Самостоятельная сборка квадрокоптера. Самодельный квадрокоптер на деревянной раме. Какие нужны детали
Добрый день.
В качестве первой радиоуправляемой воздушной модели я всем рекомендую именно квадрокоптер. Его устойчивость зависит от настройки электроники, надежность заключается в правильной пайке нескольких деталей и выборе регуляторов\двигателей. Так же хочется отметить его универсальность управления: с одной стороны в полете он очень похож на вертолет (вертикальная посадка и взлет, сбрасывание тягой скорости), с другой на самолет (несколько иная, отличная от вертолета модель поведения в воздухе), стоимость эксплуатации и живучесть при падениях. Навыки которые вы получите, облегчат переход на другие типы летательных аппаратов.
Какова цена билета в мир моделизма для новичка или что купить чтобы полететь на первом квадрокоптере?
Первым делом стоит кинуть в корзину RC-аппаратуру и зарядное устройство.
Модели будут меняться, падать, теряться и ремонтироваться, но эти две вещи останутся на долгие годы. Для начала будет вполне достаточно купить:
Передатчик (2000р
) и (900р
). Передатчик в продаже достаточно долго, все его болячки найдены, успешно лечатся статьями на форумах + руками, а с процессом модернизации справится даже школьник. Комплектуется средненькой штатной прошивкой(легко меняется) и приемником на 8 каналов, которых для начала хватит за глаза. Зарядку стоит брать только оригинал.
Так же если вы уверенны в своих силах и располагаете лишней тысячей рублей, стоит попробовать начать с новой (1800р
) + передающий модуль (1300р
). Но все же я рекомендую для начала взять старую добрую модель. Ещё одна очень важная деталь это , не вздумайте выходить на взлет без 10-15 часов налета на симуляторе.
Цена: 2000р\3100р + 900р
Выбор рамы будующего ЛА.
Тут стоит остановиться на потребностях...
1.Для простых учебных полетов стоит брать небольшую пластиковую раму:
- (330р ) - небольшая рама, прочный пластик, очень компактные размеры, яркая окраска.
- (430р ) - неубиваемый пластик + встроенная плата разводки.
- (610р ) - рама чуть побольше функционалом(дополнительные этажи) + шарик поможет ориентироваться в положении импровизированного носа.
- (1150р ) - алюминиевые лучи, наличие колпака, мягкие стойки возможность использования только "конфигурации +"
- (1150р ) - складная рама!, алюминиевые лучи, многоярусность базы, мягкие стойки, возможность использования только "конфигурации х"
- (3000р ) - складная углепластиковая рама, наличие колпака и мягких шасси, но высокая цена неприямлима для новичка. брать только в том случа если уверенны на 100% в том, что берете для съемок с воздуха при больших нагрузках на раму.
- (700р ) - алюминиевые лучи, крепление для камеры, мягкие высокие стойки и конечно же низкая цена. из минусов пожалуй только отсутсвие колпака и небольшое количество ярусов базы.
Двигатель выбираем из потребностей в тяге. В идеале полетный вес должен быть в районе 2\3 от максимальной тяги для fpv и в 1\2 для пилотажных квадрокоптеров. Тягу расчитывать ориентировочно, по мощности: 100Вт мощности = 0.5 кг тяги и не забывайте что двигателей у вас аж четыре.
- 300Вт (630р ) - разработан специально для мультироторных систем
- 250Вт (570р ) - отлично сбалансированный мотор. отдельно стоит купить адаптер.
- 350Вт (500р ) - мощный, отлично сбалансированный мотор. у самого такой стоит на FPV квадрокоптере.
- - 100Вт (250р ) - маленький колокольчик. идеально для небольших моделей начального уровня. маленькая цена, низкий "об\в" и вес.
- 180Вт (400р ) - проверенный многоми колокольчик. простой. надежный. дешевый и достаточно мощный.
- Turnigy MultiStar (250р ), (320р ), (400р ), (630р )
- Hobbyking Blue Series (260р ) (340р ), (380р ), (620р )
Пропеллер для мультироторов бюджетной сферы однозначно надо покупать винты серии SF !двухлопастные!(КПД у двухлопастных винтов выше чем у трехлопастных), они намного лучше реализуют грузоподъемность при низких оборотах, легко разрушаются при контакте с поверхностью и стоят относительно других винтов очень дешево. Какой же винт выбрать по диаметру? Чем больше мощность - тем больше винт. Не поскупитесь и возьмите побольше комплектов (для начала хватит 20-24 винтов). Винты это основная статья расходов в эксплуатации мультикоптеров.
- 100-150Вт 8x4.5 правого( и ) и левого ( и ) вращения или комплект 2R+2L , пропеллеров.
- 150-200Вт 10x4.5 правого( и ) и левого ( и ) вращения или комплект 2R+2L , пропеллеров.
- 200-350Вт 12x4.5 правого( и ) и левого( и ) вращения или комплект 2R+2L , пропеллеров.
Выбор контроллера стабилизации.
- (500р ) - очень дешевая маленькая плата, стандартная прошивка "квадрокоптер схемы +", легко настраивать отверткой прямо в поле, стабильность и качество плавают от партии к партии. Если и стоит брать, то только ради учебных полетов.
- (1000р ) - из плюсов сразу хочется выделить наличие экрана, который очень сильно упрощает настройку в поле, постоянное допиливание прошивок (на данный момент версия 1.5), вот видео о том что может эта плата.
- (2500р ) присутствие GPS, барометра, "возврата домой" и "удержания на точке" позволили мгновенно завоевать популярность этой плате. Для FPV идеальное решение.
- Темные лошадки от фирмы MultiWii: (730р ), (1200р ) и (1500 ). Вроде и цены хорошие для таких возможностей и USB порт для програмирования, но они не так популярны и как следсвие болячки их не изучены. С одной стороны вы можете получить отличную плату за небольшие деньги, с другой нарваться на брак и быть разочарованным в моделизме.
Комплектующие необходимые для сборки мультироторной системы.
- Аккумулятор выбираем таким образом, чтобы его емкости хватило примерно на 10 минут полета. Допустим мотор в среднем потребляет 5А, а их у нас четыре, следовательно вся система в среднем будет потреблять 20А, теперь этот ток делим на!6! и получаем цифру емкости аккумулятора для 10 минут полета. Для этого примера 3.3 А\ч. Линека с стоимостью аккумуляторов 3s 20С:
Сначала, подобрав размер квадра, приступил к зарисовке чертежа на куске обоев.
Кстати, размер выбрал 45 - универсальный, так как это мой первый дрон, и в каком направлении буду развиваться пока не знаю.
Собрав дома весь стеклотекстолит, приступил к выпиливанию двух одинаковых основ, между которыми будут зажаты лучи.
Материалом для изготовления лучей послужил алюминиевий квадратный профиль 10*10мм
Предварительная версия...
Крепил лучи между основами с помощью винтов и гаек, ничего другого не придумал)
Идём далее...
Ноги, шасси делал также из стеклотекстолита. Нарисовав эскиз, приступил к нарезке заготовок
После чего приступил к мучению шуруповёрта
Несмотря ни на что, дрон всё-таки встал на свои ноги)
А теперь - взвешивание. Вес рамы, без какого-либо оборудования, составил 263 грамма. Я думаю что это достаточно приемлемый вес, а что думаете вы?
Теперь, когда рама собрана, можно приступить к установке комплектующих.
Моторы и регули я выбрал эти:
EMAX XA2212 820KV 980KV 1400KV Motor With Simonk 20A ESC
Товар
http://www.сайт/ru/product/1669970/
Мозг, всем известный cc3d
CC3D Flight Controller
Товар
http://www.сайт/ru/product/1531419/
Батарея:
Аккумулятор литий-полимерный ZIPPY Flightmax 3000mAh 3S1P 20C
Товар
http://www.сайт/ru/product/8851/
Моторы со штатными крестиками крепил к лучам на болты и гайки 
Моторы установлены. Регуляторы примотал на изоленту, радиаторами к лучам.
Затем плату распределения питания разместил между пластинами стеклотекстолита
Припаял все нужные провода (регуляторов, габаритных огней).
Перфекционистам не смотреть)))
Проверил работоспособность...
Установив плату распределения питания, приступил к монтажу мозгов. Банально прилепил их на 2-х сторонний скотч.
Также поступил с приемником
Крепление батареи осуществляется благодаря липучкам на нижней основе квадра.
Вот и всё! Полётный вес квадрокоптера - 993 грамма. Прошив полётный контроллер, пошёл на улицу на первые испытания.
Видео полётов смотрите с 2.50 минуты
Квадрокоптер был построен в конце лета 2016, сейчас начало 2017г. За этот период квадрокоптер побывал в небе достаточное количество времени. В данный момент коптер цел, не было ни одного краша, я его немножко модернизировал, для установки камеры на его борт. В дальнейшем хочу на нём научится летать по fpv. Сейчас потихоньку начинаю собирать Fpv систему, видеопередатчик, приёмник уже заказал))
Спасибо всем кто читал выше изложенное, если есть вопросы, советы, пожелания - пишите в комментариях. Ниже представлены фотографии сделанные камерой, установленной на квадрокоптере, ну и сам коптер.
С Ув. Алексей
Первый квадрокоптер, как известно, появился в 2006 году. Собрали дрон германские разработчики Бускер и Бусс, причем сделали это сами. И началось: многие инженеры по всему миру загорелись идеей создания собственных моделей квадрокоптера. Есть такие умельцы и сегодня. Хотите собрать свой квадрокоптер и вы. А иначе стали бы читать сейчас этот материал?
С чего же начать чтоб сделать квадрокоптер своими руками?
1. Рама. Ее можно сделать без особого труда из пластиковых труб небольшого диаметра, используемых в прокладывании канализационных и иных коммуникаций. Можно изготовить раму из куска фанеры. Понадобится квадрат 110 на 110 мм. Кроме того, потребуется алюминиевый профиль (квадратный). Лучи (длиной по 495 мм) прикрепляются винтами по обеим диагоналям получившегося квадрата. Возможна покупка готовой рамы (рис. снизу).\
Из алюминия невысокого профиля можно сделать посадочные «лыжи» коптера. Из него же можно соорудить держатель для аккумулятора.
2 . Далее потребуются аппаратура, допустим Turnigy 9XR , управляющая плата и аккумулятор для аппаратуры. Плюсом к тому необходимо приобрести силовой Li — Po аккумулятор (для самого квадрокоптера), пропеллеры, устройство для подзарядки аккумуляторов.
3 . Первым делом устанавливается управляющая плата - в центральную часть платформы из получившегося куска фанеры или карбона. Делается это в пазы, непосредственно просверленные в алюминиевой основе через фанеру.
4 . Рядом с платой устанавливается приемник (можете сделать это при помощи суперклея). Далее сверлятся отверстия для крепления двигателя. При этом нужно учитывать, чтобы расстояние от края до оси во всех четырех случаях было равным.
5 . Затем необходимо сделать «паука» из проводов - от регуляторов скорости. Проводку требуется соединить параллельно с помощью соответствующих переходников. Разъемы при этом можно использовать в том месте, в котором подключается аккумулятор к «пауку».
6 . Все требуется спаять, сделать термоусадку, подключить провода (сигнальные). Для начинающих это будет большой проблемой.
7
. Можно тестировать получившийся квадрокоптер.
Умельцы, которым уже доводилось успешно собирать квадрокоптеры, советуют не экономить на комплектующих. Особенно важным это замечание является сейчас, когда на рынке представлено немало различных микроприборов, в том числе контроллеров и датчиков. Каждый может использоваться при собственноручном производстве дрона, но не каждый может оправдать ожидания разработчика.
Самый простой вариант - приобрести готовую плату с уже установленными датчиками (гироскопом, акселерометром, барометром, магнитометром).
Для чего они нужны?
Гироскоп необходим для контроля углового ускорения, акселерометр замеряет гравитацию, барометр отвечает за набранную высоту, а магнитометр - за направление движения. Сегодня на рынке представлены платы, в которых есть также и GPS-принимающие.
Перед сборкой квадрокоптера своими руками советуем ознакомиться с советами профессионалов (тех, кто не раз делал дроны сам), ведь для начинающих это будет не так уж и просто:
- Первый «дрон» не должен быть с камерой для фото- или видеосъемки, он - ваша первая работа, задача которой - взлететь, уверенно держаться в создухе и не сломаться при первом же полете;
- Не гонитесь за масштабами. Лучше построить менее крупный и громоздкий, но рабочий квадрокоптер;
- Старайтесь использовать минимум соединений и дополнительных элементов. Множество датчиков и контроллеров оправдано далеко не во всех случаях,
- Если вы все же решились сделать квадрокоптер своими руками с камерой, то знайте, что для высокого качества картинки потребуется основание более крупных размеров. «Усадить» её на устройство намного сложнее, да и в целом конструкция с ним становится менее устойчивой и крепкой.
Сейчас в интернете можно найти несколько полезных туториалов (все ссылки в конце статьи) на тему того, как самому собрать дрон на 250 раме. Но, собирая свой первый квадрик по этим статьям, я столкнулся с проблемами, которые не были никак освещены. А именно: я не нашел полный лист деталей и дополнительного оборудования, который мне нужен, цену полной сборки, а также некоторые практические и теоретические вопросы. Именно поэтому было решено сделать данную статью в виде обобщения моего личного опыта и опыта других людей , дабы помочь новичкам (таким как я) как можно продуктивнее построить свой первый дрон.Если у вас нет времени на сборку или просто терпения, советуем почитать .
1 часть будет посвящена подбору деталей, оборудования, сборке и подключению всех узлов коптера. Программная сторона будет рассмотрена во 2 части.
Сразу отчет о том, что у меня получилось:
На видео заметно, что во время полета у дрона пропали ножки, но об этом позже
Список часто задаваемых вопросов:
В
: Не проще ли купить готовый квадрик и летать?
О
: Проще, только если вы не собираетесь продолжать улучшать свой дрон и строить другие. То есть хотите просто полетать, а не ломать себе голову и тратить дорогое время. Магазинный дрон в любом случае легче в освоении и проще в эксплуатации. В качестве альтернативы могу предложить MJX Bugs 3 . Обзор на него . Цена от ~120$.
В
: Нужно ли паять?
О
: Да, нужно!
В
: Собрать квадрик самому дешевле, чем купить в магазине?
О
: Нет! Считаю это заблуждением. Если вы новичок, а раз вы читаете эту статью, скорее всего так оно и есть, то кроме деталей для квадрокоптера вам понадобится еще уйма всего. Прилагаю список ниже.
Список к покупке:
Для того, чтобы не заморачиваться с подбором основных компонентов, вижу отличную альтернативу в покупке готового набора. Не теряя времени на подбор деталей, вы получите все, что вам нужно.Все, что вы получите в комплекте. На картинке не показаны соединительные провода от контроллера к передатчику
3) Как минимум 2 дополнительных комплекта пропеллеров (в комплекте 4 шт: 2 левых, 2 правых) ~0-100 руб.
Пропеллеры действительно расходный материал при первых полетах, так что лучше взять с запасом. Как ни странно, но с Китая заказывать дороже, да и ждать долго. Максимальный диаметр 5 дюймов. Я купил .
Аккумуляторы с Aliexpress. Оба вышли из строя. У левого отказала вторая банка, у правого - третья.
Слева: аккумулятор для пульта радиоуправления с JR разъемом (черная головка). Справа: аккумулятор для питания квадрокоптера
Крайне не советую приобретать аккумуляторы из Китая: оба аккумулятора, заказанные мной, вышли из строя, то есть перестали выдавать требуемое напряжение (отказало по одной банке). Да, возможно, дело случая, но с другими аккумуляторами таких проблем не было, да и экономия в 150 руб. не стоит риска.
Turnigy 9X c аккумулятором. Сидит очень плотно, крышка закрывается
10) Паяльник само-собой.
Общая стоимость ~11878 - 13217 руб.
Если вы удивлены списком, то стоит заметить, что большая часть всего, что вы купите, послужит вам еще ни один раз.
Также хочу отметить, что цены постоянно меняются, поэтому гарантировать минимальную стоимость по ссылкам я не могу. Уверен, что можно найти дешевле. Я лишь поделился источниками один в один совпадающими с моими.
Сборка
Сборка рамыЕсть вероятность, что комплект деталей вам придет без инструкции по сборке рамы. Так было у меня. Если так и произошло, то собираем по картинке или видео. На данной стадии не стоит затягивать все винты в «боевой режим», возможно, придется разобрать раму еще не раз. Верхнюю часть на данном этапе прикручивать вообще не стоит, без нее работать с внутренностями коптера удобнее. Также не стоит забывать про шайбочки, о которых я писал выше.
Не забываем про шайбы. У вас конечно же белой пластины нет - это те самые остатки от 3D напечатанных ножек
Установка моторов
Очень простая операция, если помнить про направления вращения двигателей. Определитесь, где у вас будет перед. Моторы с черной гайкой, вращающиеся по часовой стрелке, ставим на переднее левое и заднее правое места.
Обратите внимание на расположение двигателей
Крепление двигателей
Пайка
Пайка распределительной платыИтак, вы уже примерились и решили, как у вас все будет установлено. Время паять. При пайке платы самое главное соблюдать полярность! На какие места паять провода не важно, все зависит от того, как вы собираетесь установить плату.
Припаиваем регуляторы и силовые провода. Соблюдаем полярность. (Мой вариант)
Припаиваем регуляторы и силовые провода. Соблюдаем полярность. (Другой вариант)
Припаиваем регуляторы к моторам
Первым делом снимаем с регуляторов стандартную красную теромоусадку. Для того, чтобы моторы вращались в нужную нам сторону, регуляторы к моторам следует припаять вот так:
Подключение регуляторов к моторам
Думаю, что у вас возник вопрос: куда деть длинные провода от регуляторов. Их можно отпаять и убрать совсем, а можно обрезать под нужную длину. Второй способ для начинающих предпочтительнее, так как меньше шансов перегреть регулятор при пайке.
Полностью отпаянные штатные провода регулятора. Так делать не советую, лучше просто укоротить провода (не обращайте внимание на расположение проводов, картинка взята, чтобы показать другое. Правильная схема сверху )
Припаиваем T-коннектор. Полярность важна!
Крепим плату питания, регуляторы оборотов
Время крепить. Помните, что рама коптера проводит ток, поэтому плата должна быть изолирована от нее. Я посадил ее на два слоя двухстороннего скотча, с одного края притянул хомутом, а после закрепил резинкой.
Крепим плату. Два слоя двухстороннего скотча + хомут + резинка
Регуляторы оборотов я спрятал в термоусадку, посадил на двухсторонний скотч, затянул хомутами и для уверенности затянул резинкой. Выглядит более чем надежно
Крепим регуляторы. Термоусадка + двухсторонний скотч + хомуты + резинка
Крепим полетный контроллер, приемник
В дело опять вступают двухсторонний скотч и резинки. Опять же, чем жестче вы закрепит, тем лучше.У меня это сделано следующим образом:
Крепим полетный контроллер (1). Трава осталась после краша
Крепим полетный контроллер (2)
Крепим приемник. Торцом он тоже сидит на двухстороннем скотче
Соединяем все проводами
Регуляторы к полетному контроллеруОт каждого из регуляторов у нас идет по 3 провода. Сделать нужно следующее: на трех из четырех регуляторах нужно вытащить из разъема красный провод. Подсоединять провода к контроллеру нужно в определенном порядке, об этом будет рассказано в следующей части.
На трех из четырех регуляторах нужно вытащить из разъема красный провод
Приемник к полетному контроллеру
А вот здесь порядок подсоединения проводов к каждому каналу не важен. Нужно лишь правильно подключить провод питания - белый провод ближе к стороне с наклейкой.
Соединяем приемник с полетным контроллером. Провод питания должен быть расположен белым ближе к стороне с наклейкой
Прикручиваем верхнюю часть рамы, смотрим, что получилось
Я также добавил «крепление для камеры».
«Крепление для камеры»
Итого:
О падениях и, что делать пока ждем посылку
Будьте готовы к тому, что сначала будут падения. А это: сломанные пропеллеры, ножки и камера в моем случае.
Сломанные ножки
Сломанная камера. Кстати, советую дополнительно заклеивать скотчем разъем с флешкой, есть шанс потери при падении
А вот видео с моего самого первого полета.
Для того чтобы собрать квадрокоптер с камерой своими руками, нужно разделить сборку на два этапа. Первый этап это сборка самого квадрокоптера. Второй – подключение к нему камеры.
Итак, первый этап.
Рецепт сборки квадрокоптера своими руками
Для сборки квадрокоптера нам понадобятся следующее:
- четыре двигателя для квадрокоптера;
- четыре регулятора оборотов;
- четыре воздушных винта (пропеллера), можно с запасом;
- силовой разветвитель 3,5 мм;
- настраиваемая плата через usb для управления квадрокоптером;
- четыре аккумулятора или более, чтобы получить максимум удовольствия от полета;
- зарядное устройство для подзарядки аккумуляторов;
- устройство радиоуправления квадрокоптером (продается вместе с приемником и передатчиком);
- дополнительные платы для соединения приемника с “мозгами” квадрокоптера;
- провода в силиконовой оболочке для моторов, по две штуки красного и черного;
Это все что касается механизмов и управления.
Рама для квадрокоптера своими руками
Чтобы наш квадрокоптер чувствовал себя уверенно в полете, его нужно снабдить неким скелетом, на котором будут держаться все механизмы управления. Существует два подхода к решению этой задачи:
- готовая рама для квадрокоптера;
- рама собранная своими руками;
Чтобы выбрать наиболее подходящий вариант для Вас, нужно понимать некоторые нюансы. Если приобрести готовую раму, то как правило на нее уже можно все прикрутить и можно запускать в полет. Но если, какая-нибудь деталь будет повреждена при падении или неаккуратном использовании, ожидание этой детали займет некоторое время, пока она будет доставлена курьерскими службами на ваш адрес.
Что касается сборной рамы своими руками из подручных средств, то в этом случае нужно будет повозиться, чтобы все ровно вырезать и прикрепить. В случае каких-либо казусов, поломанную деталь можно будет легко заменить.
Самым распространенным вариантом для изготовления рамы из подручных средств, являются пластиковые трубы, которые применяют при строительстве для проводки проводов. Их свойства идеально подходят для крепления всех необходимых элементов управления, двигателей. Чтобы их прикрутить (двигатели), можно использовать крепления, те что используют для крепления труб к стенам при проводке проводов.
С помощью таких труб получается довольно-таки хорошая конструкция, на которой надежно можно закрепить все детали квадрокоптера и и камеру. Итак, у нас почти готов квадрокоптер с камерой своими руками, осталось все это правильно собрать и отправиться на испытательные полеты.
Квадрокоптер с камерой своими руками: видео процесса сборки
Весь процесс по сборке квадрокоптера своими руками представлен в этом видео. Смотрим.
Ниже представлены фото, которые я нашел в интернете. На них представлены квадрокоптеры с камерой, которые были собраны своими руками из подручных средств.
Как подключить электронику всего квадрокоптера
Русифицированную инструкцию мне найти не удалось, спасибо моему другу который перевел с английского на русский эту инструкцию для вас.
При подключении моторов, придется продлить провода, методом наращивания. Можно использовать любые подходящие провода, но желательно “силиконовые”. Это позволит им не трескаться при низкой температуре, если вы вдруг захотите запечатлеть на видео новогодний салют зимой.
Настроить и “обучить” квадрокоптер с помощью ПО
Итак мы собрали квадрокоптер с камерой своими руками, осталось обучить нашу машину правильно вести себя в полете. Для этого нужно ее “обучить”. Как это делается? Очень просто! Нужно загрузить прошивку на плату через usb. Найти эту прошивку можно на специализированном форуме или на нашем сайте. Когда выйдет статья с прошивкой, тут появится кликабельная ссылка на прошивку.
Если вы еще не умеете летать на квадрокоптере и хотите научиться, то специально для вас я напишу статью на эту тему. Ссылка появится здесь. Там я расскажу об особенностях управления квадрокоптером и на каком быстрее всего научиться летать как профессионал.
Что же касается второго этапа, то тут все просто нужно прикрепить камеру, которую вы сочтете подходящей для себя по цене и по качеству. В видео обзорах вы найдете подходящую камеру, если нет, то пишите в чат, что располагается в левом нижнем углу, другие пользователи вам подскажут.
В завершение этой статьи предлагаю вам посмотреть еще одно видео по сборке квадрокоптера с камерой своими руками.
