Мини квадрокоптер своими руками

Almost ready to fly (почти готовый к полету)

Товарная номенклатура подобных моделей весьма велика. Производитель может представлять как все необходимые детали в наборе, так и только некоторые части дрона. К примеру, раму или контроллер работы двигателей. Сборка и покупка недостающих полностью осуществляется силами владельца такого комплекта.

Приобретение подобного квадрокоптера рекомендуется начинающим пользователям. Он позволит ввести человека в основы создания летательного аппарата, при этом достаточно прост в сборке.

Квадрокоптер Almost Ready to Fly
Один из вариантов комплектов сборки

Видео

Сегодня мы поговорим о таком важном моменте, как управление квадрокоптером. С уверенностью можем сказать, что оно намного проще управления вертолетом, поэтому если вы сомневаетесь между покупкой коптера или вертолета – советуем брать первый!. Более 100 моделей представлены в разделе

Вы обязательно подберете модель под ваши требования, стоимость колеблется от 1000 руб. до 300000 руб

Более 100 моделей представлены в разделе . Вы обязательно подберете модель под ваши требования, стоимость колеблется от 1000 руб. до 300000 руб.

Итак, как научиться управлять квадрокоптером? Базовый первичный инструктаж обычно проводится в магазине при покупке. После того, как вы остались с вашим беспилотником один на один, вашим верным помощником станет инструкция по управлению квадрокоптером.

  • какие кнопки за что отвечают
  • как должен вести себя коптер при движении того или иного стика
  • как активируются основные режимы – запуск квадрокоптера, взлет, повороты, подъемы-спуски, приземление
  • как активируются интеллектуальные режимы (если они есть) – режим новичка, режим GPS и т.п.
  • сигналы индикации, в т.ч. индикации ошибок

Возможные проблемы и их решение

Квадрокоптер после аварии
Квадрокоптер после аварии

Если купленный комплект квадрокоптера собран с точностью по схеме, при этом все контакты соединены согласно своей полярности, но он не функционирует – значит проблема в каком-то элементе конструкции. Зачастую это управляющий двигателем контроллер, плата приемника или электронный регулятор скорости.

Определить конкретную проблему можно по реакции на команды с пульта. Если никакой нет вообще, а питание на приемник и передатчик подается, нужно проверить соединение компонентов схемы. Возможно, нет контакта платы приемника с микроконтроллером. Если все в порядке, то поможет только замена неисправного комплекта на функционирующий.

Если реакция на команды есть, но работают не все винты, – причиной может быть плохое соединение между модулем ESC и двигателем или APM. В худшем случае – неисправность мотора, проверить который можно временно подключив его на другую линию луча БПЛА. Соответственно решение – замена компонента, вышедшего из строя – мотора или электронного регулятора скорости.

Летящий квадрокоптер с камерой
Летящий квадрокоптер с камерой

Ниже представлено видео с описанием сборки комплекта квадрокоптера.

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.

Детали и цены

Самое важное и минимальное что потребуется для сборки с нуля (первым в списке идет то, что использовал я, затем то что используют многие другие):

Сам квадрокоптер
Моторы: 4 штуки
лучше брать на 1 больше, пригодится
hacker Style Brushless Outrunner 20-22L 924kv$12.88
hexTronik DT700 Brushless Outrunner 700kv$10.95
2213N 800Kv Brushless Motor$7.36
Пропеллеры: минимум 2 стандартных и 2 обратного вращения
в начале попыток и испытаний это будет главных расходный материал, поэтому берите сразу много, заодно часть из них будет бракованное и не пригодное для использования
10X6 Propellers (5шт)
10X6R Propellers (5шт)
$2.40
$3.04
APC 10×4.7 counter rotating propellers set$8.50
Регуляторы скорости: 4 штуки
покупать надо как и моторы с запасом, может быть брак или случайно сгорит и потом месяц ждать новый
HobbyKing 30A BlueSeries Brushless Speed Controller
они же Mystery 30A BlueSeries
$10.47
$13.96
TURNIGY Plush 25amp Speed Controller$11.81
Источник питания
с увеличением емкости растет и вес, а значит моторы будет больше потреблять, поэтому нет особого смысла брать супер емкий аккумулятор, лучше взять 2-3 мелких и менять их
Turnigy 2200mAh 3S 30C Lipo$13.79
ZIPPY Flightmax 2800mAh 3S1P 30C$17.76
Рама
стараемся делать максимально легкой и прочной
4 алюминиевые трубки или профиль 10х10 и кусок фанеркиразобрать алюминиевый штатив
HobbyKing Quadcopter Frame V1$14.99
Мозги и датчики
Программируемый микроконтроллерSeeeduino Mega$43.00
Arduino Mega$64.90
Датчики
рекомендую сразу брать AllInOne или FFIMU платку, так как остальные датчики очень сильно пригодятся потом
гироскоп ITG3205
акселерометр BMA020
WMP$7.98
BMA020 230руб
All In One (гироскоп ITG3200, акселерометр BMA180, барометр BMP085, магнитометр HMC5883L)$99.80
FreeFlight IMU 1.22L€84.00
Аппаратура управления и зарядное устройство
Аппаратура управления
минимум 4 канала
Hobby King 2.4Ghz 4Ch Tx & Rx V2 (Mode 2)$22.99
Turnigy 9X 9Ch (Mode 2)$53.79
Аккумулятор к аппаратуреMystery 11.1V 2200mAh$12.72
AA 600mAH Ni-MH Battery Set (8pc)$1.99
Зарядное устройствоiMAX B6 2.5″ LCD RC Lipo Battery Balance Charger$36.50
Turnigy Accucel-6 50W 6A Balancer/Charger$22.99
Другое
так же потребуются проводочки, болтики, винтики, стяжки, дрель, паяльник с паяльными принадлежностями и более-менее прямые руки
ИТОГО примерно от 220$

Детали с али экспресса

Один из бюджетных вариантов, представленный на Aliexpress для самостоятельной сборки, без ухудшения функциональности квадрокоптера – Flysky i6 F450. Его цена находится в районе 12086 рублей.

В наборе находятся все компоненты, позволяющие создать собственного дрона, кроме аккумулятора и навесного оборудования – камеры, хотя ее крепление предусмотрено конструкцией рамы устройства.

Комплектующие для сборки дрона
Что идет в комплекте

В наборе идут:

Наименование

Характеристики

Рама

Четырех лучевая. Материал – стекловолокно и полиамидный нейлон.

Двигатель

4 штуки, 53 грамма каждый

ESC

Simonk 30A, 4 шт.

Контроллер полета

APM V2.8.0

Сенсоры

GPS датчик 8n

Модуль питания

5В, 2А

Винт

8 штук

Звуковой сигнализатор уровня разряда

Кабели питания и соединения компонентов

Передатчик, приемник и пульт управления

Аккумуляторов нет. Необходимо докупать самостоятельно. Пользователи, уже купившие этот дрон, рекомендуют 3300 mAh 25c.

Для обеспечения съемки квадрокоптером понадобится камера, она приобретается отдельно. В первый, самостоятельно собранный дрон, обычно устанавливают ее версию попроще.

К примеру, хорошо подойдет Wifi камера 5,8G 48CH. Уже в комплекте к ней идет монитор 4,3“, на который и поступает изображение. Цена такого набора – 3705 руб.

Для чего подключаться через смартфон

На квадрокоптере с камерой Wi-Fi управление iOS и Android выполняется для нескольких целей, и чаще всего это любительские цели. В качестве игрушки коптер идеально подойдет при управлении со смартфона, для такой цели выгоднее купить специальную детскую модель без пульта.

Просто подключитесь напрямую к коптеру со смартфона без пультов, но управление выполняется в основном на закрытых помещениях ввиду низкой дальности связи.

Для детских развлечений не обязательно иметь квадрокоптер с мощным датчиком или качественной камерой, ведь на открытых пространствах такое устройство почти не используется.

Также коптеры управляются через смартфон для следующих целей:

  • Для гонок.
    Для работы выбираются специальные профессиональные коптеры, также такие модели имеют надежный передатчик и обычно соединяются со смартфоном. Это нужно для ориентирования в пространстве, ведь через пульт нет возможности визуально видеть состояние полета. Пользователь просто передает трансляцию от коптера.
  • Для съемки видео.
    Снимать более качественное видео лучше с дисплеем, и смартфон подойдет для этого идеально. На профессиональных моделях монитор может быть встроен в пульт управления, но при отсутствии такового можно подключить к креплениям смартфон или планшет. Телефоном можно настраивать параметры фото и видеосъемки. Помимо записи можно регулировать поворот камеры и подвес.

В 2021 году популярность летающего беспилотника все больше растет. Это уже не чудо техники, а обиходный прибор, присутствующий практически в каждом доме. Спрос на товар огромный, однако, навык управления дроном есть не у всех. Многие опасаются неудачи в этом деле.

Ёсборка системы управления

Плата с процессором в квадрокоптере для человека должна поддерживать регулировку оборотов пропеллеров, стабилизацию и смену направления. Ставят ее, как и во всех случаях, на центральной площадке, закрепляя винтами в просверленных отверстиях, и соединяют с моторной частью и приемником сигнала.

Аккумуляторов для коптера понадобится сразу несколько, и они должны обладать максимальной мощностью. Батарее придется питать восемь производительных моторов и к тому же поддерживать дрон в воздухе на протяжении хотя бы десять минут. Чтобы конструкция не получилась слишком громоздкой, при сборке проще связать аккумуляторы в съемный ранец, который сможет надеть на спину владелец.

Как сделать самодельный квадрокоптер своими руками
Управление дроном для человека проводится с обычного пульта самим оператором

Посадочные ноги дрону для человека не пригодятся. Но понадобится предусмотреть в конструкции прочный подвес с лямками, который будет отвечать непосредственно за удержание оператора.

Внимание! Построить квадрокоптер для человека довольно дорого. Цена исчисляется десятками тысяч рублей, основные деньги уйдут на покупку моторов и батарей питания.

Как подключить квадрокоптер к смартфону

Данная процедура не столь сложна, ведь выполняется по специальной инструкции. Также пульты управления для современных коптеров приходят уже с креплениями, на которых располагается смартфон.

Для квадрокоптера управление с планшета или смартфона на базе Android выполняется следующим образом:

  1. Производим скачивание приложения в Play Market
    , убеждаемся в возможности синхронизации. Учтите, что производители дронов почти все предлагают готовые утилиты для более качественной работы. К популярным приложениям можно отнести: Syma FPV, FPV Cam, Drone FPV.
  2. Перед установкой и запуском приложения убедитесь, что пульт включен
    . Настроить работу достаточно просто, для этого следуйте простой инструкции по управлению квадрокоптером на русском.
  3. Убедитесь, что на коптере активирован WI-FI
    , после чего найдите устройство на смартфоне и синхронизируйтесь.

Все предельно просто, современные приложения позволяют быстро выполнить нужные настройки, и через пару минут вы сможете управлять квадрокоптером на допустимом расстоянии

Также важно учесть, что от качества модуля WI-FI на устройствах зависит качество связи и отзывчивость управления

Смотрите про коптеры:  SELFLY Camera: личный дрон фотограф

Если есть возможность управлять аппаратом через пульт, используйте эту возможность, ведь он будет лучше реагировать на команды и станет более удобным для выполнения разворотов и пилотирования.

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)

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»:

Мини квадрокоптер своими руками

Привет самоделкины! Так вот в данной статье мы рассмотрим как сделать микро квадрокоптер. Во время создания мы будем стараться использовать наиболее распространённые и дешёвые материалы. К сожалению сэкономить на аппаратуре управления очень сложно, и она является самым дорогим компонентом. При желании вы можете найти аппаратуру попроще и подешевле. Стоит заметить, что здесь мы ограничены по массе квадрокоптера, т.к. двигатели не мощные и чем легче квадрокоптер — тем больше времени полёта и тем полёт манёвреннее. Но не стоит забывать и про прочность. Слишком хлипкая конструкция разрушится при первом неудачном приземлении.

Ниже оставлю ссылки на некоторые запчасти

Для данной самоделки нам понадобится:

1. Немного толстого картона
2. Супер клей
3. 4 Карандаша
4. Пластиковые хомуты
5. Двухсторонний скотч
6. 4 электрических моторчика и лопасти для них ссылка
А здесь можно купить лопасти
7. Платы управления Контроллер полёта
8. Аккумулятор ссылка
9. Пульт управления аппаратура как в статье

Из инструментов также понадобится:

1. Дрель
2. Кусачки
3. Ножницы
4. Линейка
5. Ножовка
6. Наждачная бумага

Ну чтож, приступим к сборке.

Берём карандаш и отпиливаем часть от него. Нужно оставить около 2/3 от длины.

Теперь понадобится дрель, при помощи которой просверлим отверстие ближе к одному из концов карандаша. Диаметр не сильно важен, главное чтобы протиснулся хомут.

Все эти действия проделываем с 4-мя карандашами.

Вырезаем квадрат из картона размером 40х40 мм и размечаем его.

Используя суперклей фиксируем карандаши.

Вырезаем из картона такой же квадратик и клеим его сверху.

Для лучшего эффекта можно посыпать содой места склеивания.
Теперь нам нужно немного обработать концы карандашей (сделать небольшие углубления для моторчиков). После этого с помощью суперклея также их фиксируем.

Дополнительную прочность можно добавить при помощи пластиковых хомутов.
Затягиваем хомут и обрезаем лишние концы. Так делаем со всеми 4-мя моторчиками.

Теперь возьмём плату управления и при помощи двухстороннего скотча закрепим её на верхней части коптера.
Роторы моторчиков смотрят на верх, следовательно с этой стороны и будет верхняя часть.

Теперь паяем провода от моторчиков к плате.

Подсоединяем ещё одну плату и паяем.

Устанавливаем лопасти, подключаем аккумулятор и клеим его на нижнюю сторону коптера.

Включаем коптер и подключаем пульт управления. Настраиваем и всё готово!

Органы управления

Управляется квадрокоптер с аппаратуры (пульта) или по-другому — передатчика. Для того чтобы управлять полетом коптера достаточно четырехканального пульта, который, обычно, идет в комплекте с коптером. Любой передатчик имеет два джойстика или стика управления.

Левый стик:

Подъем или газ (Throttle up) и спуск или тормоз (Throttle down) – набор высоты коптером или спуск;

Рыскание влево/вправо (Yaw left/right) – поворот коптера вокруг своей оси влево или вправо;

Правый стик:

Тангаж вниз/вверх (Pitch down/up) – нос квадрокоптера будет опускаться или подниматься;

Крен влево/вправо (Roll left/right) – коптер будет крениться влево/вправо.

Существует несколько раскладок стиков, самые распространенные это mode 2 и mode 1. Отличия в раскладках заключаются в расположении газа (Throttle) и тангажа (pitch). В mode 2 – газ на левом стике, тангаж на правом, в mode 1 – наоборот.

Первый полет

Чтобы ваш первый полет не оказался последним для коптера и не обернулся травмой для вас, дадим вам несколько советов.

  1. Тщательно изучите возможности вашего квадрокоптера и пульта управления. Разберитесь с полетными режимами.
  2. Летайте только на открытых пространствах вдали от большого скопления людей. Современные квадрокопетры довольно мощные (скорость вращения винтов может превышать 15 000 об/мин) и могут нанести серьезную травму вам и окружающим.
  3. Не летайте слишком высоко и далеко, есть риск потери сигнала, а, следовательно, и коптера. Рекомендуем настроить решим RTH или Failsafe, в этом случае коптер сможет вернуться домой самостоятельно (при наличие GPS) или самостоятельно приземлиться (если GPS не предусмотрен).
  4. Не летайте во время сильного ветра, это серьезно усложняет управление квадрокоптером.
  5. Приобретите маленький комнатный коптер за 20$ и отрабатывайте навыки на нем. На маленьком квадрокоптере можно летать в помещении. Из-за своего веса и размеров такой дрон относительно безопасен.

В завершении несколько видеороликов на тему.

Современные квадрокоптеры способны работать с большим количеством функций и выполнять разнообразные задачи, и одна из наиболее востребованных функций – управление дроном через смартфон или планшет. Причем можно использовать устройства на таких популярных платформах как iOS и Android.

При правильной настройке дрон будет хорошо работать и дистанционно управляться на расстоянии.

Сложность в управлении зависит от такого фактора как характеристики и сложность дрона, ведь на профессиональных квадрокоптерах находиться немало кнопок и тумблеров управления.

А если у вас вполне простой дрон, но имеется необходимость в покупке хорошего пульта для управления? В некоторых случаях такой пульт может оказаться в разы дороже самого устройства. И именно приложение для управления квадрокоптером на Андроид поможет избавиться от лишних трудностей и затрат.

Полетные режимы

Существуют пульты, которые позволяют задействовать 6, 8, 10 и даже 12 каналов для управления квадрокоптером. Дополнительные каналы потребуются для переключения между различными режимами полета, а также управлением поворота камеры, установленной на коптере.

Современные полетные контроллеры предоставляют несколько режимов полета, которые значительно облегчают управление квадрокоптером.

  • Ручной режим (Manual) — режим полета без стабилизации по осям. Самый сложный режим управления квадрокоптером, но дающий при этом наибольшую свободу действий. Этот режим больше всего подходит для фигур высшего пилотажа, т.к. отсутствуют ограничения на углы наклона. Если отпустить стики, коптер не сможет сам выровняться, поэтому в этом режиме нужен максимальный контроль.
  • Режим стабилизации (Attitude) — как следует из названия, в данном режиме квадрокоптер будет стараться стабилизоваться, как только вы отпустите стики. Однако висеть в одной точке коптер не сможет и продолжит дрейфовать. Этот дрейф можно компенсировать стиками. Данный режим управления идеально подходит для новичков, так как управлять в нем гораздо проще чем в ручном. Также можно рекомендовать его операторам, которым нужны более плавные движения.
  • GPS Attitude — режим висения в одной точке. Как только вы отпустите стики, квадрокоптер будет стараться удерживать высоту и положение в пространстве по GPS координатам. Если попытаться переместить коптер руками (без использования стиков), он будет пытаться вернуться в исходную точку.
  • CareFree (HeadFree) — режим, при котором направление движения определяется не носом квадрокоптера, а наклоном стика тангажа. Если стик наклонен вперед, квадрокоптер полетит вперед, какой бы стороной он к пилоту ни находился.
  • Return to home (RTH) или Failsafe — возврат домой по GPS координатам. Этот режим очень полезен и позволяет вернуть квадрокоптер в точку старта если вы потеряли ориентацию в пространстве (такое бывает, когда поднимаешь коптер на большую высоту или отпускаешь слишком далеко от себя). Также этот режим срабатывает при потере сигнала от передатчика.

Мы рассмотрели только самые основные режимы полетов, которые могут отличаться в зависимости от возможностей полетного контроллера.

Полная сборка с нуля

Один из самых интересных вариантов, с относительно низкими затратами труда и времени. При выборе компонентов летательного аппарата производят расчеты в зависимости от желаемых характеристик и доступной номенклатуры в продаже.

Имеется в виду, к примеру, что для большого квадрокоптера нужны и габаритные, а также мощные запчасти. Их характеристики непосредственно зависят от планируемого веса дрона. Чем крупнее рама – тем больше масса аппарата, а значит, он должен быть оснащен более высоко оборотистыми двигателями, крупными пропеллерами, а также соответствующей системой питания всей силовой и обычной электроники на борту.

Важной деталью служит и выбор контроллера, который управляет всем этим хозяйством. Он задает скорость вращения винтов, не допуская перекосы аппарата во время полета. К его функциям относится и управление движением дрона, в зависимости от команд оператора на земле.

Один из видов полетных контроллеров
Один из видов полетных контроллеров

Не лишним будет контроль характеристик передатчика пульта и устанавливаемого приемника в аппарат. Чем они мощнее, тем на большем расстоянии можно управлять квадрокоптером.

Ну и в конце, навесное оборудование. Без него дрон – не более чем летающая игрушка. А вот смонтировав на его раму камеру с передатчиком, можно найти квадрокоптеру более практичное применение.

Опять же, важна дальность беспроводного функционирования подвеса, его потребляемая мощность (а значит и запас хода батарей всего аппарата). Управляемая камера, с настраиваемым увеличением и яркостью, также даст свой плюс к использованию дрона.

Смотрите про коптеры:  Авиамоделизм для начинающих

Самодельный дрон из подручных материалов

Полностью самодельная конструкция квадрокоптера
Полностью самодельная конструкция квадрокоптера

Сделать квадрокоптер такого типа, с нуля, относительно несложное занятие. Многие его части можно выполнить из подручных материалов. В нем не много элементов конструкции, которые обеспечивают функциональность аппарата:

  1. Несущая рама. Собственно, «корпус», к которому крепятся двигатели с подъемными винтами, аккумуляторы, системы управления, контроллер и подвесное оборудования. Может быть как покупной, так и изготовленной самостоятельно из дерева, ПВХ труб, пластмассы или алюминия. Единственные к ней требования – легкость и прочность.

Конструкция рамы бывает Н и Х образной для четырех винтов, или многолучевой с большим их количеством.

  1. Подъемные винты. Приобретаются уже готовые или изготавливаются самостоятельно. Могут обладать любым количеством лопастей и углами их наклона. Каждый вид конфигурации пропеллера дает свои плюсы и имеет определенные минусы. К примеру, большее количество лопастей приведет и к увеличению расхода батареи, но тяговая функция у них лучше.

В процессе полета, вращение винтов происходит в разных направлениях, чтобы избежать эффекта авто раскрутки аппарата.

Противоположное вращение винтов коптера
Противоположное вращение винтов коптера
  1. Сами двигатели, по количеству лучей квадрокоптера. Мощности каждого из них должно хватать для необходимой скорости раскрутки винта с целью возникновения подъемной силы у дрона. Существуют редукторные, без коллекторные и щеточные варианты. Первые обеспечивают большую скорость раскрутки, но греются в процессе работы. Вторые считаются лучше подходящими для беспилотников. Третий вариант наиболее дешев, но и достаточно часто выходит из строя из-за износа щеток на коллекторе.
  2. Полетный контроллер. Основное управляющее устройство БПЛА. В своей сущности он – мини компьютер, поддерживающий необходимую частоту оборотов на каждом винте, чтобы не допустить перекосов аппарата. Он же управляет процессом перемещения, замедляя винты одной стороны квадрокоптера и ускоряя другую, чтобы добиться небольшого угла наклона дрона в ту сторону, куда требуется произвести движение. Информацию о текущем положении он получает от специализированных сенсоров – GPS, компаса и акселерометра.
    В самодельных конструкциях можно использовать Arduino или любой другой универсальный микроконтроллер с дополнительными модулями необходимых датчиков.
Контроллер полета дрона
Контроллер полета дрона
  1. Электронный регулятор скорости (ESC). Посредник между контроллером и двигателем. Именно он задает необходимое питание для нужной скорости вращения.
  2. Приемник и передатчик. Первый устанавливается в дрон для получения команд от оператора с земли. Второй — в пульт, оснащенный двумя джойстиками, с помощью которых и управляют квадрокоптером. Полученные сигналы преобразуются в команды для контроллера, который уже обеспечивает последовательность действий по их выполнению.
  3. Защита винтов. Казалось бы, второстепенная вещь, но без этого кожуха вокруг пропеллера, при любом столкновении он выйдет из строя.
    Некоторые варианты несущей рамы подразумевают такое расположение винта, которое убережет его при аварийной ситуации. В таких случаях отдельная защита не нужна.
Защиты винтов дрона
Защиты винтов дрона
  1. Аккумуляторная батарея достаточной емкости, чтобы обслуживать питание всех компонентов летательного аппарата в течение требуемого времени. Для этой части устройства очень важен вес, который непосредственно зависит от ее типа. К примеру, литиевый намного легче, сравнительно с аналогичным той же емкости на основе свинца.
  2. Навесное оборудование. Самая «вкусная» часть квадрокоптера. Непосредственно от него зависит сфера применения летательного аппарата. Конечно же, как и для всего установленного, тут важен вес.
    Кроме того, обязательно нужно уделить внимание потребляемой мощности навесным оборудованием, обеспечив необходимую подачу энергии от отдельного источника или увеличив емкость центрального аккумулятора БПЛА.
    В качестве добавочных устройств зачастую используются различный крепеж для транспортировки грузов или видеокамеры с передатчиком изображения.

Самодельный квадрокоптер

Можно, конечно, купить дрон в сборе, но это не так интересно, как создать его своими руками, пусть уже и из готовых комплектующих, поставляемых наборами от производителя. К тому же, далеко не каждая готовая сборка будет соответствовать нуждам покупателя.

Самый захватывающий вариант получения квадрокоптера – индивидуальный расчет конфигурации и подборка соответствующих ему комплектующих, с монтажом всего этого в одну конструкцию. Приобрести же необходимые элементы можно, к примеру, на торговой площадке E-Bay или AliExpress, сделав заказ через интернет.

Использование дронов на законных основаниях
Использование дронов на законных основаниях

Один из нюансов, учитываемый при изготовлении самодельного квадрокоптера, – ограничения, введенные законодательно на сверхлегкие летательные аппараты. К которым относятся и дроны.

В сущности, они касаются только документальной регистрации квадрокоптеров весом свыше 250 грамм. Если аппарат имеет большую массу, но меньшую 30 килограмм, то ему требуются разрешительные бумаги от Федерального агентства воздушного транспорта. Получить их можно и по почте, отправив фотографию беспилотного летательного аппарата и его характеристики в Росавиацию.

Сборка

Для начала несколько общих советов по сборке:

  • Карбон проводит ток. Так что всё надо хорошо изолировать, чтобы нигде ничего не замыкало на раму.
  • Всё, что выступает за пределы рамы, при аварии вероятнее всего, будет сломано или оторвано. В данном случае речь идёт, в первую очередь, о разъёмах. Провода тоже могут быть перерублены винтом, так что и их надо прятать.
  • Крайне желательно после пайки покрыть все платы изолирующим лаком PLASTIK 71, причём в несколько слоёв. По собственному опыту скажу, что наносить жидкий лак кисточной намного удобнее, чем покрывать спреем.
  • Не лишним будет капнуть немного термоклея на места пайки проводов к платам. Это защитит пайку от вибраций.
  • Для всех резьбовых соединений желательно использовать «Локтайт» средней фиксации (синий).

Сборку я предпочитаю начинать с моторов и регуляторов. Здесь хорошее видео по сборке маленького квадрокоптера, с которого я перенял идею расположения проводов моторов.

Отдельно хочется сказать про крепление регуляторов: где и чем? Их можно закрепить на луче и под ним. Я выбрал первый вариант, так как мне кажется, что в этом положении регулятор более защищён (это мои домыслы, не подтверждённые практикой). Вдобавок, при креплении на луче, регулятор отлично охлаждается воздухом от пропеллера.

Теперь о том, как закрепить регулятор. Способов много, наиболее популярный — двухсторонний скотч одна-две стяжки. «Дёшево и сердито», к тому же демонтаж трудностей не доставит. Хуже то, что при таком креплении можно повредить плату регулятора (если ставить стяжку на неё) или провода (если крепить на них).

Также имеет смысл приклеить по кусочку двухстороннего скотча снизу на каждый луч в месте крепления мотора. Во-первых, он защитит подшипник мотора от пыли. Во-вторых, если по какой-то причине один из болтиков открутиться, он не выпадет при полёте и не потеряется.

Камера не помещалась по ширине между боковых пластин рамы. Немного обработал края её платы надфилем (скорее сточил шероховатости) и она встала без проблем. Но сложности на этом не кончились. Мне очень понравилось качество держателя для камеры от Diatone, но камера с ним не помещалась в раму по высоте (примерно на 8-10мм).

Сначала я приколхозил держатель на наружной (верхней) стороне пластины через неопреновый демпфер, но конструкция получилась ненадёжной. Позже пришла идея максимально простого и надёжного крепления. Я взял только хомут от Diatone`овского крепления и одел его на отрезок прута с резьбой М3. Чтобы камера не сместилась вбок, я зафиксировал хомут нейлоновыми муфтами.

Очень понравилось, что из разъёмов на ПК пришлось паять только коннекторы для регуляторов. Полноценные трёхконтактные разъёмы у меня не вписывались по высоте, пришлось пойти на хитрость и использовать двухпиновые. Для первых пяти каналов (4 для регуляторов 1 «на всякий пожарный») я припаял коннекторы к сигнальной площадке и «земле», для остальных трёх — к «плюсу» и «земле», чтобы можно было запитать сам ПК и уже от него — подсветку.

Учитывая, что китайские клоны полётных контроллеров грешат ненадёжной фиксацией разъёма USB, его я пропаял тоже. Ещё одним моментом, характерным для клона SPRacingF3, является разъём «пищалки». Как и в случае с vbat, на верхней стороне платы находится двухконтактный разъём JST-XH, а на нижней — он продублирован контактными площадками.

Закавыка в том, что у клона «земля» на разъёмe постоянная и при его использовании «пищалка» всегда будет активирована. Нормальная рабочая для «пищалки» «земля» выведена только на контактную площадку. Это легко проверяется тестером: «плюс» разъёма прозванивается с «плюсом» на контактной площадке, а «минус» — не прозванивается. Следовательно, надо припаять провода для «пищалки» к нижней стороне ПК.

Трёхконтактные разъёмы регуляторов тоже пришлось заменить. Можно было использовать четыре двухконтактных штекера, но вместо этого, я взял два четырёхконтактных штекера и вставил в один «землю» всех регуляторов, во второй (соблюдая порядок подключения моторов) — сигнальный провод.

Пластина с подсветкой по ширине больше, чем рама и выступает по бокам. Единственное место, где её не собьют пропеллеры — под рамой. Пришлось колхозить: взял длинные болты, надел на них нейлоновые муфты с предварительно проделанными прорезями (чтоб стяжки, крепящие подсветку, могли зафиксироваться) и вкрутил через нижнюю пластину в стойки рамы.

К получившимся ножкам стяжками притянул пластину со светодиодами (отверстия в пластине подходили идеально) и залил стяжки термоклеем. С задней стороны пластины припаял коннекторы.Уже после сборки, на этапе настройки выяснилось, что с пищалкой что-то не то.

Сразу после подключения батареи она начинала монотонно пищать, а если активизировать её с пульта, то на этот монотонный писк накладывался ещё и ритмичный. Я сначала грешил на ПК, но после замера напряжение мультиметром, стало ясно где именно проблема.

Часто PDB и контроллер крепят к раме нейлоновыми болтами, но я не доверяю их прочности. Поэтому я использовал 20мм металлические болты и нейлоновые муфты. После установки PDB я припаял питание регуляторов (остальные провода были припаяны заранее) и залил места пайки термоклеем. Главный силовой провод, идущий к батарее, я стяжкой закрепил к раме, чтобы его не вырвало в случае аварии.

С приёмника я кусачками удалил все коннекторы, кроме необходимых трёх, а перемычку между третьим и четвёртым каналами пропаял прямо на плате. Как я уже писал выше, разумнее было бы брать приёмник без коннекторов. Также я развернул у него антенны и заплавил в термоусадку.

Видеопередатчик стяжками и термоклеем я закрепил к верхней пластине рамы так, чтобы через прорезь был доступ к кнопке переключения каналов и светодиодным индикаторам.

Для крепления антенны видеопередатчика в раме есть специальное отверстие. Но не стоит соединять её с передатчиком напрямую. Получается своего рода рычаг, где одним плечом служит антенна, другим — сам передатчик со всеми проводами, а место крепления разъёма будет точкой опоры, на которую придётся максимум нагрузки.

К MinimOSD я решил припаять разъёмы, а не провода напрямую. На форумах пишут, что эта плата нередко сгорает, следовательно разумно сразу подготовиться к возможной замене. Я взял планку с коннекторами в два ряда, нижние припаял к контактным площадкам с отверстиями, а на верхние вывел vIn и vOut. После этого залил места пайки термоклеем и упаковал всю плату в термоусадку.

Смотрите про коптеры:  FPV очки - выбираем гаджет для полётов от первого лица

Последним штрихом является наклейка с номером телефона. Она даст хоть небольшую надежду в случае потери квадрокоптера.

Сборка на этом подошла к концу. Получилось компактно и при этом сохранён доступ ко всем необходимым органам управления. Больше фотографий можно посмотреть здесь. Масса квадрокопрера без батареи составляет 330г, с батареей — 470г. И это ещё без экшн-камеры и крепления для неё. В следующей статье я расскажу о прошивке и настройке получившегося квадрокоптера.

Сборка моторной части

Моторы для гоночного коптера закрепляют на лучах рамы винтами в специальных отверстиях. Двигатели должны быть достаточно мощными — например, хорошо подойдут 2205-2600 KV. В центральной части лучей устанавливают регуляторы оборотов и соединяют проводами с моторами.

Как сделать самодельный квадрокоптер своими руками
Регулировка оборотов гоночному коптеру нужна обязательно, иначе он не сможет маневрировать

Сборка рамы

Бумажная и картонная рама для коптера с камерой не подойдет, конструкция будет слишком тяжелой. При желании можно заказать готовую основу для дрона в Интернете. Но очень просто выполнить сборку и своими руками, например, из водопроводных пластиковых труб или легких алюминиевых профилей.

Как сделать самодельный квадрокоптер своими руками
Алюминиевая рама достаточно легкая и при этом очень прочная

Сборка электроники

В центральной части аппарата устанавливают плату управления. Крепить микросхему лучше всего горячим клеем. Двусторонний скотч для массивных конструкций используют реже, поскольку он не обеспечивает надежной сцепки.

Как сделать самодельный квадрокоптер своими руками
Контроллер для дрона с камерой следует выбирать подороже, с датчиками и режимами полета

Стабилизация и режимы

Современные квадрокоптеры могут летать в нескольких режимах. Обычно у радиоуправляемого дрона бывает 3 режима полета, но может быть и больше. Среди них:

  • Ручной режим полета
    (Manual mode
    ). Это значит, что управление квадрокоптером полностью на ваших плечах и никакие внутренние системы не стараются его удерживать ровно в горизонтальной или вертикальной плоскости. Самый сложный режим, но самый интересный.
  • Стабильный режим полета
    / Режим ориентации в пространстве
    (Att
    itude mode
    , не путать с Al
    titude mode). В этом режиме используется акселерометр и вы не сможете делать дроном различные трюки в воздухе. Режим для новичков, которым нужно освоиться с управлением коптером.
  • Стабилизация при помощи системы GPS
    . Квадрокоптеры, в которых встроен GPS, могут управляться также в этом режиме. Он предназначен для тех случаев, когда нужно снять качественные кадры на видеокамеру, установленную на коптер.

Кроме того, при наличии GPS возможно автопилотирование, удерживание высоты или направления полета и другие функции.

Перед тем, как вы отправите квадрокоптер в его первый полет, не забудьте:

  • полностью его собрать: установить шасси (если имеются), прикрепить пропеллеры, произвести установку других деталей;
  • взять с собой запасной аккумулятор и/или автомобильную зарядку (если собираетесь выезжать на автомобиле) — перед тем, как привыкнуть к управлению квадрокоптером, вы потратите некоторое время, что может равняться максимальному времени работы одного аккумулятора;
  • взять запасные детали на случай поломки: пропеллеры ломаются чаще всего;
  • настроить компас и GPS (если есть).

запускайте квадрокоптер на открытых пространствах: это не только увеличит радиус действия пульта ДУ, но и является известной мерой предосторожностью — вы же не хотите сломать квадрокоптер, врезавшись в кого-то или что-то?при первых полетах летайте в стабильных режимах, потом переходите к ручному.

Сфера применения

Использовать quadrocopter можно и для серьезных целей. Оснащенный видеокамерой и передатчиком, он может передавать изображения с воздуха отслеживаемых объектов. К примеру, местонахождение голов скота на пастбище или состояние крыш и высоких памятников.

В его силах разведывать ледовые или сплавные заторы рек, передавать информацию о пробках и ситуации на дорогах. квадрокоптер используется и при лесных пожарах, давая обзор направления движения огня. В общем, везде, где есть необходимость получения панорамной картинки с высоты – он первый помощник. Включая сферы спасения жизни и поиска людей.

Из остальных очевидных методов применения дрона – переноска им по воздуху каких-либо грузов. Летательному аппарату не страшны плохие дороги или их полное отсутствие, а удаленное управление позволяет использовать его в любую погоду без риска для жизни пилота.

Квадрокоптер с грузом
Квадрокоптер с грузом

Есть и не очевидные способы применения квадрокоптеров. К примеру, в некоторых крупных торговых центрах летательные аппараты подобного типа производят замену ламп освещения под потолком. Захват выполняется в специальный держатель, после чего дрон вращается, выкручивая светильник, и транспортирует его на землю.

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.

Установка камеры

Для сборки летающего дрона своими руками для съемки оптимально использовать GoPro — легкую, небольшую по размерам экшн-камеру. В верхней или нижней части рамы для нее необходимо сделать специальную пенопластовую платформу, которая станет гасить вибрации от корпуса при полете. Камеру для надежности плотно закрепляют резинками.

Как сделать самодельный квадрокоптер своими руками
Камеру на дроне можно закрепить в любой точке с хорошим обзором и минимумом вибрации

Установка моторов

На каждом из лучей рамы необходимо установить по мощному компактному мотору. Закрепить их можно при помощи термоклея или резьбы. На верхнюю часть двигателей надевают винты. Лопасти для квадрокоптера своими руками обычно не делают — это требует использования фрезеровочного станка. Купить готовые пропеллеры намного проще и практичнее.

Как сделать самодельный квадрокоптер своими руками
Винты для дрона с камерой лучше использовать с двумя лопастями — вибрация будет меньше

Установка моторов и регуляторов оборотов

Двигатели для мощного квадрокоптера своими руками устанавливаются на лучах силовой рамы. Принципиальное внимание нужно уделить их производительности — суммарная тяга должна быть не меньше 120 кг. Добиться такого показателя реально при помощи восьми бесколлекторных моторов на 3 кВт каждый.

Как сделать самодельный квадрокоптер своими руками
Для мощного дрона лучше брать моторы средней производительности со сниженной собственной массой

Установка регуляторов оборотов и подключение проводов

На данном этапе квадрокоптер для видеосъемки своими руками почти готов. Остается только соединить регуляторы оборотов с моторами и контроллером, а потом подключить плату управления к батареям питания. Также нужно не забыть вывести на полетный чип провода от камеры.

Как сделать самодельный квадрокоптер своими руками
Моторы дрона с камерой в сумме должны давать подъемную силу, превышающую вес аппарата

Установка электронной начинки

Чтобы бумажный дрон взлетел, на него необходимо монтировать электронику. Пошаговая инструкция для квадрокоптера своими руками выглядит так:

  • сначала в центральной части рамы снизу устанавливают чипами вверх полетный контроллер с микропроцессором, полевыми транзисторами и сенсорами;
  • затем при помощи той же клейкой ленты по углам располагают моторы и подводят к ним провода, закрепив их скотчем во избежание наматывания на винты;
  • в центре рамы на двусторонний скотч ставят аккумулятор и соединяют его с моторами.

Готовый квадрокоптер своими руками из подручных материалов можно испытывать при помощи заранее приобретенного пульта управления.

Как сделать самодельный квадрокоптер своими руками
Бумажный коптер требует использования максимально компактных и легких деталей при сборке

Установка электронной части

Стандартным способом на центральной пластине рамы закрепляют плату управления. Ее можно посадить на горячий клей или просверлить отверстия и зафиксировать небольшими винтами. В последнем случае конструкция после сборки получится надежнее. К раме прикрепляют приемник сигнала, который будет передавать команды на плату управления. Аккумулятор традиционно монтируют в нижней части устройства отдельно от микрочипа.

Как сделать самодельный квадрокоптер своими руками
Камеру в гоночном дроне фиксируют в специальном гнезде на готовой раме

Установка электронной части и моторов

При помощи того же клея в центральной части рамы закрепляют аккумулятор, а по углам ставят четыре двигателя с мини-винтами. Под батареей питания закрепляют электронную плату, отвечающую за прием сигнала с пульта, и соединяют ее со всеми моторами. Чип контроля подключают также к аккумулятору.

Как сделать самодельный квадрокоптер своими руками
После закрепления ножек мини-дрона нужно убедиться, что конструкция стоит на поверхности ровно

Чертежи и схемы квадрокоптеров

Чертежи для сборки квадрокоптера могут незначительно различаться между собой. Детали зависят от габаритов собираемого своими руками дрона, от его формы и конструктивных особенностей. Но базовый чертеж обычно предлагает сделать маленький квадрокоптер на крестообразной силовой раме с размерами 363 на 363 см. Параметры корпуса при этом составляют около 107 на 107 см, в таком случае в дроне без проблем размещаются основные детали.

Как сделать самодельный квадрокоптер своими руками
Стандартно самодельные дроны собирают на рамах из четырех лучей

Структурная схема квадрокоптера выглядит очень просто. В центре конструкции на силовой раме всегда располагается электронная плата управления. По четырем углам на равном расстоянии друг от друга нужно поставить двигатели с закрепленными на них пропеллерами. В корпус в центре конструкции монтируют также элементы питания и радиодатчики для удаленного пилотирования.

Как сделать самодельный квадрокоптер своими руками
Регуляторы оборотов на лучах необходимы для дронов, предназначенных для маневрирования

Важно! При сборке дрона своими руками нужно следить за тем, чтобы основная масса конструкции приходилась на центр и не смещалась в ту или иную сторону.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector