Большинство людей просто купят дрон и управляют им, но не любители, которые хоронят себя в проектах DIY. Мы предпочитаем покупать вещи и разбирать их, только чтобы снова их собрать! Но почему мы это делаем – разбираем вещи на части, то есть? Возможно, это просто для удовольствия, или мы хотим точно знать, что заставляет их тикать. Полет на дроне означает, что вы будете часто его разбивать. Изучение того, как построить дрон, облегчает диагностику проблемы и ее устранение без особых хлопот. Достаточно сказано. Давайте уже погрузимся!
Содержание
| Глава 1 Что такое дрон? | Глава 2 Основные инструменты, необходимые для создания дронов |
| Глава 3 Основные части дронов | Глава 4 Как правильно выбрать детали? |
| Глава 5 Заключение |
Что такое дрон?
Определение дрон
Дрон представляет собой беспилотный летательный аппарат или летающий робот и официально известен как беспилотные летательные аппараты (БПЛА). Дроны имеют наземный контроллер, который управляет и удаленно общается с самолетом.
В то время как самым простым вариантом было бы купить любой из коммерчески доступных беспилотных летательных аппаратов, таких как bind n fly (BNF) или готовый к полету (RTF), предприимчивые технически подкованные предпочли бы создать вид от первого лица или беспилотник FPV с нуля.
Кстати, вам не нужно быть инженером или студентом-инженером, чтобы построить беспилотник (хотя это огромное преимущество). Все поклонники дронов DIY могут, действительно, наслаждаться острыми ощущениями от сборки своих дронов, если они достаточно терпеливы, чтобы следовать правильным инструкциям.
Суть этого руководства выходит за рамки получения комплекта дронов и пайки предварительно собранных деталей. Вместо этого он предназначен для инженеров, дизайнеров и поклонников дронов DIY, которые искренне хотят изучить различные детали для создания дрона, как выбрать эти части и точные шаги для объединения всех частей в один функциональный дрон, который действительно может летать.
Имейте в виду, что научиться создавать беспилотный летательный аппарат DIY — не самая простая вещь в мире. Таким образом, независимо от того, насколько простыми могут показаться инструкции, правда в том, что это потребует серьезной работы, но конечное удовлетворение делает все это стоящим усилий.
Теперь давайте кратко рассмотрим различные типы дронов.
Типы дрон
Важно знать, что существует более одного типа дронов, так же, как есть несколько категорий (таких как дизайн, назначение, размер и другие). Но давайте сузим нашу сферу до проектирования потребительских дронов. К ним относятся:
Однороторные вертолетные дрон:
Эти типы дронов также известны как вертолетные дроны. Они полагаются только на один ротор, чтобы оставаться в воздухе (черт возьми, это даже в названии!).
Многороторные дрон:
Это дроны с центральным корпусом и более чем одним ротором, которые приводят в действие пропеллеры. Вот профессиональный совет: многороторные беспилотные летательные аппараты — ваш лучший выбор, если вы хотите иметь «глаза в небе». Трудно спорить с многороторным дроном, когда дело доходит до аэрофотосъемки, потому что они дают вам большой контроль над обрамлением и положением. Наиболее распространенными типами многороторных дронов являются дроны с четырьмя роторами (квадрокоптер). Другие включают трикоптер (три ротора), гексакоптер (шесть роторов) и октокоптер (восемь роторов).
По сути, это небольшие дроны с качественной камерой с распознаванием лиц для съемки селфи. Управление селфи-дроном обычно осуществляется из мобильных приложений, загруженных на смартфон. Несколько примеров включают DJI Spark, DJI Mavic Pro, Skye Drone и JJRC H37 Elfie drone.
Гоночные дрон:
Это беспилотные летательные аппараты FPV, используемые в гоночных соревнованиях, похожих на автомобильные гонки, за исключением, конечно, этой гонки в воздухе. Каждый участник носит головной дисплей, который показывает прямые трансляции, когда они управляют беспилотным летательным аппаратом, оснащенным камерой. Высококачественные гоночные дроны включают Walkera F210 3D, Eachine Wizard X220S, Holy Stone HS230 и ARRIS X-Speed 280 V2.
Основные инструменты, необходимые для создания дрон
Независимо от того, собираете ли вы только уже собранные детали или строите с нуля, вам понадобятся некоторые основные инструменты. Кроме того, эти инструменты пригодятся, когда вам нужно отремонтировать свой дрон после аварии.
Вот некоторые из основных инструментов, которые вам понадобятся для создания (и ремонта) вашего дрона DIY.
Паяльник:
Вам понадобится паяльник, чтобы соединить два провода, а также собрать кусочки деталей дрона.
Ленты:
Они будут служить столь необходимым изолятором между разъемами, чтобы предотвратить короткие замыкания и сбой вашего дрона. Варианты включают в себя двусторонние ленты, электрические ленты и ленты Kapton.
Застежки-молнии:
Застежки-молнии просты, но необходимы для успешной сборки дрона. ESC и другое оборудование легче прикрепить к раме с помощью застежек-молний.
Velcro:
Полоска Velcro пригодится, когда нужно прикрепить аккумулятор к раме.
Мультиметр:
Вам понадобится этот инструмент для диагностики электрических проблем и обнаружения напряжения в различных электрических частях. Мультиметр является важным инструментом, если ваш дрон должен функционировать должным образом.
Ручные инструменты (шестигранные драйверы, гаечный ключ / гаечный ключ, плоскогубцы):
Это необходимые инструменты для защиты, модификации и разборки различных компонентов вашего дрона. Это пустая трата времени, чтобы попытаться построить беспилотный летательный аппарат DIY без этих инструментов.
Зажигалка / Тепловая пушка:
Тепловая пушка является хорошим вариантом, но может быть не слишком необходима для применения тепла для термоусадки вокруг проводов. Простая зажигалка также хорошо справится с этой задачей.
Дымоуловители:
Они очень полезны для предотвращения повреждений, которые могут возникнуть в случае любого короткого замыкания. Если есть избыточный ток, лампочка на дымовой пробке перегорит, а не нанесет ущерб вашему дрону.
Пинцет:
Они понадобятся вам для перемещения небольших проводов и крошечных электрических компонентов. Чем длиннее длина пинцета, тем легче получить доступ к проводам, компонентам и кнопкам, которые могут быть немного сложными.
Основные запчасти для дрон
Компоненты и аксессуары, которые вам нужны, зависят от того, какой тип дрона вы хотите построить, и функцию, которую вы хотите, чтобы он выполнял. Тем не менее, вот основные части для строительства практически любого типа дрона.
1.Рама:
Все в вашем дроне опирается на раму. Вы можете построить его самостоятельно или купить. Выберите раму, которая соответствует вашему идеальному размеру дрона, и помните, что руки должны соответствовать количеству двигателей, которые вы хотите использовать. Например, купите раму с четырьмя руками, если вы хотите построить квадрокоптер.
2. Батареи:
Внимательно рассмотрите тип и емкость батареи, которую вы хотите использовать. Литий-полимерная батарея (Li-Po) является предпочтительным выбором из-за ее высокой емкости и мощности.
3. Монитор батареи:
Done может летать без монитора батареи, но мониторы могут заранее предупредить вас об уровнях заряда батареи, что делает их довольно полезными. Вы не хотите, чтобы у вашего дрона закончился сок над прудом!
4. FPV камера:
Вам понадобится камера, чтобы делать записи во время полета или делать аэрофотоснимки. Лучшие камеры дронов — это типы качества 4K. Карданный вал также может пригодиться, если вы используете дрон с камерой.
5. Соединители:
Вам понадобятся разъемы 4,5 мм для сварки PDB и разъемы 3,5 мм для ESC и двигателей.
6. Контроллер:
Это мозг вашего дрона. Контроллер полета является концентратором для всего вашего оборудования для беспилотных летательных аппаратов, что означает, что он распределяет мощность по всем компонентам и управляет двигателями одновременно. Убедитесь, что вы выбрали один с гироскопом и акселерометром.
7. Электронный регулятор скорости (ESC):
Количество ESC для использования зависит от того, сколько рук будет у вашего дрона. Обратите внимание, что вам не нужен ESC, если вы используете щеточные двигатели.
8. Двигатели:
Количество двигателей, которые вам нужны, зависит от того, хотите ли вы беспилотный летательный аппарат с одним ротором или многороторный беспилотный летательный аппарат. Однако главное, что нужно отметить о моторах – это тип. Существует два основных типа, а именно, щеточные и бесщеточные двигатели. Бесщеточный двигатель является предпочтительным выбором для дронов DIY, потому что он легко работает на батарее вашего дрона и служит дольше. Щеточные двигатели дешевле, хотя и больше подходят для готовых к полету дронов. Недостатком является то, что они изнашиваются и ломаются быстрее, чем бесщеточные варианты.
9. Монтажная площадка:
Это уменьшит вибрации во время полета и особенно полезно, если вы хотите, чтобы ваш беспилотный летательный аппарат DIY делал снимки или записывал видео.
10. Распределительные щиты питания (PDB):
Это оборудование, которое соединяет ваши основные электрические компоненты, такие как разъем батареи и ESC.
11. Винтов:
Выбирайте пропеллеры, которые соответствуют раме вашего дрона. Хотя вы можете построить раму, используя древесину, вы не найдете деревянных пропеллеров. Но убедитесь, что вы выбрали пропеллеры с качественными материалами, которые хорошо подходят для вашего дрона.
12. Передатчик и RC приемник:
Передатчик — это то, что вы держите в качестве пилота, в то время как приемник RC остается на дроне, чтобы получать команды от вас, пилота. Устройство подключается к контроллеру полета. Выберите контроллер RC с пятью-шестью каналами. Каналы дроссельной заслонки, тангажа, крена и рыскания автоматически займут четыре канала, оставив вам два дополнительных канала, которые вы можете использовать для других элементов управления.
13. USB-ключ:
Если вам нужен дрон, который будет делать снимки или записывать видео, вам нужен USB-ключ для сохранения фотографий и видео.
Вы также можете включить зарядное устройство и другие аксессуары, в зависимости от того, что вы хотите выполнить.
Как правильно выбрать детали?
Ваш дрон так же хорош, как и его отдельные части, поэтому обязательно получите надежные и качественные из авторизованного магазина.
Но любой может соединить детали дронов вместе с застежками-молниями и другими инструментами. Вопрос в том, будет ли дрон летать и функционировать должным образом? Ваш дрон может работать по назначению только в том случае, если вы знаете, как выбрать правильные детали для него.
Помимо поиска качественных и надежных деталей, вы должны учитывать соотношение тяги к весу дрона. Должна быть достаточная тяга вверх, чтобы поднять вес дрона. Вы можете определить общий вес вашего дрона, добавив вес всех компонентов, которые идут на его создание.
Чтобы этот небольшой летательный аппарат успешно летал, вам нужно выбрать правильный двигатель, размер пропеллера и, конечно же, правильную батарею для питания дрона. Это простой способ обеспечить достаточную тягу, и это один из самых важных факторов, которые будут определять, будет ли ваш дрон летать или нет.
Не протаскивая вас через все «скучные» детали, всегда выбирайте двигатели, которые поставляются с таблицами тяги. Данные помогут вам решить, какой двигатель и другие компоненты выбрать, не таща ваш дрон вниз.
Соотношение тяги к весу 2: 1 обычно идеально подходит для мягкого полета, но вы должны стремиться к более высоким соотношениям (например, 5: 1), если вы хотите участвовать в гонках дронов. Тем не менее, более высокое время полета также означает большую батарею (что равняется большему весу).
Хорошо, теперь, когда вы собрали все детали и готовы с необходимыми вам инструментами, следующим очевидным шагом является начало соединения, пайки и связывания деталей вместе.
Как построить дрон
Существует множество различных способов создания дрона. Шаги и компоненты могут варьироваться в зависимости от того, сколько дрона действительно DIY. Но самое главное, тип беспилотника FPV, который вы хотите построить, будет определять, как вы это сделаете.
Чтобы все было просто, это пошаговое руководство будет сосредоточено на квадрокоптере или четырехроторном типе дрона по нескольким причинам.
Во-первых, это один из самых популярных типов дронов, и его довольно просто построить. Кроме того, все беспилотные летательные аппараты имеют в основном одинаковую анатомию, что означает, что вы можете адаптировать это руководство практически к любому типу дрона, который вы хотите построить.
Вот как построить беспилотный летательный аппарат DIY.
Шаг 1: Сборка рамы
Если вы строите с нуля, ваша первая задача — выбрать материал для строительства рамы, и это зависит от того, насколько прочным или прочным вы хотите, чтобы ваш дрон был. Ваши варианты включают дерево, металл и пластик. Не забудьте выбрать легкий материал, даже если вы используете металл.
Вырежьте два материала каркаса длиной 60 см и шириной 30 мм и соедините их в форму «X» с помощью клея или гвоздей в зависимости от материала, который является основной структурой квадрокоптера.
Вы также можете купить раму для своего дрона (более простой вариант) вместо того, чтобы строить ее самостоятельно. Просто убедитесь, что вы выбрали качественную раму.
PDB обычно идет сверху или под рамкой. Другие компоненты будут подключаться к распределительной плате питания. Прежде чем подключать PDB к кадру, лучше всего сначала установить соединения.
Припаяйте разъемы к вашим ЭСК и двигателям, после чего также следует припаять ЭСК и распиновку аккумулятора, часто пишущую как «распиновку» — это перекрестная ссылка между контактами электрического разъема и их функциями. Существует сравнение контактов как разъема мужского пола с PDB. Теперь, когда все разъемы установлены, вы можете закрепить PBD на раме с помощью застежек-молний.
Шаг 2: Установка двигателей
Просверлите отверстия в раме вашего дрона DIY, где вы будете монтировать каждый двигатель. Это отличная идея сделать дополнительные отверстия, чтобы обеспечить свободное перемещение зажима и вала, если двигатели не поставляются с креплениями. Конечно, просто пропустите это, если есть крепления на месте.
Теперь пришло время монтировать моторы, но нужно внимательно следить за тем, чтобы не потерять их. Ваш квадрокоптер будет иметь четыре двигателя; два двигателя CW (по часовой стрелке) и два двигателя CCW (против часовой стрелки). Установите их правильно, иначе у вас будут менее чем удовлетворительные результаты.
Поместите правильные двигатели на конец каждого рычага и закрепите их с помощью винтов и отвертки. Убедитесь, что они не слишком тугие.
Шаг 3: Установка ESC
Далее нужно смонтировать электронные регуляторы скорости. Хорошее место для подключения ESC находится в нижней части рамы. Это освободит место на верхней стороне дрона для других компонентов.
Закрепите ЭСК на раме с помощью застежек-молний, чтобы они оставались на месте во время полета. Не забудьте подключить разъемы ESC к двигателям.
Сейчас самое время проверить, правильно ли вращаются двигатели CW и CCW. Переключайте соединения, если они не вращаются в правильном направлении.
Шаг 4: Установка шасси
Ваш БПЛА должен приземляться в одном месте, а не сталкиваться с землей при спуске. Шасси значительно минимизируют удары при посадке, и ваш дрон должен иметь один.
По этому поводу нет жесткого и быстрого правила. Творчество – это то, что здесь нужно. Цель состоит в том, чтобы уменьшить общий шок, когда ваш маленький дрон приземляется.
Но если вам нужно вдохновение, вот идея о том, как сделать хорошее шасси. Разрежьте металлическую трубу на четыре кольца толщиной около 2 см. Используйте клейкую ленту для крепления колец к раме. Вы также можете использовать пластик или любой прочный, но гибкий материал для создания шасси.
Шаг 5: Прикрепите контроллер полета
Установите готовый к использованию контроллер полета в верхней части рамы рядом с серединой дрона. Вы можете получить контроллер полета в комплектах дронов или построить его самостоятельно. Но делайте это только в том случае, если вы уверены в этом, потому что процедура довольно сложная и сложная.
Контроллер полета обеспечивает стабильность и обрабатывает изменения направления во время полета. Убедитесь, что вы закрепите его на месте, удерживая его двусторонними липкими лентами, застежками-молниями или винтами.
Вибрации от двигателя могут повлиять на контроллер полета. Поэтому не забудьте добавить небольшой кусочек губки под контроллер полета, когда вы его устанавливаете, чтобы уменьшить вибрации, создаваемые двигателем. Это улучшит общую стабильность вашего дрона во время полета.
Теперь подключите все провода и другую электронику к контроллеру полета и откалибруйте ЭСК. Это также хорошее время для крепления пропеллеров. Не устанавливайте их слишком плотно, так как они будут автоматически затягиваться, если вы правильно установите CW и CCW. Убедитесь, что ваши пропеллеры толкают воздух вниз, когда они вращаются.
Шаг 6: Выберите правильную беспроводную систему дистанционного управления
Вам понадобится система дистанционного управления для управления вашим БПЛА. Существует довольно много доступных вариантов, поэтому проведите исследование и выберите один из наиболее надежных, таких как Spektrum, Futaba, FlySky и другие.
Вам также понадобятся некоторые каналы для дроссельной заслонки, крена, тангажа и рыскания, в том числе еще несколько, если вы планируете использовать камеры аэрофотосъемки. Дрон с камерой или каким-либо другим полезным аксессуаром ценнее, чем просто летающий кусок самолета. Но для вашего первого дрона DIY это нормально, чтобы построить простой дрон без слишком большого количества штуковин. Всегда есть место для улучшения, поэтому не перегружайте свой первый беспилотный летательный аппарат DIY.
Шаг 7: Подключите Open Pilot к своему дрон
Затем настройте контроллер полета на ESC и систему дистанционного управления. Этот шаг включает в себя много сборки, проводки и программирования. Будет полезно, если вы найдете соответствующие обучающие видео в Интернете для конкретных инструкций о том, как это сделать для вашего конкретного выбора контроллеров полета.
Шаг 8: Протестируйте свой дрон
Прежде чем использовать дрон, вам нужно протестировать его, чтобы убедиться, что все работает нормально. Вы можете проверить все функции, включая датчики и другие компоненты, с помощью OpenPilot, MissionPlanner или любого другого хорошего программного обеспечения GCS.
Перед испытанием лучше всего снять пропеллеры. Вот в чем дело, вы не можете быть слишком уверены, что ничего не сломается во время судебного разбирательства. Может быть неприятно начинать все сначала после того, как мы зашли так далеко. Таким образом, удаление реквизита снижает риск поломки вашего дрона во время испытания.
Найдите подходящее место для тестирования вашего небольшого дрона. Делайте это на контролируемом расстоянии и обратите внимание на кабели и застежки-молнии, когда вы проверяете движение дрона. Защитите любой компонент, который кажется неустойчивым или перемещается во время теста. Когда все работает по плану, ваш дрон готов к взлету!
Шаг 9: Дрон – Взлет
Последним шагом является запуск вашего дрона. Именно здесь резина встречается с дорогой, или в том случае, когда устройство встречается с воздухом! Перед взлетом убедитесь, что аккумулятор надежно на месте (желательно с помощью полоски Velcro). Вы не хотите, чтобы батарея перемещалась во время полета. Кроме того, убедитесь, что он правильно подключен ко всем компонентам и обеспечивает достаточную мощность. Убедитесь, что батарея не наполовину разряжена перед взлетом. Вы определенно не хотите исчерпать мощность в воздухе.
Для вашего первого испытательного полета найдите открытую площадку, чтобы протестировать свой беспилотный летательный аппарат DIY. Открытая площадка минимизирует ущерб вашему небольшому самолету, если он потерпит крушение. Кроме того, если что-то пойдет не так, открытая площадка ограничит потенциальный ущерб, который может нанести беспилотник. Убедитесь, что вы тестируете свой дрон там, где вы можете видеть его на протяжении всего сеанса полета.
Поместите свой небольшой дрон на землю, включите органы управления и совершите свой первый полет. Не забывайте медленно дросселировать свой дрон, следя за тем, чтобы он держался на низкой высоте для начала. Это предотвратит любые серьезные повреждения в случае, если ваш беспилотник выйдет из-под контроля и рухнет.
Если вы следовали инструкциям и проявляли должную осмотрительность (и исключали любые неожиданные инциденты), ваш БПЛА должен взлететь плавно.
Поздравляем с первым полетом!
Заключение
Эта статья о том, как построить дрон с нуля. Есть много факторов, которые следует учитывать, но все начинается с знания различных компонентов и того, как выбрать правильные детали. Добавление аксессуаров к вашему БПЛА, таких как камеры, может значительно улучшить функциональность вашего дрона. Вместо того, чтобы летать на прославленном воздушном змее, дрон с камерой может стать полезным во многих отношениях.
Успех конструкции вашего дрона начинается с соотношения тяги к весу. Всегда помните, что лучшие беспилотные летательные аппараты достаточно легки, чтобы летать, но достаточно тяжелы, чтобы оставаться сбалансированными в воздухе.
Имейте в виду, что реальная процедура создания дронов будет немного отличаться и даже включать в себя несколько небольших или промежуточных шагов. Это связано с тем, что компоненты, аксессуары, программы и типы дронов варьируются от человека к человеку. Кроме того, способы их создания и сборки зависят от того, насколько простым или сложным каждый человек намерен сделать свой беспилотник.
Это нормально для пары деталей из комплекта дронов FPV, особенно если вы полный новичок. Это поможет вам привыкнуть к различным частям и шагам, а также даст вам представление о том, чего ожидать, когда вы решите построить свой с нуля.
Ваш первый беспилотный летательный аппарат DIY может быть не идеальным, но практика делает совершенным. И острые ощущения от того, что он поднимается с земли, более чем достаточная мотивация для создания лучших версий в будущем.
