Квадрокоптер — презентация на 🎓

Что такое квадрокоптер? – презентация онлайн

Составные части квадрокоптера и процесс сборки

• Каждый пропеллер квадрокоптера приводится в действие

собственным электромотором, питаемым от мощных батарей и

управляемых микрокомпьютером. Задача последнего –

поддерживать машину в полете, обеспечивая синхронность работы

двигателей в зависимости от показаний датчиков, преобразовывать

команды оператора в изменения режимов работы двигателей.

• Самым главным элементом летательного аппарата является рама. Она

должна быть сбалансированной (значим вес каждого винтика),

жесткой (чтобы выдерживать нагрузки) и упругой (чтобы гасить

колебания и не рассыпаться при неудачном приземлении).

Необходимо соблюсти все эти условия, грамотно разместить узлы и

дополнительное оборудование, выдержать требования к прочности и

виброзащите.

• Современные квадрокоптеры используют бесколлекторные

электродвигатели и литий-полимерные аккумуляторы в качестве

источника энергии.

• Поднимаемый полезный груз моделями квадрокоптеров среднего

размера и грузоподъемности — от 500 гр. до 2—3 кг., что позволяет

поднять в воздух небольшую фото или видеокамеру.

• Скорость полета мультикоптера может быть самой разной от нуля

(неподвижное висение в точке) до 100-110 км/ч. Запас энергии

батарей позволяет отдельным моделям квадрокоптеров улетать на

расстояние до 7-12 км.

Sdk и комплекты

Понятно, DJI — не единственный пример. SDK есть у Parrot, 3DR, Skydio, Yuneec (правда 3DR, Yuneec и Parrot работают с open-source-платформами, о них мы поговорим далее). 

По сути сейчас мы наблюдаем процесс формирования целого рынка программного обеспечения для таких программируемых дронов. 

Некоторое ПО, в т.ч. на DJI (несмотря на то, что он не open-source) можно найти на GitHub.

Кстати, образовательные решения тут тоже есть. Например, тот же DJI выпускает специальный комплект из нескольких дронов, рассчитанный на обучение целой группы студентов программированию на Scratch, Python и Swift. 

Помимо проприетарных, есть множество DIY-решений, основанных на популярных универсальных полетных контроллерах. Откровенно говоря, DIY-сообщество в свое время и стало родоначальником всего рынка управляемых дронов. Компании с рынка радиоуправляемых моделей взялись за разработку БПЛА лишь тогда, когда идея стала популярна в народе и можно было построить какие-то бизнес-прогнозы.

DIY-решения обычно опираются на какую-то из доступных систем управления (автопилотов), например Ardupilot или Pixhawk. А контроллер подбирается из списка поддерживаемых для выбранного автопилота. Впоследствии его можно даже доукомплектовать оборудованием (если прошивка позволяет это сделать). Под такие решения есть свои универсальные платформы разработки, например MAVSDK (его поддерживают 3DR, Yuneec и Parrot).

По аналогии с 3D-принтерами некоторые производители выпускают кит-комплекты для DIY дронов. К примеру, в упомянутом выше хакатоне ребята работали с дронами «Иволга» отечественного производства. Есть и другие примеры, например, Ardupilot, как производитель, предлагает на рынке собственные наборы, цена на которые варьируется в зависимости от комплектации.

Пример комплекта с Aliexpress

На базе open source контроллеров встречаются и промышленные решения.

Начиная с самосборных решений под управлением готового автопилота, некоторые энтузиасты переходят к разработкам собственного автопилота. Так мир open source в этой части постоянно расширяется. Однако это задача не для новичка. Поскольку суть заключается не столько в самом программировании, сколько в решении инженерных задач.

Батарея

Поскольку многие современные дроны летают при помощи бесколлекторных двигателей, то есть на электрической тяге, то аккумуляторная батарея является одной из основных частей дрона. Без нее невозможно запустить дрон и выполнить все поставленные полетные задачи.

Впрочем, если вы управляете дроном с пульта (джойстика), то нужно помнить, что он тоже работает от своей батареи. Батарея на борту дрона чаще всего называется полетной (бортовой) и может иметь разные параметры (тип, емкость, мощность, наличие или отсутствие интеллектуальных функций и т.п.).

Батарея с функцией самоподогрева для работы при температурах ниже 0 для дронов серии DJI Mavic 2

Понятно, что у разных моделей беспилотников разные требования не только к силовой установке, но и к батарее, как к источнику питания. Небольшие и любительские дроны оснащаются батареями небольших размеров с небольшой емкостью и мощностью, что в конечном итоге влияет на полетное время и рассчитанную полезную нагрузку. Для сравнения:

• DJI Spark – 1480 мА/ч – 16 минут полета
• Ryze Tello – 1100 мА/ч – 13 минут полета
• DJI Mavic Air – 2375 мА/ч – 21 минута полета
• DJI Mavic 2 Pro – 3850 мА/ч – 31 минута полета
• DJI Inspire 2 – 4280 мА/ч – 27 минут полета в зависимости от нагрузки
• DJI Phantom 4 V2.0 – 5870 мА/ч – 30 минут полета

Специализированные (промышленные дроны и платформы) требуют более емкой и мощной батареи ввиду сложности и большого объема решаемых задач. Отсюда и иные параметры источников питания, а также вытекающие отсюда полетное время и вес полезной нагрузки. Для сравнения:

• DJI Matrice 100 – 4500 мА/ч (дополнительная 5700 мА/ч) – в зависимости от полезной нагрузки и количества батарей время полета и зависания от 20 до 40 минут
• DJI Matrice 600 Pro – 4500 мА/ч (дополнительная 5700 мА/ч) – в зависимости от полезной нагрузки и количества батарей время полета и зависания до 38 минут

Компания DJI, как и ее конкуренты, постоянно ведет исследования в области совершенствования полетных аккумуляторов. Например, мониторинг состояния батареи сегодня стал уже довольно обычным явлением. Теперь пилот вовремя узнает не только об уровне заряда батареи, но и сможет получить информацию о том, когда следует вернуть беспилотник на базу, чтобы он не потерпел аварию из-за полного разряда батареи.

Вертолет

Кто не хочет себе вертолетик? Самые дешевый и забавный вариант получить радиоуправляемую модель! На самом деле, видов вертолетов очень много, от 300-400 рублей за вертолетик, до десятков или сотен тысяч за вертолет (тоже на радиоуправлении)! Дорогие вертолеты обычно имеют бензиновый или керосиновый двигатели.

Виды квадрокоптеров

Летающие дроны можно разделить на несколько категорий:

1. Дроны без камеры. Характеристики у квадрокоптеров бюджетного сегмента невысокие, модели поддерживают малую дальность полета и способны оставаться в воздухе около десяти минут. Проводить съемку с их помощью нельзя, но можно просто получать удовольствие от пилотирования и выполнять маневрирование.
   

   

2. Коптеры с камерой. Стоят такие модели дороже, зато предоставляют возможность снимать видео и фото в процессе полета.
   

   

3. Для новичков. Недорогие, но очень прочные модели способны переживать многократные падения. Оснащаются коллекторными двигателями, дальность полета составляет около 100 м, часто есть встроенный акробатический режим.
   

   

4. Для любителей. Такие модели поддерживают съемку с разрешением не менее 720р и стабилизацию, способны удаляться на 1 км от оператора и удерживаются в полете до 25 минут. Обычно способны развивать скорость до 70 км в час.
   

   

5. Для профессионалов. Самые функциональные дроны поддерживают спутниковую навигацию, ведут съемку в формате 4К. Изображение передают на смартфон с расстояния в несколько километров или записывают на карту памяти. Оснащены многочисленными датчиками, в том числе для отслеживания препятствий, стоят довольно дорого.
   

   

6. Гоночные. Такие модели предназначены в первую очередь для маневрирования. Видео об устройстве квадрокоптеров гоночного типа показывают, что камера в них может быть довольно скромной, а вот скорость дроны развивают вплоть до 120 км в час. Удаляются обычно на 1 км от владельца, многие модели поддерживают управление через видео-очки.
   

   

При выборе летающего дрона следует учитывать, для каких именно целей он нужен — для съемки или акробатических трюков.

Из каких компонентов состоит мультикоптер или квадркоптер?

1. Рама
   Рама это скелет квадрокоптера, платформа, на которой все компоненты соединяются в одно целое.
   
2. Регуляторы оборотов
   ESC — electronic speed controller, переводится как электронный контроллер скорости. В русскоязычном сообществе принято называть их как «регуляторы оборотов», в простонародье «регули» или «регуляторы».
   Регуляторы оборотов управляют скоростью вращения бесколлекторных (бесщеточных) двигателей. Раньше почти у всех квадрокоптеров ESC были индивидуальными, внешними, размещались на лучах рамы, а сейчас все чаще пилоты собирают квадрокоптеры на ESC 4 в 1, они компактнее и удобнее. Конечно, такое не получится с мультикоптерами и там по прежнему применяются отдельные регуляторы оборотов.
   
3. Двигатели
   Двигатели бывают щеточные и бесщёточные (бесколлекторные). Первые применяются в игрушках и очень дешевых квадрокоптерах, а вторые устанавливаются на бюджетные и профессиональные мультикоптеры. Бесколлекторные двигатели не используют щетки и имеют другую конструкцию. В них используются неодимовые магниты, которые расположены в колоколе и сердечник, вокруг которого крутится колокол с магнитами. В середине сердечника установлен подшипник, в том числе в самом низу корпуса, на них крутится колокол с валом. У таких двигателей очень большой КПД.
   Двигателей может быть 3, 4, 6, 8, 10 и больше. Все они работают парно, то есть, половина двигателей крутится по часовой стрелке, а половина против часовой стрелки. Так достигается стабильность конструкции в воздухе при одновременной работе двигателей, не нужно устанавливать хвостовой двигатель, как у вертолетов, чтобы он компенсировал вращение по оси.
   
4. Пропеллеры
   Это то, что крутит двигатель. Пропеллеры создают тягу, с помощью которой дрон может находиться в воздухе.
   
5. Полетный контроллер
   Мозг мультикоптера. Управляет всеми компонента и соединяет их в одно целое. В полетный контроллер загружается прошивка (программа), которая всем и управляет.
   
6. Курсовая камера
   Это та самая камера, которая устанавливается в передней части и с помощью которой вы видите видео от первого лица.
   
7. Видеопередатчик
   Обычно это аналоговый передатчик, но сейчас все чаще можно увидеть цифровой. Кодирует сигнал с камеры и передает его на любое принимающее устройство, например, в FPV шлем.
   
8. Антенны
   Помогают видеопередатчику передать сигнал, преобразовывая осциллирующую электрическую энергию в электромагнитное излучение и наоборот.
   
9. Приемник
   Приемник принимает сигнал с аппаратуры управления, декодирует его и отправляет информацию в полетный контроллер, который в свою очередь координирует действия остальной периферии, в том числе командует регуляторами оборотов.
   
10. Аккумулятор
    Аккумулятор питает энергией всю систему мультикоптера и выбор правильного аккумулятора очень важен.
    

Конструкция рамы квадрокоптера – презентация, доклад, проект

Настройки в betaflight

Если вы еще не скачали Betaflight и BLHeli Configurator, то вам сюда:

А если не знаете, как прошивать квадрокоптер, то вам сюда:

1. Вам нужно прошить полетный контроллер, перейдите в Firmware Flasher и выберите OMNIBUSF4SD с последней версией стабильного релиза.
2. Нажмите «Load Firmware [Online]» и «Flash Firmware» для прошивки полетного контроллера. По окончанию, нажмите Connect.
3. Перейдите во вкладку Ports: — на UART6 нажмите Serial RX; — UART 3 выберите «IRC Tramp»; — нажмите Save and Reboot.
4. На вкладке Configuration: — под ESC/Motor выберите DSHOT600; — у System configuration выберите PID частоту 8 kHz; — у Receiver выберите нужный режим. Для XM это «Serial-based receiver» и «SBUS»; — у Arming установите Max arm angle на 180 (только если включен акселерометр); — в Other Features включите Airmode, OSD, Anti Gravity и Dynamic Filter; — в DSHOT Beacon Configuration установите флажок в активное положение; — нажмите Save and Reboot.

Для дальнейшей настройки нужно подключить аккумулятор, а также включить пульт управления.

Betaflight configurator, настройка на русском:

1. На вкладке Receiver проверьте, чтобы pitch, roll, throttle и yaw соответствовали движению стиков на вашем пульте. При необходимости, выполните настройки.
2. Перейдите на вкладку Modes: — назначьте переключателю канал Aux на охрану (арминг) и снимите с охраны свой дрон (дизарминг); — Назначьте другому переключателю канал Aux для режимов Horizon или Angle; — Назначьте Beeper и «Flip over after crash» 3 и/или 4 переключателю.
3. На вкладке Motors сделайте проверку двигателей, для этого ползунком подайте на двигатели немного напряжения с помощью ползунка. Запомните те, что крутятся не в ту сторону.
4. Отключитесь от Betaflight Configurator и откройте BLHeli Configurator: — нажмите Connect и потом Read Settings; — нажмите Flash all ESC, либо каждый по отдельности (подробнее по ссылке выше в синей рамке под заголовком) — поменяйте направление вращения тем двигателям, которые крутились не в ту сторону; — нажмите Save и снова подключитесь к Betaflight Configurator для проверки направлений двигателей.
5. На вкладке OSD: — настройте OSD так, как вам хочется.

Все! Настройки Failsafe по умолчанию работают хорошо, но на всякий случай проверьте и их, подробнее здесь:

Failsafe: что это такое, как работает и настройка

Питание и контроллеры питания

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.

Число ячеек (S) указывает на количество LiPo-элементов в батарее, каждый элемент выдает 3,7 В, и, например, 3S-аккумулятор будет отдавать примерно 11,1 В. Стоит обращать внимание на этот параметр, так как от него зависят скорость оборотов моторов и тип используемых регуляторов.

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.

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.

Большинство регуляторов имеют встроенный стабилизатор тока на 5 В, от которого можно питать электронику (в частности, «мозг»), можно использовать отдельный стабилизатор тока (UBEC). 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.

Полезные видео о том, как собрать квадрокоптер своими руками

Желание подняться в небо, наверное, никогда не покидало человека. В этой инструкции мы сделаем шаг навстречу мечте и сделаем своими руками квадрокоптер.

Шаг 1: Строем раму

Смотрим на рисунок и по макету моделируем каркас квадрокоптера. В основе этого устройства будет находиться деревянная рама. Для её изготовления понадобятся деревянные рейки следующих размеров: 60х3х2.4см и 57х3х2.4 см, а также прямоугольная дощечка 15х6х0.2см. Далее используя клей и гвозди делаем «крестовую» конструкцию, которая и послужит каркасом.

Шаг 2. Подготавливаем мотор

На данном этапе самое время установить мотор, пропеллер и устройство по регулировке скоростей (все элементы можно приобрести в Интернете). Для изготовления квадрокоптера из этой инструкции, использовался двигатель EMAX MT2213 935kv, винты в 24 сантиметров, EMAX 4in1 ESC.

Шаг 3. Установка двигателя

Прибегнув к штангенциркулю и карандаша, наносим разметки на основу и просверливаем ее дрелью, затем закрепляем мотор соответствующими винтами.

Шаг 4: Установка регулятора скорости

После этапа с установкой двигателя на нижнюю часть рамы устанавливаем стяжки контроллера скорости и провода, после этого — батарею питания.

Шаг 5: Крепим шасси

Для изготовления шасси можно с трубы диаметром 15 см, обрезать шириной в 2 см. кольца, в количестве 4 шт.и крепим их к каркасу скотчем. Этот шаг предназначен для плавной посадки квадрокоптера на поверхность.

Шаг 6: Монтаж контроллера квадрокоптера

Именно он стабилизирует полет устройства и является главным элементом этого процесса. Лидеры продаж: «ArduPilot» – основан на Arduino , отличается высокой — «продвинутый» контроллер, в ценовом сегменте, подороже вышеуказанного, но с набором разных функций.

«OpenPilot CC3D» — основан на STM32 и MPU6000 и шесть каналов. Также его можно перепрошивать. «NAZE32» — замысловатое устройство, с которым работают опытнфые специалисты. «KK2.1» – самый популярный в Интернете, оснащен AVR микроконтроллером, имеет жидкокристаллический дисплей. «KKMulticontroller» – основан на Atmel AVR, считается немного устаревшей моделью .

Шаг 7: Устанавливаем пульт

Вообщем, модели разнообразные от дорогостоящих — Futaba, Spektrum, до малостоящих — Turnigy и Flysky. Для изготовления этого квадрокоптера понадобится 4-х канальный пульт управления.

Шаг 8: Установка и настройка электронной «начинки»

По приведенной видео инструкции устанавливаем всю имеющуюся электронику.

Шаг 9: Время тестов

До того как запустить квадрокоптер, нужно опробовать первый полет, что и делаем.

Шаг 10: Запуск

Режимы полета

В GPS-режиме квадрокоптер X4 Desire способен запоминать координаты точки взлета, ориентируясь в пространстве посредством встроенного компаса. Можно сказать, что это один из первых прецедентов появления более ли менее качественного GPS-модуля в квадриках бюджетного класса.

На базе GPS построена распространенная функция Follow Me — в этом режиме коптер будет следовать за оператором, автоматически меняя траекторию передвижения в соответствии с координатами цели следования.

Наряду c GPS и Follow Me стоит отметить функцию автовозврата. Для ее активации достаточно щелкнуть соответствующий тумблер ДПУ. После этого FPV-дрон самостоятельно прилетит в исходную точку и приземлится на стартовой площадке автоматически.

Не меньшего внимания заслуживает «Failsale» — вариант автовозврата, предотвращающий случайную потерю квада в небе. Срабатывает этот mode, когда аппаратик улетает слишком далеко, и связь с ДПУ прерывается. Если при обратном следовании «домой» пульт не будет обнаружен, он совершит вынужденную посадку.

Неплохо реализовано здесь и высотное позиционирование, опять же, средствами GPS в сочетании с барометрическим датчиком/датчиком высоты. Аппаратура позволяет удерживать квадрокоптер в вертикальной плоскости на заданной высоте.

Наконец, нельзя не упомянуть о Headless mode, который упрощает ориентацию дрона в пространстве, а, соответственно, и контроль. Вне зависимости от того, какой стороной беспилотник повернут к вам, при перемещении направляющего стика влево, он будет перемещаться влево, вправо – в соответствующем направлении. По достоинству Headless-режим оценят преимущественно новички.

Квадрокоптер модели Hubsan X4 H502S обладает различными функциональными возможностями. Обзор этих возможностей позволил определить, что в GPS-режиме квадрокоптер может запоминать точки взлета за счет встроенного компаса. Благодаря такой функции, устройство получило более широкие возможности, которые есть у профессиональных моделей.

Так в Hubsan X4 H502S следует выделить следующие основные функции и режимы:

• Популярная функция Follow Me. Такой режим «Следуй за мной» предназначен для того, чтобы квадрокоптер постоянно следовал за оператором, автоматически определяя направления и меняя траекторию полета.
• Режим автоматического возврата. Для активации этого режима необходимо нажать соответствующий тумблер на аппаратуре управления. Тогда квадрокоптер автоматически вернется на исходную точку.
• Функция FailSale. Этот режим чем-то напоминает авто возврат. Он предназначен для того, чтобы не потерять Hubsan X4 H502S в воздухе. Эта функция включается автоматически, когда прибор теряет связь с пультом дистанционного управления. В случае не обнаружения пульта при возвращении, дрон совершает самостоятельную посадку.

Кроме того, мультикоптер способен задерживаться на определенной высоте. Это достигается за счет встроенного барометрического датчика. А режим Headless значительно упрощает управление мультикоптером.

Сборка из подручных материалов

Как ни прискорбно, но все же собрать полностью из подручных материалов полноценный квадрокоптер не получится. В любом случае придется закупать комплект из деталей. Но их можно покупать и не целым комплектом, а взять лишь самые необходимые. К ним относятся моторы, винты, управляющая плата с приемником и аккумулятор.

Это все что необходимо для того чтобы просто поднять квадрокоптер в воздух и управлять им с помощью аппаратуры. Для того чтобы в воздухе этот набор комплектующих элементов не развалился на куски, требуется закрепить их на прочном, но легком корпусе. Сделать его можно из подручных материалов. В ход может пойти все что угодно, начиная от палочек для мороженого до пластиковых крышек и бутылок.

Что касается дополнительных покупок, то понадобится также приобрести аппаратуру, поскольку без нее управлять собранным устройством будет чрезвычайно сложно. Схему квадрокоптера можно найти в сети, либо придумать самостоятельно. При создании корпуса, стоит помнить о полетных качествах, равновесии, устойчивости и легкости конструкции.

В противном случае устройство может превратиться не в БПЛА, а в ползающий мини вентилятор с дистанционным управлением. Дорабатывать созданную конструкцию можно будет бесконечно, поэтому при первой сборке можно особо не стараться, чтобы в процессе работы не потерять интерес.

Чтобы техническая часть была максимально сбалансированной без применения сложных расчетов, можно воспользоваться небольшой хитростью. Можно выбрать конкретную распространенную модель и заказать под нее комплектующие материалы из базового списка. При заказе важно правильно указать детали. Так, в списке заказа должны присутствовать по 2 мотора правого вращения, и левого вращения.

В пару к ним должны быть соответствующие винты – правосторонние и левосторонние. В противном случае устройство не будет функционировать. Всегда существует вероятность того, что при сборке деталей могут попасться бракованные заготовки, поэтому некоторые можно заказать даже в двойном экземпляре на случай замены.

Только таким способом удастся получить желанный квадрокоптер. После того, как будет получена рабочая модель, ее можно будет модернизировать по своему усмотрению. Добавить антенны, светодиоды, биперы (пищалки) и прочие детали, увеличивающие функциональность домашнего кварокоптера.

Технические характеристики

• Производитель – бренд Хабсан
• Цветовая гамма – белая с черными вставками/черная
• Навигация и позиционирование – интегрированная система GPS
• Возможность FPV-пилотирования
• Режим Return to Home
• Headless mode
• Удержание высоты
• Поддержка карт памяти формата microSD (в комплекте поставки отсутствует)
• AV-передача с частотой 5,8ГГц и радиосигнала управления на частоте 2,4 ГГц
• Наличие FPV-монитора типа LCD,4,3 inches
• 6-ти осевой стабилизирующий гироскоп
• Ходовая тяга – 4 коллекторных мотора
• Наличие LED-подсветки
• Время полной зарядки – 100 минут
• Вес – 115 г
• Габариты – 225×225х60 мм
• Макс. полетное время – 12 минут
• Ограничение эксплуатации по возрасту – 14

Контроллер, интегрированный в корпус дрона, отвечает за работоспособность основных узлов агрегата, включая управление электромоторами (виражами), встроенные программные режимы, а также передачу AV-сигнала на трансмиттер с частотой в 5,8ГГц. Это стандартная контрольная плата производства Хабсан, которую можно без проблем найти в продаже при необходимости замены.

В тесте для квада с коллекторными моторами Hubsan X4 H502S показал хорошую динамику, при условии отсутствия ветра (любит полный штиль). В режиме «GPS» дрон имеет свойственную плавность. Но, все меняется при отключении GPS и переходе в режим «Manual».

Все функции и режимы (Headless/Follow me/Manual режим/Функция «Возврат к пульту»/Функция «Удержания высоты») отработал без нареканий. На практике дальность полета на высоте 100 метров, составила 270 метров (в условиях поля). Далее до 300 метров квад контролировался, но с кратковременной, многократной потерей связи и с заметным ухудшением отклика на движение стиками.

Устройство и принцип работы

Как мы говорили ранее, система является мультироторной. Эти самые роторы создают мощное диагональное вращение в противоположных направлениях. У роторов имеется так называемый управленец, собирающий информацию с трех или с шести гироскопов (количество последних зависит от конфигурации коптера) и передает ее роторам.

Гироскопы были созданы для того, чтобы автоматически определять положение аппарата во время полета и затем фиксировать его во всех трех плоскостях. При этом акселерометр делает так, чтобы коптер занял идеальное положение по горизонтали. Чтобы закрепить квадрокоптер на определенной высоте, полетная система оборудуется бародатчиком.

За счет этого происходит движение коптера, если все четыре винта крутятся одинаково. Результатом смены скорости вращения той или иной пары моторов становится наклон коптера (как его еще называют — «крен») в сторону наиболее слабо крутящихся винтов — дрон летит по горизонтали.

Итак, общее представление о деталях и модулях будущего квадрокоптера уже сложилось, теперь настала пора поделиться с вами тем, как же собрать дрон собственноручно.

Первое, что приходит на ум при сборке собственного квадрика, конечно же, его рама. Ничего сложного с этим элементом нет. Для ее основы сойдет обычная фанера размером 15 квадратных сантиметров. Лучи приспособляются с помощью винтов по диагональной разметке вашей рамы.

Принцип действия современных коптеров предельно прост. Каждый несущий винт приводится в движение электромотором. Одна часть двигателей вращается по часовой стрелке, а вторая – против. Это позволило исключить из конструкции квада хвостовой винт и сложный в плане конструктивной реализации автомат перекоса.

Наверняка, вы прочитали эту статью и взяли раму с платой распределения. Но если вы это не сделали – не беда, просто подключите провода к модулю управления.

Возьмём, к примеру, коптер, собранный из таких комплектующих:

• Основа (каркас) – Diatone Q450 Quad 450 V3 PCB Quadcopter Frame Kit 450
• 4 мотора DYS D2822-14 1450KV Brushless Motor.
• Регулятор оборотов 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 1.5 kk21evo
• АКБ, тип: литий-полимер — Turnigy nano-tech 2200mah 4S ~90C Lipo Pack
• Зарядное устройство Hobby King Variable6S 50W 5A
• Аккумуляторный коннектор XT60 Male Plug 12AWG 10cm With Wire
• Коннекторы 20 Pairs 3.5мм Bullet Connector Banana Plug For RC Battery / Motor
• Пульт управления Spektrum DX6 V2 with AR610 Receiver (с приёмником и передатчиком)

Всё это обойдётся где-то в 20 тысяч рублей

Электроника и модуль питания

Набор электроники дронов (квадрокоптеров) традиционно состоит из контроллера полёта и беспроводной системы управления. Сюда же можно отнести и модуль питания, так как большинство питающих модулей наделяются электронной системой мониторинга АКБ.

Состояние заряда аккумулятора – важный момент полёта. Трудно представить, что станется с аппаратом, если АКБ разрядится, к примеру, во время полёта над водоёмом.

Контроллер полёта поддерживает стабильность полёта квадрокоптера, путём обработки данных относительно направления и силы ветра, а также многих других параметров.

Контроллер полёта на чипе STM32F103C8T6: 1, 2 — пищалка ( ; -); 3 — поток; 4 — RCCI; 5 — корпус; 6 — 5 вольт; 7 — батарея; 8, 9 — UART TX, RX; 10 — индикатор полосы; 11, 12, 13, 14 — моторы; 15 — PPM

Контроллер, как правило, оснащается так называемой «прошивкой» — микросхемой памяти, куда записываются базовые сведения для чипа, подобного микроконтроллеру фирмы AVR.

Контроллер полёта можно купить в готовом варианте, но не исключается также сборка схемы своими руками. Правда, для второго варианта необходимо иметь навыки электронщика и соответствующие . Поэтому проще всё-таки воспользоваться готовыми решениями. Например, одним из следующих:

ArduPilot

– качественный контроллер (дорогостоящий), предназначенный для летательных аппаратов беспилотного управления. Прошивка отличается наличием полностью автоматизированных режимов полёта. Система обеспечивает высокие технические характеристики.

OpenPilot CC3D

– система на базе Digital Motion Processor, наделённая целым семейством датчиков организации полёта. Включает в состав трёхкоординатный акселерометр и гироскоп. Проект достаточно легко настраивается и устанавливается. Имеется руководство пользователя.

NAZE32

– тоже достаточно гибкая и мощная система, но видится несколько усложнённой в плане настройки. Оснащается продвинутой программой прошивки.

KK2

– одно из популярных решений, которое часто выбирают начинающие, так как контроллер относительно недорогой и оснащается ЖК-дисплеем. Основой схемы является микроконтроллер AVR одной из последних модификаций. Схемой предусматривается подключение датчиков MPU6050. Однако настройка только ручная.

Беспроводная система дистанционного управления состоит из передатчика и приёмника радиосигналов. Посредством системы ДУ осуществляется не только управление полётом, но также управление положением , установленной на дроне.

Пульт управления дроном (квадрокоптером) в классической вариации передатчика радиосигнала с возможностью мониторинга через ЖК-дисплей

Здесь, как правило, используются исключительно готовые решения. Например, любая из систем ДУ в списке ниже:

• Futaba 10JH 10-Channel Heli T-FHSS Computer Radio System
• Turnigy 9xr PRO Radio Control System
• Spektrum DX8 Radio Transmitter
• YKS FlySky FS-i6 2.4GHz 6 Channels Radio Control System