Как сделать дрон своими руками: обзорный гайд

Дроны — это небольшие дистанционно управляемые летательные аппараты, которыми вы можете управлять самостоятельно. Существует множество видов дронов, которые вы можете построить и эксплуатировать, но для новичков проще всего построить и управлять простым квадрокоптером. Простой дрон — отличный способ начать изучать, как они работают, и практиковаться в их пилотировании, прежде чем переходить к более дорогим и сложным платформам. Также попрактиковаться в управлении дронами можно с помощью симуляторов.

В этой статье мы рассмотрим наиболее общее руководство по созданию своего собственного дрона в домашних условиях, которое должно помочь вам разобраться в общих деталях данного процесса.

Создание базы дрона

1. Найдите в книге или в Интернете чертеж квадрокоптера

Существует множество веб-сайтов и книг, специально посвященных созданию собственного дрона. Самый распространенный вид самодельного дрона, как правило, начинается с формы «X», которая позволяет вам установить 4 ротора (называемого квадрокоптером). Этот дизайн прост в изготовлении и используется даже на дронах высокого класса. Более подробно о рамах дронов можно прочитать в данной статье.

Наличие готового проекта поможет вам легче решить, где лучше всего разместить каждый компонент.
После того, как вы закончите создание квадрокоптера, вы можете попробовать более крупные конструкции, включающие больше двигателей для перевозки большего количества оборудования, например, камер.
Многие проекты дронов можно бесплатно найти в Интернете, если поискать «проект дрона своими руками».

2. Сделайте раму для дрона из металла, пластика или дерева

Начните конструировать раму, используя материал по вашему выбору. Лучше всего подойдет модельный пластик, бальзовое дерево или тонкий металл (тоньше 0,25 дюйма (0,64 см)). Для простой конструкции квадрокоптера положите один кусок дерева, пластика или легкого металла длиной 12 дюймов (30 см) на другой, чтобы получилась форма «X» с углами в 90 градусов. Каждая выдвижная часть рамы дрона должна тянуться к тому, что будет углом идеального квадрата, который вы можете нарисовать вокруг рамы. Выберите материал рамы шириной не менее 1 дюйма (2,5 см) для поддержки крепления двигателей.

Пластик для моделей, тонкий металл или бальзовое дерево можно приобрести в большинстве магазинов для хобби или моделей. Эти материалы также можно найти у продавцов дронов или на таких сайтах, как Amazon.
Скрепите две части рамки дрона вместе с помощью клея или клейкой ленты.
Не переходите к следующему шагу, пока части рамы не будут надежно закреплены и весь использованный вами клей не высохнет.

3. Купите двигатели, пропеллеры и другую электронику у продавца дронов

Некоторые компоненты вашего дрона нельзя собрать с нуля, поэтому вам придется их купить. Если поблизости нет продавца дронов, многие магазины товаров для хобби, в которых продаются модели ракет и радиоуправляемые самолеты, продадут их.

Вам нужно будет приобрести контроллеры скорости, распределительную плату питания и контроллер полета вместе с двигателями и пропеллерами. Обратите внимание, что большинство современных контроллеров полета идут с интегрированной распределительной платой питания.
Если у вас возникли трудности с поиском необходимых деталей, многие интернет-магазины, специализирующиеся на дронах, а также крупные розничные продавцы, такие как Amazon, продают их.
Двигатели дрона должны быть рассчитаны на общую тягу, в два раза превышающую вес дрона. Если ваш квадрокоптер будет весить 800 граммов (28 унций), каждый двигатель должен выдавать 400 граммов (14 унций), поэтому общая сумма тяги составит 1600 граммов (56 унций).
Убедитесь, что номинальный ток регулятора скорости выше, чем у вашего двигателя.
Часто эти компоненты можно купить в комплекте.

4. Просверлите отверстия в раме для поддержки двигателей

Большинство двигателей крепятся с помощью 2–4 винтов. Поместите один двигатель на конец одной из удлиненных стрел дрона и сделайте отметки, где нужно просверлить отверстия. Затем используйте эти отверстия в качестве ориентира при использовании дрели.

Если вы используете самоустанавливающиеся шурупы для дерева в деревянной или пластиковой раме, просверлите отверстия меньшего диаметра, чем шурупы, чтобы они могли служить направляющими.
Если вы используете металл, просверлите отверстия того же диаметра, что и крепежные болты, которые вы будете использовать. Затем вам нужно будет использовать гайки на нижней стороне болтов, чтобы закрепить их на месте.

5. Отрежьте 4.5-дюймовые (1,3 см) кольца от 4-дюймовой (10 см) ПВХ-трубы, чтобы сделать шасси

Положите трубу на бок и отметьте, где вы сделаете разрез. Затем используйте пилу, чтобы отрезать все четыре секции, так что у вас останется 4 пластиковых кольца из ПВХ-трубы.

Эти четыре кольца послужат легким посадочным устройством для вашего дрона.
Разрезы не обязательно должны быть идеальными, главное, чтобы кольца были достаточно толстыми и прочными, но чем лучше отделка разрезов, тем лучше будет выглядеть дрон.

6. Поставьте кольца шасси на бок и прикрепите их клейкой лентой

Поместите одно кольцо на бок под каждым лучом рамы дрона, затем используйте тонкие полоски клейкой ленты, чтобы прикрепить кольца к лучам. Теперь дрон будет стоять самостоятельно на вашем столе.

Вместо скотча можно использовать клей, но перед тем как двигаться дальше, убедитесь, что он полностью высох.
Расположите кольца посередине рычагов, чтобы они не мешали размещению двигателей или других компонентов.

Установка приводной системы

Поместите каждый двигатель над отверстиями, которые вы для них просверлили, а затем закрепите их на месте с помощью винтов или болтов. Затем наденьте пропеллеры на стойки, выступающие из верхней части двигателей, и накрутите колпачки, которые поставлялись с двигателями, поверх стоек.

Рама дрона теперь имеет шасси и двигатели, но центральная часть рамы по-прежнему должна быть пустой.
Надежно затяните болты или винты, чтобы двигатели не могли шататься на раме. Любое провисание приведет к вибрации, которая может сделать дрон неустойчивым.

Электронные контроллеры скорости (ESC), которые подключаются к двигателям, должны быть установлены на нижней стороне рамы дрона, чтобы предотвратить ее перегрузку сверху, когда вы добавите остальные компоненты. Стяжки — это простой способ их крепления. Пропустите стяжки через монтажные петли на контроллерах скорости (или просто поперек них) и поверх рамы. Затем затяните стяжки, чтобы контроллеры надежно удерживались на месте.

Не используйте клей при первой сборке дрона, так как вам может потребоваться отрегулировать положение различных компонентов в зависимости от того, как он летает.
Контроллеры скорости регулируют скорость вращения двигателей дрона. Это гарантирует, что все четыре двигателя будут вращаться с одинаковой скоростью, чтобы дрон летел ровно.

При выборе подходящего места для установки учитывайте размер и форму аккумулятора. Если он плоский, вы можете установить его в центре дрона, а затем установить другие компоненты поверх него. Если нет, вы можете установить аккумулятор на нижней стороне дрона вместе с контроллерами скорости.

В большинстве случаев наилучшим местом крепления аккумулятора является его расположение в центре верхней части рамы.
Используйте стяжки, чтобы закрепить аккумулятор на месте, чтобы вы могли снять и переместить его, если вам позже понадобится отрегулировать распределение веса дрона.

Отцентрируйте распределительную плату питания на раме дрона, поверх батареи, если вы ее там разместили. Подключите линии от регуляторов скорости и батареи к плате, как только закрепите ее стяжками.

Плата распределения питания подает необходимое количество электроэнергии на каждый компонент, обеспечивая бесперебойную работу дрона.

Контроллер полета передает информацию с пульта дистанционного управления на распределительную плату питания. Расположите его сверху распределительной платы питания, а затем закрепите стяжками.

Чтобы правильно подключить контроллер полета и распределительный щиток питания, ознакомьтесь с инструкциями по их правильному подключению, но в большинстве случаев соединение будет представлять собой один четко обозначенный провод, который подключается напрямую друг к другу.

Подключение элементов управления

Попросите помощи в местном магазине товаров для хобби или у продавца дронов, чтобы убедиться, что вы выбрали систему дистанционного управления, которая работает с вашим конкретным контроллером полета. Часто вы можете купить их в комплекте, но если нет, система дистанционного управления будет перечислять совместимые с ней системы контроллеров полета на коробке. Выберите ту, в которой указан ваш контроллер полета. Одна из популярных систем дистанционного управления дронами - FLYSKY FS-i6.

Система дистанционного управления будет поставляться с самим пультом дистанционного управления, который вы будете использовать для управления своим дроном.
Проверьте, использует ли ваша система стандартные батареи или является ли она перезаряжаемой. Вам нужно будет включить ее, чтобы подключить к вашей системе управления полетом.

Проложите провода от двигателей к соответствующим контроллерам скорости на нижней стороне рамы дрона, чтобы питание можно было передавать на двигатели после включения дрона. Хотя эти соединения могут различаться в зависимости от бренда, обычно они представляют собой простое соединение «папа/мама», которое нужно просто сжать.

Если у ваших компонентов нет простого разъема, обратитесь к инструкции по эксплуатации регулятора скорости, чтобы определить наилучший способ их подключения.
Возможно, вам придется припаять провод непосредственно к порту на самом двигателе. Если это так, проверьте также руководство к двигателю, чтобы убедиться, что вы припаиваете провод к правильному порту.

Используйте блок питания, который идет в комплекте с аккумулятором, чтобы подключить его к розетке. Оставьте его подключенным, пока он не достигнет максимального заряда (обычно четыре часа, но обратитесь к инструкции, которая идет в комплекте с аккумулятором, чтобы проверить это).

Для подключения контроллера полета дрона к системе дистанционного управления вам понадобится питание.
Многие операторы дронов предпочитают приобретать и заряжать несколько аккумуляторов, поскольку каждый из них будет обеспечивать питание дрона в полете всего несколько минут, после чего его потребуется снова подзарядить.

Следуйте инструкциям, прилагаемым к вашей системе дистанционного управления, чтобы установить связь между пультом дистанционного управления и контроллером полета, установленным на дроне.

Во многих приложениях такое соединение установить легко: просто удерживайте кнопку синхронизации на пульте дистанционного управления и контроллере полета, когда они находятся рядом друг с другом, и они соединятся.

5. Запустите свой дрон в воздух.

Включите как дрон (используя переключатель на контроллере полета), так и радиоуправление. Управление дроном обычно осуществляется как минимум двумя джойстиками: левый стик управляет рысканием (или направлением, в котором направлен дрон) путем перемещения слева направо, а газ — путем перемещения вперед и назад. Правый стик управляет креном (слева направо) и тангажом (направлением «носа» вниз или вверх).

Используйте левый джойстик для управления скоростью и направлением.
Используйте правый джойстик для управления ориентацией дрона (наклон влево или вправо, вверх или вниз).