近年、クワッドコプタードローンは人気のリモートコントロール無人航空機（UAV）モデルとなり、多くの初心者が自分で組み立ててリモートコントロール飛行の楽しさを試してみたいと思っています。しかし、すぐに飛行できるクワッドコプターを購入すると費用がかかり、この新興モデルのさまざまな機能や特徴を包括的に理解できない可能性があります。クワッドコプタードローンを初めて使用する人や、他の航空機モデルから移行した多くの愛好家は、クワッドコプタードローンを自分でDIYする方法を知りたいと思うかもしれません。次のクワッドコプタードローンのDIYチュ​​ートリアルは非常に実用的で低コストです。機体はわずか6ドルと週末で完成します。さあ、何を待っていますか？一緒にクワッドコプタードローンを作りましょう！

航空写真撮影用クワッドコプターの構造

1. フレーム：さまざまな装備を搭載する航空機の骨組み。

2. フライトコントローラー：加速度計、ジャイロスコープ、気圧計、コンパスなどのセンサーを搭載した航空機の「頭脳」です。4つのモーターの速度を制御して機体の姿勢を制御します。GPSと連携して、高度維持やホームポジションへの復帰などの機能も実行します。その本質はマイクロコントローラーです。一般的なフライトコントローラーには、XaircraftのSuperX、DJIのNaza WKM A2、ZeroのX4 Gemini、APM、MWC、QQフライトコントローラー、CC3Dなどがあります。

3. 電子スピードコントローラー（ESC）：通常は2～6個のリチウム電池から供給される直流電源を取り込み、三相交流を出力してモーターを直接駆動します。さらに、模型飛行機用ブラシレスESCには、受信機に接続するための信号出力線が3本あります。この信号線は安定した5V電圧を供給し、2～4個のサーボに電力を供給できます。模型飛行機は、ブラシレスESCをリモコンで制御することで、様々な飛行姿勢や動作を調整できます。

4. ブラシレスモーター：三相交流電圧によって回転磁界を発生させ、ローターを回転させます。幅広い速度制御範囲、小型、高効率、そして定常速度誤差の小ささを特徴としています。ブラシレスモーターのKV値は、速度と電圧の比として定義されます。つまり、入力電圧が1ボルト増加すると、ブラシレスモーターの無負荷回転速度は一定の速度値だけ増加します。ただし、ブラシレスモーターの速度と電圧の関係は厳密には直線的ではありません。

5. リモート コントロールと受信機: 名前の通り、コマンドの受信と送信に使用されます。

DIY航空機ツールの基本

不必要な出費を最小限に抑えるために、次のツールと備品を一度に購入することをお勧めします。

はんだごて、ワイヤーストリッパー、リードカッター（通常のペンチでは太いシリコン線を挟むことができません）、六角レンチセット、ドライバーセット、小型ペンチ、部品、水準器、熱収縮チューブ（4mmと5mmがよく使われますが、その他のサイズは状況によって異なります）、ブザー（紛失しやすいので予備をいくつか購入してください）

空中ドローンのDIYチュ​​ートリアル

ステップ1：体を作る

クワッドコプターのセンターハブは、2枚のPCB基板で構成されています。切断と穴あけ用のテンプレートをこちらからダウンロードし、実寸大に出力してPCB基板に仮止めします。プラスチック製の彫刻ナイフで印を付け、1/8インチのドリルビットで穴を開けます。

ステップ2：ブラケットを切断し、穴を開ける

10～11インチ角の木製ブラケットを4つ切り出します。アームが短いほどドローンの機敏性は高まりますが、アームが長いほどドローンの安定性は高まります。各ブラケットに3mmの小さな穴を2つ開けます。1つは尾端から6mm、もう1つは尾端から26mmの位置に開けます。

ステップ3：ボディを組み立てる

ブラケットをPCBボードにネジで固定します。内側の穴にはM3×25mmのネジを使用し、外側の穴にはM3×20mmのネジを使用します。ブラケットがネジで固定され、見た目が良好になったら、外側の穴のネジにシーラントを塗布し、ナットを締め付けます。内側の穴のネジのナットは軽く締め付けます。締め付ける必要はありません。

ステップ4：電源コアを接続する

電源コアは、4つの電子スピードコントローラー、電源モジュール、カメラスタビライザー制御ボードの6つのパーツで構成されています。まず、XT60コネクタとAPM電源モジュールラインを分離します。赤と黒のワイヤーからそれぞれ約1/4インチの絶縁体を剥がし、剥がしたワイヤーの端を錫メッキします。銅収縮チューブの両端から3/8インチのリングを切り取り、粗い部分をヤスリで削り、6本の赤ワイヤーのプラス端子を内側のリングに半田付けし、対応する6本のマイナス端子を外側のリングに接続します。内側のリングをフォーム防水テープで巻き、外側のリングで覆います。最後に、中央全体に絶縁接着剤を塗布します。

モーターと電子スピードコントローラーを接続するのは面倒な作業です。配電盤を直接購入する方が簡単ですが、スペースと重量が増えてしまいます。私は収縮銅管の2つのリングを使って配電盤を自作するのが好きです。見た目も精密できれいです。

ステップ5：モーター取り付けベースの穴あけ

ここでは、一般的なC型クランプを使ってランディングギアを簡単に作る方法をご紹介します。また、安価なランディングギアとモーターを組み合わせたマウントを購入すれば、製造工程を簡素化できます。

ランディングギアを自分で作る場合は、モーターをギアに直接取り付ける必要があります。まず、各ギアの脚に印を付け、モーターシャフトが自由に回転できるように、小さくて目立たない止まり穴を開けます。5/16インチのドリルビットが適しています。

ステップ6：モーターの取り付け

モーターマウントを切断し、M3x20mmネジ2本を使ってモーターとマウントをクワッドコプターのフレーム後端に固定します。各ネジを締め付け、モーターシャフトが自由に回転することを確認してください。自由に回転しない場合は、クワッドコプターのフレームの溝を再度確認し、最後にモーターマウントのエッジをやすりで滑らかに仕上げます。

ステップ7：着陸装置の追加

電源コアを2枚の透明プレートの間に差し込み、電子速度コントローラの電源ケーブルを4本のランディングギア脚に巻き付けます。モーターと電子速度コントローラが同じメーカー製の場合、あらかじめ「バレット」コネクタが取り付けられている場合があります。その場合は、モーターの配線を速度コントローラの配線に差し込み、余分な配線をランディングギア脚の下部に巻き付けます。また、配線を電子速度コントローラの制御基板に直接はんだ付けして構造を簡素化することもできます。モーターの配線と電子速度コントローラの配線は結束バンドで固定し、余分な配線はランディングギア脚の下に固定します。

C字型クランプ4個をワイヤーカッターで半分に切断し、J字型のベースを脇に置き、切断面を滑らかにヤスリで削り、取り付け穴の両側に2つの小さな溝を彫ります。このベースを各ギア脚の末端、モーターフレームの内側に取​​り付け、ヤスリで削った溝に結束バンドを巻き付けます。

ステップ8：衝撃吸収パッドの取り付け

PVCホースクランプを取り外し、他の用途に使用します。ペン型のカッターナイフを使ってゴムホースから3/4インチのプラスチックリングを2つ切り取り、親指で押してフレームから突き出ているネジに2つのへこみを作ります。次に、1/8インチのドリルビットでそれぞれのへこみに穴を開けます。ただし、反対側まで穴を開けないでください。M3平ワッシャーとナットを使ってプラスチックリングをフレームに固定し、締め付け具合を調整して、ネジ止めシーラントで固定します。

ジンバルとバッテリーホルダーを取り付けるために、ホースから衝撃吸収パッドを2枚切り取ります。これにより、プロペラの振動によるカメラの損傷を防ぎます。また、ジンバルコントローラーを取り付けるためのスペースも確保します。

ステップ9：カメラとバッテリーホルダーの取り付け

パノラママウントとバッテリーホルダーは、3組のL字型ブラケットから組み立てられます。私はこれらを、ブラケット、ロール軸ブラケット、ピッチ軸ブラケットと呼んでいます。

アルミ棒（1/8インチ x 3/4インチ x 36インチ）を18インチのアルミストリップ2枚に切り、さらにそのうち1枚を9インチのストリップに切ります。合計3枚のアルミストリップです。各ストリップを直角に折り曲げ、斜めのエッジを持つ木材またはアルミブロックを使用して、曲げ半径を3/8インチに増やします（過度に曲げると、アルミストリップの支持部が損傷する可能性があります）。アルミストリップを曲げた後、ブラケットの両端に1/8インチの穴を4つ、ロール軸ブラケットとピッチ軸ブラケットの中央に1/8インチの穴を2つ開けます。最後に、ネジとナットを使用してパノラママウントとバッテリーホルダーを組み立てます。