Квадрокоптер 450 своими руками

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 04.10.2024

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.

Сегодня в интернете множество статей на тему "собрать квадрокоптер своими руками", а самый лёгкий способ сделать квадрокоптер, для новичка, это сделать его "по инструкции", поэтому достаточно найти качественную статью-инструкцию и попытаться повторить творение автора. Главное не только знать какой летательный аппарат Вам нужен, но и на какие перспективы Вы рассчитываете. Я хотел коптер "с запасом", чтоб была возможность повесить камеру (типа Gopro) на бесколлекторный подвес и транслировать видео "на землю". А "Пустой" же т.е. не нагруженный, смог летать максимально длительное время. Найти готовую статью не смог, поэтому пришлось "перелопатить" груду материалов.

Эта статья о квадрокоптере предназначенного для FPV - полет с камерой от первого лица и аэрофотосъёмки. Аэрофотосъемка планируется нетолько с GoPro (и аналоги), но и с возможностью погрузить на борт более менее приличную "мыльницу" (150-250 грамм). Плюс чтоб время полета было длительным и чтоб в экстренных и любых непредвиденных случаях автопилот возвращал аппарат "домой".

Самое сложное в сборке первого квадрокоптера это принять решение "какой коптер" и "для каких целей" он нужен, сделать заказ и оплатить, сумма выходит не малая.

Далее речь, в этой статье, пойдет о среднем коптере, размером рамы 450 мм, весом 1.4 - 2.3 кг.

Рама и силовая часть с пропеллерами.

- Рама для квадрокоптера F450 - 450mm

- Двигатель AX-2810Q 750кв

- Регулятор оборотов ESC Turnigy Multistar 40A V2 Slim BLHeli Multi-Rotor Brushless OPTO 2-6S

- Пропеллеры 12x6 карбон, дешевые, с Aliexpress

Полетный контроллер (мозг) - я выбрал APM 2.6:

- замечательный бюджетный вариант. Хотя есть более дешевые варианты, но APM (ardu pilot mega) обладает всеми функциями "продвинутого" полетного контроллера. К нему подключаю GPS модуль для того, чтоб автопилот мог вернуть коптер "домой" в случае пропадания связи.

Для полета по камере также устанавливаю OSD - это наложение, на транслируемое видео, телеметрических данных: скорость полета, высота, стрелочка указывающая путь домой и самое главное данные о заряде батареи - с земли можно видеть энергопотребление и прогноз насколько долго еще хватит батареи.

Так же для получения данных о состоянии батареи необходим модуль питания:

FPV комплект для трансляции видео с квадрокоптера на землю включает в себя комплект приемник и передатчик:

Рабочая частота 5.8 ГГц. Мощность передатчика (на фото с права) 600 мВт - что при нормальных антеннах должно в прямой видимости держать устойчивый прием на растоянии свыше 5 км. Изначально этот комплект я расчитывал для самолета и полета на 10 км, поэтому он черезчур мощный и тяжеловат. Вес передатчика 40 гр вместе со штатной антенной.

В таком комплекте лучше сменить штатные штырьевые антенны(диполь) на современные антены круговой поляризации называющиеся - "клевер" они обеспечивают более стабильный прием/передачу сигнала, т.е. на видео будет меньше шумов:

На земле смотреть изображение планирую в дешевом видео шлеме:

Поставляется шлем в разобранном виде, как на фото справа. Что собой представляет шлем: пенопластовый корпус (EPO), ЖК экран (5") и линза френеля. Т.е. линза позволяет более-менее комфортно смотреть на экран на близком расстоянии (5-6 см), в итоге Вы видите большой экран. Из за такой линзы есть небольшие искажения по краям видимой области. Из минусов этого шлема - это ЖК экран низкого разрешения 640 точек, чувствуется зернистость, поэтому любители и энтузиасты заменяют стандартный экран на экран такого же размера, но большего разрешения, например 840 точек на дюйм, главное, чтоб в нем отсутствовал черный или синий экран при отсутствуии сигнала, т.к. при плохом приеме важно видеть хотяб очертания изображения сквозь помехи.

Стоимость такого шлема (монитора) составляет около 2000 руб (35$). Существуют и другие модели шлемов с разрешением экрана 1280, качество и ощущение присутствия в таких на высшем уровне, но и цена выше.

Что касается видео очков, то их качество оценивается весьма крупной стоимостью (за счет компактности). Нормальный очки Fatshark (640 dpi) по качеству будут не намного выше шлема за 2000 руб, а цена их будет держаться около 8000 руб. Дешевые видео очки с aliexpress больше подойдут "пассажиру" нежеле чем пилоту.

Производитель заявляет, что в очках имитируется виртуальный дисплей диагональю 52 дюйма, это так и есть (но на растоянии 5-6 метров), смотреть кино абсолютно приемлемо, но в полетах с камерой нужно не только в пространстве ориентироваться, но и на местности, а так же небходимо отвлекаться на данные OSD, которые на маленьком зернистом экране выглядят мелкими. Новичку такие очки не советую. Цена описаных очков 100$, их разрешение всего 320х240.

Камера на квадрокоптере, для записи и трансляции видео будет установлена на 2х осевом бесколлекторном подвесе с алиэкспресса. Камера выбрана SJ5000.

Ожидается, что получится примерно такой дрон:

Антивибрационная патформа для APM - апм принято устанавливать на антивибрационную подставку, это улучшает стабильность работы контроллера.

BEC - это стабилизатор питания преобразующий входящие 11.1 или 14.8 вольт в 5 вольт, которые используются для питания приемника, полетного контроллера и д.р. Он необходим т.к. мои ESC (регулятор оборотов бесколлекторного двигателя) без встроенного BEC.

Вес моего коптера составил:

- рама, 4 двигателя, 4 ESC, 1 BEC, APM, плата разводки питания с коннекторами XT60, приемник, "ноги" - 990 гр.

- FPV набор: minimosd-6гр, курсовая камера-20гр, передатчик видео с антенной-30гр, GPS модуль-30гр.

- Видеосъемка: двух осевой подвес-212гр, камера SJ4000-70гр.

- Аккумулятор: 5000мАч 4S 30C - 650гр.

Итого пустой: 1 кг - с аккумулятором 1650 гр.

с FPV комплектом - 1100 и 1750гр с аккумулятором.

с бесколлекторным подвесом и камерой-2,1 кг.

Длительность полета так же хочется увеличить за счет больших винтов. Поэтому тестировать буду в следующей комплектации: двигатели описаны выше, винты 12х4.5 с питанием 3s (11.1 вольт) и второй вариант винты 10х4.5 питание 4s (14.8).

Как выбрать двигатель/раму для квадрокоптера?

Вы должны знать вес будущего летательного аппарата, вес полностью загруженного - рама, двигатели, регуляторы, приемник, видеопередатчик, OSD, GPS, контроллер полетный, камера, аккумулятор, подвес для камеры и т.д. Под этот вес выбираются двигатель/пропеллер - ВМГ - винтомоторная группа и аккумулятор.

Винтомоторная группа развивает определенную тягу в граммах, обычно продавец или производитель публикует технические характеристики: потребляемый ток, вольтаж/пропеллер, сила тяги в граммах.

Пример: вертикально расположена шкала тяги в граммах, по горизонтали потребление тока в амперах. Вольтаж 14.8 (4S), два графика - один для пропеллера 11х4.7 второй для 10х4.7

К сожалению не на каждый двигатель найдутся данные о силе тяги или они могут быть не совсем корректны. Зачастую эти данные выкладывают в комментариях, энтузиасты поводящие замер. И в принципе это правильно, купил двигатель установил на стенд с весами и начинаешь тестирование, перебирая варианты пропеллеров, заявленные производителем, на каком из пропеллеров выше тяга и умеренный нагрев тот и подойдет.

Например Вы нашли двигатель с тягой 1 кг, в квадро-коптере 4 двигателя соответственно 4 кг тяги. Тяговооруженность - это запас можности по тяге, т.е. если квадрик будет весить 4 кг и тяга составляет 4 кг, то тяговооруженность равна единице (1 - не полетит), для коптеров нужно от 2 до 3.

Квадрокоптер — это не только весело и интересно. Такое устройство можно использовать для аэрофотографии, доставки небольших грузов, выполнения задач патрулирования, участия в соревнованиях. Именно для последней цели множество профессионалов предпочитает покупать не готовые модели, а собирать квадрокоптер своими руками. Сделать это можно и в домашних условиях. Главное — правильно подобрать комплектующие.

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.

Не стоит делать самодельный квадрокоптер большим. Разумно начать с надежной, устойчивой и прочной модели.
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.
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.

Делается чертеж конструкции, вид сверху. Соблюдается угол 90 градусов между ногами, равное расстояние между двигателями по диагонали.
Определяется габарит центральной части из фанеры или профиля, путем разметки необходимых мест крепления ног.
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.

Если собирается квадрокоптер с камерой, нужно добиться минимальных вибраций при движении. Это позволяют сделать двухлопастные пропеллеры.
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.

Делается рама, сборкой готового комплекта или создания конструкции из подручных материалов.
На центральную пластину рамы крепится электроника управления. Это плата, регулирующая обороты двигателей и обрабатывающая сигналы с пульта.
К плате управления присоединяется приемник радиосигнала. Его можно закрепить на раме термоклеем.
Строго на равных расстояниях от центра рамы до оси привода, на ногах сверлятся отверстия для крепления двигателей.
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.

В качестве заключения

Если не экономить на покупке комплектующих, собрать самодельный дрон не составит труда. Достаточно действовать аккуратно, в соответствии с инструкциями производителя тех или иных компонентов. Как правило, после первой удачно собранной модели у начинающих появляются амбиции и желание собрать дрон с улучшенным функционалом. Чтобы минимизировать траты, следует предусмотреть такой вариант заранее. Например, купить плату управления, поддерживающую прямое подключение камеры или передачу сигнала на смартфон по протоколу Wi-Fi.

Список основных деталей

Рама
Электромоторы 4 шт.
ESC или электронный регулятор скорости 4 шт.
Плата управления
Радио передатчик и приемник сигнала
Лопасти 4 шт. (2 — для вращения по часовой стрелке и 2 — против часовой)
Батарея и зарядное устройство для нее

Кроме того вам понадобятся всякие мелкие запчасти, материалы такие как хомуты, двусторонний скотч, проволока, держалка для батареи, перемычки, болтики и т.п., но обо всем по порядку. Нужны будут еще и кое какие инструменты. У вас должен быть паяльник с не сильно толстым жалом и вы должны уметь им пользоваться, отвертка, шестигранные ключи, плоскогубцы, клей или лучше клеевой пистолет. А теперь мы пробежимся подробно по каждой детали в отдельности и дадим уже более конкретные советы.

В принципе любой летательный аппарат должен иметь в своей основе раму, а если говорить о квадрокоптерах, тот тут это очень критично. При выборе рамы нужно рассматривать три ее характеристики: вес, размер и материал, из которого она изготовлена. Мы рекомендуем использовать DJI FlameWheel F450 или что-то аналогичное. Рама эта сборная и цена ей порядка 20$ (аналоги в районе 15$). Она прочная, легкая и в ней уже есть PBN (распределительная плата), на которой все можно аккуратно и легко собрать. Так же к ней подходит целая куча разнообразных дополнительный прибамбасов. Если для вас дороговато покупать раму от DJI, то можно найти ее аналог (клон), он будет дешевле, а по качеству мало чем отличаться. Все запчасти и аксессуары 100% совместимы между собой. Размах крыльев у такого квадрокоптера в итоге будет более 50 см. Достаточно внушительный аппарат получится.

Электромоторы

Для чего нам нужны моторы? А для того чтобы крутить пропеллеры, которые и поднимут нашу птичку в воздух. В интернете можно найти тысячи разнообразных моторов для квадрокоптера от абсолютно дешевых до заметно дорогих. Комплект из 4-х достойных моторов стоит примерно 30$, но можно конечно найти и гораздо дешевле. Моторы отличаются по мощности, которая указывается в кВт и чем она больше, тем быстрее он будет вращать свой пропеллер при постоянном напряжении. При покупке электромотора посмотрите обязательно на то, сколько силы тока в амперах нужно будет иметь на ESC и какой размер лопастей оптимален для данного экземпляра двигателя. Мы советуем начинать с мощности электромотора в 1000 кВт. Так же обратите внимание на тип моторов, они могут быть коллекторными (brushed) и бесколлекторными (brushless). Последние предпочтительнее, т.к. они быстрее, тише, надежнее, проработают гораздо дольше.

ESC — электронный регулятор скорости

Полетный контроллер

Плата полетного контроллера — это мозг квадрокоптера. На ней располагаются важные датчики такие как гироскопы и акселерометры, которые отвечают за скорость вращения каждого электромотора. Платы эти могут быть простыми и очень сложными и соответственно дорогими. Мы рекомендуем для первого вашего квадрокоптера полетную плату типа HobbyKing KK2.1.5. или аналогичную Она вполне доступна по цене, что то около 20$, проста в установке и обладает хорошей функциональностью. Она еще хороша тем, что может работать на любом мультироторном летательном аппарате, так что если вам, вдруг, в дальнейшем захочется построить гексакоптер, новый полетный контроллер покупать не нужно будет.

Радио передатчик и приемник (Пульт управления)

Лопасти

Батарея

На такие летательные аппараты как квадрокоптер устанавливаются чаще всего аккумуляторные батареи типа LiPo. Они могут быть разного размера и емкости. Мы используем батареи типа 3S1P, что означает 3 ячейки соединенных параллельно. Каждая ячейка дает напряжение 3,7В, итоговое напряжение на выходе 11,1В. Так же у каждой аккумуляторной батареи есть показатель C, который говорит о том, сколько тока она может отдать (её токоотдача), измеряемая в Амперах. И емкость батареи, измеряемая в амперЧасах. И тут есть прямая зависимость между мощностью (емкостью) батареи и её весом, так что тут нужно найти золотую середину между продолжительностью полетом и общим весом летательного аппарата. Главное правило — удваивая емкость батареи вы получаете лишь +50% к времени полета, но еще нужно учесть сможет ли ваш квадрокоптер поднять в воздух такой вес. Для нашей сегодняшней модели мы рекомендуем брать аккумуляторную батарею с емкостью 3000 мАч. Цена будет что-то около 15$.

Зарядное устройство

Зарядка LiPo батарей очень сложный процесс, т.к. каждая из них состоит из нескольких ячеек, которые нужно заряжать и разряжать одним и тем же током. У вас должно быть сбалансированное зарядное устройство. На рынке сейчас можно найти кучу подходящих зарядников, но старайтесь избегать слишком дешевых или безымянных, т.к. они могут привести к возгоранию или даже взрыву батареи. И никогда не оставляйте процесс зарядки LiPo батареи без присмотра. Лучше делать это на несгораемой поверхности. Наша рекомендация — IMAX B6 AC Balance Charger (45$), вполне доступный по цене и надежный.

Выводы

Выше мы описали главные детали и компоненты для постройки квадрокоптера. Конфигураций может быть тысячи и процесс выбора деталей может конечно вас запутать. Попробуйте начать с того, что мы порекомендовали или близкого по значению, аналогичного. Если есть какие либо вопросы, не стесняйтесь, задавайте в комментариях под статьей. Удачи в постройке!

Читайте также: