Czego potrzebujesz do złożenia drona. Jak zaprojektować własny quadkopter

Quadkopter można kupić w prawie każdym większym sklepie internetowym lub zrobić drona własnymi rękami. Nie wiadomo, co było pierwsze: masowa produkcja helikopterów czy pierwsze próby samodzielnego stworzenia drona przez radioamatorów. Jednak fakt, że hobby to staje się popularne wśród fanów urządzeń sterowanych radiowo, nie może pozostawić obojętnym żadnego modelarza i kolekcjonera quadkopterów.

DIY model quadkoptera

Wielu użytkowników dronów zastanawia się, jak własnoręcznie złożyć kwadrokopter. To pragnienie wynika raczej z chęci posiadania pełnej kontroli nad lotem i kontroli nad procesem strzelania.

Istnieje szereg zalet samodzielnego montażu helikoptera: Po pierwsze, to okazja do stworzenia urządzenia o parametrach, których potrzebujesz. Po drugie, takie urządzenie jest łatwiejsze do dostosowania, zawsze można dołączyć nowe części lub wymienić np. baterię i zasilić mocniejsze źródło zasilania. Po trzecie, może służyć jako ciekawe doświadczenie i być pierwszym krokiem w kierunku nowego hobby.

Z negatywnych stron można podkreślić, że taki montaż może zająć dużo czasu, aby znaleźć odpowiednie części, przestudiować całą część techniczną. Co więcej, nikt nie może zagwarantować, że „pierwszy naleśnik nie zbryli się”. Chociaż z drugiej strony istnieje obecnie duża liczba wyspecjalizowanych sklepów dla inżynierii radiowej, a liczne schematy pomogą zrozumieć zasady działania urządzenia i działania kwadrokoptera na przykładzie gotowych modeli wersji domowych .

Ponadto wielu ucieka się do modelowania dronów, ponieważ może to być znacznie tańsze niż zakup markowego urządzenia. Ale i tutaj wiele zależy od tego, z jakimi cechami chcesz uzyskać urządzenie i czy wygląd quadry jest dla Ciebie ważny. Co więcej, częste modyfikacje, które pomogą uczynić drona bardziej funkcjonalnym, również mogą kosztować sporo.

Wynalazca Jasper van Lenen wprowadził w 2013 roku zestaw dla tych, którzy chcą samodzielnie złożyć drona. W walizce miał wszystko, czego potrzebował: elektronikę, silniki, radio, części karoserii. Wszystkie plastikowe części zostały wydrukowane na 3Ddrukarka.

Kupić czy zrobić?

O decyzji o samodzielnym wykonaniu śmigłowca może decydować tzw. zainteresowanie sportowe, ale może też wiązać się z chęcią zaoszczędzenia pieniędzy. Zarówno w pierwszym, jak i drugim przypadku ważne jest zważenie wszystkich za i przeciw, a także określenie mocnych i słabych stron w samodzielnym montażu.

Czas

Jak wspomniano powyżej, główną wadą drona DIY może być czas. Przecież to jedno zamówić quadrę gotową do lotu, odczekać tydzień lub dwa i używać jej dla własnej przyjemności. Ale przy samodzielnym montażu istnieje szereg niuansów, które mogą wpływać na czas:

Zakup wszystkich niezbędnych części zamiennych, które nie zawsze mogą wpaść w Twoje ręce jednocześnie.
Przestudiowanie części technicznej zajmie również trochę czasu, aby jasno zrozumieć, z czego składa się dron i jak działa.
Montaż i konfiguracja samego kontrolera lotu zajmie trochę czasu i oczywiście cierpliwości.
Post-build, co oznacza nie tylko testowanie, ale także pracę nad błędami i „przeróbkami”, co również zajmuje dużo czasu i wysiłku.

Doświadczenie

Zrekompensować sobie pierwszy punkt na wiele sposobów będzie można mieć doświadczenie w samodzielnym montażu urządzeń sterowanych radiowo. Ponadto, jeśli zmontujesz drona z modelem „fabrycznym”, może to być wizualna pomoc do badania „nadziewania” quadry. Ale dla tych, którzy po raz pierwszy mają do czynienia z takim zgromadzeniem, istnieją dwie opcje:

A) Kup najtańszy model quadkoptera, który nie tylko będzie służył jako model, ale także którego części możesz wypożyczyć do swojego helikoptera;

B) Poproś o pomoc na forach i wyspecjalizowanych stronach, na których możesz uzyskać wszystkie informacje, a także szczegółowo przeczytać o montażu helikoptera krok po kroku, wskazując nazwy wszystkich niezbędnych części.

Cena £

Wiele osób decyduje się na montaż quadrocoptera zakładając, że takie urządzenie będzie kosztować mniej niż kupione. Należy jednak pamiętać o kilku rzeczach:

Oczywiście, jeśli postawisz sobie za cel złożenie quadric z improwizowanych środków przy minimalnych kosztach, nie będzie problemów, ponieważ możesz kupić wszystkie komponenty z tego samego przedziału cenowego. Ale tutaj musisz zrozumieć, że nie będziesz w stanie stworzyć potężnego urządzenia o dużej ładowności.
Jeśli polegasz na charakterystyce quadkoptera, a nie na prostej zdolności do startu i szybowania w powietrzu przez kilka minut, to tutaj jest mało prawdopodobne, aby osiągnąć znaczącą różnicę między zakupionym a domowym helikopterem. Chociaż oczywiście nadal będzie możliwość zaoszczędzenia 10-20% kosztów.

Samodzielny montaż quadkoptera, heksakoptera lub tricoptera to okazja do spróbowania siebie jako inżyniera i mechanika, pozwalająca na stworzenie unikalnego modelu o cechach, które są dla Ciebie najistotniejsze. Ale mieć nadzieję, że jest to łatwiejszy i tańszy sposób niż kupowanie gotowego urządzenia, nadal nie jest tego warte.

Szczegóły, proces montażu, niuanse

Więc zdecydowałeś się zbudować swój pierwszy quadkopter. Na początek najlepiej skorzystać z doświadczenia „doświadczonych” projektantów. Tutaj na ratunek przyjdą różne fora, strony internetowe, wideo „life hacks”.

Każdy dron składa się z dwóch głównych części - samego mechanizmu, który go uruchamia, oraz ramy, do której przymocowane jest to „nadzienie”. Aby helikopter mógł latać potrzebujesz:

Kontroler lotu;
Bateria;
Silniki i śmigła, które są do nich przymocowane;
kontrolery prędkości;
Linia serwo do tworzenia mechanizmu obrotowego;
Oraz różne materiały eksploatacyjne: śruby, łączniki, gąbka antywibracyjna, klej, taśma elastyczna.

Ramę można wyciąć ze sklejki lub wytrzymałego tworzywa sztucznego, jej kształt w dużej mierze decyduje o rodzaju drona: czy będzie to tri-copter, quadro-copter czy heksakopter. Składa się z ramy głównej, na której zamocowany jest sterownik i akumulator oraz belek z silnikami, mechanizmu obrotowego i konstrukcji pod regulator prędkości. Najlepiej, jeśli ramiona są ruchome, zwłaszcza jeśli masz zamiar zrobić duży quadkopter, wtedy nie będzie problemów z transportem później.

Stworzenie własnego quadkoptera to okazja do spróbowania siebie jako inżyniera i projektanta. Helikopterowi można nadać różne kształty, korzystając zarówno z gotowej ramy, jak i domowej roboty, postaraj się wyposażyć go w dodatkowe konstrukcje, które ułatwią przenoszenie na pokład różnych przedmiotów.

Jeśli śmigłowiec będzie używany do fotografii lotniczej, należy zadbać o obecność zawieszeń na kamerę. Nośność urządzenia będzie zależeć od mocy silników i wielkości śmigieł. Fakt ten jest szczególnie ważny w przypadku ciężkich aparatów cyfrowych lub półprofesjonalnych.

Kontroler lotu konfiguruje się za pomocą komputera PC, na którym najpierw należy zainstalować specjalny program dla MultiWii lub Arduino, w zależności od modelu zakupionego kontrolera. I oczywiście, aby móc sterować i odbierać sygnał ze swojego quadkoptera, będziesz musiał zakupić nadajnik radiowy, na przykład DSM2.

Mini dron - zdalnie sterowany quadkopter można bardzo prosto zrobić w domu. Możesz go używać do gier i jako model do badania działania drona. Projekt zawiera minimalną liczbę części, a budowa zajmie 15 minut lub trochę więcej.
Nasz prosty model nie ma kontroli prędkości silnika ani zmiany kierunku lotu. Nie wie, jak zrobić prawie wszystko, z wyjątkiem tego, jak wzbić się w powietrze w górę iw dół za naciśnięciem przycisku. Ale jeśli chcesz, możesz później złożyć poważniejszą wersję i udoskonalić ją wszystkimi funkcjami, które chcesz.

Wymagane do zbudowania drona

Ponadto: patyczki do lodów, pistolet do klejenia na gorąco, lutownica z lutowiem i topnikiem.

Dowiedz się więcej o częściach do montażu quadkoptera

Pilota z odbiornikiem do pilota można wypożyczyć z zabawki np. z rozbitego auta lub kupić -. Głównym warunkiem powinno być prawidłowe działanie całej elektroniki od napięcia 3,7 V.

Bateria 3,7 V pochodzi ze starego telefonu komórkowego, można ją również kupić. Do wyboru są znacznie mniejsze opcje.

Mini silniki do modeli latających można kupić -.

Trzeba będzie też kupić śmigła. Muszą pasować do silników. Więc lepiej wziąć je ogólnie jako zestaw -.

Produkcja dronów - quadrocopter

Przede wszystkim zmontujemy więc taką kratę z czterech patyczków do lodów. Wszystko naprawiamy gorącym klejem. To będzie główna rama naszego mini quadkoptera.

W ten sam sposób przyklejamy baterię do ramy.

Do rogów kraty przyklejamy cztery silniki ze śmigłami.

Teraz musisz zrobić nogi, na których będzie stał dron. Przekrój dwa patyczki do lodów na pół.

Dołącz do podstawy.

Dodanie płytki odbiornika. Łączymy wyjścia wszystkich silników równolegle.

Podłączamy przewody silników do wyjścia płytki pilota.

Podłączamy do akumulatora.

Badanie. Trzymamy drona przed podniesieniem i wciskamy przycisk na pilocie. Jeśli śmigła wszystkich czterech silników się kręcą, wszystko działa prawidłowo.

Wychodzimy na otwartą przestrzeń, kładziemy nasz quadrocopter i sprawdzamy pracę. Dron powinien bez problemu polecieć na górę.

Jeśli śmigła kręcą się i konstrukcja nie startuje, sprawdź poziom naładowania akumulatora. Jeśli wszystko jest w porządku, musisz rozjaśnić projekt. W zasadzie moc takich czterech silników powinna wystarczyć z pewnym marginesem.

Podczas budowy zalecam jak największe ograniczenie wagi, aby dron był jak najlżejszy. Wlej więc mniej kleju, skróć przewody jak najkrócej itp. Bardziej szczegółowe instrukcje dotyczące montażu zabawki znajdziesz na filmie.

Jako początkujący pilot postanowiłeś wymyślić, jak zrobić zdalnie sterowany quadrocopter na pilota (mini lub z kamerą) własnymi rękami w domu. Zadanie na pierwszy rzut oka jest proste, ale jest wiele niuansów, na które należy zwrócić uwagę - o tym w naszych szczegółowych instrukcjach.

Mit całkowitej taniości

Jeśli jesteś nowy w modelarstwie lotniczym, powinieneś zaakceptować, że nie jest to tanie przedsięwzięcie.

Teraz „polecą kapcie”, czyli wideo krążące w sieci, w którym mały dron został zmontowany z improwizowanych materiałów i funduszy za jedyne 50 rubli, spędzając tylko 2 godziny czasu.

Spójrz - to żart. Szkoda, gdybyś wierzył, że wkręty samogwintujące, plastikowe przybory i aluminiowe narożniki po złożeniu mogą stać się pełnoprawnym helikopterem.

Rozczarowany informacjami? Wtedy lepiej kupić gotowy quadric RTF (gotowy do lotu, gotowy do lotu) i nie oszukiwać głowy.

Co jest wymagane na samym początku

Jeśli nadal masz pragnienie, najpierw powinieneś mieć ręce z właściwego miejsca, a mianowicie z ramion. Także przynajmniej powierzchowna wiedza z elektroniki i trochę z programowania, determinacja i brak lenistwa, no i oczywiście szczegóły na liście.

O tak, nadal musisz zdecydować się na główną funkcję drona. Na samym początku lepiej zrobić quadkoptera bez aparatu. Musisz mieć wszystko pod kontrolą, aby jeden z drogich sprzętów się nie rozbił ani nie utonął.

Ważnym szczegółem dla początkujących jest miejsce, w którym wypuścisz swojego pierwszego drona do lotów. Obszar miejski zostaje natychmiast zlikwidowany, ponieważ domy, drzewa i przewody będą zakłócać loty testowe. Park też nie pasuje. Jeden zły ruch - urlopowicz i twój nowy pomysł mogą ucierpieć. Lepiej wyjść na otwarte pole i dla przyjemności sterować kwadrykiem.

Lista głównych części zamiennych:

rama;
silniki ze sterownikami do nich;
śruby;
bateria do quadkoptera i pilota;
Kontroler lotu;
panel sterowania z odbiorem i transmisją sygnału;
Ładowarka;
przewody łączące, śruby itp.;
narzędzia do pracy.
Aby w przyszłości móc modyfikować drona do pracy z wideo i fotografią, należy poszerzyć podstawę między wiązkami helikoptera, aby pomieścić resztę urządzeń.

Wybór kształtu quadkoptera

Przede wszystkim powinieneś zdecydować o liczbie belek i śrub na śmigłowcu. Istnieje duża różnorodność modyfikacji i wyglądu latających dronów, w oparciu o liczbę wiązek wychodzących ze środka ramy, istnieją tri-, quadro-, hexa- i oktokoptery.
Liczba śmigieł może być większa niż liczba wiązek. Ale nazwa się nie zmienia. Na przykład quadkopter ma dwa silniki ze śmigłami na każdej belce - to nie czyni go oktokopterem.

Z tytułu artykułu jasno wynika, że będziemy mówić o dronach, które mają cztery osie (i cztery silniki w standardzie).
Inny jest również kształt rozmieszczenia promieni na quadkopterze (w kształcie +, X lub H).

Najpopularniejszym modelem wśród quadkopterów jest quatrocopter w kształcie litery X (widać go na schemacie). Po pierwsze dwa silniki na raz ciągną całą konstrukcję do przodu, a po drugie dołączona kamera wideo nie zobaczy znajdujących się przed nią śrub.

Co wziąć pod uwagę przy wyborze wszystkich części zamiennych

W oparciu o szacowaną wagę całej konstrukcji już FPV-, powinieneś zmontować śmigłowiec z mocnymi silnikami. Wiąże się to z zakupem dodatkowych baterii lub zainstalowaniem od razu pojemniejszych.

Aby ułatwić projekt, stelaż można wykonać samodzielnie. Dostępne są opcje: od prostych drewnianych linijek po aluminiowe profile lub rurki. Możesz na tym zaoszczędzić pieniądze. Najważniejsze, że materiał jest trwały, ponieważ kiedy spada, pierwszą rzeczą, która cierpi, są promienie helikoptera.

Oczywiście są gotowe ramy, ale należy uważać na podróbki, bo w przeciwnym razie przynajmniej jedna „noga” odleci po pierwszym teście zderzeniowym. Na czas trwania umiejętności zarządzania bardziej korzystne są materiały improwizowane.

Belki do kwadrokoptera mają optymalny parametr - 30-60 cm długości od silnika do silnika.

Aby nie zranić się i nie kosić liści pobliskich drzew, a także przetestować śmigłowiec w domu, możesz założyć specjalną ochronę na śmigła.

Do czego będzie podłączony kontroler lotu i wszystkie inne gadżety? Tutaj też możesz włączyć fantazję. Oczywiście kawałek tektury nie zadziała, ale kwadrat ze sklejki, plastikowa podstawa spod pudełka CD jest optymalna. Nie jest ciężki i wytrzyma wszystko, czego potrzebujesz do zapięcia.

W przypadku korzystania w przyszłości z kamery akcji należy pozostawić na tablecie miejsce na odbiornik i nadajnik sygnału z kamery oraz miejsce na jego zamocowanie.

Silniki - potrzebują czterech na raz. W przypadku śmigieł dobiera się je głównie według średnicy i mocy. Średnica jest pobierana z parametrów ramy (jeśli jest wykonana samodzielnie, to według własnego uznania).

Sterowniki silnika są potrzebne do kontrolowania prędkości obrotowej ostrzy. Moc silników zależy bezpośrednio od wagi zespołu drona.

Baterie do silników mogą mieć różną pojemność. Lepiej zapewnić możliwość wymiany baterii na duże pojemności i oczywiście używać nie jednego, ale kilku naraz.

Same śruby można wziąć 9-12 cm Para zwykła i 2 z odwrotnym obrotem. Pożądane jest, aby były dostarczane z elementami złącznymi do kilku typów silników jednocześnie.

Najważniejszą i najdroższą rzeczą w kwatrokopterze jest jego „mózg”, czyli kontroler lotu – na nim nie można oszczędzać. Tutaj należy rozważyć przyszłe możliwości drona. Lepiej jest wziąć programowalny mikrokontroler (na przykład Arduino Mega). Czujniki do niego można zabrać „wszystko w jednym” All In One (żyroskop, akcelerometr, barometr, magnetometr) lub przynajmniej - żyroskop i akcelerometr.

Dodatkowe funkcje:

GPS - programowanie trasy lotu;
"miękkie lądowanie" - bezpieczne w razie awarii (w przypadku utraty połączenia radiowego z pilotem śmigłowiec usiądzie gładko i nie rozbije się o ziemię);
FPV (first person view) - widok z pierwszej osoby oraz obserwacja z tabletu.

Nadajnik na tablicy kontrolnej należy dobrać do kieszeni. Najważniejsze, aby były co najmniej cztery kanały i częstotliwość 2,4 GHz. Można go kupić dla osób leworęcznych lub praworęcznych.

Oczywiście będziesz musiał majstrować przy przewodach, ale w sprawnych rękach ten czas szybko minie.

Lepiej jest przymocować specjalną miękką wyściółkę do nóg helikoptera lub do samych belek na ramie, aby ułatwić lądowanie na twardych powierzchniach.

Nie będzie to łatwe, ale będzie ciekawe i zabawne!

Więcej pomysłów na drona

Ale rzemieślnicy nie ograniczają się do standardowych materiałów do tworzenia kwadrokopterów sterowanych radiowo - używają części Lego, papieru, butelek i chłodnic, niezależnie tworząc rysunki i stopniowo tworząc swoje urządzenie.

Papierowy quadkopter

Wyobraź sobie, że są też papierowe samoloty! Oczywiście nie przewidują poważnych obciążeń, dlatego tworzone są po prostu dla zabawy.

Jako łączniki do modeli papierowych stosuje się pistolet do kleju i plastikowe opaski. Obowiązkowym elementem stają się również małe drewniane klocki - jest to konieczne, aby papier nie rozdzierał się wiązaniami pod obciążeniem.

Dron z chłodnic

Jeśli masz w rękach stare lodówki komputerowe, nie spiesz się z ich wyrzuceniem! Zrobią doskonały (choć nie najmocniejszy) śmigłowiec. Do stworzenia potrzebne będą cztery wentylatory do komputera oraz taki sam zestaw materiałów i narzędzi jak w przypadku zwykłego drona - tyle że bez silników.

Dziś w Internecie jest wiele artykułów na temat „montaż quadkoptera własnymi rękami”, a najłatwiejszym sposobem na zrobienie quadkoptera dla początkującego jest zrobienie go „zgodnie z instrukcją”, więc jest wystarczy znaleźć wysokiej jakości artykuł-instrukcję i spróbować powtórzyć twórczość autora. Najważniejsze jest nie tylko wiedzieć, jakiego rodzaju samolotu potrzebujesz, ale także na jakie perspektywy liczysz. Zależało mi na quadkopterze "z marginesem", aby można było zawiesić kamerę (jak Gopro) na bezszczotkowym gimbalu i transmitować wideo "na ziemi". I „Pusty”, czyli rozładowany, był w stanie lecieć przez jak najdłuższy czas. Nie mogłem znaleźć gotowego artykułu, więc musiałem „odgarnąć” stos materiałów.

Ten artykuł dotyczy quadkoptera przeznaczonego do FPV - lotu kamerą z perspektywy pierwszej osoby i fotografii lotniczej. Fotografia lotnicza planowana jest nie tylko z GoPro (i analogami), ale także z możliwością załadowania na pokład mniej lub bardziej przyzwoitego „mydelniczka” (150-250 gramów). Dodatkowo, aby czas lotu był długi i aby w sytuacjach awaryjnych i wszelkich nieprzewidzianych przypadkach autopilot zwracał urządzenie „do domu”.

Najtrudniejszą rzeczą w złożeniu pierwszego quadkoptera jest podjęcie decyzji "jaki śmigłowiec" i "do jakich celów" jest potrzebny, złożenie zamówienia i zapłacenie, kwota nie jest mała.

Rama i sekcja mocy ze śmigłami.

Rama quadkoptera F450 — 450 mm

Silnik AX-2810Q 750kv

ESC Regulator prędkości Turnigy Multistar 40A V2 Slim BLHeli Multi-Rotor bezszczotkowy OPTO 2-6S

Śmigła 12x6 karbonowe tanio z Aliexpress

Kontroler lotu (mózg)- wybrałem APM 2.6:

Świetna opcja budżetowa. Chociaż istnieją tańsze opcje, APM (ardu pilot mega) ma wszystkie cechy „zaawansowanego” kontrolera lotu. Podłączam do niego moduł GPS, aby autopilot mógł wrócić śmigłowcem "do domu" w przypadku utraty łączności.

Aby latać po kamerze, instaluję też OSD - to nakładka na transmisję wideo danych telemetrycznych: prędkości lotu, wysokości, strzałki wskazującej drogę do domu i co najważniejsze danych o stanie baterii - z ziemi widać zużycie energii i prognozę czasu pracy baterii.

Ponadto, aby uzyskać dane o stanie baterii, wymagany jest moduł zasilania:

Zestaw FPV do transmisji obrazu z kwadrokoptera na ziemię zawiera zestaw odbiornika i nadajnika:

Częstotliwość pracy 5,8 GHz. Moc nadajnika (na zdjęciu po prawej stronie) wynosi 600 mW - co przy normalnych antenach powinno zapewnić stabilny odbiór na linii wzroku z odległości większej niż 5 km. Początkowo obliczyłem ten zestaw na samolot i przelot 10 km, więc jest zbyt mocny i ciężki. Waga nadajnika to 40 g wraz ze standardową anteną.

W takim zestawie lepiej zamienić standardowe anteny biczowe (dipolowe) na nowoczesne anteny o polaryzacji kołowej zwane - "koniczyna" zapewniają bardziej stabilny odbiór/transmisję sygnału tj. Na filmie będzie mniej szumów:

Na ziemi obserwuj obraz Planuję w tanim kasku wideo:

Hełm dostarczany jest niezmontowany, jak na zdjęciu po prawej stronie. Co to jest kask: piankowa powłoka (EPO), ekran LCD (5") i soczewka Fresnela. Czyli soczewka pozwala mniej lub bardziej komfortowo patrzeć na ekran z bliskiej odległości (5-6 cm) , w efekcie widzisz duży ekran. Dzięki takiemu obiektywowi są niewielkie zniekształcenia na krawędziach widocznego obszaru. Wady tego kasku to ekran LCD o niskiej rozdzielczości 640 punktów, wyczuwalna jest ziarnistość, więc amatorzy i entuzjaści zamieniają standardowy ekran na ekran tej samej wielkości, ale o wyższej rozdzielczości np. 840 punktów na cal, najważniejsze, że nie ma czarnego ani niebieskiego ekranu, gdy nie ma sygnału, bo w przypadku słabego odbioru, ważne jest, aby przez interferencję zobaczyć przynajmniej zarysy obrazu.

Koszt takiego hełmu (monitora) to około 2000 rubli (35 USD). Istnieją inne modele kasków z rozdzielczością ekranu 1280, jakość i wrażenie obecności w nich są na najwyższym poziomie, ale cena też jest wyższa.

Jeśli chodzi o okulary wideo, ich jakość ocenia się na bardzo wysoki koszt (ze względu na kompaktowość). Zwykłe okulary Fatshark (640 dpi) nie będą dużo lepszej jakości niż kask za 2000 rubli, a ich cena wyniesie około 8000 rubli. Tanie okulary wideo z aliexpress są bardziej odpowiednie dla „pasażera” niż dla pilota.

Producent twierdzi, że wirtualny wyświetlacz o przekątnej 52 cali jest symulowany w okularach, to prawda (ale w odległości 5-6 metrów), oglądanie filmu jest absolutnie dopuszczalne, ale latając z aparatem trzeba nie tylko nawigować w kosmosie, ale także na ziemi, a także trzeba rozpraszać się danymi OSD, które na małym ziarnistym ekranie wyglądają na małe. Nie polecam tych okularów początkującym. Cena opisanych okularów to 100 dolarów, ich rozdzielczość to tylko 320x240.

kamera na quadkopterze, do nagrywania i transmisji wideo zostanie zainstalowany na 2-osiowym bezszczotkowym gimbalu od aliexpress. Wybrano kamerę SJ5000.

Oczekuje się, że dron będzie wyglądał mniej więcej tak:

Różne drobiazgi:

Platforma antywibracyjna dla APM - zwyczajowo montuje się apm na statywie antywibracyjnym, poprawia to stabilność sterownika.

BEC to regulator mocy, który przekształca przychodzące 11,1 lub 14,8 V na 5 V, który służy do zasilania odbiornika, kontrolera lotu itp. Jest to konieczne, ponieważ mój ESC (bezszczotkowy regulator prędkości silnika) bez wbudowanego BEC.

Waga mojego helikoptera wynosiła:

Rama, 4 silniki, 4 ESC, 1 BEC, APM, rozdzielnica zasilania ze złączami XT60, odbiornik, "nogi" - 990 gr.

Zestaw FPV: minimosd-6gr, kamera FPV-20gr, nadajnik wideo z anteną-30gr, moduł GPS-30gr.

Filmowanie wideo: dwuosiowy gimbal-212gr, kamera SJ4000-70gr.

Bateria: 5000mAh 4S 30C - 650g.

Całkowicie pusta: 1 kg - z baterią 1650 gr.

z zestawem FPV - 1100 i 1750g z baterią.

z bezszczotkowym gimbalem i kamerą – 2,1 kg.

Chcę też wydłużyć czas lotu ze względu na duże śmigła. Dlatego będę testował w następującej konfiguracji: silniki opisane powyżej, śmigła 12x4,5 zasilane 3s (11,1 V) i druga opcja śmigła 10x4,5 zasilane 4s (14,8).

Jak wybrać silnik/ramę do quadkoptera?

Musisz znać wagę przyszłego samolotu, wagę w pełni załadowanego samolotu - rama, silniki, regulatory, odbiornik, nadajnik wideo, OSD, GPS, kontroler lotu, kamera, akumulator, gimbal kamery itp. Pod tą wagą wybierany jest silnik / śmigło - VMG- grupa śmigła i akumulator.

Grupa śmigła rozwija określony ciąg w gramach, zwykle sprzedawca lub producent publikuje dane techniczne: pobór prądu, napięcie / śmigło, siła ciągu w gramach.

Przykład: skala ciągu jest w gramach w pionie, pobór prądu w amperach jest poziomy. Napięcie 14,8 (4S), dwie grafiki - jedna dla śmigła 11x4,7 druga dla 10x4,7

Niestety, nie każdy silnik ma dane ciągu lub mogą nie być do końca poprawne. Często te dane są zamieszczane w komentarzach pasjonatów prowadzących pomiar. I w zasadzie to prawda, kupiłem silnik, zainstalowałem go na stojaku z obciążnikami i zacząłem testować, sortując opcje śmigieł deklarowane przez producenta, na którym ze śmigieł ciąg i umiarkowane grzanie są większe i które będzie robić.

Na przykład znalazłeś silnik o ciągu 1 kg, w quadkopterze są odpowiednio 4 silniki, 4 kg ciągu. Stosunek ciągu do masy to margines zdolności ciągu, tj. jeśli kwadryka waży 4 kg, a ciąg wynosi 4 kg, to stosunek ciągu do masy jest równy jeden (1 - nie będzie latał), w przypadku śmigłowców potrzebujesz od 2 do 3.

W związku z rozwojem postępu technologicznego fotografowie, kamerzyści i blogerzy coraz częściej wykorzystują w swoim arsenale quadrocoptery. Jednocześnie ceny normalnego modelu zaczynają się od 30 000 rubli. Ponadto użytkownicy często chcą zainstalować na nim własną kamerę, a nie wszystkie gimbale popularnych modeli na to pozwalają. Dlatego pozostaje pytanie, jak zaprojektować quadrocopter własnymi rękami. Nie jest to trudne, jeśli masz przynajmniej podstawową wiedzę z zakresu elektryki, ale musisz znać pewne niuanse i subtelności. Przeczytaj instrukcje krok po kroku dotyczące montażu kwadrokoptera własnymi rękami w dalszej części artykułu.

Quadkopter na Arduino

Mikrokontroler Arduino Uno

Dziś słowo Arduino często można spotkać wśród modelarzy. Co to oznacza i co to ma wspólnego z kwadrokopterem zrób to sam? Mikrokontroler Arduino Uno to niewielkie urządzenie elektroniczne, które steruje akcelerometrem, żyroskopem i innymi czujnikami, przesyła i odbiera informacje itp. Składa się z systemu urządzeń odpowiedzialnych za konkretną funkcję. „Mózgiem” Arduino jest mikrokontroler. Posiada pamięć i potrafi wykonywać proste zadania. Możesz to porównać z minikomputerem jednoukładowym. Kolejnym elementem są przewody elektryczne, które znajdują się na obwodzie płytki. Działają jak ramiona dla adruino. Wreszcie do sterowania potrzebne są wyjścia analogowe lub cyfrowe.

Musisz więc zrobić quadkopter własnymi rękami i zapewnić mu podstawę, która pozwoli helikopterowi wzbić się w powietrze i wykonać niezbędne zadania. Staje się kontrolerem Arduino Uno dla kwadrokoptera, który zapewni stabilność i sterowność w locie. Montując quadrocopter własnymi rękami, zaoszczędzisz do 15 000 rubli, jednocześnie tworząc w pełni funkcjonalnego drona.

Wybór czujników.

Schemat podłączenia MPU 6030 do Arduino Uno. Kliknij by wyświetlić w pełnym wymiarze

Do sterowania quadkopterem potrzebny jest akcelerometr i żyroskop. To wystarczy, jeśli szukasz urządzenia o prostej konstrukcji do lotów na krótkich dystansach. Aby zbudować złożone urządzenie z wieloma modułami, funkcjami, obsługą GPS, będziesz musiał zainstalować dodatkowe czujniki. Do pierwszego modelu polecamy wybrać płytkę MPU-6050 - zawiera ona wszystkie niezbędne czujniki.

Akcesoria

Części do złożenia quadrocoptera własnymi rękami można zamówić na Aliexpress, lub część z nich wydrukować na drukarce 3D. Główne składniki:

Rama.
śruby.
Kontroler lotu.
Baterie litowe (2x 3,7V)
Zdalne sterowanie.
Zestaw czujników.
Tranzystor
Śruby, przewody łączące.
Ładowarka.
Silniki śrubowe.
Narzędzia do pracy.

Jeśli ze starego komputera pozostały 4 identyczne wentylatory (chłodnice), to silniki z nich nadają się do montażu helikoptera. Przy pierwszym doświadczeniu lepiej odmówić złożenia kwadrokoptera z aparatem własnymi rękami. Najpierw zajmij się sterowaniem, a dopiero potem zamocuj kamerę, aby podczas upadku nie zgubić jednocześnie quadkoptera i aparatu. Podczas montażu zaleca się wykonanie szerokiej podstawy między ramionami drona. Wtedy możesz zawiesić kamerę bez zbytniego nakładu pracy. Prostą opcją jest również zrób to sam quadkopter na drukarce 3D. Aby to zrobić, wystarczy go wydrukować, pobierając niezbędne szczegóły.

Wybierz typ i rozmiar quadkoptera

Podczas montażu quadkoptera wybierz odpowiedni rozmiar dla quadkoptera. Są takie:

Mini quadkopter to mały model o krótkim zasięgu. Mieści się w dłoni, nadaje się do latania w pomieszczeniach.
Trikopter to dron, który ma tylko trzy śmigła. Dzięki temu jest lżejszy i bardziej zwrotny, ale traci moment obrotowy. Zamiast tego zastosowano mechanizm przechylania tylnego wirnika. Trudne do zrobienia ręcznie.
Zwykły quadkopter to prosty i niedrogi dron. Rozmiar przekątnej to średnio 35 cm (bez śmigieł). Składa się z minimalnego zestawu części w celu zmniejszenia wagi urządzenia. Charakteryzuje się dużą szybkością ruchu i zwrotnością.
Składany quadrocopter zabieramy na wycieczki, wyjazdy, kiedy ważny jest rozmiar i waga urządzenia. Składana rama ułatwia transport urządzenia. Trudne do samodzielnego wykonania.
Duży quadkopter to najdroższy i najcięższy rodzaj drona. Zdolny do latania na duże odległości, wyposażony w pojemną baterię, przenosi zaawansowany sprzęt foto i wideo. Zrób to sam tylko wtedy, gdy masz już umiejętności tworzenia takich urządzeń.

schemat połączeń

Schemat połączeń. Kliknij, aby powiększyć

Model quadrocoptera do samodzielnego złożenia wymaga odpowiedniego okablowania, w przeciwnym razie urządzenie raczej nie wzbije się w powietrze. Najpierw wykonaj równoległe połączenie czterech przewodów zasilających. Będziesz potrzebować odłączanych połączeń w miejscu, w którym bateria jest podłączona do przewodów. We wszystkich innych miejscach konieczne jest wykonanie lutowania. Części będą musiały być dokręcone za pomocą termokurczliwego materiału, w przeciwnym razie odkleją się później z powodu wibracji podczas lotu.
Następnie zajmij się tablicą kontrolną, podłącz przewody sterownika. Od teraz przystąp do sprawdzania kontrolera lotu, aby wyeliminować ewentualne problemy.

Montaż

Przede wszystkim przygotowujemy i łączymy belki oraz ramę. Jeśli nie można wydrukować ramy na drukarce 3D, zamiast tego użyj zwykłej sklejki. Zainstaluj płytę zasilania na styku części ramy. Powinien być zamocowany na dole w środkowej części. Przymocuj go do ciała po obu stronach plastikowymi paskami, w których można regulować długość. Jednocześnie deska może się poruszać, przesuwać, ale mimo to spełni swoje zadanie i nie należy się martwić, że odpadnie.

Następnie zainstaluj kontroler lotu od góry. Bardzo ważne jest, aby znajdował się dokładnie pośrodku, dlatego najlepiej zmierzyć miejsce, w którym będzie się znajdował. Przymocuj tę część za pomocą wkrętów samogwintujących o odpowiednim rozmiarze. Następnie przymocuj odbiornik i nadajnik klejem superglue. Przygotuj również podkładki na końcach belek. Są potrzebne do montażu silników i śmigieł. Silniki można podłączyć trzema przewodami zasilającymi. Kierunek obrotu śrub zależy od ich położenia.

Następnym krokiem jest zainstalowanie baterii. Użyj dwóch baterii Zippy Compact 3700 mAh. Muszą być przymocowane po przekątnej do dwóch belek jednocześnie. Użyj do tego szerokiego plastikowego paska i taśmy. Poprzeczka w części środkowej nadaje się również do montażu akumulatorów. Pomiędzy poprzeczką a panelem kontrolnym jest wolna przestrzeń, tam włóż pasek do mocowania baterii. Połóż baterie jeden na drugim, nałóż gąbkę, używaną do transportu łamliwych przedmiotów. Zabezpiecz je paskiem i przyklej taśmę na górze, aby baterie się nie zsunęły.

Na koniec montujemy i montujemy śruby na końcach belek na specjalnych platformach. Pozostaje tylko podłączyć przewody i można rozpocząć pierwsze loty. Najlepiej zacząć od wyczucia czasu lotu, aby mieć czas na miękkie lądowanie. Jest to szczególnie ważne, jeśli dron zrób to sam nie miał przymocowanego podwozia.

Ucząc się latać

Domowe quadkoptery wymagają konfiguracji oprogramowania układowego. Pobierz i zainstaluj program. Następnie musisz postępować zgodnie z sugerowanymi instrukcjami, aby poprawnie skonfigurować program. Teraz zacznij latać. Dla początkujących latanie dronem nie jest tak łatwe, jak się wydaje na pierwszy rzut oka. Jednak z chęcią i cierpliwością szybko się nauczysz. Zamontuj quadkopter w odległości 10-12 metrów od siebie. Aby wystartować, przechyl drążek gazu w dół i w prawo. Twój dron wystartuje. Dalej jest kwestia techniki i treningu.