Как сделать квадрокоптер из кулеров. Общая схема сборки квадрокоптера своими руками. Приступаем к сборке

Чтобы собрать квадрокоптер своими руками в домашних условиях, следует сначала разобраться в базовых компонентах квадрокоптера.

Детали для сборки квадрокоптера

Каркас квадрокоптера Diatone Q450 Quad 450 V3 PCB Quadcopter Frame Kit 450mm (последние три цифры в названии Q450 указывают на расстояние между моторами в мм по диагонали). Представляет собой корпус летательного аппарата, который будет использован для монтажа всего прочего оборудования и электронной начинки. Состоит их 4 лучей и печатной платы. Вес 295 грамм.
Banggood.com
Цена 922 руб.
Мотор DYS D2822-14 1450KV Brushless Motor. 4 штуки.
Продается в интернет-магазине Banggood.com
Цена 571 руб/шт
Регулятор DYS 30A 2-4S Brushless Speed Controller ESC Simonk Firmware для регулирования оборотов и контроля скорости. 4 штуки.
Продается в интернет-магазине Banggood.com
Цена 438 руб/шт
Пропеллеры DYS E-Prop 8x6 8060 SF ABS Slow Fly Propeller Blade For RC Airplane, 4 штуки. Два пропеллера правостороннего вращения и два левостороннего.
Продается в интернет-магазине Banggood.com
Цена 125 руб/шт
Модуль управления квадрокоптером KK2.1.5 kk21evo. 1 шт.
Продается в интернет-магазине Banggood.com
Цена 1680 руб
Аккумуляторная батарея литий-полимерного типа Turnigy nano-tech 2200mah 4S ~90C Lipo Pack, необходимо готовить минимум две штуки, а лучше четыре, поскольку они быстро садятся. 1 шт.
Продается в интернет-магазине Parkflyer.ru
Цена 1268 руб/шт
Устройство для зарядки аккумуляторов Hobby King Variable6S 50W 5A. 1 шт.
Продается в интернет-магазине Hobbyco.ru
Цена 900 руб
Коннектор для подключения аккумулятора XT60 Male Plug 12AWG 10cm With Wire. 1 шт.
Продается в интернет-магазине Banggood.com
Цена 144 руб
Хомуты для закрепления проводов на корпусе квадрокоптера. 1000pcs 2.0x100mm Black/ White Nylon Cable Ties Zip Ties. 1 упаковка.
Продается в интернет-магазине Banggood.com
Цена 316 руб
Коннекторы 20 Pairs 3.5mm Bullet Connector Banana Plug For RC Battery / Motor. Для проводов регулятора. 1 упаковка.
Продается в интернет-магазине Banggood.com
Цена 256 руб
Лента с липучкой для прикрепления аккумулятора к корпусу квадрокоптера. 1 шт.
Продается в интернет-магазине Banggood.com
Цена 79 руб
Винты 50pcs Motor Fixing Screws Set for DJI F450 F550 HJ450 550 Quadcopter Multicopter. 1 упаковка.
Цена 217 руб
Пульт управления квадрокоптером Spektrum DX6 V2 with AR610 Receiver. В одном комплекте поставляются приёмник и передатчик. 1 шт.
Цена 9700 руб

Итого комплект оборудования для сборки обойдется в 20018 руб.

Особенности при выборе компонентов

Базовые характеристики передатчика:

Режимы Mode1 или Mode2. В первом режиме ручка газа находится справа, во втором режиме ручка газа находится слева.
Частота передатчика составляет 2,4Ггц.
Число каналов. Минимум каналов, которые требуются для осуществления управления летательным аппаратом - четыре. Управляющее оборудование от Spektrum DX6 V2 with AR610 Receiver содержит 6 каналов.

Пошаговая инструкция по сборке квадрокоптера своими руками

Уменьшаем длину проводов на регуляторах. При подсоединении регулятора к моторам длина проводов будет значительно превышать длину луча на котором вся эта конструкция будет крепиться.
Припаиваем коннекторы к концам проводов на регуляторе чтобы в дальнейшем можно было подключить регулятор к моторам.

Производим монтаж двигателей - привинчиваем по 1 двигателю на каждый луч.
Осуществляем сборку рамы. Привинчиваем лучи к плате.

Подключаем провода регуляторов к двигателям. Кабели регулятора и двигателя соединяются в произвольном порядке. В дальнейшем может понадобиться изменение порядка подключения при окончательной конфигурации беспилотника. При использовании выделенных регуляторов для каждого двигателя, положительный и отрицательный полюс должны соединяться с контроллером, идя лишь от одного регулятора.
Закрепляем на корпусе модуль управления двухсторонним скотчем. Его лучше всего расположить в центральной части платформы.

Закрепляем на корпусе приемник двухсторонним скотчем и подключаем его к модулю управления. Приёмник должен быть расположен максимально близко к модулю.

Назначение каналов описано в руководстве к приёмнику. Обычно их последовательность такова:
1. Элероны - канал, отвечающий за левые и правые повороты;
2. Элеватор - канал, руководящий направлениями вперёд и назад;
3. Газ – канал, управляющий газом. Руководит выполнением взлёта и посадки, а также переменами высоты;
4. Рысканье - канал даёт возможность производить вращение квадрокоптера вокруг его оси.
Запитываем устройство. Подключаем к коннектору аккумуляторную батарею.

Эта операция завершает процесс сборки квадрокоптера.

Наладка

Производим запуск двигателей. Активация двигателей нуждается в выполнении процесса запуска моторов - арминга. Руководство к эксплуатации подробно рассказывает каким образом этого добиться. Деактивация двигателей требует проведения процедуры дизарминга.
Включаем слабый газ и убеждаемся, что моторы вращаются. Характер вращения должен быть таким же, как указано на схеме в руководстве к контроллеру. При неправильном вращении двигателя нужно просто поменять местами полюса проводов, идущих от двигателя к контроллеру.
Привинчиваем вторую платформу к корпусу квадрокоптера.
Подсоединяем к корпусу ленту с липучкой для крепления аккумулятора.

Сборка квадрокоптера на ардуино своими руками

Заключение

Выполнять самостоятельную сборку квадрокоптера могут лишь те, кому по душе решение сложных проблем. Это должны быть люди, испытывающие наслаждение от хода разнообразных расчётов и процесса сборки устройства.
Достоинство коптера, собранного собственными руками в том, что в любой момент можно произвести его апгрейд, добавляя новое оборудование.

04 мая 2016

Несмотря на множество готовых моделей квадрокоптеров, представленных в интернет-магазинах, многие все равно предпочитают создание дрона своими руками. Во-первых, это позволяет сэкономить. Во-вторых, то, что ты смог сам собрать квадрокоптер, дает весомый повод для гордости, а управлять таким аппаратом намного приятнее, чем обычным покупным.

Итак, как сделать дрона в домашних условиях? Для этого есть несколько путей.

Путь первый: относительно легкий. Можно купить готовый набор для сборки дрона. Такие сегодня продаются в любом интернет-магазине квадрокоптеров. Выбор огромен, по самой разной цене и из самых разных материалов. Плюс этого решения в том, что ты получаешь комплект деталей, идеально подходящих друг другу по техническим параметрам.

Путь второй: для смелых и опытных. Полная свобода: ты самостоятельно покупаешь все необходимые составляющие.

Так выглядит их основной список:

1. аккумуляторы; 2. регуляторы скорости; 3. двигатели (по числу пропеллеров); 4. плата управления с датчиками: гироскоп, акселерометр, барометр, компас и т. д.; 5. рама (любители hand made могут и ее изготовить самостоятельно).

Преимущество этого решения — в возможности использовать уже имеющиеся у тебя детали, оставшиеся от старого квадрокоптера или лежащие «про запас».

Твой первый квадрокоптер: теория и практика

Для самостоятельной сборки идеально подходит дрон средних размеров. По желанию владельца аппарат может быть модифицирован, к нему может быть добавлена фото- или видеокамера, но общая схема сборки квадрокоптера своими руками следующая.

Первым делом необходимо определиться с размерами и конфигурацией рамы. Ты можешь купить уже готовую или изготовить ее своими руками. Преимущество последнего варианта — возможность в случае поломки починить раму самостоятельно, не дожидаясь, пока приедет запасная. В качестве материала можно использовать пластиковые трубы для проводов или квадратные алюминиевые трубки. Базовая форма — квадрат с пересекающимися лучами посередине.

На лучах рамы устанавливаются двигатели. Оптимальными будут модели Turnigy Aerodrive SK3 2822-1275, NTM Prop Drive Series 28-30S, Turnigy Multistar 2216-800Kv. Первый подойдет под регуляторы оборотов на 20 А (для квадрокоптера размером 45—50 см), другие два — под регуляторы на 30 А (для квадрокоптера в 50—60 см).

Сверху на двигатели крепятся пропеллеры — по два с правосторонним и левосторонним вращением. Их максимально допустимый размер будет обозначен в инструкции к двигателю.

К сердцевине крепится Li-Po-аккумулятор и плата управления — либо самая простая HobbyKing KK (оснащена только 3 гироскопами), либо MultiWii Lite V1.0 с 6-осевым выравниванием, либо MultiWii 328P (с 6-осевым выравниванием, барометром и компасом; наиболее оптимальна по соотношению цена/качество). Чтобы полет сохранял стабильность, контроллер необходимо виброизолировать — для этого подойдет виброизоляционная губка.

Конечно, всех тонкостей сборки из статей не узнать. Зато сделать это под руководством опытных пилотов можно на Drone Expo Show. На мастер-классах тебя научат собирать квадрокоптер и пилотировать его, а также ответят на все интересующие вопросы по теории сборки.

Андрей Иванов / 08.11.2016

У каждого человека, начинающего всерьез интересоваться дронами, возникает желание узнать о том, как они работают и летают..

Из каких частей состоит дрон?

Современные модели дронов могут иметь как простую конструкцию, предназначенную в основном для развлечений, так и состоять из сложных составных элементов, позволяющих превратить эти летальные аппараты в по-настоящему профессиональные устройства.

Несмотря на то, что внутреннее устройство дрона может отличаться от модели к модели, его базовые составляющее всегда неизменны. В общем виде каждом дроне можно выделить следующие части (см. рисунок ниже):

Двигатели

Регуляторы оборотов

Пропеллеры

Полетный контроллер

Основные элементы дрона. Источник: rc-like.ru

Рама дрона

Рама является основой дрона, к которой прикрепляются все составляющие его элементы. Главная задача разработчиков при изготовлении рамы – превратить дрон ударопрочное, легкое и долговечное устройство.

Рама дрона. Источник: kvadrokopters.com

Для изготовления рамы обычно используются полимеры или прочные, но легкие сплавы. Помимо этого, активно применяется карбон, стекловолокно и другие материалы, которые смогут обеспечить максимальную жесткость конструкции.

В основном рама состоит из многих деталей (реже цельной), что позволяет добиться большей маневренности аппарата и легкости в управлении. Также в ней имеются отверстия, через которые прокладывается электропроводка. Она соединяет пролетный контроллер со всеми остальными частями дрона.

Полетный контроллер

Полетный контроллер - это «мозг» дрона. Он запрограммирован на обработку различных сигналов, поступающих с дистанционного пульта оператора и установленных на нем датчиков. Чем больше сигналов контроллер может обрабатывать, тем более универсальным является дрон. При помощи шлейфа полетный контроллер соединен с каждым из четырех двигателей, что позволяет подавать на них управляющие сигналы (запрограммированные команды).

Соединение полетного контроллера с составными частями дрона. Источник: kvadrokopters.com

Поскольку от работы полетного контроллера зависит стабильность всего полета, то при создании дронов разработчики активно применяют различные методы, позволяющие эти элементы максимально виброизолировать. Как правило, чем лучше виброизолирован контроллер, тем стабильнее будет летать дрон. В последнее время полетные контроллеры высокого класса выпускаются уже со встроенной виброизоляцией.

К полетному контролеру подключается набор различных датчиков (GPS, гироскопы, барометр, акселерометр и т.д.), которые передают ему свои показания. Обратная связь с оператором осуществляется через установленные на корпусе специальные передатчик. В зависимости от полученных показаний оператор изменяет параметры полета дрона. Если полетный контроллер дрона достаточно «умен», то он, исходя из показаний датчиков и алгоритмов зашитой в него программы, может самостоятельно изменить параметры полета беспилотника, не прибегая при этом к помощи оператора.

Окончательный состав полетного контроллера зависит от стоимости дрона. Наиболее простые дроны могут лишь контролировать вращение двигателей в зависимости от поступающих команд, в то время, как наиболее продвинутые могут, например, самостоятельно вернуться в точку запуска. Базовый состав полетного контроллера следующий:

Главный процессор – отвечает за обработку команд

Гироскоп – датчик определения положения дрона в пространстве

Борометр – устройство, определяющее высоту положения аппарата

Акселерометр – устройство, анализирующее ускорение устройства в трех плоскостях (x, y, z).

Стрелка направления – указывает направление, в котором должен лететь дрон (находится в одном из углов основания платы)

GPS-навигатор – определяет местоположение дрона

Wi-Fi. – для связи с внешними устройствами (планшетом, смартфоном, ПК)

Двигатели квадрокоптера, пропеллеры и регуляторы оборотов

Каждый двигатель (их всего 4) присоединяется к одному пропеллеру и приводит его в движение со скоростью, генерируемой регуляторами оборотов. Регулятор оборотов задает скорость, исходя из команд, поступающих от полетного контроллера.

Пропеллеры дрона

Стоит отметить, что пропеллеры и двигатели являются самыми быстроизнашиваемыми частями дрона, поскольку при его полете основная нагрузка ложится именно на них. При этом в случае возникновения различных аварийных ситуаций, включая падения беспилотников, открытые части конструкции, к которым как раз и относятся пропеллеры, ломаются первыми. Поэтому новичкам разработчики дронов рекомендуют покупать аппараты, оснащенные специальной защитой пропеллеров. Это могут быть дуги или кожухи, устойчивые к ударам и уберегающие пропеллеры от поломок.

Двигатели дрона. Источник: kvadrokopters.com

Аккумуляторы дрона

Еще одним важным элементом дрона, как в принципе и любого автономного устройства, является аккумуляторная батарея. От ее емкости (выраженной в миллиампер на час) зависит максимальная высота, на которую дрон может подняться, а также дальность и время полета. Исходя из этого, аккумулятору разработчики дронов также уделяют достаточно большое внимание.

Аккумулятор дрона. Источник: kvadrokopters.com

Все аккумуляторы дронов являются относительно тяжелыми, поэтому конструкция для их крепления должна быть достаточно прочной (еще одна причина, почему рама должна выполняется из надежных и крепких материалов).

По причине малой емкости и малых размеров аккумулятора, миниатюрные дроны пока могут держатся в воздухе не более 3-5 минут. Любительские модели способны находиться в воздухе порядка 12-15 минут. Длительность полета профессиональных дронов в автономном режиме – не более получаса. Как видим, время полета дронов, зависящее от размеров и емкости аккумуляторов, является сейчас одним из наиболее проблемных факторов развития индустрии, однако разработчики и производители дронов обещают, что решение данной проблемы – дело ближайшего будущего.

Как летает дрон?

Характер движения дрона контролируется с помощью дистанционного пульта управления, сигналы с которого поступает на бортовой компьютер летательного аппарата. К этим сигналам могут добавляться необходимые коррекции от установленных датчиков.

Пульт управления дроном Turnigy 9x

Каждый пульт управления дроном настроен на определенное количество каналов. Минимальное количество каналов для дрона – 4 (определяется количество осей, находящихся под управлением). На картинке выше определена самая популярная аппаратура управления дроном - Turnigy 9x. Популярна она тем, что имеет сравнительно невысокую цену (около 5 000 рублей), но при этом достаточно функциональна – 4 канала базового управления и 5 дополнительных программируемых каналов.

Обработав поступившие сигналы, полетный контроллеры дрона отправляет соответствующие инструкции регуляторам оборотов, а те, в свою очередь, изменяют параметры вращения пропеллеров аппарата.

Для того, чтобы дрон летал сбалансированно и хорошо управлялся, его пропеллеры при полете вращаются в разные стороны (одна пара по часовой стрелке, другая – против нее). От параметров вращения пропеллеров зависит характера полета дрона:

Если все винты вращаются с одной и той же скоростью летательный аппарат взлетает

Если один из пропеллеров вращается быстрее – дрон наклоняется и двигается в соответствующую сторону

Если пара пропеллеров стала двигаться быстрее – дров поворачивается в эту сторону

Схема работы пропеллеров при полете дрона. Источник: kvadrokopters.com

В общем и целом, исходя из характера и траектории движения дрона, он может:

Взлетать вверх

Спускаться вниз

Перемещаться по горизонтали

Двигаться вперед и назад

Двигаться влево и вправо

Наклоняться

При этом, некоторые модели умеют кружиться на месте и даже выполнять так называемые флипы – перевороты на месте вокруг своей оси.

Если говорить о скоростных характеристиках дрона, то они колеблются в зависимости от модели устройства. В настоящий момент эти показатели равняются от нуля (зависание на месте) до 100- 150 км/ч.

Все современные аппараты оснащены программным обеспечением безопасного полета. Если аккумулятор начнет садиться, то дрон оповестит об этом оператора, и, когда зарядка приблизится к нулю, система контроля направит беспилотник в то место, откуда был осуществлен запуск (за ориентацию в пространстве здесь отвечает встроенный Gps навигатор). Также ПО безопасности дает возможность не выходить дрону за пределы зоны действия пульта управления (в настоящий момент, эта зона может составлять до нескольких километров в зависимости от модели дрона)

Видеосъемка

В настоящий момент, на рынке имеется целый сегмент профессиональных дронов, оснащенных специализированным видеооборудованием. Для установки видеокамеры у дрона имеются специальный подвесы, представляющие собой подвижные механизмы шарнирного типа. Подобные механизмы позволяют обеспечить надежную фиксацию видеокамеры и практически полностью избавить ее от вибрации.

Полученные с помощью видеокамеры изображения с помощью специальной технологии FPV (дословный перевод – «взгляд от первого лица») транслируются на пульт управления, смартфон, планшет или другое устройство вывода. Радиуправляемый дрон, оснащенный видеокамерой, позволяет с помощью FPV руководить процессом съемки не вслепую, как это обычно делается, а ориентируясь на получаемую картинку.

Видеокартинка передается в большинстве случаев по сети Wi-Fi. Для этого дрон оснащен специальным передатчиком, а пульт управления – приемником. При этом, в таких устройствах, как смартфон и планшет, подобные приемники, как известно, встроены изначально. Дальность связи при использовании технологии FPV может составлять до 5 километров (в этом случае, надо иметь передатчик соответствующей мощности и дополнительные усилители сигналов). В среднем, видеокартинка передается без потери качества на расстояние 500-1000 метров.

Управление дроном с помощью очков.

Flone (сокращение от Flying Phone), это дрон с начинкой из смартфона.

Для проекта понадобится:
1. Смартфон на базе Android
2. Контроллеры от Multiwii или Arduino
3. Контроллер DSM2
4. 4 мотора

Шаг 1: Материалы

Материалы можно купить там, где вам удобнее, но я на всякий случай дам ссылки на Hobbyking.

Ну а если лазерный резак для тебя совсем не вариант, то можешь просто распечатать схему на листе формата А3 и по нему вырезать нужные формы из фанеры. Сами файлы в формате DXF находятся

Шаг 3: Что и где крепить

Набросок того, что и где крепится на корпусе.

Шаг 4: Сборка

Склеим усилители ног к самим ногам (схема на фото номер 4). Приклеиваем ноги. Как только клей высох, крепим моторы.

Шаг 5: Крепим полетный контроллер

Какой полетный контроллер вы купите не важно, все они крепятся в одно место - по центру скобы. Что действительно важно - так это анти вибрационная губка, она должна крепится между панелью и контроллером, чтобы приглушать вибрации панели.

Шаг 6: Припаиваем распределитель питания

Распределитель питания можно сделать из любой медной пластины, проделав в ней отверстия, и вручную припаяв провода. Привариваем разъем для батареи и кабелей контроллера скоростей.

Шаг 7: Крепим модуль DSM2

Модуль DSM2, это радиоприемник, на фото - черный блок слева внизу. Это основной канал связи дрона с сигналами из внешнего, наземного мира. На этом этапе вам понадобится радио с частотой 2.4 GHz и четырьмя каналами, чтобы управлять дроном. В будущем для этого будет использоватся смартфон. То есть дрон, внутри которого будет смартфон, будет управляться другим смартфоном.

Шаг 8: Конфигурация полетного контроллера

Полетные контроллеры MultiWii / Arduino конфигурируются через usb кабель, подключенный к ПК (софт для конфигурации MultiWii). Для начала убедитесь в наличии сигнала между ПК и контроллером. Нужно будет настроить магнитометр, акселерометр и гироскопы.

Шаг 9: Подключаем моторы

Подключаем каждый мотор к его контроллеру скорости, однако перед тем как все окончательно спаять, нужно определиться с тем, какой провод контроллера с каким проводом мотора соединить так, чтобы мотор вертелся в нужном нам направлении. Для этого подключите 3 моторных кабеля к контроллеру скорости в произвольном порядке, затем контроллер скорости к полетному контроллеру через 3 контактный разъем, подключите к полетному контроллеру батарею. Включите радиоприемник, запустите мотор и проверьте в корректном ли направлении он вращается. Повторите это с оставшимися тремя моторами, а когда проверка окончена, кабели можно спаять.

Квадрокоптер - очень интересная игрушка для взрослых. Она является настоящим воплощением новых технологий на рынке развлечений.

Заказать квадрокоптер можно без проблем в Китае, на том же Алиэкспресс, электроника к нему - доступна по цене. Управлять таким летуном будет совершенно несложно, ведь для отточки навыков существуют разные симуляторы. Но давайте рассмотрим и вариант, как собрать квадрокоптер своими руками, который обойдется недорого.

Итак, все запчасти придется все-таки заказывать в китайцев, вот их список:
Во-первых, необходимо купить двигатели. Их понадобиться 4 единицы. Модель D2822/14 1450kv .
Также необходимы регуляторы оборотов, их тоже понадобиться 4 штуки. Рекомендую модель Turnigy Multistar 30 Amp Multi-rotor Brushless ESC 2-4S .
Также необходимы пропеллеры левого и правого вращения. Модели Slow Fly Electric Prop 9047 SF CCW (4 pc - Green) и 11x4.7SF соответственно.

Для регулятора Multistar понадобится кабель для разводки с разъемом подключения 3,5 мм. Модель (ХТ60 на 4 X 3.5мм) .

Управлять квадракоптером можно будет при помощи платы MultiWii NanoWii ATmega32U4 , которой дистанционно можно будет управлять по ПК через порт USB.

Также требуется обеспечить питание устройства - возьмите несколько аккумуляторов Nano-Tech 2200 30C . Почему несколько? Чтобы не разочаровываться, когда заряд закончится и вы могли продолжать наслаждаться полетами. Если хотите работать на открытых местностях - возьмите не менее 4-х единиц. К аккумуляторам надо и зарядник, рекомендуем марку HobbyKing Variable 6S 50W 5A .

Для радиоуправления требуется устройство Turnigy 9x - оно лучшее по соотношении цены и качества. Устройство сделает возможным управление квадрокоптером на дистанции до 900 м. Вместе с передатчиком вы покупаете и приемник, он идет в одном комплекте.

Для соединения платы с приемником используются соединители Turnigy 9x .

Также потребуются дополнительные шнуры для удлинения соединения с двигателем, возьмите несколько цветов кабеля, чтобы потом легче было соединять.

Перед тем, как сделать квадрокоптер своими руками в домашних условиях, необходимо продумать, будете ли вы покупать раму, или сделаете ее самостоятельно.

Если не хочется долго морочиться, то можно раму и купить. Только учтите то, что при поломке придется все равно заказывать детали к ней.

Рама для квадрокоптера своими руками - это возможность ликвидировать поломку в течение получаса, она не требует дополнительной работы при изготовлении квадрокоптера.

Для того, чтобы провода не ломались, используйте пластиковые трубы. Они усилят провода, сделав конструкцию более долговечной. Можно купить крепежи к стене, можно и поворотные части. В результате может получиться довольно стойкая конструкция, которая сделает возможным не просто перевозку электроники, это будет сделанный квадрокоптер с камерой своими руками.

Посмотрите видео сюжет о сборке рамы для квадрокоптера из труб.