Drone Pi: двухрежимный квадрокоптер Multiwii + Raspberry Pi для управления со смартфона и пульта

ПРИМЕЧАНИЕ: ЭТО РУКОВОДСТВО ПИШЕТСЯ

Это руководство документирует квадрокоптер, сочетающий полетный контроллер Multiwii с Raspberry Pi 2 B. Его выдающаяся черта — возможность пилотировать аппарат либо обычным RC-передатчиком, либо через смартфон-приложение.

Multiwii обрабатывает распределение мощности моторов и стабильность полета, в то время как Raspberry Pi принимает команды от телефона, передает их в Multiwii и стримит данные камеры. Pi‑Camera спереди записывает Full‑HD видео или фото, сохраняя медиа на USB-накопитель.

Рама собрана из переработанных материалов — вызов, демонстрирующий, как построить функциональный аппарат даже с компонентами тяжелее стандартных.

Мы — группа молодых французских студентов, создавшие этот дрон впервые. Использовали онлайн-туториалы и Instructables как основу, теперь делимся полной сборкой с вами. Наслаждайтесь!

Шаг 1: Детали

Для сборки квадрокоптера понадобятся следующие компоненты:

• Рама — постройте или купите 0.45 м X-образную раму с тремя центральными уровнями для Raspberry Pi, Multiwii, батареи и ESC.
• 4 мотора (16€) — бесколлекторные Turnigy. Ссылка
• 4 ESC (10€) — Hobbyking 30A ESC. Ссылка
• Батарея (27,5€) — Turnigy 3S 3300 mAh. Ссылка
• Монитор батареи (4€) — Hobbyking 3S battery monitor. Ссылка
• Плата распределения питания (4€) — Hobbyking quadcopter power distribution board. Ссылка
• Коннекторы 3.5 мм (4,5€) — для ESC-мотор соединений. Ссылка
• Коннекторы 4.5 мм (4,33€) — для новых коннекторов платы распределения. Ссылка
• Пропеллеры (5€) — 10 × 4.5 SF пропеллеры для 40 см рамы. Ссылка
• Multiwii (49€) — CRIUS AIO PRO Multiwii полетный контроллер.
• Амортизирующая подложка (2€) — вибро-амортизирующие подложки для Multiwii. Ссылка
• Raspberry Pi 2 B (35€) — обрабатывает беспроводную связь и пересылку команд.
• Pi camera (19€) — фронтальная камера для Full‑HD видео и фото.
• Wifi ключ (9€) — позволяет Pi создать частную Wi‑Fi сеть.
• USB ключ — для хранения записанного видео.
• Пульт ДУ + RC-приемник — опционально; подключается к Multiwii для традиционного пилотирования.

Припаяйте коннекторы к проводам ESC, моторам и плате распределения перед монтажом.

Шаг 2: Как это работает

Multiwii — открытый полетный контроллер на базе Arduino. Он преобразует команды pitch, roll, yaw и throttle в импульсы ESC, удерживая аппарат стабильным. Мы используем CRIUS AIO PRO V2, популярный вариант с сильным сообществом.

Raspberry Pi — при загрузке Pi создает частную Wi‑Fi точку доступа с DHCP-сервером, выдавая смартфону IP-адрес. Пользовательский Python-скрипт запускает WebSocket-сервер, принимающий реальные команды управления от телефонного приложения. Тот же скрипт открывает последовательное соединение с Multiwii, пересылая команды. Исходный код на GitHub: Multiwii‑Raspberry‑Drone‑Server.

Приложение — построено на Cordova с HTML, CSS, JavaScript, делая его кроссплатформенным (Android, iOS и др.). Устанавливает WebSocket-соединение с Pi и рендерит стандартный интерфейс контроллера. Код здесь: QuadcopterControl.

Шаг 3: Рама

0.45 м X-образная рама дает стабильную платформу, подходящую для камерной работы, а не гонок. Три уровня монтажа позволяют эффективно разместить Raspberry Pi, Multiwii, ESC и батарею. Мы спроектировали верхнюю платформу для Multiwii (с Pi под ней) и нижнюю — для батареи, упрощая обслуживание и замену аккумулятора. Несмотря на сборку из переработанных деталей, вес рамы остается в пределах возможностей моторов.

Шаг 4: Двигательная установка

1. Соедините каждый мотор со своим ESC, соблюдая цветовую кодировку. Переверните подключение мотора для смены вращения пропеллера при необходимости (см. схему проводки). Держите пропеллеры снятыми, пока система не будет безопасной.

2. Подключите ESC к плате распределения питания, соблюдая полярность.

3. После проверки проводки смонтируйте компоненты на раму.

4. Если винты моторов слишком малы для пропеллеров, расширьте их соответственно (см. наши фото).

Для дальнейших деталей обратитесь к полному гайду сборки.