Максимально простой дрон-квадрокоптер своими руками с нуля

Полет — это то, что всегда было частью желания человека. Мы хотели подняться в небо с тех пор, как впервые увидели летающую птицу, а с появлением технологий мы можем путешествовать по воздуху по всему миру. Однако личный опыт полета — это нечто уникальное. В настоящее время хобби с радиоуправляемыми летающими моделями захватило весь мир, и с удешевлением электроники попасть в это хобби стало проще, чем когда-либо.

Квадрокоптер — это то, что может летать, удерживать свое положение в воздухе, и с ним можно делать многое. Однако чем больше они становятся, тем дороже они становятся, и это расстраивает многих начинающих дроноводов. Поэтому в данной статье мы рассмотрим создание максимально простого и дешевого дрона-квадрокоптера своими руками с нуля.

Я сделал раму квадрокоптера из обрезков дерева, купил моторы, пропеллеры, RC передатчик/приемник и полетный контроллер и собрал все это вместе.

Перед началом изучения данного проекта вам, возможно, будут полезны следующие статьи:

Шаг 1: Изготовление рамы

Рама дрона-квадрокоптера, изготовленная из обрезков дерева

Первое, что нужно сделать, это сделать раму. В моем случае я начал с обрезков деревянной доски толщиной 24 мм. Сначала мы отпилили две длины толщиной 30 мм и длиной 2 фута. От одной из двух длин мы отпилили длину 30 мм от 2-футовой руки, чтобы мы могли сформировать требуемую структуру.

Используя три детали, мы формируем раму в форме буквы X, и чтобы закрепить его на месте, я использовал прямоугольный кусок деревянного листа (толщиной 2 мм) 60 мм x 150 мм с гвоздями и клеем. Дайте клею высохнуть в течение нескольких часов в зависимости от типа клея.

Шаг 2: Получение двигателей и винтов

В зависимости от размера квадрокоптера нам понадобятся моторы, пропеллеры и электронные регуляторы скорости (ESC). В моем случае я использовал моторы EMAX MT2213 935kv и 10-дюймовые пропеллеры. Для управления скоростью я купил регулятор скорости EMAX 4in1, который имеет 4 регулятора скорости в одном.

Шаг 3: Монтаж двигателей

Закрепление двигателя на раме с помощью винтов

В зависимости от того, какой тип моторов вы приобрели, этот шаг будет немного отличаться. Я использовал штангенциркуль, чтобы измерить расстояние между отверстиями для крепежных винтов на моторах, и просверлил отверстия соответственно.

Я также просверлил отверстие, чтобы вал и зажим двигателя могли свободно двигаться. Это применимо для таких двигателей, и если ваши двигатели поставляются с креплениями, то вы можете пропустить эту часть.

Наконец, я закрепил двигатели на месте с помощью соответствующих винтов.

Шаг 4: Установка ESC

После установки двигателей я подключил ESC на нижней стороне и использовал стяжки, чтобы все закрепить. Я также подвешу аккумулятор под квадрокортером, но ESC привязан и закреплен.

Шаг 5: Шасси

Для шасси я отрезал куски трубы диаметром 6 дюймов толщиной 20 мм. У меня есть четыре куска, которые по сути являются кольцами, и я использовал клейкую ленту, чтобы закрепить их там. Они не только дешевые, но и помогают поглощать удар, когда квадрокоптер приземляется.

Шаг 6: Выбор контроллера полета

Чтобы управлять квадрокоптером и сделать все это стабильным в воздухе, нам нужна электронная система, которая может обо всем этом позаботиться. Этот компьютер называется контроллером полета, и нам нужно либо сделать его, либо купить. Существует ряд проектов контроллеров полета с открытым исходным кодом, и наиболее популярные названия следующие.

1. ArduPilot. Я следил за этим проектом несколько лет, и он начинался как плата расширения для Arduino, который назывался «масляным поддоном», а затем был модернизирован до более крупного оборудования и в настоящее время является одним из самых дорогих аппаратных средств для RC-планеров. Графический интерфейс отличный, и производительность тоже отличная. Он имеет автоматизированные режимы полета и т. д., но для новичка это слишком.

2. DJI NAZA. Я читал хорошие вещи об этом, и полнофункциональная версия называется DJI NAZA M V2, которая дороже, чем Ardupilot, имеет закрытый исходный код, но является абсолютно лучшей в том, что она делает. Куча функций за кучу денег. Есть также DJI Naza Lite, которая намного дешевле, но опять же с закрытым исходным кодом.

3. OpenPilot CC3D. Лучшее оборудование с открытым исходным кодом, о котором я читал, — это CC3D, которое основано на чипе на основе STM32 и имеет MPU6000 и 6 каналов. Оно с открытым исходным кодом, и вы можете установить на него свою собственную прошивку, например, base flight и clean flight (подробнее об этом позже). Изначально это был проект на kickstarter, но теперь его можно найти в нескольких источниках. Недавно я купил один из них, и должен сказать, что он САМЫЙ ПРОСТОЙ в настройке, поскольку в программном обеспечении есть мастер, который проведет вас через все шаги с первого раза. Вы сможете поиграться с расширенными элементами управления позже.

4. NAZE32 — это следующая лучшая вещь после CC3D, и она немного более гибкая, НО ее немного сложнее настроить по сравнению с CC3D. Ее используют продвинутые летчики, которые контролируют управление и хотят, чтобы их квадрокоптеры делали больше трюков. Вы можете посмотреть на нашем сайте проект FPV-дрона на основе контроллера NAZE32.

5. KK2.1. Это одна из первых плат, которую вы найдете в сети, когда будете искать контроллеры квадрокоптера. У нее есть ЖК-дисплей, который позволяет вам настраивать ее без ПК, и она основана на контроллерах AVR. Данный контроллер полета использует MPU6050 в качестве датчика, и вы можете написать для него собственную прошивку, но вам понадобится программатор AVR ISP, поскольку на ее борту его нет. Данный контроллер полета дешевый, но требует ручной настройки и лучше подходит для более продвинутых летчиков.

6. KKMulticontroller. Да! Он другой… ну почти. Он также основан на Atmel AVR (168p), но я думаю, что поддержка этого была прекращена. Их веб-сайт kkmulicopter.com исчез, и я думаю, что производители перешли на создание 32-битных полетных контроллеров или что-то в этом роде. Он немного устарел и использовал Murata Gyros только для измерения ориентации. Никакого слияния датчиков, а сами гироскопы аналоговые, и у вас есть триммеры для установки смещений. Довольно аккуратно, но сильно устарело.

Я выбрал OpenPilot CC3D из-за его простой конфигурации. Настройка контроллера полета CC3D очень подробно описана в этой статье.

Также на нашем сайте вы можете прочитать сравнительный гайд по выбору контроллера полета дрона.

Шаг 7: Выбор радиопередатчика и радиоприемника (RC Tx Rx)

Для того, чтобы управлять квадрокоптером в воздухе без проводов, нам нужна беспроводная система дистанционного управления. Есть ряд вариантов от Futaba, Spektrum и т. д., которые очень дороги, и некоторые другие, такие как Turnigy и FlySky, которые дешевле.

Количество каналов на пульте дистанционного управления означает количество сигналов управления, которые вы по отдельности посылаете в дрон. Нам нужно не менее 4 каналов для управления:

дроссельной заслонкой (Throttle);
рысканием (Yaw);
тангажем (Pitch);
вращением (Roll).

В дополнение к ним нам могут понадобиться каналы для управления камерой. Поэтому я выбрал flysky 6-канальный, который дешев, но не рекомендуется для дальних полетов. На нашем сайте вы можете прочитать подробный обзор передатчика и приемника FLYSKY FS-i6 для управления дроном.

Шаг 8: Установка контроллера полета

Прежде чем калибровать квадрокоптер, нам нужно все исправить. Я установил контроллер полета сверху со стрелкой направления в направлении X. Он был закреплен с помощью стяжек, как и ESC внизу. Одно из главных отличий — добавление куска губки под контроллер полета. Это позволяет поглощать вибрации от двигателей.

Шаг 9: Подключение OpenPilot

Нам нужно подключить и настроить контроллер полета к нашему ESC, а также к пульту дистанционного управления. Я не смог загрузить собственное видео из-за ограничений пропускной способности на моем конце, поэтому я нашел обучающее видео, которое довольно хорошее и по существу подходит к нашему проекту.

Кроме того, имеется видео о том, как настроить пульт ДУ Flysky, и если у вас другой пульт ДУ, вам нужно будет внести необходимые изменения соответствующим образом.

Шаг 10: Тестирование всего

Прежде чем мы полетим, нам нужно проверить с помощью OpenPilot GCS, что все работает правильно. GCS имеет дисплей для проверки датчиков и т. д. Снимите пропеллеры и проверьте с помощью пульта дистанционного управления, что все работает хорошо.

Я также проверил дальность, поместив квадрокоптер в определенное место и отойдя на значительное расстояние. Пропеллеры издают достаточно шума, когда ВКЛЮЧЕНЫ, чтобы вы знали, что они работают хорошо.

Шаг 11: Наконец: Взлет

Квадрокоптер — опасная машина, способная нанести серьезный ущерб, если не соблюдать осторожность. Подключите аккумулятор и поместите квадрокоптер на землю в открытом месте. С безопасного расстояния включите контроллер полета и медленно увеличьте обороты. Если вы чувствуете, что он пытается дрейфовать в каком-то направлении, используйте триммеры, чтобы внести необходимые коррективы. Как только он стабилизируется, поэкспериментируйте и изучите, как квадрокоптер реагирует на различные входные данные. Вы можете настраивать различные значения ПИД, пока не получите желаемый отклик от квадрокоптера.

Поздравляем, вы только что построили свой собственный квадрокоптер с нуля! Берегите себя!

(Проголосуй первым!)

Загрузка...

17 просмотров