0

Квадрокоптер своими руками

Собранные RTF модели

Не всем известно, что означает «квадрокоптер 250» или «квадрокоптер 400». Цифрами обозначается размер рамы, а если быть еще более точным – размер по диагонали между двигателями. Беспилотники принято разделять на классы, например, 250 класс, 400 класс, и так далее.

Чем выше класс, тем большими размерами обладает дрон. Зачастую класс указывается в названии мультикоптера, например, DJI F450.

Все эти тонкости часто остаются незаметными для новичков, покупающих свои первые RTF коптеры.

Аббревиатура RTF расшифровывается как Ready to fly (готов к полету). В комплект входит полностью собранный дрон с пультом управления и всеми необходимыми аксессуарами (винтами, защитой, аккумулятором).

Размер рамы может быть самым разным, ведь многие производители беспилотников не ограничивают себя точными стандартами. В продаже можно найти дроны практически любых размеров, в том числе и мини коптеры, весом менее 250 грамм.

Большинство квадрокоптеров продается в комплектации RTF. Это могут быть как очень доступные по цене беспилотники, так и дорогие профессиональные модели. Однако в обоих случаях возможности по их кастомизации будут весьма ограниченными. Пилоту предлагается работать с готовым комплектом, и он может внести только некоторые изменения в настройки. RTF модели зачастую обладают ярким дизайном, а вся электроника прячется внутрь корпуса.

Самостоятельная сборка дает гораздо больше возможностей. Вы вольны использовать любые комплектующие и экспериментировать с настройками. Для 250 размера рамы можно найти практически любые запчасти, и это высоко ценится энтузиастами. Обычно данный типоразмер используется для создания гоночных моделей с FPV управлением.

Самостоятельный подбор комплектующих

При самостоятельном подборе комплектующих итоговые характеристики дрона часто остаются неизвестными вплоть до первого испытательного полета. Иногда в процессе сборки или после проведения первых испытаний одни части заменяются на другие, происходит перенастройка работы полетного контроллера, используются другие пропеллеры.

Чем больше внимания и времени вы уделите подбору деталей, тем меньше вероятность, что некоторые из них придется менять. Практически всегда можно обратиться к опыту других пилотов, почитав комментарии и советы, посмотрев обзорные видео.

Моторы

Нет никакого смысла собирать коптер на коллекторных движках. Они не отличаются ни высоким качеством, ни большой мощностью, ни надежностью. Добиться хорошей скорости полета можно только с бесколлекторными двигателями.

Ключевым параметром при выборе движка является тяга, которую мы хотим получить. Упрощенно расчет тяги ведется следующим образом: на 100 Вт мощности двигателя приходится 0.5 кг тяги. Учитывайте, что двигателей будет четыре.

Вес для гоночных моделей должен составлять 2/3 от максимального значения тяги. Для обычных квадрокоптеров полетный вес составляет 0.5 от тяги.

Регуляторы

Выбор регуляторов производится уже после того, как подобран двигатель и известно его рабочее напряжение и потребление тока. Регулятор покупается с запасом 25% по потреблению тока и с таким же вольтажом, как и у мотора.

Пропеллеры

Оптимальными для бюджетного коптера считаются пропеллеры серии SF и обязательно двухлопастные.

КПД двухлопастного винта выше, чем у трехлопастного, они обеспечивают лучшие показатели грузоподъемности на низких оборотах и недорого стоят.

Единственный минус – быстрое разрушение при контакте с поверхностью.

Так как падать, врезаться в препятствия и неудачно приземляться дрон будет часто (особенно во время тестовых запусков), советуем приобрести сразу несколько комплектов, благо, стоят винты недорого. Что касается диаметра, то можно взять два комплекта 12×4.5 и два комплекта 10×4.5.

Аккумуляторы и зарядники

С зарядным устройством все довольно просто – это та вещь, что приобретается надолго. Соответственно, экономить на заряднике не нужно. Отдавайте предпочтение фирменным устройствам, способным быстро зарядить аккумулятор, выполнить диагностику батареи.

Что касается аккумуляторов, то они подбираются исходя из уровня потребления тока двигателями. Время полета должно быть не меньше 10 минут. Чем выше емкость аккумулятора, тем дороже он стоит (при чем цена растет гораздо быстрее, чем увеличивается емкость).

Если вы собираете бюджетный дрон, то от емких, но дорогих батарей скорее всего придется отказаться. Но можно поступить другим способом – приобрести переходник для организации параллельного подключения и установить на борт беспилотника сразу два дешевых аккумулятора.

Полетные контроллеры

Стоимость полетных контроллеров заметно разнится в зависимости от их функциональности. Есть очень недорогие платы с минимумом настроек. Наличие на контроллере хотя бы небольшого LCD дисплея заметно облегчает его настройку.

Если помимо хороших летных качеств необходима функция удержания высоты, возврата домой, GPS модуль, то нужно смотреть в сторону более дорогих контроллеров с обновляемой прошивкой.

Пульт

Аппаратура управления является еще одной вещью, на которой не нужно экономить. Дроны будут сменять друг друга, тогда как функциональный пульт, оснащенный мощным передатчиком, скорее всего останется с вами.

Не обязательно приобретать дорогую аппаратуру, в продаже есть немало хорошо зарекомендовавших себя 8-канальных пультов с поддержкой режима headless, удобными стиками, качественными дисплеями и приличной дальностью связи.

FPV

Лучшие модели беспилотников, такие как Phantom 4, оснащаются качественными камерами, способными снимать в разрешении 4К и поддерживающими кинематографические режимы съемки, систему распознавания лиц и систему обнаружения препятствий.

Для 250 размера рамы использование сложной и дорогой видеоаппаратуры лишено смысла. Нам необходимо FPV управление (тот самый вид от первого лица), и его можно получить, не прибегая к дорогостоящим покупкам.

Даже сравнительно недорогие камеры, оснащенные FPV передатчиком, способны предоставить приемлемое по качеству изображение. Не стоит забывать о том, что передача видеосигнала ведется в full hd разрешении (в лучшем случае), и ни о каком 4К в данном случае речь не идет.

Очки

Самые простые очки для FPV управления предполагают использование смартфона iOS или Android в качестве экрана. Смартфон вставляется внутрь корпуса очков, на его дисплей выводится изображение с камеры. Это очень дешевый способ приобщиться к режиму дополненной реальности, но не лишенный множества недостатков.

Необходимо учитывать, что:

  • Полноценного стерео режима добиться не получится
  • Изображение нередко будет распадаться на квадраты
  • Батарея телефона активно разряжается
  • Качество картинки сильно зависит от характеристик экрана
  • Многие очки не отличаются высоким качеством

Дорогие очки и шлемы, оснащенные собственными дисплеями, на которые выводится видео, предлагают совершенно иной опыт и совершенно иное качество. Такие модели как FatShark Predator или Boscam GS 920 совершенно заслуженно считаются одними из лучших. Правда, их стоимость может заметно превышать смету на квадрокоптер. Разрешение видео составляет 640×480, то есть разрешающая способность камеры имеет далеко не самое важное значение.

Шлемы

Шлемы для управления квадрокоптерами используются редко. Такие устройства стоят недешево и каких-либо принципиальных улучшений по сравнению с очками не несут. Есть недорогие устройства, внутрь которых вставляется смартфон, но назвать их оптимальным выбором для FPV вряд ли можно.

Одним из наиболее функциональных считается шлем Eachine Goggles One. Есть аналогичные устройства и у DJI.

Экраны

Нередко для FPV управления используются экраны, устанавливаемые на пульт и получающие питание от него. Некоторые пульты оснащены встроенными цветными дисплеями. Чем больше диагональ экрана, тем удобнее наблюдать за полетом коптера.

Все чаще используются мобильные устройства. Трансляцией видео на смартфон или планшет уже никого не удивишь. Телефон подключается к пульту через Wi-Fi канал либо через кабель, и на его экран выводится видеосигнал с камеры дрона.

Камеры

Для организации FPV управления на максимальных расстояниях обычно используются аналоговые камеры; цифровые видеомодули применяются реже.

Преимущества аналоговых камер состоят в том, что они менее шумные, лучше работают в условиях недостаточной освещенности, картинка не так подвержена эффекту желе. Кроме того, они банально дешевле. Рекомендуется приобретать устройства с CCD матрицей.

Из важных характеристик следует выделить угол обзора. Гоночным моделям широкий угол не нужен, они быстро летают и пилоту необходимо иметь представление только о том, что располагается непосредственно по курсу. Подойдут линзы с фокусным расстоянием 3.2 мм (угол 90 градусов).

Если же речь идет о неспешных полетах, то можно использовать линзу с фокусным расстоянием 2.8 мм (угол 112 градусов). Впрочем, даже если вы пока не представляете, какое поле зрение необходимо, можно просто купить несколько линз и потом уже подобрать лучший вариант.

Разрешение аналоговый камеры измеряется в TVL (телевизионных линиях). Золотой серединой считается TVL600. Размеры и вес устройства позволяют без проблем установить его на раме 250 размера.

Как сделать микро квадрокоптер своими руками



Всем доброго времени суток дорогие друзья! В сегодняшней статье я бы вам хотел показать довольно интересную самоделку, а именно самодельный квадрокоптер. Если вам нравиться авиамоделизм, но собрать самолёт пока для вас довольно сложно, то можно начать с квадрокоптера. В данной статье будет подробно описано, как собрать свой собственный самодельный квадрокоптер. Данная сборка будет, состоять из самых дешёвых комплектующих купленных в китайских магазинах. Конечно, данный микро квадрокоптер не будет хвастаться своими лётными качествами, и ещё какими либо параметрами. Но это вам поможет освоить правильное расположение массы на летающем аппарате и основные настройки, и основные функции квадрокоптера. Ну да ладно, хватит длинных предисловий, погнали!
И так, для данной самоделки нам понадобится:
— электродвигатели 4 шт. (2шт CW и 2 шт. CCW продаются комплектом из 4шт.)
— подходящие винты для электродвигателей 4 шт.
— аккумулятор подходящего размера 3.7V.
— кабель зарядки для аккумулятора.
— плата управления.
— аппаратура для платы управления.
— лист ABS пластика (можно использовать коробку от DVD диска).
— провода.
— терма усадка.
Из инструментов нам также понадобится:
— паяльник.
— канцелярский нож.
— дрель.
— сверла.
— линейка.
— маркер.
— двойной скотч.
— терма клей.
— супер клей.
Вначале нам следует изготовить раму, на которой и будет собираться квадрокоптер. Для изготовления рамы нам следует взять лист пластика, лучше всего подойдёт ABS пластик, так как он очень легкий, что для микро квадрокоптера очень хорошо. Но если такого пластика у вас нет, то отлично подойдет коробка от DVD диска или пищевой контейнер.

Разобравшись с пластиком для рамы, на самом пластике делаем похожие метки, примерно, такие как изображены на фото ниже. Так же следует обратить внимание на отмеченные точки, в этих местах будут установлены электродвигатели, а это значит то, что они должны быть, отмечены максимально точно и симметрично.

Следующий наш шаг это высверливание отверстий под крепление электродвигателей. Это очень важный этап, так как от этого будет зависеть управляемость и общее поведение квадрокоптера. Для высверливания лучше использовать ступенчатое сверло, им будет очень удобно сделать чёткий контур. Но если у вас такого нет, то просто нужно взять сверло подходящего диаметра, то есть диаметр сверла должен совпадать с диаметром электродвигателя.


После чего нам нужно вырезать саму раму. Вырезать мы будем, используя канцелярский нож. Советую делать это с использованием линейки, приложив линейку, сильно надавливая, проводим ножом и отламываем, сгибая пластик. Старайтесь сделать максимально аккуратно.



Перейдем к установке электродвигателей. Это не совсем просто как могло показаться, так как в купленном китайском наборе иметься 2 двигателя формата CW и 2 двигателя CW. Но сначала увеличиваем длину проводов на электродвигателях, так как их длины нам просто будет не достаточно. Припаиваем отрезки проводов 3-4см и изолируем терма усадкой.
На изображение снизу показано как следует устанавливать электродвигатели. Стрелка на изображение указывает на переднюю часть квадрокоптера. И устанавливаем электродвигатели согласно изображению.
Следующий шаг это установка винтов на валы электродвигателей. Тут тоже не все так просто. Если внимательно присмотреться к винту, то на нём можно разглядеть надпись «B1» или «A2». Что означает винт с номиналом «B1» следует устанавливать на электродвигатель с номиналом CW, а винт «A2» на электродвигатель CCW.
Затем возьмём плату управления квадрокоптером и отпаяем от неё все разъёмы для электродвигателей.
Плату управления следует приклеить к раме квадрокоптера строго, так как это указанно на фото ниже. А устанавливать эту плату следует при помощи терма клея, конечно лучше будет плату прикрутить при помощи винтов, но винтики куда тяжелее, чем пара капель терма клея.
Контакты от электродвигателей припаиваем к плате управления точно так же, как это изображено на фото ниже.
Далее вырежем из того же пластика, подходящую по размеру трапецию. Таких заготовок нам понадобиться 2 шт. Они будут выполнять роль, как ножек, так и защиты квадрокоптера.
Вырезанные трапеции следует приклеить в указанные места. Клеить лучше всего на супер клей. Наносим супер клей на трапецию, ждём около одной минуты, прикладываем к раме и ждем схватывания клея.
После чего следует закрепить аккумулятор на корпусе, крепить будем при помощи двойного скотча.
Вставляем разъём от аккумулятора к плате управления, и если загорается синий светодиод, то все в норме.
После включения платы управления следует включить аппаратуру. Пошевелив стиками, аппаратура соединиться с платой управления, и синий светодиод перестанет моргать.
Следует задуматься о зарядке аккумулятора нашего микро квадрокоптера. Для этого возьмём уже готовый USB провод с модулем зарядки. Но так как разъёмы не подошли, автор самоделки просто перепаял разъёмы.
Все готово! Теперь остаётся настроить обороты каждого двигателя и наслаждаться полётом. Также следует добавить, что чтобы завести электродвигатели следует, свести стики к центру и двигатели начнут вращаться на минимальных оборотах. В итоге у нас получился весёлый квадрокоптер, с которым будет интересно играть, как ребенку, так и взрослому человеку, поскольку он умеет выполнять перевороты и довольно шустро летать.
Вот видео от автора с подробной сборкой и испытаниями данной самоделки:

Ну и всем спасибо за внимание и удачи в будущих проектах самодельщики. Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. .

С чего начинать

Первое, что стоит уяснить начинающему, который решил сделать квадрокоптер своими руками: обойтись без покупки специальных комплектующих не получится. Летающая четырехвинтовая машина представляет собой достаточно сложную компьютеризированную систему. Поэтому приобретение специальной управляющей платы, сигналы с которой будут стабилизировать и направлять мультикоптер — является обязательным.

Несколько советов помогут собрать дрон с высокими шансами на положительный результат.

  1. Не стоит делать самодельный квадрокоптер большим. Разумно начать с надежной, устойчивой и прочной модели.
  2. Двигатели для дрона нужно выбирать с запасом. Во-первых, этим достигается большая свобода при сборке рамы. Мощные двигатели компенсируют ошибки, связанные с недостаточной грузоподъемностью. Во-вторых, характеристики большинства моторов китайского производства завышены.
  3. Минимальное количество проводки и соединений позволит как уменьшить массу, которую будет иметь самодельный дрон, так и минимизировать наводки и потери на сопротивление.

И главное — не стоит сразу пытаться делать квадрокоптер с камерой. Это устройство (если хочется получать качественное изображение) не только громоздкое и довольно тяжелое, но и неизбежно разбалансирует дрон.

Готовые комплекты

Профессиональные спортсмены, использующие гоночные дроны, предпочитают покупать готовые наборы для сборки. Это так называемые комплекты ARF. В них входит минимальный набор компонентов, чтобы сделать дрон своими руками с предсказуемыми характеристиками. При этом владельцу предлагается некоторая свобода в модификации параметров изделия путем замены лопастей, батарей и других комплектующих.

Наборы ARF обычно включают:

  • детали рамы;
  • основная печатная плата;
  • двигатели;
  • лопасти;
  • батареи;
  • соединительные шлейфы;
  • крепежные элементы.

После того, как самодельный квадрокоптер собран, на него устанавливают систему управления. Ее можно купить отдельно.

Совет! Рекомендуется приобретать комплект из пульта и приемника. Они полностью синхронизированы между собой и не требуют сложной настройки.

Еще одно достоинство комплектов ARF — широкие возможности модификации летных характеристик дрона. Можно собрать квадрокоптер с большим радиусом действия, подключая его к соответствующей системе управления. Или обеспечить хорошие характеристики маневренности, используя специальные пульты.

Сборка в домашних условиях

Квадрокоптер можно собрать самому, в домашних условиях. Без покупки сложных электронных компонентов обойтись не получится. А вот силовую раму с ногами двигателей можно сделать из подручных материалов. Есть несколько вариантов сборки. Раму можно сделать из пластиковых труб водопроводной сети или собрать конструкцию из тонкого алюминиевого профиля квадратного сечения.

Самый простой способ — выполнить раму из фанеры. Для этого потребуется квадрат, размеры которого подбираются под габариты будущего коптера. К основанию рамы из фанеры будут крепиться ноги двигателей. Это может быть как готовое изделие промышленного производства, так и вручную изготовленные детали. Пошаговая сборка силовой рамы выглядит следующим образом.

  1. Делается чертеж конструкции, вид сверху. Соблюдается угол 90 градусов между ногами, равное расстояние между двигателями по диагонали.
  2. Определяется габарит центральной части из фанеры или профиля, путем разметки необходимых мест крепления ног.
  3. Если ноги двигателей сделаны из подручных материалов, например, низкого профиля — необходимо предусмотреть надежное место для крепления двигателей.

Сделать всю работу самостоятельно получится только у людей с высоким уровнем навыка моделирования и использования ручных инструментов. Требуется максимальная точность и минимальное количество материала.

Совет! Для начинающих рекомендуется купить готовую раму для сборки. Пользователь сразу получает изделие, у которого предусмотрено место для размещения батарей, двигателей, до минимума снижена масса.

Двигатели

Рекомендуется приобретать для сборки коптера в домашних условиях готовый комплект двигателей с системой управления. Это избавит от возможных отклонений в оборотах и других сложностях балансировки. Если же хочется все собрать самому, включая систему подъемных двигателей, следует ориентироваться на:

  • диаметр пропеллеров, который вычисляется по размерам рамы;
  • габариты посадочного пространства для двигателя (площадь и высота боковой опоры-стенки).

Далее делается выбор двигателя по его маркировке. Производитель всегда указывает диаметр статора и высоту двигателя. К каждому изделию приводится тип и размер лопастей, рекомендуемых к применению. После этого, основываясь на массе беспилотника и оборотах двигателя при зависании (указывается в паспорте) — подбирается конкретная марка пропеллера.

Выбор лопастей

Лопасти — одна из простых деталей, которым мало уделяют внимания начинающие. От конструкции данного элемента зависят летные характеристики дрона в целом. Рекомендации по выбору лопастей следующие.

  1. Если собирается квадрокоптер с камерой, нужно добиться минимальных вибраций при движении. Это позволяют сделать двухлопастные пропеллеры.
  2. Трехлопастные пропеллеры дают больше тяги, но для приведения их в действие требуется большая мощность двигателя.

Второй главный фактор выбора лопастей — материал, из которого они изготовлены. Для начинающих, при сборке первых моделей, можно купить пластиковые пропеллеры. Но стоит помнить, что они не отличаются прочностью. Пластик деформируется, высыхает (меняет жесткость). Кроме этого, в ходе эксплуатации лопасти повреждаются пылью и другими взвесями в воздухе, из-за чего растет их аэродинамическое сопротивление.

Металлические пропеллеры — оптимальный выбор, если хочется получить долговечный дрон со стабильными характеристиками. Стоят такие изделия дороже пластика, но служат гораздо дольше, показывая стабильные характеристики. Стоит помнить, что металлические пропеллеры неизбежно потребуют двигатели большей мощности для своего вращения.

Третий тип материалов, используемых для изготовления лопастей — композитные полимеры, многослойная конструкция. Такие пропеллеры легкие и прочные. Их цена высока, однако в области спортивных дронов композитные материалы лопастей не имеют конкурентов.

Важно! Если сборка квадрокоптера в домашних условиях планируется впервые, то при покупке лопастей не стоит экономить. Нужно внимательно изучать приводимую производителем разницу в массах отдельных пропеллеров в комплекте. На практике, покупая набор лопастных блоков дороже всего на 10% от средней цены, можно избавиться от работ по балансировке системы.

Система управления

Система управления, рекомендованная к покупке для начинающих, состоит из пульта и приемника, устанавливаемого на коптере. Сегодня на рынке представлено великое множество комплектов, предлагающих разный функционал. Например, может быть реализована:

  • система взаимодействия по радио или Wi-Fi каналу;
  • GPS для ориентирования и движения по маршруту;
  • схема позиционирования, работающая не в 2, а в 6 и более степенях свободы;
  • система автоматического гашения инерции, позволяющая дрону висеть полностью неподвижно и сразу останавливаться при поступлении команды баз паразитных раскачиваний.

От класса решения напрямую зависит стоимость системы управления. Поэтому рекомендуется тщательно проанализировать сферу применения и задачи коптера перед выбором того или иного комплекта его электроники.

Алгоритм сборки

Сборка квадрокоптера не представляет большой сложности.

  1. Делается рама, сборкой готового комплекта или создания конструкции из подручных материалов.
  2. На центральную пластину рамы крепится электроника управления. Это плата, регулирующая обороты двигателей и обрабатывающая сигналы с пульта.
  3. К плате управления присоединяется приемник радиосигнала. Его можно закрепить на раме термоклеем.
  4. Строго на равных расстояниях от центра рамы до оси привода, на ногах сверлятся отверстия для крепления двигателей.
  5. Прокладываются провода, силовая сеть управления двигателями. Если покупался комплект оборудования, в нем есть все нужные проводники и инструкция. В случае, когда работа делается своими руками, стоит помнить: проводка соединяется в соответствии с типом управляющей платы, схема подачи питания параллельная.

Завершается сборка тщательным изолированием мест соединения проводов термоусадкой. При необходимости защиты плат управления от влаги, они накрываются кожухами. После этого можно присоединять аккумулятор и тестировать коптер в работе.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *