В останні роки квадрокоптери стали популярною моделлю безпілотних літальних апаратів (БПЛА) з дистанційним керуванням, і багато новачків зацікавлені випробувати радість дистанційно керованого польоту, самостійно зібравши свій квадрокоптер. Однак купівля готового до польоту квадрокоптера може бути дорогою і не дати повного розуміння різних функцій та особливостей цієї нової моделі. Багато любителів, які тільки починають займатися квадрокоптерами або перейшли з інших моделей літаків, можуть задатися питанням, як зробити квадрокоптер самостійно. Наступний посібник зі створення квадрокоптера своїми руками дуже практичний і має низьку вартість, оскільки корпус літального апарату можна зібрати всього за 6 доларів і вихідні. То чого ж ви чекаєте? Давайте разом зробимо квадрокоптер!

Структура квадрокоптера для аерофотозйомки

1. Рама: Каркас літака, на якому розміщується різне обладнання.

2. Контролер польоту: «мозок» літального апарата, який містить такі датчики, як акселерометри, гіроскопи, барометри та компаси. Він контролює швидкість чотирьох двигунів для керування положенням літального апарата. За допомогою GPS він також може виконувати такі функції, як підтримка висоти та повернення в домашнє положення. Його суттю є мікроконтролер. До поширених контролерів польоту належать SuperX від Xaircraft, Naza WKM A2 від DJI, X4 Gemini від Zero, APM, MWC, контролер польоту QQ, CC3D тощо.

3. Електронний регулятор швидкості (ESC): Він працює від постійного струму, який зазвичай постачається від 2-6 літієвих батарей, та виводить трифазний змінний струм для безпосереднього керування двигуном. Крім того, безщіткові ESC для моделей літаків мають три сигнальні вихідні дроти для підключення до приймача. Сигнальний провід може забезпечувати стабільну напругу 5 В та живити 2-4 сервоприводи. Моделі літаків регулюють різні положення та дії під час польоту, керуючи безщітковим ESC за допомогою пульта дистанційного керування.

4. Безщітковий двигун: Він генерує обертове магнітне поле за допомогою трифазного змінного струму для обертання ротора. Він має широкий діапазон регулювання швидкості, невеликі розміри, високу ефективність та невелику похибку сталої швидкості. Значення KV безщіткового двигуна визначається як відношення швидкості до напруги, тобто зі збільшенням вхідної напруги на 1 вольт швидкість холостого ходу безщіткового двигуна збільшується на певне значення швидкості. Однак залежність між швидкістю безщіткового двигуна та напругою не є строго лінійною.

5. Пульт дистанційного керування та приймач: як випливає з назви, він використовується для отримання та надсилання команд.

Основи інструментів для самостійного виготовлення літальних апаратів

Щоб мінімізувати непотрібні витрати, рекомендується придбати наступні інструменти та матеріали одночасно:

паяльник, інструмент для зачистки дроту, кусачки для проводів (звичайні плоскогубці не можуть захопити товстий силіконовий дріт), набір шестигранних ключів, набір викруток, маленькі плоскогубці, компоненти, рівень, термозбіжна трубка (частіше використовуються 4 мм та 5 мм, інші залежать від ситуації), зумер (купіть кілька запасних, оскільки їх легко загубити)

Посібник зі створення дронів своїми руками

Крок 1: Формування тіла

Центральна втулка квадрокоптера складається з двох шматків друкованої плати. Завантажте шаблон для вирізання та свердління тут, виведіть його у фактичному розмірі та тимчасово приклейте до друкованої плати. Використовуйте пластиковий ніж для різьблення, щоб зробити позначки, а потім за допомогою свердла 1/8 дюйма просвердліть отвори.

Крок 2: Виріжте кронштейни та просвердліть отвори

Виріжте чотири квадратні дерев'яні кронштейни розміром 10-11 дюймів. Чим коротші важелі, тим спритніший дрон, але чим довші важелі, тим стабільніший дрон. Просвердліть два невеликі отвори діаметром 3 мм у кожному кронштейні, один на відстані 6 мм від хвостового кінця, а інший на відстані 26 мм від хвостового кінця.

Крок 3: Зберіть корпус

Прикріпіть кронштейни до друкованої плати гвинтами. Використовуйте гвинт M3×25 мм для закріплення внутрішнього отвору та гвинт M3×20 мм для закріплення зовнішнього отвору. Після того, як кронштейни закріплені гвинтами та виглядають добре, нанесіть герметик на гвинти зовнішнього отвору, встановіть та затягніть гайки; обережно закрутіть гайки для гвинтів внутрішнього отвору, не потрібно затягувати.

Крок 4: Підключення дроту живлення

Силовий елемент складається з шести частин: чотирьох електронних регуляторів швидкості, модуля живлення та плати керування стабілізатором камери. Спочатку відокремте роз'єм XT60 та лінію модуля живлення APM. Зачистіть приблизно 1/4 дюйма ізоляції з кожного червоного та чорного дроту та залудіть кінці зачищених дротів. Відріжте кільця діаметром 3/8 дюйма з кожного кінця мідної термоусадочної трубки, зачистіть будь-які нерівності, припаяйте позитивні клеми шести червоних дротів до внутрішнього кільця та підключіть відповідні шість негативних клем до зовнішнього кільця. Оберніть внутрішнє кільце водонепроникною стрічкою з пінопласту та накрийте його зовнішнім кільцем. Нарешті, нанесіть ізоляційний клей на всю середину.

Підключення двигунів та електронних регуляторів швидкості може бути виснажливим завданням. Купити розподільчий щит безпосередньо було б простіше, але це займе місце та додасть ваги. Я віддаю перевагу самостійному виготовленню розподільчого щита, використовуючи два кільця термоусадочної мідної трубки, що виглядає дуже точно та акуратно.

Крок 5: Свердління основи кріплення двигуна

Тут ми навчимо вас, як легко виготовити шасі за допомогою звичайного С-подібного затискача. Ви також можете придбати дешеві комбіновані кріплення шасі/двигуна, щоб спростити процес виробництва.

Якщо ви плануєте самостійно виготовити шасі, вам потрібно буде встановити двигун безпосередньо на шасі. Спочатку позначте кожну ніжку шасі та просвердліть невеликий, непомітний глухий отвір, щоб вал двигуна міг вільно обертатися. Добре підійде свердло 5/16 дюйма.

Крок 6: Встановлення двигуна

Виріжте кріплення двигуна та за допомогою двох гвинтів M3x20 мм закріпіть двигун і кріплення до задньої частини рами квадрокоптера. Ви повинні затягнути кожен гвинт і переконатися, що вал двигуна може вільно обертатися. Якщо він не обертається вільно, ще раз перевірте пази рами квадрокоптера та, нарешті, зачистіть краї кріплення двигуна.

Крок 7: Додавання шасі

Просуньте силовий кабель між двома прозорими пластинами та обмотайте кабелі живлення електронного регулятора швидкості навколо чотирьох опор шасі. Якщо двигун та електронний регулятор швидкості виготовлені одним виробником, можуть бути попередньо встановлені роз'єми типу "куля". У цьому випадку просто підключіть дроти двигуна до проводів регулятора швидкості та намотайте зайвий дріт навколо нижньої частини опор шасі. Ви також можете припаяти дроти безпосередньо до плати керування електронним регулятором швидкості, щоб спростити конструкцію. Закріпіть дроти двигуна та дроти електронного регулятора швидкості кабельними стяжками та зав'яжіть зайвий дріт під опорами шасі.

Розріжте чотири С-подібні затискачі навпіл кусачками для дроту, відкладіть J-подібну основу вбік, зачистіть поверхню зрізу напилком, а потім відшліфуйте дві невеликі канавки з обох боків монтажного отвору. Встановіть цю основу на задньому кінці кожної ніжки шестерні, всередині рами двигуна, та обмотайте кабельну стяжку навколо щойно підпиляних канавок.

Крок 8: Встановлення амортизаційних прокладок

Зніміть хомути для шланга з ПВХ та збережіть їх для інших тем. Використовуйте канцелярський ніж, схожий на ручку, щоб вирізати два пластикові кільця діаметром 3/4 дюйма з гумового шланга, та натисніть на них великим пальцем, щоб утворити дві вм'ятини на гвинті, що виступає з рами. Потім просвердліть отвір у кожній вм'ятині свердлом діаметром 1/8 дюйма, але не свердліть наскрізь до іншого боку. Використовуйте плоскі шайби та гайки M3, щоб зафіксувати пластикові кільця на рамі, відрегулюйте щільність кріплення та закріпіть їх герметиком для гвинтів.

Виріжте дві амортизаційні прокладки зі шланга для встановлення карданного кріплення та тримача батареї, щоб запобігти впливу вібрації пропелера на камеру. Також залиште трохи місця зверху для встановлення контролера карданного кріплення.

Крок 9: Встановлення камери та тримача батареї

Панорамне кріплення та тримач батареї можна зібрати з трьох комплектів окремих L-подібних кронштейнів. Я називаю їх кронштейном, кронштейном осі крену та кронштейном осі тангажу.

Розріжте алюмінієвий стрижень (1/8" x 3/4" x 36") на дві алюмінієві смужки довжиною 18 дюймів, а одну з них на смужку 9 дюймів, щоб загалом отримати три алюмінієві смужки. Зігніть кожну смужку під прямим кутом і використовуйте дерев'яний або алюмінієвий брусок зі скошеним краєм, щоб збільшити радіус вигину до 3/8 дюйма (надмірне вигинання може пошкодити опору алюмінієвої смужки). Після того, як алюмінієва смужка зігнута, просвердліть чотири отвори діаметром 1/8 дюйма на кінцях кронштейна та просвердліть два отвори діаметром 1/8 дюйма посередині кронштейнів осі крену та осі тангажу. Нарешті, зберіть панорамне кріплення та тримач батареї за допомогою гвинтів та гайок.