультикоптер из ПВХ труб на базе ардуино (а такое тоже бывает), то в этом нет ничего, что не смог бы рядовой пользователь. Главное не теряться, читать и спрашивать, если что-то не понятно.

Этап первый. сборка

  1. Примерно прикидываешь необходимую длину проводов контроллера, прибавляешь небольшой запас «на криворукость» и обрезаешь их до нужной длины
  2. Припаиваешь коннекторы к выходам регуляторов, чтобы потом проще было подключать моторы
  3. Припаиваешь регуляторы к плате разводки
  4. Припаиваешь коннектор аккумуляторного блока к плате разводки
  5. Прикручиваешь двигатели на лучи коптера. При установке моторов постарайся не сорвать резьбу
  6. Если коннекторов на двигателях нет, то припаиваешь и их
  7. Привинчиваешь лучи с двигателями к плате
  8. Крепишь регуляторы к лучам дрона. Не важно чем, но удобнее всего пластиковыми хомутами
  9. Подключаем провода регуляторов к двигателям в произвольном порядке. Если будет нужно – потом изменим
  10. Закрепляешь на корпусе модуль управления (предварительно сфотографировав тыльную часть. Пригодится). Снова хоть на жвачку, но советую пока использовать мягкий двухсторонний скотч
  11. Подключаешь регуляторы оборотов к контроллеру. В те порты, которые отмечены (  — пусто), обычно подключается белым проводом к экрану
  12. Остатками скотча закрепляешь приёмник как можно ближе к блоку управления, и подключаешь нужные каналы к нужным портам. Используй документацию своего приёмника и фото тыльной стороны платы, чтобы разобраться какая пачка проводов за что отвечает
  13. Подключишь питание устройства от батареи, через коннектор
  14. Profit! Ты собрал свой квадрокоптер

Заключение

Напоследок хочется внести в этот текст немного морали. Любое подобное занятие, будь то проектирование, или просто сборка – является мощнейшим образовательным инструментом. Главное, это просто начать. Ты начнёшь понимать многие тонкости, и научишься концентрировать внимание на важных моментах. Это относится не только к сборке коптеров.

Тебе придётся научиться искать информацию, гуглить, и разбираться в массе вещей. Они тебе не пригодятся в жизни, но ими ты не слабо прокачаешь интеллект. Дерзай, учись, развивайся, и не бойся экспериментировать!

Кстати, расскажи в комментах о том, что ты думаешь об этой теме. Также можешь подписаться на наши группы (кнопки внизу). Тебе не сложно — мне приятно. Удачи, пилот, и да прибудет с тобой подъёмная сила.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector