Как сделать квадрокоптер тише

Обновлено: 01.07.2024

Привет! Давно хотел написать подобную статью с максимально подробной инструкцией как собрать квадрокоптер своими руками. Но сразу скажу, что цена такого квадрокоптера выйдет около 11 тысяч рублей. Это без учета стоимости FPV шлема, аккумуляторов, радиоаппаратуры и зарядного устройства. А полный комплект обойдется вам в примерно 21000 рублей. Подробнее о стоимости квадрокоптера можно, например, почитать здесь и здесь (окончание статьи с итогами). Сборка получилась весьма интересной, шустрой и крепкой. В общем, на текущий момент это мой любимый квадрокоптер.

Краткий обзор комплектующих.

Рама — Transtec Frog Lite II (Купить можно здесь(Aliexpress)

Моторы — Aokfly DR2205 2500kv (Покупаем здесь (Aliexpress)

Полетный контроллер Mamba F405 mini MK2 в стэке с регулятором ESC 4-в-1 (Покупал здесь (Aliexpress)

Приемник радиоаппаратуры Flysky FS-IA6B, модернизированный (добавлены каналы, уменьшен размер и добавлена функция RSSI). О том, как это сделать описано в статье про RSSI. Но я сразу вам рекомендую облегчить задачу и заказать себе что-нибудь миниатюрное типа Fli14 и будет вам счастье.

Сборка рамы.

Вот так выглядит рама нашего будущего квадрокоптера в разобранном виде (слева расположена карма квадрокоптера). Во-первых, вы должны зафиксировать все 4 луча квадрокоптера между двумя центральными пластинами. Сделайте это с помощью 8 винтов из комплекта. 4 самых близких винта проденьте шляпкой вниз и затяните обычной гайкой (капните немного синего фиксатора на резьбовое соединение), 2 крайних правых и два крайних левых (на рисунке это нижние и верхние) — шляпкой вверх и затяните гайками с пластмассовыми втулками. Этим гайкам фиксатор не нужен.

Установка моторов на раму.

Теперь надеваем защиту на лучи и распределяем моторы квадрокоптера по направлению вращения. CW — моторы с вращением по часовой стрелке, CCW — против часовой. Провода должны смотреть в сторону центра квадрокоптера вдоль лучей. Классическая схема, по которой должны вращаться моторы, указана на рисунке. Но так как мы с вами собираем квадрокоптер своими руками, то вы можете выбрать абсолютно противоположный вариант. В общем, это потом легко настраивается.

Прикручиваем их, но не забываем капать фиксатор резьбы на соединения. Винты крепления нужны с длиной резьбовой части 7 мм. Этот квадрокоптер имеет толщину лучей 4 мм, плюс защита торцов 1 мм, плюс 2 мм само соединение. Итого 7 мм.

Главное не переборщите с длиной и перед затягиванием убедитесь в том, что винт не повредит обмотку мотора.

Установка регулятора оборотов 4-в-1.

Чтобы правильно сориентировать регулятор оборотов, достаточно глянуть на обозначения номеров моторов на углах платы и надеть плату на 4 центральных винта. Контакты +/- должны оказаться сзади. Зафиксируйте плату нейлоновыми стойками, идущими в комплекте со стеком Mamba F405. Далее уже приступаем непосредственно к пайке компонентов.

Прежде чем паять моторы к регулятору, отмеряем длину проводов до ближайших 3 контактов (относительно каждого мотора/луча) с небольшим запасом, отрезаем. Зачищаем провод где то на 3 мм, лудим. Лудим все контакты на плате регулятора. Дальше припаиваем провода от моторов также как на рисунке. Провода от моторов припаиваются к трем соответствующим этому мотору площадкам в любом порядке.

К контактам +/- припаиваем коннектор XT-60 как показано на рисунке. На этом можно считать работу с силовой частью квадрокоптера завершенной.

Теперь пришло время снабдить наш квадрокоптер глазами, ушами и мозгом.

Подключение FPV системы, приемника и пищалки к полетному контроллеру квадрокоптера.

Подключение FPV камеры.

Все FPV камеры, так или иначе, практически не отличаются друг от друга способом подключения к полетному контроллеру. Чаще всего из камеры выходят 3 провода: черный — минус питания камеры (земля), красный — плюс питания камеры, желтый — видеосигнал. Теперь давайте разберем наш случай: камера Foxeer Predator 4 поддерживает напряжение питания 5-40 вольт. Наш полетный контроллер имеет на борту преобразователь напряжения на 5 и на 9 вольт. Например, будем использовать 9 вольт. Все контакты на плате Mamba F405 удобно распределены по группам для того, чтобы было легче паять (смотрите картинку). Хочу отметить, что я прежде всего припаиваю всю периферию, а уже потом устанавливаю плату на нейлоновые стойки. Делаю я так для правильной пайки. То есть, другими словами, провода продеваем в отверстия снизу, а припаиваем сверху, а не как многие блогеры, суют провод в отверстие и тут же жарят изоляцию. Дальше на фото будет видно, что я имею ввиду.

Вот мы присоединили камеру, теперь полетный контроллер уже умеет принимать сигнал от нее и накладывать различную информацию на картинку (OSD-on screen display), но еще не умеет передавать изображение в FPV очки или шлем. Для этого нужен видеопередатчик.

Подключение видеопередатчика.

Выбранный мной передатчик Foxeer Clear/ClearTX2 имеет шесть контактов.

Красный — плюс питания передатчика, черный — минус питания, зеленый — SmartAudio (позволяет управлять мощностью с пульта радиоаппаратуры), желтый — вход видеосигнала из ПК после наложения на него информации (OSD). Есть еще черный и белый провода для питания камеры, но нам они в этой сборке не нужны. Обрезаем коннектор со стороны ПК, зачищаем, лудим провода и припаиваем согласно рисунку. Все провода желательно скручивать для того, чтобы уменьшить воздействие помех от регулятора оборотов.

Подключение приемника Flysky FS-iA6b по протоколу i-bus.

Ну, вот мы и подобрались к моменту компоновки всех деталей нашего самодельного квадрокоптера.

Окончательная сборка квадрокоптера.

Буду приводить картинки и прокомментирую все дальнейшие действия, я думаю, что все будет понятно.

Теперь несколько слов о недостатках этой сборки и о том, как я вышел из данной ситуации. Главный недостаток — это размер приемника! (мне просто надо было его куда то пристроить). В самом начале статьи я рекомендовал вам выбрать миниатюрный приемник. Но даже с такими его размерами, я постарался не испортить внешний вид квадрокоптера. Я спроектировал и распечатал на 3д принтере крышку (скачать stl файл), под которую спрятал видеопередатчик. Кроме того, удобно закрепил антенну на ней. По-моему получилось неплохо…

Прошивка и настройка самодельного квадрокоптера.

Ну вот, мы своими руками собрали квадрокоптер, осталось его настроить.

Первым делом устанавливаем необходимые приложения: Betaflight Configurator и BLHeli Configurator. Первый нужен для прошивки и настройки полетного контроллера, а второй для настройки регулятора оборотов. Оба конфигуратора можно установить двумя способами: Во-первых, если у вас браузер Chrome, то их можно установить в качестве расширений для него. Во-вторых, можно установить их как отдельные приложения. Ссылки ниже:

Прошивка.

Настроим квадрокоптер своими руками.

Изменение направления вращения моторов квадрокоптера.

Закрываем Betaflight.
Открываем BLHeli Configurator.
Подключаем ПК к компьютеру и жмем Connect (аккумулятор должен быть присоединен к квадрокоптеру)
Нажимаем Read Setup, должна появиться вот такая информация
Esc 1, Esc 2 и так далее соответствуют номерам наших моторов 1,2,3 и 4. Например, нам надо изменить направление вращения мотора №1. В выпадающем списке Motor Direction меняем значение Normal на Reversed. Теперь мотор будет крутиться в противоположную сторону. Точно так же делаем для всех моторов, которым надо изменить направление вращения.
Жмем Write Setup. Закрываем BLHeli Configurator. В общем, вы еще раз можете проверить, все ли вы правильно сделали, в Betaflight.

Настройка радиоаппаратуры Flysky.

Как проверить, требуется ли делать реверс основных каналов в аппаратуре?

Как вы можете видеть, в моем случае ничего менять не пришлось. На этом этапе будьте аккуратны и не включите реверс третьего канала (газ). Это может привести к тому, что при включении квадрокоптера он даст газ на полную!

AUX каналы.

Под AUX каналами в радиоаппаратуре подразумевают всякие дополнительные тумблеры и крутилки, которые используют для включения различных функций, а также управляют полетными режимами квадрокоптера. У нашего приемника Flysky FS-iA6b 6 каналов. Но всего 2 дополнительных. Допустим, что у нас один дополнительный канал будет отвечать за включение пищалки (крайний левый тумблер), а второй (трехпозиционный переключатель) — за изменение полетного режима. В аппаратуре это делается так:

Здесь я тумблер пищалки (SwA) переназначил на 6 канал (AUX 2), а трехпозиционный переключатель (SwC) установил на 5 канал (AUX 1).

Таким образом, при включении левого тумблера, будет звучать сигнал зуммера. Это полезная функция, которая помогает искать квадрокоптер в траве, если тот, например, упал.

Трехпозиционный переключатель позволит нам выбрать полетный режим: выключенное состояние — Disarm (моторы остановлены), вторая позиция — Arm (Моторы вращаются) и Angle (режим стабилизации), третья позиция — Arm и Acro (акробатический режим). Про режимы я советую вам почитать статьи на просторах рунета, в рамках этой статьи невозможно передать всю информацию по этой теме.

Настройки Failsafe. Квадрокоптер своими руками.

Failsafe — это очень важная функция, миссия которой, сохранить квадрокоптер, сделанный своими руками, в случае потери связи от радиоаппаратуры, а также чужое имущество.

На стороне аппаратуры мы должны настроить Failsafe хотя бы на одном канале. Рекомендую 3 (газ):

На стороне полетного контроллера делаем точно так же, как на картинке:

Работает функция по следующему алгоритму. Например, потеряна связь, квадрокоптер на 3 секунды включает режим стабилизации, тем самым выпрямляет его, затем отключает моторы и включает зуммер (пищалку). Не игнорируйте эту настройку. А еще лучше не выходите в поле, пока не проверили работу функции дома без пропеллеров.

Настройка OSD

На этой вкладке мы долго задерживаться не будем, так как, настройка OSD — это личные предпочтения каждого пилота.

Здесь вы смело можете экспериментировать с той информацией, которую хотите видеть на экране вашего FPV шлема или очков (ставя или убирая галочки), а также с месторасположением их на картинке (просто передвигая надписи). Обычно самым важной информацией для FPV пилота квадрокоптера является израсходованная емкость аккумулятора. Зная ее, вы вовремя посадите свой квадрокоптер и сохраните и его и недешевые аккумуляторы.

Вот вроде бы и все. Перед первым запуском квадрокоптера с установленными пропеллерами, еще раз проверьте следующие моменты:

Во-первых, корректность работы каналов (особенно газа!)

Во-вторых, Failsafe! Для этого достаточно отключить аппаратуру, и посмотреть, работает ли квадрокоптер по нашему сценарию.

В-третьих, я мог, что-то упустить из виду и не описать в статье какую-нибудь мелочь. Пишите комментарии, я постараюсь быстро ответить.

UPD: Как настроить датчик тока на полетном контроллере квадрокоптера? Читайте здесь.

Первое и самое важное - мы не призываем нарушать закон, уклоняться от законных предписаний владельцам дронов. Их и правда необходимо регистрировать, необходимо получать разрешение на полеты и соблюдать всякие прочие нудные требования.

Но, проблема в том, что даже будь ты законопослушный гражданин, который прошел через всю бюрократическую волокиту это не спасет Вас от хаотично наставленных частных и не очень глушилок, которые можно встретить в самых непредсказуемых местах - даже в спальных районах городов.

Установка глушилок в отличии от регистрации никем не регулируется, самые доступные можно заказать через интернет по цене нескольких гамбургеров, чем не вполне легально и пользуются всякие сотрудники, делающие вид, что что-то охраняют.

В сравнении со штрафами, глушилки представляют куда большую опасность, т.к. запросто угробят Ваш аппарат, превосходящий по стоимости любой законный штраф.

Благодаря совершенно хаотично расставленным по всей Москве и другим большим городам глушилкам в этом сезоне даже честные пользователи уже потеряли массу аппаратов без веских причин.

Какие бывают глушилки дронов?

Сегодня известно несколько типов:

Как быть, если попалась именно такая глушилка?
Совет: Прежде всего не паниковать и не жать кнопку “Возврат домой”. Это все равно не поможет, потому что GPS координаты не доступны, а следовательно полетит он скорее всего куда “глаза” глядят. Но Вам по прежнему доступны сигналы с камеры (если дрон вне поля видимости). Не спеша поворачиваясь определите направление, где удобно приземлиться, заметные объекты и начинайте движение в их сторону. По мере подлета опустите камеру вниз - старайтесь держаться точки приземления, смотрите в экран и только на последних метрах переключайтесь в “визуальный” режим.

Как быть? Если дрон в пределах видимости при этом выше уровня деревьев и других объектов - не спеша стиками двигаем по сторонам и понимаем какой стороной он повернут. Либо глядя в монитор - ищем точку дома и начинаем движение, при этом корректируя курс в случае отклонения. Установив визуальный контакт производим снижение и посадку. За высоту по-прежнему отвечает барометр, так что приземлиться возможно достаточно мягко.

Что делать не стоит: Как и в предыдущих случаях - не жать кнопку RTH. В отсутствии компаса даже при наличии GPS координат дрон не сможет понять в какую сторону лететь. Часто подобное заканчивается полетом по расходящейся спирали со все бОльшим удалением от нужного места.

Невероятно, но факт - самый простой способ не встретиться с глушилками - не летать там, где они могут быть. Но, если очень хочется летать там, где это возможно делать не стоит, нужно постараться соблюдать некоторые правила.

всегда быть готовым к включению глушилки
всегда следить не только за картинкой на экране, но и за предупреждениями на экране, а также показаниями телеметрии.

Как понять что ваш дрон попал под глушилку?

Прежде всего по исчезновению спутников. В случае подмены - сначала исчезают настоящие и появляются поддельные. Также в случае подавления GPS. Спутники могут исчезнуть на определенной высоте.

Как только почувствовали неладное - не нужно ждать, что все станет хорошо. Скорее всего не станет. Начинайте снижение. Поскольку значительная часть глушилок работает начиная с высоты 30 метров (а верхняя граница неизвестна), не стоит пытаться взлететь выше и ближе к спутникам.

Если приземлиться получилось, не стоит взлетать снова. Второй раз может не получиться.

С электромагнитными генераторами сложнее, так как работают они прицельно, включаются не надолго. Благо, что их пока не очень много. Кроме того за работу генераторов часто принимают различное промышленное оборудование, влияние ЛЭП, электростанций и прочего.

Стоит внимательнее выбирать место, откуда взлетает дрон и куда придется садиться. Если Вы поднимаетесь через небольшое окно между деревьями - посадить дрон туда же в случае нештатной ситуации будет под силу далеко не всем.

Полеты в центре Москвы (да и других крупных городов) тоже так себе затея. В последнее время стоит также остерегаться и больших парков типа Поклонной горы, Царицыно и пр.

На некоторых форумах советуют снимать ограничения No Fly Zone, в таком случае коптер не пойдет сразу на посадку если вы попали под глушилку которая подменяет координаты, но так вы лишаетесь гарантии и в случае полета в запрещенном месте или аэропорту вы получите неплохой штраф или .

Если дрон еще на земле не видит больше 6-и спутников (в наше время с Глонасс и GPS их должно быть намного больше), не стоит взлетать вообще в надежде, что они появятся.

Тренируйте навыки полета без GPS. Купите игрушку или соберите недорогой FPV дрон для оттачивания навыков ручного управления и реакции без электронных помощников.

При возможности купите GPS трекер с сим-картой и установите на дрон. Он может помочь найти коптер, если он все таки улетит в неизвестном направлении.

Наше видео советы как бороться с глушилками?

Обзор квадрокоптера Mavic 2 как мы попали под глушилку

Аварии в FPV хобби дело частое как у новичков, так и у профессионалов, в результате которых всегда что-то выходит из строя. В своём видео Дрю (Drew) из Rotor Riot поделился с сообществом десятью лучшими советами, которые помогут сделать FPV дрон более прочным и долговечным. Он наглядно продемонстрировал, как защитить важные части беспилотника, чтобы в последствии не допустить фатальных повреждений и тем самым сократить расходы на покупку утраченных в результате краша компонентов, а также рассказал, как правильно разбиться, чтобы минимизировать ущерб.

Эндрю Камден (Дрю) (Andrew Camden (Drew)) — известная личность в мировом FPV сообществе, с 2017 года президент компании Rotor Riot, LLC занимающейся разработкой и реализацией высокопроизводительных компонентов для FPV дронов, а также наполнением образовательного и развлекательного видеоконтента в рамках развития мирового FPV сообщества. Окончил Тулейнский университет (или Университет Тулейн) со степенью бакалавра в области инженерной физики. До Rotor Riot работал в General Motors, в Детройте, штат Мичиган, где за короткое время достиг уровня системного инженера. Оставил успешную карьеру инженера в GM, ради любимого хобби и страсти к FPV фристайлу.

FPV Freestyle от Дрю.

1. Выбор рамы

Еще одна не менее важная вещь, которую нужно учитывать при выборе рамы — насколько хорошо она защищает компоненты дрона. Дрю упоминает о присутствии крепёжной рамки, позволяющей установить FPV камеру немного глубже в дрон, так чтобы объектив не выступал вперед за пределы основной рамы, что само по себе защитит камеру от разрушения. Также важно, чтобы лучи рамы по концам имели выступы, которые обеспечат защиту моторов от прямых ударов при краше.

2. Защита ESC и проводов

Не мене важно защитить ESC и провода, так как зачастую они располагаются на открытом месте и могут быть повреждены вращающимися лопастями при аварии. Простой способ решения — это использовать лопасть одного из пропов, путём закрепления её непосредственно поверх ESC и проводов, тем самым в случае аварии уложенная лопасть примет весь удар на себя. Но можно заморочиться и задействовать 3D-принтер, чтобы создать защиту в соответствии со своими предпочтениями.

3. Защита антенны

Хороший способ предотвратить отрыв FPV антенны — установить её таким образом, чтобы из дрона торчала только гибкая часть, которая позволит принимать удары куда большей силы, чем её жесткий коннектор.

4. Защита верхней части антенны

5. Предотвращение отделения АКБ

Одной из худших вещей, которые могут случиться во время полёта, является отделение/выброс батареи, в результате чего обесточенный беспилотник падает на землю, что в дальнейшем затруднит поиск дрона, так как в таком случае зуммер работать не будет. У Дрю есть простой совет, чтобы решить эту проблему, он рекомендует крепить АКБ не одним, а двумя батарейными ремнями. Такой подход сводит на нет любые перемещения батареи во время полёта и тем самым исключается возможность её отделения при краше.

6. Правильная сборка стека

Важно, чтобы ваш электронный стек был правильно собран. Дрю рекомендует отказаться от крепления плат стека стандартными раздельными нейлоновыми стойками, а вместо этого использовать металлические стойки, где каждая из которых будет проходить через все платы в стеке. Такой подход обеспечит большую прочность и не позволит стеку развалится на части при аварии.

7. Мягкие монтажные втулки

Отличный способ повысить долговечность электронного стека на любом гоночном беспилотнике — это убедиться, что в стеке установлены резиновые/силиконовые втулки, способные поглощать не только вибрации, но и удары. Наличие таких резиновых втулок позволяет самим втулкам принимать большую часть энергии от удара, и оберегать тем самым от повреждений и трещин электронную часть.

8. Бамперы

Концы лучей гоночных дронов являются той частью, которая зачастую первой касается земли при крашах, что довольно быстро сокращает срок службы всей рамы. Дрю рекомендует использовать бамперы изготавливаемые посредством 3D-печати. Дешёвый расходный материал позволяет заметно сэкономить на расходах.

9. Посадочные площадки или подставки

Использование посадочных площадок или подставок означает, что нижняя часть вашего дрона не будет царапаться или разрушаться от частого соприкосновения с землей при приземлении или выполнении трюка. Они бывают разных типов, сейчас многие пользуются площадками изготовленными из пены, поскольку это материал дешевле и существенно поглощает отрицательное воздействие жесткого приземления, однако такие площадки склонны к быстрому отрыву, что в целом зависит от качества используемого клея. Drew рекомендует использовать жёстко крепящиеся пластиковые подставки, поскольку они также защищают дрон, и одновременно с этим позволяют совмещать полёт со скольжением по поверхности при выполнении разных трюков, так как пластик довольно твёрдый.

10. Учитесь правильно падать

Заключительный совет, который немного отличается от вышеизложенного, но также способствует долговечности FPV дрона, — необходимо научиться правильно падать. Дрю рассказывает, что в моменты, когда краш неизбежен, будет лучшим поднять носовую часть дрона вверх, так чтобы именно нижняя часть дрона врезалась в землю, а не передняя. Такой подход гарантирует, что будет нанесен меньший урон, и вам не придётся перестраивать свой дрон так часто.

Обязательно посмотрите видео ниже, чтобы получить полное представление о рекомендациях Дрю.

Те самые дроны, которые были перехвачены нашими в Тартусе и Хмеймиме, были, конечно, сложнее, чем собранные на коленке. Цель была у них запрограммирована заранее и определялась по GPS. Но на военных базах есть и ПВО, и средства радиоэлектронной борьбы. Последние и обезвредили дроны террористов. Но системы РЭБ доступны только военным и силовикам.

А вот что делать людям гражданским, которые не желают терпеть над своими дачными участками и прочей недвижимостью полеты дронов?

Народные умельцы для создания средства от беспилотников предлагают. разобрать обычную микроволновку. Мы заранее предупреждаем, что делать это, мягко говоря, небезопасно. Потому что есть риск, во-первых, подвергнуться СВЧ-излучению, а во-вторых, банально получить разряд тока.

— Я обычный гражданин и хочу купить себе дрон для съемок. Какие процедуры мне предстоит пройти?

— Все аппараты весом более 250 граммов необходимо регистрировать. Такие летательные аппараты заносят в специальный реестр. Потом нужно зафиксировать свой маршрут на сайте. И тут возникает вопрос: совершенно непонятно, каким образом правоохранительные органы будут фиксировать, кто, скажем, встал на учет, а кто нет.

— То есть если я купила что-то легче, чем 250 граммов, то нет необходимости ничего фиксировать?

— По закону да. И вроде бы логично: тяжелый аппарат может упасть на голову, да и если он способен нести оптику, то тут встает вопрос о том, что снимать можно, а что нельзя. Но ведь уже появились такие дроны, которые легче, но при этом емкость их аккумуляторов увеличена, и они, соответственно, имеют большой запас хода, да к тому же способны нести оптику. То есть законодательных пробелов великое множество.

— Сейчас народные умельцы придумали свой способ борьбы с такими любителями полетать над их дачными участками. Они собирают СВЧ-пушки, кто-то даже наладил производство. Законно ли вообще применение электромагнитных пушек и прочих самодельных устройств?

А как у них

В Нидерландах местные силы правопорядка с гордостью объявили, что придумали метод борьбы с дронами. Никакого излучения, никакого вреда здоровью. В качестве антидронов решили использовать хищных птиц, в частности орлов. Птиц даже научили отгонять дроны от скопления людей, ведь дрон может начать разваливаться в воздухе и тем самым нанести вред людям. Правда, вопрос о безопасности самих птиц еще не решился, но полиция Нидерландов пообещала, что проработает и этот момент.

В Южной Корее нашли еще один способ нейтрализовать нежелательный дрон. Оказалось, что гироскоп таких аппаратов очень чувствителен к звуковым волнам. Поэтому атаки мощностью 140 дБ, что чуть громче, чем сигнал автомобиля, достаточно, чтобы сбить дрон на расстоянии до 40 метров.

А вот британцы создали пушку, которая работает на сжатом воздухе и просто стреляет сетью. А чтобы не разбить аппарат, сеть снабжена парашютом. Так что дрон мягко опустят на землю. Дистанция применения — 100 метров.

Читайте также: