Как построить дрон:вот несколько правильных пошаговых руководств

Что такое дрон?

Определение дрона

Дрон — это беспилотный летательный аппарат или летающий робот, официально известный как беспилотные летательные аппараты (БПЛА). У дрона есть наземный контроллер, который управляет летательным аппаратом и дистанционно связывается с ним.

В то время как самым простым вариантом было бы купить любой из имеющихся в продаже дронов, таких как варианты bind n fly (BNF) или готовый к полету (RTF), предприимчивые технически подкованные люди предпочтут построить дрон с видом от первого лица или FPV. с нуля.

Кстати, вам не нужно быть инженером или студентом инженерного факультета, чтобы построить дрон (хотя это огромное преимущество). Все поклонники самодельных дронов действительно могут получать удовольствие от сборки своих дронов, если они достаточно терпеливы, чтобы следовать правильным инструкциям.

Суть этого руководства заключается не только в получении набора для дрона и пайке предварительно собранных деталей. Вместо этого он предназначен для инженеров, дизайнеров и поклонников самодельных дронов, которые действительно хотят изучить различные части 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 собирать дрон своими руками — не самая простая вещь в мире. Таким образом, какими бы простыми ни казались инструкции, правда в том, что это потребует серьезной работы, но конечное удовлетворение оправдывает все усилия.

Теперь давайте кратко рассмотрим различные типы дронов.

Типы дронов

Важно знать, что существует более одного типа дронов, так же как и несколько категорий (таких как дизайн, назначение, размер и другие). Но давайте сузим нашу область до дизайна потребительских дронов. К ним относятся:

Дроны-вертолеты с одним ротором:

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 дроны:

Это дроны с центральным корпусом и более чем одним ротором, которые приводят в движение пропеллеры. Вот профессиональный совет:мультироторные дроны — ваш лучший выбор, если вы хотите иметь «глаза в небе». Когда дело доходит до аэрофотосъемки, трудно спорить с многороторным дроном, потому что он дает вам отличный контроль над кадрированием и положением. Наиболее распространенными типами многороторных дронов являются четырехроторные (квадрокоптеры). Другие включают трикоптер (три ротора), гексакоптер (шесть роторов) и октокоптер (восемь роторов).

Дроны для селфи:

По сути, это небольшие дроны с качественной камерой с функцией распознавания 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 дрон JJRC H37 Elfie.

Гоночные дроны:

Это дроны FPV, используемые в гоночных соревнованиях, похожих на автомобильные гонки, за исключением, конечно, того, что эта гонка проходит в воздухе. Каждый участник носит на голове дисплей, который показывает потоки в прямом эфире, когда они управляют дроном с камерой. К качественным гоночным дронам относятся Walkera F210 3D, Eachine Wizard X220S, Holy Stone HS230 и ARRIS X-Speed ​​280 V2.

Основные инструменты, необходимые для создания дрона

Независимо от того, собираете ли вы уже собранные детали или строите с нуля, вам понадобятся некоторые основные инструменты. Кроме того, эти инструменты пригодятся, когда вам нужно починить дрон после аварии.

Вот некоторые из основных инструментов, которые вам понадобятся для сборки (и ремонта) дрона своими руками.

Паяльник:

Вам понадобится паяльник, чтобы соединить два провода, а также собрать части и детали дрона.

Ленты:

Они будут служить столь необходимым изолятором между разъемами, чтобы предотвратить короткое замыкание и поломку вашего дрона. Возможные варианты включают двусторонние ленты, изоляционные ленты и каптоновые ленты.

Стяжки:

Стяжки просты, но необходимы для успешной сборки дрона. Регуляторы скорости и другое оборудование легче прикрепить к раме с помощью стяжек.

липучка:

Полоска липучки пригодится, когда нужно прикрепить аккумулятор к раме.

Мультиметр:

Вам понадобится этот инструмент для диагностики электрических проблем и определения напряжения в различных электрических частях. Мультиметр — необходимый инструмент, если ваш дрон должен работать правильно.

Ручной инструмент (шестигранные отвертки, отвертка/гаечный ключ, плоскогубцы):

Это необходимые инструменты для защиты, модификации и разборки различных компонентов вашего дрона. Попытки собрать дрон своими руками без этих инструментов — пустая трата времени.

Зажигалка/тепловая пушка:

Тепловая пушка — хороший вариант, но, возможно, она не слишком необходима для нанесения тепла на термоусадку вокруг проводов. Простая зажигалка тоже отлично справится с этой задачей.

Дымогасители:

Они очень полезны для предотвращения повреждений, которые могут возникнуть в случае любого короткого замыкания. При избыточном токе лампочка на глушителе перегорит, а не нанесет вред вашему дрону.

Пинцет:

Они понадобятся вам для перемещения небольших проводов и крошечных электрических компонентов. Чем длиннее пинцет, тем легче получить доступ к проводам, компонентам и кнопкам, что может быть немного сложнее.

Основные части дрона

Компоненты и аксессуары, которые вам нужны, зависят от типа дрона, который вы хотите построить, и функций, которые вы хотите, чтобы он выполнял. Однако вот основные детали для сборки почти любого типа дрона.

1.Кадр:

Все в вашем дроне держится на раме. Вы можете построить его сами или купить. Выберите раму, которая соответствует идеальному размеру вашего дрона, и помните, что руки должны соответствовать количеству моторов, которые вы хотите использовать. Например, купите раму с четырьмя руками, если хотите собрать квадрокоптер.

2. Батареи:

Тщательно продумайте тип и емкость батареи, которую вы хотите использовать. Литий-полимерный аккумулятор (Li-Po) предпочтительнее из-за его высокой емкости и производительности.

3. Монитор батареи:

Done может летать без монитора батареи, но мониторы могут заранее предупредить вас об уровне заряда батареи, что делает их весьма полезными. Вы же не хотите, чтобы ваш дрон разрядился над прудом!

4. FPV-камера:

Вам понадобится камера, чтобы делать записи во время полета или делать аэрофотоснимки. Лучшие камеры для дронов имеют качество 4K. Подвес также может пригодиться, если вы используете дрон с камерой.

5. Соединители:

Вам потребуются разъемы 4,5 мм для сварки PDB и разъемы 3,5 мм для регуляторов скорости и двигателей.

6. Контроллер:

Это мозг вашего дрона. Полетный контроллер — это центр для всего оборудования вашего дрона, то есть он распределяет мощность на все компоненты и одновременно управляет двигателями. Убедитесь, что вы выбрали устройство с гироскопом и акселерометром.

7. Электронный контроль скорости (ESC):

Количество используемых ESC зависит от того, сколько вооружений будет у вашего дрона. Обратите внимание, что вам не нужен ESC, если вы используете коллекторные двигатели.

8. Моторы:

Количество необходимых двигателей зависит от того, хотите ли вы дрон с одним ротором или с несколькими роторами. Тем не менее, главное, на что следует обратить внимание в отношении двигателей, — это тип. Есть два основных типа, а именно, щеточные и бесщеточные двигатели. Бесщеточный двигатель является предпочтительным выбором для самодельных дронов, потому что он экономит заряд батареи вашего дрона и служит дольше. Однако коллекторные двигатели дешевле 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 самодельный дрон делал снимки или записывал видео.

10. Щиты распределения питания (PDB):

Это оборудование, которое соединяет ваши основные электрические компоненты, такие как разъем аккумулятора и ESC.

11. Пропеллеры:

Выберите пропеллеры, которые подходят к раме вашего дрона. Хотя вы можете построить раму из дерева, вы не найдете деревянных пропеллеров. Но убедитесь, что вы выбрали пропеллеры из качественных материалов, которые подходят для вашего дрона.

12. Передатчик и приемник RC:

Передатчик — это то, что вы держите как пилот, в то время как приемник RC остается на дроне, чтобы получать команды от вас, пилота. Устройство подключается к полетному контроллеру. Выберите RC-контроллер с пятью-шестью каналами. Каналы газа, тангажа, крена и рыскания автоматически занимают четыре канала, оставляя 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 понадобится USB-ключ для сохранения фотографий и видео.

Вы также можете включить зарядное устройство и другие аксессуары, в зависимости от того, чего вы хотите достичь.

Как правильно выбрать детали?

Ваш дрон так же хорош, как и его отдельные части, поэтому приобретайте надежные и качественные детали в авторизованном магазине.

Но любой может соединить части дрона вместе с помощью стяжек и других инструментов. Вопрос в том, будет ли дрон летать и нормально работать? Ваш дрон может работать по назначению только в том случае, если вы знаете, как выбрать для него правильные детали.

Помимо поиска качественных и надежных деталей, вы должны учитывать соотношение тяги и веса дрона. Тяга вверх должна быть достаточной, чтобы поднять вес дрона. Вы можете определить общий вес вашего дрона, добавив вес всех компонентов, которые входят в его конструкцию.

Чтобы этот маленький летательный аппарат успешно летал, вам нужно выбрать правильный двигатель, размер пропеллера и, конечно же, правильный аккумулятор для питания дрона. Это простой способ обеспечить достаточную тягу, и это один из наиболее важных факторов, определяющих, полетит ваш дрон или нет.

Не вдавливая вас во все «скучные» детали, всегда выбирайте двигатели, которые поставляются с таблицами тяги. Эти данные помогут вам решить, какой двигатель и другие компоненты выбрать, не перегружая дрон.

Соотношение тяги к весу 2:1 обычно идеально подходит для мягкого полета, но вам следует стремиться к более высокому соотношению (например, 5:1), если вы хотите участвовать в гонках дронов. Однако большее время полета также означает большую батарею (что соответствует большему весу).

Хорошо, теперь, когда вы собрали все детали и подготовили необходимые инструменты, следующий очевидный шаг — начать соединение, пайку и соединение деталей вместе.

Как построить дрон

Есть много разных способов построить дрон. Шаги и компоненты могут варьироваться в зависимости от того, насколько дрон действительно сделан своими руками. Но самое главное, тип дрона FPV, который вы хотите построить, будет определять, как вы будете это делать.

Для простоты в этом пошаговом руководстве основное внимание будет уделено квадрокоптеру или дрону с четырьмя роторами по нескольким причинам.

Во-первых, это один из самых популярных типов дронов, и его довольно просто построить. Кроме того, все дроны имеют в основном одинаковую анатомию, а это значит, что вы можете адаптировать это руководство практически к любому типу дрона, который хотите построить.

Вот как сделать дрон своими руками.

Шаг 1. Сборка рамы

Если вы строите с нуля, ваша первая задача — выбрать материал для изготовления рамы, и это зависит от того, насколько прочным или прочным вы хотите сделать свой дрон. Ваши варианты включают дерево, металл и пластик. Не забудьте выбрать легкий материал, даже если вы используете металл.

Вырежьте два 60 см в длину и 30 мм в ширину из выбранного вами материала рамы и соедините их в форме буквы "X" с помощью клея или гвоздей, в зависимости от материала, который является основной конструкцией квадрокоптера.

Вы также можете купить раму для своего дрона (более простой вариант) вместо того, чтобы делать ее самостоятельно. Просто убедитесь, что вы выбрали высококачественную рамку.

PDB обычно идет сверху или под рамой. Другие компоненты будут подключаться к плате распределения питания. Прежде чем прикрепить PDB к раме, лучше сначала выполнить соединения.

Припаяйте коннекторы к вашим регуляторам и двигателям, после чего также припаяйте регуляторы и аккумулятор распиновка , часто обозначаемый как «распиновка», представляет собой перекрестную ссылку между контактами электрического разъема и их функциями. Есть уподобление контактов в качестве штекерного разъема PDB. Теперь, когда все разъемы установлены, вы можете прикрепить PBD к раме с помощью стяжек.

Шаг 2. Установите моторы

Просверлите отверстия в раме самодельного дрона, где вы будете устанавливать каждый двигатель. Это отличная идея сделать дополнительные отверстия, чтобы обеспечить свободное движение зажима и вала, если двигатели не поставляются с креплениями. Конечно, просто пропустите это, если есть крепления.

Теперь пришло время установить двигатели, но вам нужно внимательно следить за тем, чтобы не потерять их. Ваш квадрокоптер будет иметь четыре двигателя; два двигателя CW (по часовой стрелке) и два двигателя против часовой стрелки (против часовой стрелки). Установите их правильно, иначе результаты будут неудовлетворительными.

Установите правильные двигатели на конце каждого рычага и закрепите их с помощью винтов и отвертки. Убедитесь, что они не слишком тугие.

Шаг 3. Установите регулятор скорости

Далее необходимо смонтировать электронные регуляторы скорости. Удобное место для подключения ESC находится внизу рамы. Это освободит место на верхней стороне дрона для других компонентов.

Прикрепите ESC к раме с помощью стяжек, чтобы убедиться, что они остаются на месте во время полета. Не забудьте подключить разъемы ESC к моторам.

Теперь самое время проверить, правильно ли вращаются двигатели CW и CCW. Переключите соединения, если они вращаются не в правильном направлении.

Шаг 4. Установите шасси

Ваш БПЛА должен приземляться целым, а не сталкиваться с землей при снижении. Шасси значительно снизят удары при посадке, и ваш дрон должен быть оснащен им.

В этом нет жесткого и быстрого правила. Креатив здесь нужен. Цель состоит в том, чтобы уменьшить общий шок, когда ваш маленький дрон приземляется.

Но если вам нужно вдохновение, вот идея, как сделать хорошее шасси. Разрежьте металлическую трубу на четыре кольца толщиной около 2 см. Используйте клейкую ленту, чтобы прикрепить кольца к раме. Вы также можете использовать пластик или любой прочный, но гибкий материал для создания шасси.

Шаг 5. Прикрепите полетный контроллер

Установите готовый к использованию полетный контроллер в верхней части рамы ближе к середине дрона. Вы можете получить контроллер полета в наборах для дронов или собрать 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. Обязательно закрепите его на месте, удерживая двусторонними липкими лентами, стяжками или винтами.

Вибрации от мотора могут повлиять на полетный контроллер. Поэтому не забудьте подложить небольшой кусочек губки под полетный контроллер, когда будете его монтировать, чтобы уменьшить вибрации, создаваемые мотором. Это улучшит общую стабильность вашего дрона во время полета.

Теперь подключите все провода и другую электронику к полетному контроллеру и откалибруйте ESC. Это также хорошее время для установки пропеллеров. Не устанавливайте их слишком туго, так как они автоматически затянутся, если вы правильно установите по часовой стрелке и против часовой стрелки. Убедитесь, что ваши пропеллеры толкают воздух вниз при вращении.

Шаг 6. Выберите подходящую систему беспроводного дистанционного управления

Вам понадобится система дистанционного управления для управления вашим БПЛА. Доступно довольно много вариантов, поэтому проведите исследование и выберите один из наиболее надежных, например 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 для аэрофотосъемки. Дрон с камерой или какой-то другой полезный аксессуар ценнее, чем просто летающий летательный аппарат. Но для вашего первого самодельного дрона вполне нормально собрать простой дрон без слишком большого количества штуковин. Всегда есть возможности для улучшения, поэтому не перегружайте свой первый самодельный дрон.

Шаг 7. Подключите Open Pilot к дрону

Затем настройте полетный контроллер на ESC и систему дистанционного управления. Этот шаг включает в себя много сборки, проводки и программирования. Будет полезно, если вы найдете соответствующие обучающие видеоролики в Интернете с конкретными инструкциями о том, как это сделать для вашего конкретного полетного контроллера.

Шаг 8. Проверьте свой дрон

Прежде чем использовать дрон, необходимо 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, нельзя быть слишком уверенным, что ничего не сломается при испытании. Может быть неприятно начинать все сначала после того, как вы зашли так далеко. Таким образом, снятие реквизита снижает риск поломки дрона во время испытания.

Найдите подходящее место для тестирования вашего маленького дрона. Делайте это на контролируемом расстоянии и обращайте внимание на кабели и стяжки при проверке движения дрона. Закрепите любой компонент, который кажется неустойчивым или перемещается во время теста. Когда все пойдет по плану, ваш дрон готов к взлету!

Шаг 9. Дрон — взлет

Последний шаг — полет вашего дрона. Это где резина встречается с дорогой, или в случае когда аппарат встречается с воздухом! Перед взлетом убедитесь, что батарея надежно закреплена (желательно с помощью липучки). Вы не хотите, чтобы батарея перемещалась во время полета. Кроме того, убедитесь, что он правильно подключен ко всем компонентам и обеспечивает достаточную мощность. Перед взлетом убедитесь, что аккумулятор не разряжен наполовину. Вы определенно не хотите разрядиться в воздухе.

Для своего первого пробного полета найдите открытую площадку, чтобы протестировать самодельный дрон. Открытая площадка сведет к минимуму повреждения вашего маленького самолета в случае его крушения. Кроме того, если что-то пойдет не так, открытая площадка ограничит потенциальный ущерб, который может нанести дрон. Убедитесь, что вы тестируете свой дрон там, где вы можете видеть его во время сеанса полета.

Поместите свой маленький дрон на землю, включите элементы управления и совершите свой первый полет. Не забывайте медленно увеличивать скорость дрона, стараясь удерживать его на малой высоте для начала. Это предотвратит серьезные повреждения, если ваш дрон выйдет из-под контроля и рухнет.

Если вы следовали инструкциям и проявляли должную осмотрительность (и исключали какие-либо непредвиденные инциденты), ваш БПЛА должен взлететь без проблем.

Поздравляем с первым полетом!

Заключение

Эта статья о том, как построить дрон с нуля. Необходимо учитывать множество факторов, но все начинается со знания различных компонентов и выбора правильных деталей. Добавление аксессуаров к вашему БПЛА, таких как камеры, может значительно улучшить функциональность вашего дрона. Вместо прославленного воздушного змея дрон с камерой может оказаться полезным во многих отношениях.

Успех вашего дрона начинается с соотношения тяги и веса. Всегда помните, что лучшие дроны достаточно легкие, чтобы летать, но достаточно тяжелые, чтобы сохранять равновесие в воздухе.

Имейте в виду, что реальная процедура создания дронов будет немного отличаться и даже включать несколько небольших или промежуточных шагов. Это потому, 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 собирается сделать свой дрон.

Можно соединять детали из комплекта дрона FPV, особенно если вы новичок. Это поможет вам привыкнуть к различным частям и шагам, а также даст вам представление о том, чего ожидать, когда вы решите создать свой проект с нуля.

Ваш первый дрон, сделанный своими руками, может быть не идеальным, но практика делает его совершенным. И восторг от того, как он отрывается от земли, является более чем достаточной мотивацией для создания лучших версий в будущем.