Квадрокоптер (дрон) своими руками из модулей — Zetsila

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.

На созданной раме устанавливаются электродвигатели. Возможно, придётся рассчитать местоположения моторов и просверлить в раме отверстия под крепление, если нет иных вариантов.

Крепление мотора на раме дрона
Примерно по такой механической схеме рекомендуется закреплять электромоторы на раме квадрокоптера (дрона). Правда, многое в креплении зависит от материала рамы

Затем монтируются контроллеры скорости. Традиционно эти модули устанавливаются на нижней плоскости рамы. Контроллеры скорости через ленточные кабели соединяются непосредственно с двигателями.

Далее на раму добавляется посадочный модуль – часть конструкции, предназначенная для организации «мягкой» посадки дрона. Исполнение этого конструктивного элемента должно предусматривать смягчение ударов при посадке на твёрдую почву. Конструкции возможны разного плана.

На следующем шаге монтируется контроллер полёта. Месторасположение этого модуля не критично. Главное, чтобы обеспечивалась защита электроники и бесперебойная работа.

Контроллер полёта дрона соединяется по прилагаемой схеме к модулю (приёмнику) дистанционного пульта управления и к электронной плате регулировки скорости моторов. Все соединения делаются посредством надёжных разъёмов, а наиболее важные точки «садятся» на оловянную пайку.

В принципе, основная сборка на этом завершается. Но спешить закрывать дрон корпусом не стоит. Необходимо протестировать все системы – датчики и другие компоненты квадрокоптера, используя для этого специальный софт OpenPilot GCS (CC3D и GCS). Правда, релиз программы довольно старый и новыми разработками может не поддерживаться.

После теста собранный аппарат – беспилотный квадрокоптер готов к полёту. В дальнейшем дрон несложно модернизировать — оснастить видеокамерой и прочими устройствами, расширяющими функциональность.

Готовые варианты дронов-долголетов хороши тем, что их можно заказать и на следующий день после получения, прочитав инструкцию, отправляться в полет. Однако, фабричные квадрокоптеры имеют и недостатки, первый из них — цена! 

Собранный своими руками квадрокоптер — дальнолет по цене обойдется в 4-5 раз ниже, чем купленный в магазине. Да, сборка потребует времени, придется разобраться с теорией по сборке, потребуется умение паять, но, зато, вы сможете оснастить свой дрон именно тем оборудованием, которое требуется именно для выполнения именно ваших задач, а избыток затраченного времени компенсируется пониженными финансовыми затратами.

Итак, переходим к практике!

Предупреждаем, что инструкция обобщена и что могут быть различия в паре моментов. Мы расскажем основное по поводу сборки и выбора деталей.

Безопасность

Все новички, думая о безопасности, вспоминают AR.Drone и его защиту винтов. Это хороший вариант, и он работает, но только на мелких и легких аппаратах, а когда вес твоего коптера начинает приближаться к двум килограммам или давно перевалил за эту цифру, то спасти может только прочная железная конструкция, которая будет весить очень много и, как ты понимаешь, сильно уменьшит грузоподъемность и автономность полета.

Поэтому лучше сперва тренироваться подальше от людей и имущества, которое можно повредить, а уже по мере улучшения навыков защита станет и не нужна. Но даже если ты пилот со стажем, то не забывай о технике безопасности и продумывай возможные негативные последствия твоего полета при нештатных ситуациях, особенно при полетах в людных местах.

Не стоит забывать, что сбой контроллера или канала связи может привести к тому, что аппарат улетит от тебя далеко, и тогда для поиска может пригодиться GPS-трекер, установленный заранее на коптер, или же простая, но очень громкая пищалка, по звуку которой ты сможешь определить его местоположение.

Бортовой компьютер и сенсоры

• гироскоп позволяет удерживать коптер под определенным углом и стоит во всех контроллерах; • акселерометр помогает определить положение коптера относительно земли и выравнивает его параллельно горизонту (комфортный полет); • барометр дает возможность удерживать аппарат на определенной высоте.

• компас и GPS вместе добавляют такие функции, как удержание курса, удержание позиции, возврат на точку старта и выполнение маршрутных заданий (автономный полет). К установке компаса стоит подойти внимательно, так как на его показания сильно влияют расположенные рядом металлические объекты или силовые провода, из-за чего «мозги» не смогут определить верное направление движения;

• сонар или УЗ-дальномер используется для более точного удержания высоты и автономной посадки; • оптический сенсор от мышки используется для удержания позиции на малых высотах; • датчики тока определяют оставшийся заряд аккумулятора и могут активировать функции возврата на точку старта или приземление.

Сейчас существует три основных открытых проекта: MultiWii, ArduCopter и его портированная версия MegaPirateNG. MultiWii самый простой из них, для запуска требует Arduino с процессором 328p, 32u4 или 1280/2560 и хотя бы одним датчиком-гироскопом.

Продвинутый девяти- канальный пульт
Продвинутый девяти-
канальный пульт

С железом для открытых проектов аналогичная ситуация, как и с рамами для коптера, то есть ты можешь купить готовый контроллер или собрать его самостоятельно с нуля или на основе Arduino. Перед покупкой стоит всегда обращать внимание на используемые в плате датчики, так как развитие технологий не стоит на месте, а старье китайцам как-то надо распродать, к тому же не все сенсоры могут поддерживаться открытыми прошивками.

Наконец, стоит упомянуть еще один компьютер — PX4, отличающийся от клонов Arduino тем, что у него есть UNIX-подобная операционная система реального времени, с шеллом, процессами и всеми делами. Но надо предупредить, что PX4 — платформа новая и довольно сырая. Сразу после сборки не полетит.

Настройка полетных параметров, как и программы настройки, очень индивидуальна для каждого проекта, а теория по ней могла бы занять еще одну статью, поэтому вкратце: почти все прошивки для мультикоптеров основаны на PID-регуляторе, и основной параметр, требующий вмешательства, — пропорциональная составляющая, обозначаемая как P или rateP.

Безопасность

Все новички, думая о безопасности, вспоминают AR.Drone и его защиту винтов. Это хороший вариант, и он работает, но только на мелких и легких аппаратах, а когда вес твоего коптера начинает приближаться к двум килограммам или давно перевалил за эту цифру, то спасти может только прочная железная конструкция, которая будет весить очень много и, как ты понимаешь, сильно уменьшит грузоподъемность и автономность полета. Поэтому лучше сперва тренироваться подальше от людей и имущества, которое можно повредить, а уже по мере улучшения навыков защита станет и не нужна. Но даже если ты пилот со стажем, то не забывай о технике безопасности и продумывай возможные негативные последствия твоего полета при нештатных ситуациях, особенно при полетах в людных местах. Не стоит забывать, что сбой контроллера или канала связи может привести к тому, что аппарат улетит от тебя далеко, и тогда для поиска может пригодиться GPS-трекер, установленный заранее на коптер, или же простая, но очень громкая пищалка, по звуку которой ты сможешь определить его местоположение. Настрой и заранее проверь функцию fail safe твоего полетного контроллера, которая поможет приземлиться или вернуть коптер на точку старта при потере сигнала с пульта.

Включение квадрокоптера


Самый простой способ включить квадрокоптер — использовать модуль
питания с аккумулятором LiPo (см. Инф ).
Для альтернативных методов питания вашего квадрокоптера,
для плат APM 2.5 и 2.6 смотрите страницу (ссылка).

Для подключения модуля питания подключите силовые провода к распределительной плате PDB,
а второй силовой провод к батарее или другому источнику питания.
Подключите модуль питания к порту PM используя 6 проводной кабель.

Квадрокоптер (дрон) своими руками из модулей - Zetsila

Если Вы не используете модуль питания, то для подключения APM можно использовать
внешний источник питания — UBEC. для этого подключите его к входам подключения моторов.
Предупреждение: Так как регуляторы мотора в большинстве случаев уже имеют UBEC модуль, рекомендуется
во избежание проблем не использовать их. Используйте внешний модуль питания в обход питания от регуляторов ESC.

Для этого на плате предусмотрен джампер JP1 расположены рядом с разхемами подключения моторов, используя внешний UBEC
рекомендуется его удалить (снять перемычку), плату можно запитать через разъемы подключения приемника. Все это необходимо
если вы не используете штатный модуль питания.

Вот несколько обязательных для исполнения указаний по зарядке lipo батарей (литий-полимерные батареи).

  • Используйте зарядное устройство, которое одобрено для литиевых батарей. Зарядное устройство может быть предназначено для Li-Ion или Li-Poly.
    Все батареи заряжаются одинаково. Некоторые старые зарядные устройства от сотовых телефонов могут заряжать аккумуляторы
    до 0,1 вольт от необходимого напряжения (4.1 против 4.2), но это не приведет к повреждению батареи.
    Тем не менее, недорогие зарядные устройства широко доступны и использование зарядных от мобильных телефонов настоятельно не рекомендуется.
  • Убедитесь в том, что правильно устанавливается количество ячеек батарейки на вашем зарядном устройстве.
    Смотрите на зарядное устройство очень внимательно в течение нескольких минут для того,
    чтобы количество правильных ячеек отображалось правлильно.
    Если вы не знаете, как это сделать, приобретите интелектуальное зарядное устройство или не заряжайте lipo аккамулятор.
  • Используйте балансировачный разъем.
    Перед зарядкой новой литиевой батареи, проверьте напряжение каждой ячейки по отдельности.
    Делайте это после каждого десятого цикла.
    Это абсолютно необходимо, потому, что несбалансированная ячейка может взорваться во время зарядки,
    даже если выбирается правильное количество ячеек на зарядке.
    Если напряжение на ячейках не в пределах 0,1 вольт друг от друга, то зарядите каждую ячейку до 4,2 вольт (используя балансированную зарядку зарядного устройства через балансировачный кабель батарейки).
    Если после каждого разряда батарейки у вас появляется несбалансированная ячейка — аккамулятор должен быть заменён.
  • Балансировачный кабель есь на большинстве lipo батареек.
    Они позволяют проверить напряжение на каждой ячейки.
    Не пытайтесь использовать вольтметр, штыри могут создать короткое замыкание случайно соскользнув.
    Используя балансировочный кабель и зарядное устройство поддерживающую балансировочную зарядку можно заряжать все ячейки одновременно.
  • НИКОГДА не заряжайте аккумулятор без присмотра. Это причина номер один для дома и авто , которые сжигаются дотла от литиевых пожаров.
  • Используйте безопасную поверхность для зарядки батареи так, что если она взорвется то пламя не повредит ничего. Можно использовать специальные пожароустойчивые пакеты , в которые помещается батарейка для зарядки, а так можно использовать любой другой хороший вариант.
  • НЕ заряжайте током заряда более чем в 1С, если это специально не указано на упаковке производителя.
    Лично у меня был пожар в доме из-за нарушения этого правила.
    Сегодня есть высокозарядные батареи , котоые можно заряжать больше, чем 1С, однако это сокращает срок службы.
    Лучше покупать 3 батарейки, чем пытаться использовать одну, которая заряжается в три раза быстрее.
    Но ситуация может измениться в будущем , сейчас появляются новые батареи с улучшением характеристик. Обращайте внимание на характиристики при покупке, если они явно не указаны — используется явно старая технология производства батарей (китайские магазины у которых много дешевых батарей это как раз не указывают)
  • Ни в коем случае не прокалывайте ячейку у батарейки, никогда!!!! Если это произошло будьте готовы к воспламенению,
    соблюдайте повышеные меры пожаробезопасности. Если ячейка начнет вздуваться то возможно воспламенение и возгорание.
    Если этого не произошло то вам необходимо разрядить эту батарею для будующей утилизации подключив к ней например лампочку определенного напряжения.
  • При аварии вашего летательного аппарата батарея может быть повреждена внутри.
    С виду это может выглядеть безопасно, но при каждой авариитщательно извлеките аккумулятор из аппарата и осмотрите его внимательно,
    по крайней мере в ближайшие 20 мин. Несколько пожаров были вызваны от поврежденных ячеек аккамулятора будучи оставленными в автомобиле
  • Заряжайте батарею в открытом и проветриваемом помещении.
    Если батарея делает повредиться или произойдёт взрыв — опасные газы и ядовитые материалы будут выходить из неё.
  • Держите ведро песка поблизости, когда вы летаете или заряжаете аккумулятор.
    Это экономически эффективный способ тушения пожаров.
    Это очень дешево и абсолютно необходимо.
Смотрите про коптеры:  Радиосхемы. - Принципы построения систем радиоуправления

Литиевые батареи любят тепло, но не слишком много.
В зимнее время, старайтесь держать ваши батареи от холода как можно дольше.
Оставьте их в машине, пока вы летаете или держите их в своих штанах … и т.д.
В то же время не позволяйте им нагреваться слишком сильно.

Старайтесь, чтобы ваши батареи не достигали 160F после использования.
Это продлит жизнь ячеек у батарейки.
Хороший способ для измерения температуры представляет собой портативный инфракрасный измеритель температуры,
он может быть куплен в районе 50 долларов в большинстве хобби магазинах.

Где купить полетные контроллеры для квадрокоптера

Дальность полета дрона определяется двумя вещами — эффективностью группы мотор пропеллер и емкостью аккумулятора.

Так же на дальность полета влияет и аэродинамическое сопротивление корпуса квадрокоптера, чем оно меньше, тем меньше дрон будет расходовать энергии на преодоление расстояния.

Дроны оборудованные полетными контроллерами с GPS могут летать по заданным точкам на карте и им не требуется управление от оператора в полете. В ином случае дальность полета дрона так же зависит от дальнобойности пульта управления.

Квадрокоптеры с большим радиусом действия оборудованы камерой, так как летать только ради простого полета смысла нет.

Из имеющихся в продаже дронов-долголетов наиболее оптимален DJI Mavic Pro, для увеличения дальности и времени полета пользователи часто производят установку дополнительного аккумулятора, посмотреть на такую модификацию можно в статье Доработки DJI Mavic.

Этот дрон может летать на 5 километров и дальше. На видео выше полет протяженностью в 14 километров.

Если вы хотите купить квадрокоптер с полетом на 5 километров и дальше, то переходите по ссылке ниже.

Naza Lite — это оптимальный полетный контроллер для новичка. Его можно перепрошить под полноценную версию DJI Naza V2.

Этот полетник легко настроить: Настройка Naza . Но эта версия не умеет летать по заданным точкам, зато при потере сигнала, ваш дрон не упадет, а вернется в точку взлета.

AMP (Ardupilot Mega) — весьма продвинутый вариант полетного контроллера, требует вдумчивой настройки. Вариант не дешевый, но при должном усердии или умении это весьма продвинутый вариант!

Если установить модуль телеметрии — то данные о полете можно получать на смартфон или планшет и задавать полет по точкам в реальном времени полета.

Также AMP вернет дрон к месту взлета при потере сигнала.

Omnibus позволяет подключить GPS и компас и после установки iNav у вас появится возможность полета по точкам и автовозврата.

Это самый дешевый вариант автопилота с GPS и авторежимами! К тому же настройка Omnibus проще, чем APM.

Оптимальной рамой для дрона летающего на большие расстояния является 230-250 размер, на двух этажах достаточно удобно размещается все оборудование для дальнего полета. Эти рамы за длинную центральную секцию часто называют «автобусами».

Любители Drone Racing потихоньку переходят на более компактные рамы, но для дальнолетов выбор «автобуса» оптимальное решение!

Если вы не имеете готового набора из пульта и приемника, то оптимальным решением будет приобретение полного комплекта дрона и последующей его доработки — установки GPS и аккумулятора большей емкости.

Готовые наборы рам дронов

 Но, гораздо лучим решением будет полностью самостоятельная сборка квадрокоптера для дальних полетов на пустой раме.

Рамы дронов для дальних полетов

 Электроника для дальнолета приведена в статье выше, удачной сборки и дальних полетов!

В теории полета (аэродинамике) принято выделять три угла (или три оси вращения), которые задают ориентацию и направление вектора движения летательного аппарата. Проще говоря, летательный аппарат куда-то «смотрит» и куда-то двигается. Причем двигаться он может не туда, куда «смотрит».

Три эти угла принято называть крен, тангаж и рыскание. Крен — это поворот аппарата вокруг его продольной оси (оси, которая проходит от носа до хвоста). Тангаж — это поворот вокруг его поперечной оси (клюет носом, задирает хвост). Рыскание — поворот вокруг вертикальной оси, больше всего похожий на поворот в «наземном» понимании.

schema
Основные маневры (слева направо): движение по прямой, крен/тангаж и рыскание

Капитан подсказывает: чем больше мощность мотора, тем больше батарейка ему нужна. Большая батарейка — это не только емкость (читай, время полета), но и максимальный ток, которая она отдает. Но чем больше батарейка, тем больше и ее вес, что вынуждает скорректировать наши прикидки относительно винтов и моторов.

На сегодняшний день все используют литий-полимерные батарейки (LiPo). Они легкие, емкие, с высоким током разрядки. Единственный минус — при отрицательных температурах работают плохо, но если их держать в кармане и подключать непосредственно перед полетом, то во время разряда они сами слегка разогреваются и не успевают замерзнуть. LiPo-элементы вырабатывают напряжение 3,7 В.

При выборе батареи стоит обращать внимание на три ее параметра: емкость, измеряемую в миллиампер-часах, максимальный ток разряда в емкостях аккумулятора (С) и число ячеек (S). Первые два параметра связаны между собой, и при их перемножении ты узнаешь, сколько тока сможет отдавать этот аккумулятор продолжительное время.

Например, твои моторы потребляют 10 А каждый и их четыре штуки, а батарея имеет параметры 2200 мА · ч 30/40C, таким образом, коптеру требуется 4 • 10 A = 40 A, а батарея может выдавать 2,2 A • 30 = 66 A или 2,2 А • 40 = 88 А в течение 5–10 секунд, что явно будет достаточно для питания аппарата. Также эти коэффициенты напрямую влияют на вес аккумулятора. Внимание!

Если тока будет не хватать, то в лучшем случае батарея надуется и выйдет из строя, а в худшем загорится или взорвется; это же может произойти при коротком замыкании, повреждении или неправильных условиях хранения и зарядки, поэтому используй специализированные зарядные устройства, аккумуляторы храни в специальных негорючих пакетах и летай с «пищалкой», которая предупредит о разрядке.

Элементы батареи объединяют последовательно или параллельно. При последовательном включении увеличивается напряжение, при параллельном — емкость. Схему подключения элементов в батарее можно понять по ее маркировке. Например, 3S1P (или просто 3S) — это три последовательно подключенных элемента. Напряжение такой батареи будет 11,1 В. 4S2P — это восемь элементов, две группы, подключенных параллельно по четыре последовательных элемента.

Однако моторы подключаются к батарее не напрямую, а через так называемые регуляторы скорости. Регуляторы скорости (они же «регули» или ESC) управляют скоростью вращения моторов, заставляя твой коптер балансировать на месте или лететь в нужном направлении.

Выбираются контроллеры скорости исходя из потребления мотором тока, а также возможности перепрошивки. Обычные регули довольно медлительны в плане отклика на поступающий сигнал и имеют множество лишних настроек для коптеростроительства, поэтому их перепрошивают кастомными прошивками SimonK или BLHeli.

Китайцы и тут подсуетились, и часто можно встретить регуляторы скорости с уже обновленной прошивкой. Не забывай, что такие регули не следят за состоянием аккумулятора и могут разрядить его ниже 3,0 В на банку, что приведет к его порче. Но в то же время на обычных ESC стоит переключить тип используемого аккумулятора с LiPo на NiMH или отключить уменьшение оборотов при разрядке источника питания (согласно инструкции), чтобы под конец полета внезапно не отключился мотор и твой беспилотник не упал.

Моторы подключаются к регулятору скорости тремя проводами, последовательность не имеет значения, но если поменять любые два из трех проводов местами, то мотор будет вращаться в обратном направлении, что очень важно для коптеров.

Два силовых провода, идущих от регулятора, надо подключить к батарейке. НЕ ПЕРЕПУТАЙ ПОЛЯРНОСТЬ! Вообще, для удобства регуляторы подключают не к самой батарейке, а к так называемому Power Distribution Module — модулю распределения энергии. Это, в общем-то, просто плата, на которой припаяны силовые провода регуляторов, распаяны разветвления для них и припаян силовой кабель, идущий к батарее.

Какой lipo аккумулятор следует покупать?

Сейчас очень много вариантов и из-за этого сложно расшифровать , что бренд, а что ложь.
Производители батарей постоянно пытаются друг до друга в чем-то упрекнуть и что-то взять.
В то время как капитализм может снизить цены, он также может служить поводом для ложных утверждений о продуктах.

Один отличный способ узнать, что данная батарея лучше — это посмотреть на графики производительности батареи.
Глядя на то, как напряжение ячейки падает при различных нагрузках даст вам хорошу метрику для сравнения с аналогичными размером / весом другой батареи.

Если вы не можете разобраться в груфиках, то посмотрите на то, что используют другие люди в успешных инсталяциях, которые похожи на ваши.
Если много людей сообщают о длительном времени полета и большого запаса энергии то вы можете сделать тоже самое — выбрать эту батарею

Платить что бы узнать сколько ватт, вольт и ампер? Понимание этих концепций выходит за рамки этой статьи, но может служить вам,
что бы понять , что аккумулятор лучше.

Для квадрокоптеров и других летательных аппаратов следует расчитать максимальный ток потребления, если у вас установлено четыре регулятора ESC на 30А
и моторы потребляют 30А максимально, то максимальный ток потребления будет 30*4 = 120А . Если у Вас имеется батарея на 5000мА то её параметр С должен быть
не меньше 120/5А = 30С .

Выбрав батарейку с диапазоном разряда 20-60С вы рискуете на последних минутах разряда её потерять необходимую мощность , которая будет уже 20С.
Обращайте на это внимание при расчете потребления тока. Полетный контроллер и другое оборудование потребляют не так много.

Последнее замечание о выборе аккумулятора.
Аккуратнее с дешевыми аккумуляторвми.
Убедитесь, что ваши батареи способны работать и что уровень силы тока тот, который вы планируете использовать.
Не перегружайте нагрузкой батарею — это может не только привести к её выходу, но и повлиять на полета (просаживание мощности).
Лучше купите хорошую батарею, чем нужно, чем разбить свой аппарат.

Калибровка «всех сразу» регуляторов esc

Проверьте безопасность работ!

Перед калибровкой регуляторов ESC, пожалуйста, убедитесь, что ваш квадрокоптер не имеет пропеллеров, и что APM не подключен к компьютеру через USB и батарея Lipo отключена.

Квадрокоптер (дрон) своими руками из модулей - Zetsila

Включите аппаратуру и установите стик газа на макмимум.

Квадрокоптер (дрон) своими руками из модулей - Zetsila

Подключите аккумулятор Lipo. На полетном конроллере АРМ начнут циклически загоратся красный, синий и желтый светодиоды.
Это означает, что APM готов перейти в режим калибровки ESC в следующий раз, когда вы его включите снова.

Квадрокоптер (дрон) своими руками из модулей - Zetsila

Оставьте стик газа на максимуме и переподключите батарею (выключите и снова включите).

Квадрокоптер (дрон) своими руками из модулей - Zetsila

Для PX4 или Pixhawk, нажмите и удерживайте кнопку безопасности, пока не появится гореть красным.

Смотрите про коптеры:  бендер футурама - Создать мем -

Автопилот войдет в режим калибровки ESC. (На нём вы заметите , как синий и красный светодиоды начнут мигать последовательно, как на полицейских автомобилях).

https://www.youtube.com/watch?v=4XQEA9cnLcA

Подождите пока не появятся музыкальный сигнал , который будут излучать ваши регуляторы регулярное количество раз «бипов»,
показывающее количество ячеек вашей батареи (т.е. 3 для 3S, 4 для 4S),
а затем еще два звуковых сигнала, чтобы указать, что максимальная дроссельной был захвачен.

Уберите стик газа до минимального положения.

Квадрокоптер (дрон) своими руками из модулей - Zetsila

Регуляоры должны издать длинный гудок, который указывает, что минимальное положение стика газа было установленно и калибровка закончится.

Если вы слышали длинный сигнал, который указывает успешную калибровку, это значит, что регуляторы сейчас «живы» и если немного подать газу моторы начнут вращаться.
Проверьте, что моторы вращаются, поднимайте газ немного и убирайте его.

Установите стик газа на минимум и отключите LiPo батарею, для выхода из режима калибровки ESC.

Калибровка акселерометра

В Mission Planner выберите раздел Init Setup, выберите Accel Calibration в меню слева.

Если вы используете прошивку ArduCopter 3.0, убедитесь, что установленна галочка 3.0 .
Если вы используете 2.9.1b (или старее прошивки), снимите галочку.
Этот процесс потребует от вас разместить беспилотник в последовательных положениях, которые попросит вас программа.
Эти положения уровня являются важными, так как ваш полетный контроллер определяет уровень во время полета.

Важно не перемещайте беспилотник сразу после нажатия клавиши каждого шага.
Проверьте это видео для примера, как держать квадрокоптер.

Квадрокоптер (дрон) своими руками из модулей - Zetsila

Когда вы будете готовы для выполнения калибровки, выберите Accel Calibration .

Квадрокоптер (дрон) своими руками из модулей - Zetsila

Mission Planner будет подсказывать как надо разместить беспилотник в каждой позиции калибровки, нажмите любую клавишу.
Пройдите требуемые шаги.

Квадрокоптер (дрон) своими руками из модулей - Zetsila

Когда вы завершили процесс калибровки, Mission Planner будет отображать окно успешной калибровки, как показано ниже.

Квадрокоптер (дрон) своими руками из модулей - Zetsila

Калибровка радиоуправления

Включите радиоаппаратуру, убедитесь, что передатчик находится в режиме самолета
(APM необходим режим полета, независимо от типа платформы на экспериментальной основе), установите все стики по центру.

Квадрокоптер (дрон) своими руками из модулей - Zetsila


Рекомендуемая настройка RC каналов на передатчике.

Для аппаратуры Mode 1 , левый джостик (стик) будет контролировать высоту (Pitch) и рыскания (Yaw), правый — будет контролировать дроссель (газ, throtle) и крен (Roll).

Для аппаратуры Mode 2 , левый джойстик (стик) будет управлять дроссельной заслонкой (throtle) и рыскания (Yaw); правый — будет контролировать крена (Roll) и тангажа.

Для любого типа передатчика, трехпозиционный переключатель должен быть подключен к 5-му каналу и будет контролировать режимы полета.

По желанию ручки настройки передатчика должны контролировать канал 6 для настройки полетета.
7 и 8 канал могут быть использованны для вспомогательных функций.
В Planner Mission, нажмите кнопку «Калибровка Радио» в нижней правой части окна.
Mission Planner вызовет диалоговое окно с предупреждением что пропеллеры должны быть сняты!. Выберите OK.

Квадрокоптер (дрон) своими руками из модулей - Zetsila

Нажмите OK и начните двигать ручки управления и тумблерами на аппаратуре до их предела и наблюдайте за результатом калибровочных границ радио.
Появившиеся красные линии калибровочных баров укажут максимальное и минимальное значения.

Ваше передатчик должен привести следующие изменения управления:

радиоканал 1: низкий = ролл слева, высокий = ролл прямо

радиоканал 2: низкий = шаг вперед, высокая = шаг назад.

радиоканал 3: низкий = дроссельная заслонка вниз (в выключенном состоянии), высокий = дроссельной заслонки до максимума.

радиоканал 4: низкий = рыскания влево, высокий = рыскания вправо.

Когда красные линии для крена, тангажа, дросселя, рыскания и радиоканала 5
(необязательно у радиоканалов 6, 7 и 8) устанавлены на минимальных и максимальных значениях, выберите нажмите «Done».
Mission Planner покажет сводку данных калибровки.

Нормальные значения около 1100 для минимумов и 1900 для максимумов.
Если значения показания бара идут в противоположном направлении от направления движения стика или тумблера это означает,
что канал находится в инверсии на стороне передатчика.

Квадрокоптер (дрон) своими руками из модулей - Zetsila

Лучшие практики

При сборке квадрокоптера, мы рекомендуем использовать резьбовые винты. Так же потребуется
специальное средство для лучшего закрепления болтов, которое не даст им раскрутиться.
При закреплении проводов питания держите положительный и отрицательной вместе к друг другу,
можно использовать стяжки.

Инструкция для подключения радиоприемника и двигателей к АРМ можно найти на странице .

  • Предупреждение! В любом режиме удержания высоты которые: : Alt-Hold, Loiter, AUTO, AutoLand или RTL
    если полет квадрокоптера становиться неустойчивой, при посадке или близком нахождением к земле —
    (а так же при автоматической посадки) вы вероятно не правильно установили полетный контроллер —
    это влияет на барометр (высотометр), который зависит от давления создаваемового самим
    квадрокоптером и его воздушным потоком.
    • В этом можно убедиться посмотрев на журнал показания высотомера видя, что показания колеблятся, когда он у земли.
    • Если это является проблеммой , переместите контроллер полета или оградите его от проветривания корпуса.
    • Успешность летных испытаний может быть проверена по результатам журналов.
    • Это предупреждение находится здесь, так что у вас есть возможность не допускать этого в первую очередь.
    • Как правило, лучше установить контроллер на верхней части квадрокоптера.
    • Если у вас имеется крышка которая закрывает полетный контроллер, убедитесь, что она не вентилируется от пропеллеров и в ней не создается давление.

Моторы и пропеллеры

Из-за вращения моторов в разные стороны приходится использовать разнонаправленные пропеллеры: прямого вращения (против часовой) и обратного вращения (по часовой). Обычно используются двухлопастные пропеллеры, их легче балансировать и найти магазинах, в то время как трехлопастные дадут больше тяги при меньшем диаметре винта, но доставят много головной боли при балансировке.

Плохой (дешевый и неотбалансированный) пропеллер может развалиться в полете или вызвать сильные вибрации, которые передадутся на датчики полетного контроллера. Это приведет к серьезным проблемам со стабилизацией и вызовет сильное смазывание и «желе» на видео, если ты снимаешь что-то с коптера или летаешь с видом от первого лица.

Регулятор скорости,  он же ESC
Регулятор скорости,
он же ESC

У любого пропеллера есть два основных параметра: диаметр и шаг. Их обозначают по-разному: 10 × 4.5, 10 × 45 или просто 1045. Это означает, что диаметр пропеллера 10 дюймов, а его шаг 4,5 дюйма. Чем длиннее пропеллер и больше шаг, тем большую тягу он сможет создавать, но при этом повысится нагрузка на мотор и увеличится потребление тока, в результате он может сильно перегреться и электроника выйдет из строя.

Поэтому винты подбираются под мотор. Ну или мотор под винты, тут как посмотреть. Обычно на сайтах продавцов моторов можно встретить информацию о рекомендуемых пропеллерах и аккумуляторах для выбранного мотора, а также тесты создаваемой тяги и эффективности.

Также чем больше винт, тем больше его инерция. Если нужна маневренность, лучше выбрать винты с большим шагом или трехлопастные. Они при том же размере создают тягу в 1,2–1,5 раза больше. Понятно, что винты и скорость их вращения нужно подбирать так, чтобы они смогли создать тягу большую, чем вес аппарата.

А вот и моторчик  на 850 kV
А вот и моторчик на 850 kV

И наконец, бесколлекторные моторы. У моторов есть ключевой параметр — kV. Это количество оборотов в минуту, которые сделает мотор, на поданный вольт напряжения. Это не мощность мотора, это его, скажем так, «передаточное число». Чем меньше kV, тем меньше оборотов, но выше крутящий момент. Чем больше kV при той же мощности, тем больше оборотов и ниже момент.

Info

Более прочный материал — дюраль (Д16Т). Практически не гнется, достаточно пружинистый, и его применяют в авиации. Профили из него в ОБИ не продаются, но можно поймать на Митинском рынке на третьем этаже, на рынке ТВЦ «Строй» тоже были.

Напряжение и количество ячеек

LiPols батареи действуют по другому, чем никель-кадмиевые или никель-металлогидридные батареи, когда заряжены и разряжены.
Литиевые батареи полностью заряжены, когда каждая ячейка имеет напряжение 4,2 вольт.
Они полностью разряжены, когда каждая ячейка имеет напряжение 3.0 вольт.

Хороший способ гарантировать, что напряжение на ячейке не ниже 3.0 вольт во время полета — это установить отсчечку низкого напряжения (LVC) на
регуляторе ESC. Важно использовать программируемый регулятор ESC, так как правильное установление отсечки имеет решающее значение для жизни ваших батареек.

Используйте режим программирования ESC, что бы установить LVC на 3.0 вольт на элемент с жесткой отсчечкой (Hard Cutoff) или 3.3 вольт для мягкой отсечки (Soft Cutoff).
Если ваш регулятор ESC не имеет жесткой или мягкой отсечки используйте отсечку на 3.

Если ваш регулятор имеет автоматический режим лития.
Используйте его и он будет правильно понимать количество ячеек. Установите автоматическое Cutoff (обрезание) соответствующим образом.

Если вы уже летали с никель-кадмиевыми или никель-металлогидридными аккумуляторами,
перейдя на литий-полимерный вы будете использовать другое количество ячеек.
Если вы использовали 6-7 , то это 2 ячеечная литий-полимерная батарейка.
Если вы использовали 10-11 ячейковые, то это станет 3 ячейковой литий-полимерной батарейкой.

Есть два варианта решений летчиков , которые использовали 8 ячеек , которые застряли между 2 и 3 ячеечными литий-полимерными батарейками.
По моему опыту лучше определить сколько ватт вы использовали и дублировать эти значения на lipo , двигатель. Например:

Вы использовали 8 ячеек NiCd (9.6 вольт) на 10 ампер , на скоости 400 у самолета. У вас есть 9,6*10 = 96 Ватт
Если вы перейдете на 2 (2S) ячейкову батарейку (7.2 вольта номинал), то вы должны изменить свой пропеллер так, что бы вы могли использовать 13А.

Если вы перешли на 3 (3S) ячейковую батарейку (10.8 вольт номинал), то вы должны уменьшить силу тока до 8.9А.
Эти расчеты являются приблизительными и некоторое экспериментирование требуется для достижения лучших результатов,
но сохраняя потребленния Ватт является хорошим способом для начала.

Определение стороны кручения пропеллеров

Квадрокоптер (дрон) своими руками из модулей - Zetsila

  • Не все винты отмечены R или P, так что вам потребуется определить направление вращения, глядя на сам пропеллер.
  • Есть два типа толкания воздушного потока — это пропеллеры типа CW (часового) и CCW (противочасового) вращения.
  • Обратите внимание, пропеллеры выше имеют малую кривую на переднем крае по направлению вращения.
    • Поэтому острее и как правило тоньше задняя кромка
    • Это позволит вам определить правильное направление вращения пропеллеров
  • Необходимо также, чтобы соответствующим образом использовать движение мотора и толкающую силу пропеллера там, где они необходимы.
    • Большинство «обычных» квадрокоптеров используют сьёмник в виде винта.
    • На гексакоптерах, октакоптерах требуются более толкательные винты и малооборотистые моторы.
    • Есть так же конфигурации более толкающих пропеллеров для нормальных Tri, Quad, Hex и октакоптеров.
  • Суть в том, что вы должны получить правильный тип и вращения винтов для вашего квадрокоптера и установить их должным образом.
  • Используя хорошие качественные винты и их хорошую балансировку позволит повысить производительность, время полётов и снижения вибрации.

Понимание конвенций

Как быстро может разряжаться батраейка — это и есть максимальный ток разряда.
Ток оценивается параметром С для аккумулятора.
С — сколько времени требуется, чтобы разрядить аккумулятор в долях часа.
Например 1C разряжает батарею в 1/1 часа или за 1 час.

Смотрите про коптеры:  Ремонт бесколлекторного двигателя квадрокоптера, магниты - Все о квадрокоптерах | PROFPV.RU

2С разряжает батарею за полчаса.
Все хоббийные батареи рассчитаны в милли ампер-часов.
Если аккумулятор рассчитан на 2000 мАч и вы разряжаете его током 2000mA (или 2А, 1А = 1000mA) он будет полностью разряжен в течение одного часа.
Параметр C батареи показывает на способность разряда.

Все батареи имеют ограничения относительно того, как быстро они разряжаться.
Из-за этого многие LiPo батареки ставятся параллельно, чтобы увеличить силу тока у аккумулятора.
Когда 2 батареи подключены плюс к плюсу, а минус к минусу они становятся как одной батареи с двойной мощностью.

Если у вас есть две 2000mAh ячейки и вы подключить их параллельно, то результат будет таким же, как одна на 4000mAh.
Эта ячейка на 4000mAh имеет такой же параметр токаотдачи C как и оригинальная ячейка на 2000mAh.
Таким образом, если ячейки на 2000mAh могут дать токоотдачу в 5С максимум, или 10 ампер, то свежесобранная ячейка в 4000mAh может выдавать
5С или (4000mA х 5) 20 ампер.
Такой метод подключения аккумуляторов позволяет использовать более высокие токи.

Соглашение об именах, которое позволяет расшифровать, сколько ячеек параллельно и сколько в серии является метод XSXP.
Число перед S показывает количество последовательно соединенных ячеек у батарейки, например 3S означает, что это 3-секционная батарейка.

Число перед P означает количество параллельно соединеных ячеек. Так 3S4P батарейка на 2100mAh имеет в общей сложности 12 ячеек внутри.
Она будет иметь напряжение как и любая другая батарейка 3S, так как число ячеек определяет напряжение.
И она будет иметь больше токоотдачу в 4 раза больше из-за 12 отдельных ячеек.

Примечания / поиск и устранение неисправностей

Режим калибровки ESC «сразу все» просто передает положение стика газа непосредственно через APM к регуляторам ESC.
Если вы включите полетный контроллер Ardupilot в этом режиме , то он будет подавать тот же PWM сигнал на все регуляторы скорости ESC.

Вот и все, что он делает.
Многие регуляторы скоростей ESC используют полный газ для входа в режим программирования, позиция полного газа сохраняется в качестве верхней конечной точки
и когда вы тянете ручку газа до минимума — это положение сохраняется как нижняя конечная точка.

Если после калибровки ваши двигатели не вращаются же скоростью и одновременно не начинают запускаться то повторите процесс калибровки.
Если вы пробывали калибровку «все сразу» и это не сработало или регуляторы не крутят двигатели одинаково,
попробуйте ручной метод калибровки, описанной выше.

Есть огромное количество марок и типов регуляторов не поддерживающих нормальных конвенций программирования
(иногда даже при том, что они утверждают о поддержке), и они могут просто не работать с АРМ. Это, к сожалению правда, но с оговорками.

Рекомендуемые настройки ESC:

Brake: OFF

Battery type: Ni-хх (NiMH или NiCd)

CutOff режим: Soft-Cut (по умолчанию)

CutOff Threshold: Low

Start режим: Normal (по умолчанию)

Timing: Medium

Проверка направления вращения двигателя с помощью интерфейса командной строки

Альтернативный способ проверить, что двигатели были правильно подключили заключается в использовании команды «Motors» в CLI Mission Planner.
Примечание: Направление моторов устанавливается просто
перестановкой двух из трех проводов от регулятора ESC.

  • Подключите APM к компьютеру с помощью мини-кабеля USB
  • Подключите питание батареи
  • Запустите Mission Planner и выберите Terminal, далее кнопку «Подключение к АРМ»
  • В открывшемся окне терминала введите Test
  • и введите тип теста motors

Теперь Двигатели будут вращаться в последовательности,
каждый двигатель будет вращаться в течение 1 секунды при очень низкой скорости, а затем остановится.
Вращение следующего двигателя начнется после 2 или 3 секундной задержки.
Пожалуйста, соблюдайте направление вращения для каждого двигателя, а также, что двигатели вращаются один за другим.

Первый вращающийся двигатель будет тот , который расположен впереди в случае конфигурации ,
или первым двигателем справа спереди в случае конфигурации X.
Тест двигателей будет идти по часовой стрелке.

В случае конфигурации типа X8, квадрокоптер будет вращать сначало верхний передний правый двигател,
затем нижний передний правый, и далее вокруг по часовой стрелке, по схеме.

После завершения теста вращения будет 4 или 5 секундная пауза до повтора.

Когда вы убедитесь , что тест проходит правильно:

  • нажмите любую клавишу (этот процесс не остановится, пока не закончит текущую последовательность)
  • отключите главный аккумулятор
  • отсоедините USB-кабель
  • Для любого двигателя вращается в неправильном направлении просто поменяйте любые два провода из регулятора ESC
    идущих на двигатель.

видео по настройке

Проверьте двигатели на раме, пропеллеры и их соеденители:

У квадрокоптеров в основном вибрация идет от моторов и пропеллеров, которую можно значительно уменьшить:

  • Рама , особенно её лучи являются основной причиной асинхронной вибрации, поэтому лучи должны быть как можно жесткими
  • Рамы квадрокоптеров DJI и их хороших клонов имеют достаточно жесткие лучи.
  • Лучи из Carbon fiber (углеродного волокна) имеют достаточно хорошие характеристики.
  • Более тяжелые алюминиевые квадрокоптеры, как Arducopter, являются гибкими, более дешевые китайские — часто нет.
  • Большинство коммерческих квадрокоптеров имеют литьевой экзоскелет или лучи, такие как IRIS или Phantom являются достаточно жесткими.
  • Дешевые, легкие рамы, как правило, чтобы продемонстрировать более высокое качество сильно и тяжело загружают квадракоптер («Flexi» он получает).
  • Мотор на раме и луч рамы должны быть безопасными и гибкими (иногда это проблема для карбоновых лучей).
  • Двигатели должны работать бесперебойно (подшипники должны быть не изношенных и у них не должен быть «визг»).
  • Пропеллерные переходники, соединяющие винты для двигателей должны быть концентрическими и очень прямыми.
  • Винты должны быть полностью сбалансированы с помощью хорошей балансировки
  • Балансированный двигатель (или очень хорошо сбалансированный двигатель, как T-Motor) может иметь большое влияние.
  • Не правильные винты, которые не хорошо подобраны к раме и весу или не имеющие тот же тип вращения CCW и CW.
  • Получите хорошие пропеллеры, новые APC винты являются хорошим выбором, как часто GemFan carbon пропеллеры.
  • Carbon Fiber пропеллеры лучше, но основной компанией был Graupner ушедшей из бизнеса, теперь дешевые пропеллеры Carbon Fiber являются проблемой.
  • Carbon fiber пропеллеры дорогие, жесткие, сильные и острые, как бритва — они являются одной из основных угрозой безопасности.
  • Большие медленные пропеллеры, безусловно, вызывают более сильную вибрацию чем мелкие и быстрые, но большие медленные пропеллеры намного эффективные.
  • Крупные, медленные пропеллеры также делают раму гибкой, поскольку двигатели будут крутить пропеллеры по оси.
  • Если вы действительно хотите оптимизировать все вышеперечисленные характеристики,
    ваш полетный контроллер скорее всего нужно изолировать от вибрации.

Рамы дронов с большой дальностью полета

Основной момент, который нужно решить при выборе рамы, — будешь ли ты использовать готовую раму или же делать ее сам. С готовой рамой все проще, да и заказывать в любом случае придется множество деталей. При этом, учитывая цены в китайских магазинах, самодельный вариант может оказаться дороже.

Сделать раму можно из любых подручных материалов (дерево, алюминий, пластик и так далее). Можно подойти чуть серьезнее и выпилить ее на ЧПУ-станке из плетеного карбона, причем можно усложнить задачу и сделать складную конструкцию.

Самый простой вариант для любителей DIY — пойти в OBI, «Леруа Мерлен» или на строительный рынок и купить квадратную алюминиевую трубу 12 × 12, а также алюминиевый лист толщиной в 1,5 мм. Для того чтобы сделать раму из таких материалов типа «четыре палки и крепеж», достаточно дрели или ножовки по металлу.

Oehmichen № 2, пилотируемый ква- дрокоптер француз- ского инженере Этьена Омишена, запущенный в 1922 году
Oehmichen № 2, пилотируемый квадрокоптер французского инженере Этьена Омишена, запущенный в 1922 году

В качестве образца для твоей рамы можно взять упрощенную заводскую раму или же найти в интернете готовый чертеж. Более сложные материалы (например, углепластик) можно заменить на алюминий — если и получится тяжелее, то ненамного. В любом случае стоит обращать внимание на длину и симметричность лучей.

Длина лучей выбирается исходя из диаметра используемых пропеллеров, так, чтобы после их установки расстояние между окружностями вращающихся винтов было не менее 1–2 см, и уж тем более эти окружности не должны пересекаться. Моторы, устанавливаемые на лучах, должны быть равноудалены от центра рамы, где будет располагаться «мозг», и (в большинстве случаев) находиться на одном расстоянии друг от друга, образуя равносторонний многоугольник.

При проектировании стоит учесть, что центр рамы должен совпадать с центром тяжести, поэтому установить аккумулятор сзади между лучами — плохая идея, если он не будет скомпенсирован грузом спереди, например камерой. Продумай, на что будет приземляться твой аппарат, для новичков можно посоветовать приспособить что-то мягкое на «пузе» или концах лучей, например плотный поролон или теннисные мячики.

Info

Полет от первого лица (FPV) очень захватывает, особенно если пользоваться видео-очками и HeadTracker’ом, который будет повторять движения головы на подвесе FPV-камеры, создавая ощущение, что находишься в кабине пилота.

Управление

Немного про радиоаппаратуру. Сейчас практически все передатчики для летающих моделей работают на частоте 2,4 ГГц. Они достаточно дальнобойные, и этот частотный диапазон не так зашумлен, как, например, 900 МГц. Для полета вообще-то достаточно четырех каналов: газ, рыскание, тангаж, крен. Ну а восьми каналов точно хватит и на что-нибудь еще.

Info

Для полетов с камерой обзаведись подвесом, который будет удерживать камеру параллельно горизонту при маневрах, а также поможет управлять наклоном камеры. Большинство контроллеров имеют выходы для стабилизации подвесов с сервоприводом, а также выход для переключателя управления кнопкой спуска камеры.

Комплект обычно состоит из самого пульта и приемника. На приемнике находятся ручки управления и дополнительные кнопки. Обычно выбирают аппаратуру Mode2, когда левый стик управляет газом и поворотом, а правый — наклонами коптера. Все ручки, кроме газа, подпружинены и возвращаются в начальное положение при отпускании.

Также стоит обращать внимание на количество каналов. Для беспилотника потребуется четыре канала управления и один канал для переключения режимов полета, кроме того, могут потребоваться дополнительные каналы для управления камерой, для настройки или для особых режимов полетного контроллера. При выборе пульта стоит также учитывать возможность смены радиомодуля, чтобы в будущем его можно было легко обновить.

Установите правильные направления вращения

Теперь, когда ваши двигатели вращаются, мы установим правильное направление для каждого двигателя.

Направление вращения двигателей (по часовой стрелке или против часовой стрелки) определяеюся подключением к регуляору ESC.

Когда вы подадите небольшое количество газа , проверьте и посмотрите направление движения каждого двигателя

Моторы должны вращаться , как указано на диаграммах ниже в зависимости от типа рамы квадрокоптера.

Проверьте схему вращения двигателей указанную ниже , что бы проверить и убедится, что двигатели производят вращения в правильном направлении.

APM MOTORS QUADROCOPTER Seting motor

Скорее всего некоторые из ваших моторов нужно будет переключить.

Для изменений направления вращений мотора отсоедените LiPo батарею.

Что бы поменять сторону вращения мотора вам необходимо переключить два из трех кабелей регулятора ESC соединяющие мотор, подключите как показано ниже.

выбор направления моторов через регулятор esc

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector