Беспилотник своими руками в домашних условиях. Квадрокоптер своими руками из подручных материалов. Готовые решения контроллеров дронов
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.
Привет! Сегодня на повестке дня у нас очень интересная тема. Думаю, ты уже задумывался о том, что можно собрать квадрокоптер своими руками. Идея и правда интересная. Выбирая этот, не самый простой путь, ты не только получишь хороший дрон, но и сможешь понять его устройство, и получишь много полезных знаний. А часть этих знаний ты впитаешь уже сегодня. Поехали!
Перед началом стоит вспомнить – а какие же есть способы получить свой квадрокоптер? На самом деле их пять.
RTF
RTF (ready to fly) – Просто купить готовый коптер. Тебе останется его просто достать из коробки и запустить в полёт. Это хороший вариант, если тебе не интересны эти конструкторы, и ты хочешь просто удовлетворить свою потребность в БПЛА. Однако, это далеко не так весело, как оставшиеся варианты.
Комплект «всё включено»
Подойдёт тем, кто хочет сделать дрон своими руками, но не собирается часами разбираться в документациях, калькуляторах и прочих тонкостях. Там всё так-же рассчитано производителем и подогнано. Нужно только собрать и настроить. Если ты сейчас выбираешь свой первый квадрокоптер, то это определённо твой выбор.
Комплект ARF
ARF (Almost Ready to Fly) – Тут всё слегка сложнее. Бывают разные степени «готовности». Где-то нужно докупить контроллер, а где-то в комплекте идёт только рама коптера. Собрать квадрокоптер, настроить и откалибровать придётся самому. Вариант для тех, и поковыряться в своём БПЛА.
С нуля
Это выбор продвинутых юзеров. Строить коптер с нуля — значит , разрабатывать и изготавливать раму и так далее. Это сложный, но очень интересный путь, особенно, если не брать готовый модуль управления, а или raspberry pi.
Из подручных материалов
Мы не ищем лёгких путей. Дедушкин гараж, алиэкспресс и помойка электроники – наш выбор. Путь боли, ПВХ труб и хардкора, но в результате ты получишь полностью самодельный квадрокоптер. Тут полный простор для фантазии, а все необходимые комплектующие и чертежи квадрокоптеров можно найти в интернете.
Инструкция по сборке квадрокоптера своими руками (для начинающих)
А теперь давай разберёмся с тем, как собрать квадрокоптер мечты. Сразу скажу, что это обобщённый гайд, и некоторые моменты могут отличаться. Я попытаюсь систематизировать процесс, и указать на основные моменты выбора и сборки.
Детали для сборки квадрокоптера.
Сборка квадрокоптера своими руками начинается с выбора компонентов. Это самый ответственный этап.
Комплектующие рамы
Несущая конструкция коптера крайне важна. От её характеристик зависит то, сколько лишней мощности у вас останется. Чем легче рама, тем она дороже. На счёт прочности особо напрягаться не стоит, если в ваши планы не входит постройка квадрокоптера для массивных камер. Есть три основных типа рамы – четырёхлучевая, шестилучевая и восьмилучевая. В данном случае мы будем отталкиваться от четырёхлучевой компоновки с одинарными двигателями (один движок на луч).
Также рама может быть оснащена складными лучами, но это уже очень дорого, и не очень нужно. Можно попробовать реализовать это самостоятельно.
Особенности при выборе компонентов
Моторы
Чем нужно. Во-первых, если ты берёшь их в Китае, то их характеристики будут завышены. Во-вторых, это даст тебе больше простора. К примеру, если нужно будет повесить камеру потяжелее, или какой-либо другой модуль, то это не повредит лётным характеристикам.
Пропеллеры
Это тема достаточно объёмная. При нужно ориентироваться на свои потребности. Если это будет простенький коптер для «полетать», то можно смело брать пластиковые. Если же вы хотите настоящий рабочий агрегат для аэрофотосъёмки, или (что не парадоксально, ибо там каждый грамм на счету) то желательно использовать композитные материалы. Ну и не жадничай. Переплата в 10 процентов может избавить от необходимости балансировки.
Пульт и приёмник
Для начала, грамотным решением будет взять пульт, у которого в комплекте есть приёмник. Тогда они будут уже спарены, и тебе останется только присоединить приёмник к управляющей плате. Пульт тоже не бери бездумно. Обычно, приличные экземпляры с большим радиусом действия начинаются от 1 000 рублей. Многие имеют кучу функций, которыми пользоваться будет невозможно. К примеру переключатели режимов есть, а плата режимов полёта и не поддерживает. Из-за этого вес и объём занимают бесполезные переключатели.
Регуляторы оборотов
Они характеризуются по мощности, виткам мотора, внутреннему сопротивлению, наличию реверса, точности работы и куче других страшных параметров. Если есть возможность – ищи комплект двигателей с контроллерами. Если так ты не хочешь, то придётся курить форумы и документацию. В принципе, если согласовать допустимый тип моторов и выдаваемую мощность, то шанс промахнуться минимален, но я этого не говорил. Перепроверь.
Батарея
При помощи калькулятора. Он учитывает много параметров, включая вес самого батарейного блока. Дешёвки снова не советую брать. Горит красиво, но слишком быстро. , и оснащён мощными моторами и прочим навесным оборудованием с высоким потреблением энергии, то не забудь проверить, хватит ли мощности аккумуляторов.
Камера
Ух, вот это самая жесть. Камера не всегда нужна, но если она нужна, то . В качестве записывающей камеры стоит использовать экшн камеры- GoPro или её Китайские аналоги (они не сильно уступают в качестве видео, если даже не превосходят «фирму»). Нужно ориентироваться на вес, и на угол обзора. С весом всё понятно, а вот про угол расскажу.
Хочется, чтобы камера снимала красоты мира, но не снимала лучи коптера. Если ты промахнулся и это произошло, то придётся выбрать из двух плохих вариантов.
Опустить камеру так, чтоб она не задевала пропеллеры. Опускать, скорее всего, придётся сильно, и это вызовет массу проблем с взлётом и посадкой, а также с маневренностью, из-за смещённого центра тяжести.
Вынести камеру вперёд. Тоже беда. Снова сместится центр тяжести (в этом случае можно попытаться уравновесить при помощи АКБ). Ещё сильнее утяжелит конструкцию, ибо придётся придумывать очень мощный фиксатор. Иначе никакими бюджетными виброгасителями делу не поможешь, и эффект желе обеспечен.
Можно попробовать использовать ориентировочную формулу L= 2 * tg (A /2) х D, где:
- L — Область обзора камеры на расстоянии D
- Α — Угол обзора камеры
- D – расстояние до объекта (в нашем случае, до пропеллеров)
Ты получишь диаметр круга, но так как камера снимает прямоугольное изображение, то этот диаметр будет диагональю. Там уж можно примерно прикинуть- задевает, или нет.
Компоненты выбираем, руководствуясь необходимым результатом. Не нужно брать самое лучшее, если в этом нет необходимости. Возможности своей сборки ты можешь приблизительно рассчитать при помощи калькулятора.
Китайские детали
Сразу говорю – в Китае брать можно, но стоит намного серьёзнее подойти к вопросу. Китайцы постоянно завышают характеристики. Так что, нужно примерно понимать, как и что работает, и не вестись на россказни Китайца о небывалых параметрах и чудесном качестве. Короче говоря – можно, но с пониманием дела и на свой страх и риск.
Контроллер
Контроллер, это мозг твоего мультикоптера. Их можно разделить на два вида.
Универсальный: Например, DJI NAZA. Такой контроллер можно использовать с абсолютно любой сборкой. Будь то квадрокоптер, или октокоптер. Он не заточен под управление чем-то конкретным. На него можно подвесить кучу оборудования, он обладает многими функциями и датчиками.
Есть и минусы. Первый минус, это цена. Тот же DJI Naza-M V2 стоит 17 000 рублей. Второй минус- необходимость настройки. Для этого используется специальная программа, написанная под конкретный контроллер. Там можно заменить и отрегулировать практически всё, но это требует определённых сил, знаний и времени.
Специализированный: Как в последующем примере. Он уже заточен под работу с конкретной компоновкой коптера. Конечно, он даёт некоторый простор, но мощность на каждом двигателе вы не настроите. Стоит недорого, умеет мало. Самое то, для начала.
Пошаговая инструкция по сборке
Давайте условимся на том, что ты прочитал нашу статью про выбор набора для сборки квадрокоптера,и воспользовался ценнейшем советом – брать раму с платой распределения. Если нет, то провода подключаем сразу к модулю управления.
Для примера рассмотрим сборку из следующих комплектующих:
- Каркас квадрокоптера Diatone Q450 Quad 450 V3 PCB Quadcopter Frame Kit 450mm
- Мотор DYS D2822-14 1450KV Brushless Motor. 4 штуки
- Регулятор DYS 30A 2-4S Brushless Speed Controller ESC Simonk Firmware
- Пропеллеры DYS E-Prop 8×6 8060 SF ABS Slow Fly Propeller Blade For RC Airplane
- Модуль управления квадрокоптером KK2.1.5 kk21evo
- Аккумуляторная батарея литий-полимерного типа Turnigy nano-tech 2200mah 4S ~90C Lipo Pack
- Устройство для зарядки аккумуляторов Hobby King Variable6S 50W 5A
- Коннектор для подключения аккумулятора XT60 Male Plug 12AWG 10cm With Wire
- Коннекторы 20 Pairs 3.5mm Bullet Connector Banana Plug For RC Battery / Motor
- Пульт управления квадрокоптером Spektrum DX6 V2 with AR610 Receiver (в комплекте с приёмником и передатчиком)
Примерная цена- 20 000 рублей
Размазываем компоненты по столу ровным слоем, и начинаем.
Этап первый. Сборка
- Примерно прикидываешь необходимую длину проводов контроллера, прибавляешь небольшой запас «на криворукость» и обрезаешь их до нужной длины
- Припаиваешь коннекторы к выходам регуляторов, чтобы потом проще было подключать моторы
- Припаиваешь регуляторы к плате разводки
- Припаиваешь коннектор аккумуляторного блока к плате разводки
- Прикручиваешь двигатели на лучи коптера. При установке моторов постарайся не сорвать резьбу
- Если коннекторов на двигателях нет, то припаиваешь и их
- Привинчиваешь лучи с двигателями к плате
- Крепишь регуляторы к лучам дрона. Не важно чем, но удобнее всего пластиковыми хомутами
- Подключаем провода регуляторов к двигателям в произвольном порядке. Если будет нужно – потом изменим
- Закрепляешь на корпусе модуль управления (предварительно сфотографировав тыльную часть. Пригодится). Снова хоть на жвачку, но советую пока использовать мягкий двухсторонний скотч
- Подключаешь регуляторы оборотов к контроллеру. В те порты, которые отмечены (+ — пусто), обычно подключается белым проводом к экрану
- Остатками скотча закрепляешь приёмник как можно ближе к блоку управления, и подключаешь нужные каналы к нужным портам. Используй документацию своего приёмника и фото тыльной стороны платы, чтобы разобраться какая пачка проводов за что отвечает
- Подключишь питание устройства от батареи, через коннектор
- Profit! Ты собрал свой квадрокоптер
Этап второй. Отладка
- Запускаешь двигатели (тут обычно всё по-разному, так что снова смотри документацию)
- Немного прибавляешь газ, и смотришь в какую сторону вращаются пропеллеры. Они должны вращаться так, как указано в схеме, которая прилагается к контроллеру. Иначе управление будет инвертироваться. Если что-то не так, то просто переворачиваешь коннектор, который соединяет двигатель и контроллер
- Когда всё вращается правильно – прикручиваешь верхнюю деталь рамы. Не заталкивай её на своё место. Если она встаёт туго, значит что-то пошло не так. Ослабь нижние винтики, а после установки затяни всё равномерно
- Закрепляешь блок с аккумуляторами
- Монтируешь адаптеры для пропеллеров на моторы
- Устанавливаешь пропеллеры, учитывая направление вращения моторов. Приподнятая часть лопасти должна смотреть в направлении вращения
- Готово.Твой коптер готов пережить первое включение!
Это был один из простейших примеров, с которого стоит начать. Конечно, если ты хочешь использовать камеру, GPS или более сложный контроллер, то конструкция будет сложнее. Поэтому, если вы не уверены в своих силах, то стоит начать с малого. Всё остальное можно прикрутить потом.
Однако, не стоит переоценивать сложность самоделки. Если нет цели собрать мультикоптер из ПВХ труб на базе ардуино (а такое тоже бывает), то в этом нет ничего, что не смог бы рядовой пользователь. Главное не теряться, читать и спрашивать, если что-то не понятно.
Заключение
Напоследок хочется внести в этот текст немного морали. Любое подобное занятие, будь то проектирование, или просто сборка – является мощнейшим образовательным инструментом. Главное, это просто начать. Ты начнёшь понимать многие тонкости, и научишься концентрировать внимание на важных моментах. Это относится не только к сборке коптеров.
Создание беспилотных летательных аппаратов в последнее время стало не только интересовать государственные структуры, но и в жизни обычных граждан стало пользоваться невероятной популярностью. Тем более что для их моделирования можно найти все необходимое в каждом приличном специализированном магазине. У профессиональных сборщиков таких аппаратов существую даже свои термины, с ними можно ознакомиться на сайте http://dronomania.ru/slovar.html .
Правда это удовольствие не из дешевых и иногда его цена, если он собран по последнему «писку» техники сегодня может доходить до стоимости приличного iPhone. В данной статье будут поэтапно рассмотрены все виды работ и даны некоторые рекомендации, для того, чтобы ваш летательный объект смог устремиться ввысь, а вы смогли бы им управлять с приличного расстояния. Также рассказ пойдет о том, где и какие нужно приобрести детали для осуществления задуманного плана – моделирование и изготовление беспилотника.
Как сделать правильный выбор самолета
Прийдя в магазин не спешите с выбором понравившейся модели самолета, а взвесьте все «за» и «против» и непременно подумайте о том, что вы хотите установить на эту модель. Хотите оснастить ее камерой и производить полеты, так называемые от «первого лица», то воспользуйтесь таким интересным предложением, как электрическая модель. Привод, работающий от электричества всегда проще обслуживать, чем, к примеру, такой же, но работающий на бензине. Его сборка вообще будет лишена сложности, и ее можно выполнять в домашних условиях и при этом даже не пачкать руки.
А вот, если в планах довольно длительные перелеты (60 минут и более) и полеты, которые будут происходить на немалой высоте, то тогда вам уже нужен планер или что-то вроде него. Для быстролетающих юрких моделей вполне подойдет в качестве приобретения модели, чьи площади крыла небольшие, а схемы построены, основываясь на аэродинамических параметрах и бесхвостого вида. Винт у таких моделей всегда расположен сзади, что не мешает управлять процессами полета через устройство (камера) для отслеживания.
Материалы для создания беспилотных аппаратов
Немного напоминающий пенопласт, но не деформирующийся от клея и имеющий лучшие прочностные характеристики можно отнести к первой группе материалов, которые подходят для этих целей. И очень легкий и при этом достаточно жесткий вспененный полиэтилен тоже может стать неплохой альтернативой первому типу материала и также им можно пользоваться, не опасаясь за то, что модель будет лишена качественных характеристик. И в тои и другом случае, оба материала прекрасно переносят все виды ремонта и прекрасно справляются со своими основными функциями.
Как происходит процесс управления с земли?
Все, что нужно для того, чтобы управлять маневрами аппарата, находясь в мягком кресле на земле – это надежная система управления, которая по обыкновению включает в себя пульт и приемник. Сегодня можно найти немало именитых брендов такой системы управления, но чем проще, тем лучше, поэтому воспользуйтесь не само навороченной, а приобретите устройство, которое распознает сигналы на частоте 2,4 ГГц. А вот на пульте экономить не стоит, потому что это изделие не меняется слишком часто, но пользоваться им приходиться постоянно. При этом эта деталь довольно ощутима по стоимости для вашего кармана, конечно не в том случае, если вы решите приобрести китайские разработки.
Сборка и ее особенности
Вдоволь натренировавшись в авиасимуляторе, и имея в наличии все необходимые детали и системы управления, можно подойти к этапу наиболее увлекательному и интересному – сборке своего летательного аппарата. И самое сложное во всем этом процессе, пожалуй, будет освоение паяльника. Управление плоскостями беспилотника осуществляется при помощи сервоприводов, а для того, чтобы модель смогла подняться в воздух ее необходимо оснастить двигателем и регулятором, при помощи которого и будет происходить регулировка оборотов. Без аккумулятора, пожалуй, тоже не обойтись, в противном случае от чего подзаряжаться и как подавать питание на приемное устройство и на сервоприводы.
Все комплектующие покупать нужно только в проверенных магазинах, а также опираясь на советы бывалых специалистов и профессионалов в этой области. А о видах и многообразных схемах и способах сборки можно говорить довольно долго, но выбор все равно будет за вами.
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.
Если у вас нет времени на сборку или просто терпения, советуем почитать как сэкономить и где выгоднее купить квадрокоптер .
Квадрик может висеть в одном месте и вести фото и видеосъемку, именно по этому, многие фотографы идут в ногу с прогрессом и покупают квадрокоптеры для видео съемки.
Квадрокоптеры ворвались в нашу жизнь вместе с техническим прогрессом. Сегодня заказать электронику для квадрокоптера из китая стоит очень дешево. Собрать раму квадрокоптера своими руками из подручных материалов и вовсе не сложно. Научиться управлять можно с помощью авиасимуляторов. Так что главное – это наличие желания сделать квадрокоптер своими руками.
Электронику для квадрокоптера лучше всего купить готовую.
Детали самодельного квадрокоптера
Двигатели для квадрокоптера, 4 шт - D2822/14 1450kv
Конечно, дополнительная покупка мелкого квадрокоптера немного накладна, но, летая на таком вы научитесь управлять и сможете летать на большом квадрокоптере с камерой без падений! А мелкую игрушку всегда можно будет подарить ребенку.
Ну и на последок, небольшое видео полета на квадрокоптере, запись с камеры.
В этой статье мы рассмтрели основные прнципы изготовления самодельных квадрокоптеров. Если вы хотите узнать больше - смотрите раздел
iskra комментирует:
как сделать квадракоптер чтобы он летал в радиусе 500 метров с камерой реального времени которая выводит изображение на экран
chelovek комментирует:
Ребят помогите!
хочу собрать квардрик на платформе ардуино мега с использованием вот этох компонентов:
