Беспилотник своими руками: Урок 7. FPV и расстояние удаления.

Урок 7. FPV и расстояние удаления.

Содержание

Введение

Первые шесть уроков рассматривают конструкторские соображения, лежащие в основе создания специального многомоторного БПЛА/Дрона. 7 урок, не раскрывает аспектов сборки, а описывает ряд дополнительных аксессуаров/устройств, используемых для реализации полёта от первого лица (FPV) и управления на большом расстоянии. Эта статья больше ориентирована на применение радиоуправления в «полевых условиях»; в отличие от полёта внутри помещений или в местах, где розетки могут обеспечить питание. Обратите внимание, урок охватывает только очень небольшую часть информации, необходимой для правильного понимания FPV/Систем дальнего радиуса действия, и предназначена главным образом для ознакомления читателя с понятиями, терминами, продуктами и принципами, лежащими в основе FPV и управления дроном на больших расстояниях.

Вид от первого лица (FPV)

Вид от первого лица (FPV — First Person View) — одно из основных движущих сил стремительно растущей популярности мультимоторных БЛА, позволяющая получить совершенно иную перспективу («вид с высоты птичьего полёта») нашей планеты и само ощущение полёта. Несмотря на то, что добавление камеры к БПЛА не является чем-то новым, относительная простота управления, низкая цена и широкий ассортимент дронов, позволяют легко купить или создать беспилотный летательный аппарат с камерой.

Вид от первого лица (FPV) в настоящее время реализуется посредством предустановленного на коптер тандема, состоящего из FPV камеры и видеопередатчика, что позволяет в режиме реального времени отправлять видео пилоту или ассистенту. Обратите внимание, что на рынке предлагаются готовые, либо полуготовые FPV системы, где в свою очередь, готовые FPV системы обеспечивают уверенность пользователя в том, что все её элементы совместимы друг с другом.

Видеокамера

  • Практически любая видеокамера, которая имеет возможность подключения к видеопередатчику, может использоваться для реализации FPV полёта, тем не менее, важно учитывать вес, так как многомоторные БЛА постоянно борются с гравитацией и не имеют преимуществ крылатого воздушного судна для обеспечения дополнительного подъёма.
  • Видеокамеры бывают самых разных форм и размеров, а также могут иметь различный потенциал в качестве съёмки, тем не менее в настоящее время далеко немногие адаптированы специально для БПЛА. Из-за этих ограничений по размеру, весу и производительности, большинство камер используемых в многомоторных FPV-системах, пришло от «экшн-камер», а также от приложений видеонаблюдения и индустрии безопасности (например, скрытые камеры).
  • Большие камеры, такие как DSLR (зеркальные) или крупные видеокамеры, обычно используются профессионалами, но из-за своего веса требуемый дрон имеет тенденцию быть довольно большим.
  • Некоторые видеокамеры могут питаться напрямую от источника питания 5В (полезно, поскольку большинство контроллеров полёта также работают при 5В, питаясь от BEC), в то время как другим может потребоваться 12В или даже своя собственная встроенная аккумуляторная батарея.
  • Самой популярной камерой, используемой в настоящее время на многомоторных БПЛА является — GoPro. Это связано с их прочностью, небольшими размерами, высоким качеством видео/фото, встроенным аккумулятором, широким ассортиментом аксессуаров и доступностью по всему миру. Камеры GoPro также имеют USB выход, который можно использовать для передачи видео, а некоторые даже имеют встроенный WiFi модуль для передачи видео на короткие расстояния.
  • Учитывая успех GoPro, многие другие производители создали свои собственные аналогичные линии спортивных/экшн-камер, но их характеристики, цена, и качество разнятся. Обратите внимание, что если вам потребуется 3D-видео, вам понадобятся две камеры и видеопередатчик, способный передавать два сигнала.

Подвес

Система подвеса включает в себя механическую раму, два или более мотора (обычно до трёх для панорамирования, наклона и крена), а также датчики и электронику. Камера установлена таким образом, что двигатели не должны обеспечивать угловое усилие (крутящий момент), чтобы держать камеру под фиксированным углом («сбалансированным»).

Оси, о которых идёт речь, позволяют панорамировать, наклонять или поворачивать камеру. 1-осевая система, которая не имеет собственного датчика, может рассматриваться как система панорамирования или наклона. Наиболее популярная конструкция включает в себя установку двух моторов (обычно BLDC двигатели, специально разработанные для использования с подвесами), которая управляет наклоном и поворотом камеры. Следовательно камера всегда обращена в сторону передней части дрона, что также гарантирует, что пилот не будет дезориентирован, если камера будет смотреть в одном направлении, а передняя сторона беспилотника — в другом.

3-осевой подвес добавляет панорамирование (влево и вправо) и наиболее полезен в тандеме с двумя операторами, когда один человек управляет дроном, а другой может независимо управлять камерой. В такой конфигурации для двух человек также может быть задействована вторая (фиксированная) курсовая камера для пилота. Как правило, существует один из двух видов карданных систем:

Бесколлекторный подвес

  • Бесколлекторные моторы постоянного тока (BLDC — Brushless Direct Current Motor) или (PMSM — Permanent Magnet Synchronous Motor) или (Вентильные электродвигатели (ВД)) — обеспечивают быструю реакцию с минимальной вибрацией, однако требуют присутствия отдельного (и специализированного) бесколлекторного контроллера постоянного тока.
  • Чтобы автоматически поддерживать уровень камеры, где-то вокруг камеры (обычно под её креплением) устанавливается инерциальный измерительный блок (IMU), состоящий из акселерометра и гироскопа, так чтобы положение камеры (относительно земли) можно было отслеживать. Показания блока отправляются на отдельную плату бесколлекторного контроллера постоянного тока (часто устанавливаемую прямо над подвесом), который вращает моторы, так, что положение камеры остаётся в определенной ориентации, несмотря на любое перемещение дрона.
  • Сама плата контроллера включает в себя встроенный микроконтроллер. Бесколлекторный контроллер постоянного тока карданного подвеса обычно можно подключить непосредственно к каналу на приёмнике (в отличие от контроллера полёта), поскольку он реагирует на изменения ориентации камеры, а не ориентации БПЛА, и, следовательно, не зависит от контроллера полёта.
  • Обратите внимание, что поскольку GoPro является популярной экшн-камерой, большинство бесколлекторных подвесов созданы для использования с одной или несколькими моделями GoPro (исходя из размеров GoPro, центра масс, местоположения камеры и т.д.). Вы также заметите, что BLDC подвесы почти всегда имеют демпфирование, которое сводит к минимуму вибрацию, передаваемую от дрона к камере.

Радиоуправляемый сервоподвес

  • В основе радиоуправляемого сервоподвеса — сервопривод, как правило, предлагает более медленное время отклика, по сравнению с бесколлекторными подвесами, и излишнюю вибрацию. При этом сервосистемы значительно дешевле бесколлекторных, а 3-контактные сервоприводы в большинстве случаев могут быть подключены непосредственно к полётному контроллеру, что позволяет воспользоваться встроенным в ПК — IMU, для определения уровня относительно земли, и последующего перемещения сервоприводов.

Видеопередатчик (VTX)

В настоящее время немногие контроллеры полёта (за исключением готовых к работе БЛА массового потребительского рынка) имеют встроенный видеопередатчик, это означает, что обычно требуется отдельное VTX дооснащение. Видеопередатчики, используемые в беспилотном хобби, в настоящее время популярны, так как они лёгкие и маленькие. Можно использовать и другие видеопередатчики сторонних разработчиков, но, в таком случае должны учитываться некоторые важные соображения касательно подключения питания (может потребоваться настройка, если устройство принимает питание только от «Barrel» разъёма), а также входного напряжения; Если видеоустройство работает при напряжении, которого нет на борту вашей сборки, где, вам может потребоваться дополнительная электроника, например, регулятор напряжения. Видеопередатчики не затрагивающие беспилотное хобби, редко удовлетворяют по таким параметрам как вес или размер, и как правило заключены в защитный кейс (а иногда, неоправданно тяжелый).

Мощность видеопередатчика

Видеопередатчики обычно рассчитаны на определенную выходную мощность, но не следует полагать, что кто-либо может использовать любую номинальную мощность, доступную на рынке. Беспроводные частоты и мощность тщательно отслеживаются и регулируются, поэтому настоятельно рекомендуется ознакомиться с правилами беспроводной связи в стране где вы находитесь.

Мощность, которую потребляет видеопередатчик, напрямую влияет на максимальную дальность его сигналов. В Северной Америке для работы беспроводного передатчика, который потребляет энергию выше определенной (в Ваттах), требуется, чтобы оператор имел лицензию радиолюбителя (HAM). Например, в Канаде, FPV оператору большой дальности обычно требуется пройти, по крайней мере, «Базовый квалификационный тест радиолюбителя», чтобы работать на мощности, необходимой для беспроводных приложений большой дальности.

Если вы не имеете никакой квалификации, настоятельно рекомендуется использовать видео передатчик менее 200 мВт, чтобы избежать риска судебных исков (власти могут связаться с вами, если ваш сигнал начнет мешать другим беспроводным сигналам).

Питание для видеопередатчика обычно подается от BEC от одного из ESC, который также питает остальную часть электроники. Если вы подозреваете, что вся электроника потребляет больше тока, чем может обеспечить один BEC, вы можете использовать BEC от второго ESC для питания VTX. Использовать отдельную батарею для питания видеопередатчика не рекомендуется.

Частоты/Каналы видеопередатчика

Большинство видеопередатчиков работают на одной из ниже перечисленных частот. Обратите внимание, что, поскольку вы, вероятно, уже будете использовать стандартную аппаратуру управления, которая работает на определенной частоте, правильным будет выбрать видеопередатчик так, чтобы их частоты не совпадали. Например, если ваше пульт управления работает на частоте 2.4 ГГц, вам следует обратить внимание на видеопередатчик с рабочей частотой: 900 МГц, 1.2ГГц или 5.8ГГц.

900МГц (0.9ГГц)
  • Низкочастотный сигнал легче проникает через стены и деревья
  • DIY антенны легко сделать, потому что низкие частоты подразумевают большие антенны
  • Качество изображения не такое хорошее, как на 5.8ГГц
  • Может оказать негативное влияние на GPS приёмники
  • Считается «старой» технологией
  • В целом, лучший для среднего диапазона
1.2ГГц (от 1.2 до 1.3 ГГц)
  • Используется для дальних FPV полётов, поскольку предлагает хорошее расстояние
  • Много разных антенн на рынке
  • Частота, как правило, используется множеством других устройств
  • Стены и препятствия оказывают большее влияние, чем более низкая частота
  • Средний/длинный диапазон
2.4ГГц (от 2.3 до 2.4ГГц)
  • Используется для FPV на большие расстояния с небольшим количеством препятствий
  • Одна из наиболее широко используемых частот для беспроводных устройств
  • Доступны многие аксессуары (антенны, передатчики и т.д.)
  • Не следует использовать рядом с параллельно работающими на аналогичной частоте RC передатчиками или другими устройствами, которые могут создавать помехи.
  • Может работать с другими частотами, но не будет рассмотрено в этом разделе.
5.8ГГц
  • Отлично подходит для применения на малых расстояниях
  • Стены и другие препятствия оказывают существенное влияние на дальность
  • Антенны маленькие/компактные
  • Лучше всего подходит для FPV в дрон-рейсинге

Как вы, могли, заметить, многие обычные беспроводные устройства работают на частоте 2.4ГГц (беспроводные маршрутизаторы, беспроводные телефоны, Bluetooth, устройства для открывания гаражных ворот и т.д.). Во многом это связано с тем, что в государственных нормативных актах Федеральной комиссии связи, определено, что полосе частот вокруг этого диапазона не требуется лицензия для работы; то же самое для 900МГц, 1.2ГГц и 5.8ГГц (в пределах определенного диапазона мощности). К без лицензионному частотному диапазону относится так называемый свободный ISM диапазон (с англ. Industrial, Scientific, Medical: индустриальный, научный и медицинский диапазон), занимает полосу частот: от 2400 до 2483.5МГц в США и Европе и от 2471 до 2497МГц в Японии. Это означает, что любой потребитель может приобрести беспроводное устройство, которое работает на одной из этих частот, не беспокоясь о правилах или рекомендациях. Более подробную информацию о любительском распределении радиочастот можно найти в Википедии.

Разъёмы видеопередатчика

Не все видеопередатчики имеют одинаковые разъёмы, поэтому важно знать, какой разъём установлен в выбранной камере, а также, посмотреть, возможно ли подключение и работа с выбранным видеопередатчиком. Самые популярные разъёмы — композитные, мини/микро USB и 0.1-дюймовые разъёмы (аналоговые). На рынке имеется ряд адаптеров/переходников, например: 0.1″ FPV Tx разъём — miniUSB для использования с камерой GoPro, что значительно упрощает использование таких продуктов.

Некоторые видеопередатчики также могут иметь аудиовход, тем не менее в большинстве случаев шум издаваемый силовой установкой будет заглушать любой звук, который вы надеетесь записать. Если вам нужен звук, обязательно расположите микрофон как можно дальше от моторов (потребуется немало испытаний, чтобы найти макс. оптимальное место) и выберите совместимый приёмник.

Антенна видеопередатчика

Антенны видеопередатчика, используемые на беспилотных летательных аппаратах, имеют тенденцию быть либо «Duck», либо «Whip». Duck антенны являются наиболее распространёнными и имеют преимущество в том, что они являются всенаправленными, компактными, недорогими и остаются неподвижными во время полёта из-за их небольшого профиля.

Выбор антенны должен соответствовать частоте видеопередатчика. Более высокие частоты требуют небольших антенн, однако передаваемые сигналы испытывают большие трудности при прохождении через препятствия. Низкие частоты менее подвержены помехам, но требуют больших/длинных антенн. Направленная антенна не очень часто используется для передачи видео, так как БПЛА может фактически находится в любой ориентации в трёхмерном пространстве. В идеале антенна должна быть расположена где-то на БПЛА, где нет источников других беспроводных сигналов или электрических помех.

Видеоприёмник (VRX)

Видеоприёмник имеет тенденцию быть немного (физически) больше и тяжелее, видеопередатчика, потому что приёмник как правило неподвижен (подключён к экрану), в то время как передатчик устанавливается на дроне и, как таковой, должен быть маленьким и лёгким. Чтобы сэкономить место, некоторые производители ЖК-дисплеев включают в свои дисплеи стандартно частотные беспроводные приёмники.

Многие FPV энтузиасты устанавливают на свои FPV очки антенны типа «Clover Leaf» или «Pinwheel», что позволяет им ориентировать свою голову в направлении беспилотника и тем самым добиваться максимально мощного сигнала. Некоторые производители FPV очков также поддержали эту тенденцию и стали включать в комплектацию своих очков беспроводной видеоприёмник и антенну.

Очевидно, что частота, на которой работает видеоприёмник, должна соответствовать частоте передатчика. Некоторые модели приёмников, однако, предлагают широкий выбор каналов (по одному), что делает их совместимыми с различными видеопередатчиками. Выход видеоприёмника имеет тенденцию быть либо композитным (наиболее распространённый), либо HDMI. Что подключить к выходу (видео дисплей), решать вам, и некоторые варианты описаны ниже. Питание приёмника в полевых условиях всегда предполагает использование батареи, которая либо выдает выходное напряжение соответствующее рабочему напряжению приёмника, либо батареи, которая подключена к регулятору напряжения для обеспечения требуемого. Обратите внимание, на то, что нет видеоприёмников «большой дальности», поскольку диапазон сигнала зависит от мощности передатчика и правильно выбранной антенны.

Антенна видеоприёмника

Антенны, используемые на видеоприёмниках, могут быть всенаправленными (способными принимать сигнал с любого направления) или направленными. Наиболее распространённые антенны, которые можно встретить на видеоприёмнике это: Duck антенна, Cloverleaf/Pinwheel или, в редких случаях, направленная (например, «Yagi»). Направленная антенна будет актуальна только в том случае, когда БПЛА будет летать в определенном направлении по отношению к оператору, а дрон всегда будет «перед» антенной, для того чтобы не потерять сигнал. Ситуации могут включать в себя исследование конкретной зоны (например, поля) или области, которая находится на расстоянии от оператора.

Видеодисплей

ЖК монитор (LCD монитор)

  • При рассмотрении ЖК монитора важно знать различие между настольным/компьютерным ЖК монитором или ЖК телевизором и тем, который предназначен быть портативным. Телевизионный/компьютерный монитор почти всегда имеет разъём питания, совместимый со стандартным компьютерным кабелем питания (потребляет переменный ток напрямую), что делает его очень сложным для использования с АКБ. ЖК/OLED дисплей, который должен быть более портативным, зачастую потребляет постоянный ток и требует внешнего трансформатора для подключения к сети (A/C).
  • Размер, частота обновления и качество отображения дисплея, используемого для FPV применения варьируются от небольших мониторов с зернистыми изображениями, те что обновляются несколько раз в секунду, до больших дисплеев, которые в сочетании с правильным видеопередатчиком и приёмником, отображают большие HD изображения без каких либо явных задержек. Имейте в виду, что любой выбранный вами 2D-дисплей должен быть подключен к источнику питания и установлен, либо внутри базовой станции БПЛА (описанной ниже), либо посредством крепления FPV монитора на аппаратуре управления.

FPV очки

  • 2D-очки широко используются в FPV из-за их более доступной цены, совместимости с одним источником видеосигнала (с одной видеокамеры) и простоты использования с внешним аккумулятором. Некоторые модели включают в себя видеоприёмник; комплекты приходят с камерой, видеопередатчиком, FPV очками (с встроенным видеоприёмником) и внешним аккумулятором, а также обеими антеннами.
  • Качество видео, предлагаемое недорогими FPV очками, может быть довольно низким, поэтому если бюджет имеет значение, примите во внимание, что вы можете получить лучшее впечатление от ЖК-монитора большего размера по той же цене, что и FPV очки.

Отслеживание головы

  • Отслеживание головы по существу тоже самое, что и отслеживание движения, а именно, измерение трехмерной ориентации/углов в отличие от линейного движения. Сенсорный комплекс составляют чипы MEMS акселерометра, гироскопов или инерциальных измерительных модулей (IMU). Датчики устанавливаются (или встраиваются) в FPV/VR очки и отправляют данные в микроконтроллер для интерпретации данных датчика в виде углов, который затем отправляет данные, либо посредством аппаратуры управления (для моделей более высокого уровня), либо через отдельное беспроводное передающее устройство. Идеальная система отслеживания головы совместима с передатчиком, таким образом углы могут быть отправлены с помощью передатчика по двум свободным RC каналам.

3D/Виртуальная реальность

  • Occulus Rift, Samsung Gear, Morpheus, VR-очки на базе смартфона и множество других 3D/VR-дисплеев с головным креплением могут быть адаптированы для использования с беспилотниками. Несмотря на то, что эти устройства обычно создаются для трёхмерных компьютерных/консольных игр или в качестве альтернативы телевизору, эти устройства изначально совместимы с 3D и зачастую имеют встроенные датчики трекинга головы, становясь всё более интересными для беспилотного FPV сообщества.

Smart устройства

  • Смартфоны, планшеты или ноутбуки могут быть использованы для отображения видео в режиме реального времени. Их батареи являются встроенными, а сами устройства лёгкие. Сложность использования интеллектуальных устройств заключается в том, что большинство приёмников не предназначены для приёма видеосигнала от беспроводного видеоприёмника (один из двух проводной или беспроводной). Ноутбук или планшет с встроенной или USB-видеокартой может получать нормальное композитное видео. Смартфон в настоящее время лучше всего работает с видео, отправляемым по Wi-Fi (от Wi-Fi камеры к Wi-Fi адаптеру). Использование Wi-Fi видеосигнала GoPro и мобильного приложения является одним из самых простых способов реализации FPV, однако стоит отметить, что диапазон сигнала Wi-Fi камеры сильно ограничен (10-20 метров). Поскольку смартфоны широко распространены, а беспилотники — последний писк моды, производители регулярно выпускают новые продукты, из которых извлекают выгоду, поэтому прежде чем принять решение, хорошенько подумайте.

Экранное меню (OSD)

  • Экранное меню (OSD) позволяет пилоту видеть различные сенсорные данные, отправляемые с дрона. Одним из самых простых способов выведения данных на экран является использование камеры с аналоговым выходом и размещение экранной платы между выходом камеры и видеопередатчиком. Плата OSD адаптера имеет входы для различных сенсоров и будет накладывать данные на видео, таким образом пилот получит видео с уже наложенными данными телеметрии.

Соображения касательно расстояния удаления

  • Как вы уже успели заметить, работа на большом расстоянии зависит главным образом от мощности передатчика (аппаратуры управления, а также видео, если применимо). Обычно RC-передатчики включают в себя RF-систему, состоящую из джойстиков и переключателей, электроники и RF-передатчика, и менее дорогих RC-элементов, эта система почти всегда представляет собой единое целое. Модели более высокого уровня часто имеют радиочастотный модуль, который можно заметить в виде коробки, расположенной на тыльной стороне аппаратуры управления. В Северной Америке это также законное требование, чтобы БПЛА оставался в поле зрения пилота (для информации). Тем не менее законы меняются, поэтому лучше проконсультироваться, прежде чем пытаться выполнять беспилотные операции на больших расстояниях.

Питание

БПЛА/Дрон

Ваш БПЛА/Дрон состоит из множества различных частей, каждая из которых требует определенного напряжения. Наиболее распространенная электроника, которую вы найдете в FPV системе или дроне дальнего действия, включает в себя:

  1. Двигатели: большинство двигателей БПЛА среднего размера, как правило, работают при напряжении 11.1В или 14.8В.
  2. Контроллер полёта, приёмник, GPS: в идеале они должны получать питание от BEC от одного из ESC.
  3. Приёмник отслеживающий положение головы: он будет также работать от BEC.
  4. Сервоподвес: Сервоприводная система подвеса может получать питание от одного из BEC на ESC и работать при напряжении 5В.
  5. BLDC подвес: Некоторые BLDC подвесы могут подключаться к зарядному разъёму основного аккумулятора, в то время как другим может потребоваться определенное напряжение. Проверьте характеристики подвеса, который вы покупаете.
  6. Камера: Камеры, используемые для FPV полёта, имеют тенденцию работать при 5В (от BEC) или 12В (от основного аккумулятора). Большинство экшн-камер имеют собственную встроенную батарею.
  7. Видеопередатчик: Большинство работает при 5В и может питаться от BEC.
  8. Дополнительная электроника (освещение, парашют и т.д.): 5В.

Рекомендуется чтобы в БПЛА была только одна основная батарея, и вам следует рассмотреть возможность использования АКБ 11.1В или 14.8В на дроне среднего размера. Если не один ESC не имеет BEC, вам понадобится внешний 5В стабилизатор напряжения для питания электроники, и убедитесь, что он сможет обеспечить достаточный ток для всего.

Пилот

В то время как обычному пользователю беспилотника нужно беспокоиться только о работоспособности аппаратуры управления, пилот полноценной FPV установки может в конечном итоге переносить большие АКБ, и разнообразное дополнительное оборудование.

  1. Портативная аппаратура управления: Большинство пультов по умолчанию питаются от батареи типа «AA» (4 × AA или 8 × AA), но для FPV может потребоваться питание аппаратуры от внешнего АКБ.
  2. Дополнительный RF-передатчик: Если вы не используете RF-передатчик/Приёмник, входящий в комплект поставки пульта дистанционного управления, модели более высокого уровня обычно имеют питающий выход, к которому можно подключить этот модуль. Кроме того, вы можете запитать его к внешней аккумуляторной батареи, питающей пульт дистанционного управления.
  3. Приёмник отслеживающий положение головы: Обычно это блок может питаться от 5В.
  4. Видеоприёмник: Большинству требуется 12В, но часто они имеют довольно широкий диапазон входного напряжения. Чаще всего приёмник поставляется с сетевым адаптером, который вы не будете использовать в полевых условиях. Проверьте диапазоны входного напряжения, чтобы увидеть, можете ли вы использовать одно напряжение для питания передатчика и приёмника (например, 7.4В или 12В).
  5. Видеодисплей: Обязательно выберите портативный ЖК-дисплей с «Barrel» разъёмом, что позволит использовать батарейный блок для ввода. FPV очки, как правило, также имеют вход под «Barrel» разъём, но не забудьте проверить. Наиболее распространенное напряжение для портативных ЖК-дисплеев составляет 12В, что может быть не самым лучшим для других устройств.
  6. Антенный трекер: Описан ниже. Это моторизованное устройство часто состоит из радиоуправляемых серводвигателей, микроконтроллера и дополнительных сенсоров /электроники. Существует очень мало коммерческих систем для рынка беспилотного хобби, поэтому если вы будете заниматься проектированием и созданием такой системы, вам нужно будет разработать настройку питания.

Базовая станция

Как уже было сказано выше, есть много оборудования, которое пилоту необходимо переносить и питать, и что оно может быть очень громоздким. Базовые станции часто используются для освобождения оператора от этого бремени/неразберихи и могут состоять из любого количества различного оборудования и отсеков, перечисленных ниже. Не трудно представить, что от того, как хорошо собрана базовая станция, проведены жгуты проводов, соединяющих все эти устройства вместе, зависит исход подготовки к полёту.

Базовая станция может включать в себя:

  • Основную батарею, возможно, используемую для питания ЖК-монитора и/или FPV очков и, возможно, видеоприёмника.
  • Вспомогательную батарею для передатчика и/или видеоприёмника.
  • Крепление для ЖК-монитора и/или место для FPV очков.
  • Крепление для видеоприёмника.
  • Место для хранения аппаратуры управления.
  • Крепление для антенны большой дальности (или место для переносной направленной антенны)
  • Место для зарядного устройства для основного аккумулятора (ов).
  • Место для запасных частей для дрона (пропеллеры, моторы, аккумуляторы, элементы рамы).

«Базовая станция» не обязательно является коммерчески произведенным продуктом, который легко может быть использован с любым беспилотным применением, напротив, она может быть спроектирована и построена пилотом-любителем самостоятельно. Обычно создание базовой станции начинается с выбора прочного футляра для переноски (например, Pelican или Nanuk), хотя также можно использовать/адаптировать рюкзак с жесткой рамой. Часто для установки антенны повыше от земли используется штатив.

Антенный трекер

Антенный трекер — это электромеханическое устройство, которое отслеживает положение дрона в трёхмерном пространстве, используя GPS координаты, и, зная местоположение GPS трекера, направляет антенну в сторону беспилотника. Антенные трекеры обычно используются в дальнобойных миссиях, и на рынке не так много коммерческих продуктов. Трекер состоит из GPS приёмника, компаса (а иногда и IMU), микроконтроллера, приёмника данных (для приёма GPS-координат дрона), одного поворотного и одного наклонного мотора, механической рамы, направленной антенны и аккумуляторной батареи. Чтобы уменьшить отрицательное влияние препятствий, системы антенного трекера поднимаются над землей с помощью штатива.

Как сделать квадрокоптер

Мастер-самодельщик давно увлекается авиамоделями. Сначала это были модели самолетов, затем квадрокоптеры. В этой статье мастер расскажет какие материалы лучше выбрать для квадрокоптера, а также как сделать раму из фанеры. Давайте посмотрим небольшое демонстрационное видео.

Для изготовления квадрокоптера мастер использовал следующие

Инструменты и материалы:
-Березовая фанера;
-Контроллер Omnibus F4, SP Racing F3;
-Распределительный щит питания Mateck;
-Контроллер HGLRC 28A BLHeli ESC — 4 шт;
-Мотор Racestar BR2204 2600Kv Racing Edition -4 шт;
-Пропеллеры KingKong 5X4X3 — 4 шт;
-Радиомодуль Flsky TH9X с приемником;
-Аккумулятор Gens 3800 мАч;
-Стойки; — 16 шт;
-Винты M3;
-Отвертка;
-Паяльные принадлежности;
-Нож;
-ЧПУ-резак;

Шаг первый: выбор материала
Рамка.
Обычно рамка изготавливается из легких и жестких компонентов, таких как стекловолокно, углеродное волокно, дерево, алюминий и т. д. Существует множество различных типов рам, мастер будет делать рамку под четыре двигателя.

Такие рамки бывают в основном в Н-форме или Х-форме. X-форма является хорошим балансом между стабильностью и маневренностью. Именно такую рамку и будет делать мастер.

Контроллер.
Контроллер управляет работой двигателей. На диаграмме видно, что все двигатели вращаются в противоположных направлениях, чтобы нейтрализовать крутящий момент, создаваемый каждым двигателем. Контроллер является мозгом квадрокоптера, это в основном небольшой компьютер, который использует свои датчики для постоянного измерения угла и скорости.
Контроллеры полета классифицируются в основном по спецификации процессора.

Двигатели.
Есть два типа двигателей, коллекторные моторы и бесколлекторные моторы. В большинстве квадрокоптеров используются бесколлекторные двигатели, которые могут очень быстро реагировать на изменения в оборотах и требованиях к крутящему моменту. Для работы бесщеточных двигателей необходим специальный электронный регулятор скорости (ESC).

Размер бесколлекторных двигателей обозначается 4-значным числом — AABB. «AA» — ширина статора, а «BB» — высота статора или диаметр статора, оба в мм (миллиметрах). Например, Racestar BR2205 имеет статор диаметром около 22 мм и высотой около 05 мм.
По сути, чем выше статор, тем больше мощность при более высоких оборотах, и чем шире статор, тем больше крутящий момент при более низких оборотах.

Значение KV двигателя указывает скорость, с которой двигатель будет вращаться, когда вы подаете 1 вольт на его обмотки. Он определяется количеством обмоток медного провода в статоре двигателя и магнитной силой магнитов.

Меньшее количество обмоток означает меньшее сопротивление, и, соответственно, более высокие обороты. Вот почему двигатели с более высоким KV, как правило, имеют меньшую обмотку статора.

KV определяет, какой винт вы можете использовать с двигателем. Чем ниже KV, тем больший винт он может вращать, и наоборот. Нельзя увеличить подъемную силу, установив больший винт на двигатель с более высоким KV, так как требования к крутящему моменту будут выходить за пределы допустимой мощности и двигатель будет перегреваться.

Например: двигатели BR2205 2600 кВ могут работать с 5х4 дюймовыми винтами, а двигатели BR2212 1000 кВ могут работать с винтами 10х4,5 дюйма

KV ни в коем случае не является показателем выходной мощности двигателя, двигатели с более высоким KV не обязательно более мощные, чем двигатели с более низким KV.

Электронные регуляторы скорости (ESC).
Последние достижения в области мини-квадракоптеров стали возможны благодаря появлению небольших электронных регуляторов скорости, которые позволяют работать бесколекторным двигателям. Работа электронных контроллеров скорости заключается в получении сигнала дроссельной заслонки от контроллера полета и поддержании вращения двигателя на требуемой скорости.

Внутри этих небольших устройств работает целый ряд технологий, которые выходят за рамки этой инструкции. При покупке выбирайте ESC с номинальным постоянным током как минимум на 20% больше расчетной.

Пропеллеры.
Пропеллеры преобразуют механическую энергию двигателей в тягу. Размер и форма пропеллера играют огромную роль в эффективности полета.

Есть 2 типа форматов, которые используют производители: L x P x B | LLPP x B. Где, L — длина, P — шаг, B — количество лопастей.
Пропеллеры могут быть изготовлены из различных материалов, таких как пластиковый композит, углеродное волокно, дерево и т. Д. Каждый тип материала обладает уникальными характеристиками, например, углеродное волокно и дерево действительно жесткие и известны своей плавной работой, а некоторые пластики чрезвычайно долговечны. Большинство винтов, используемых в мини-квадрокоптерах, сделаны из пластиковых композитов.

Размер пропеллера, который вы можете использовать, ограничен размером вашей рамы, а также мощностью КВ вашего двигателя. Как правило, чем больше пропеллера вы можете использовать для создания определенной тяги, тем эффективнее он будет. Для мини-квадрокоптеров они варьируются между 5-6 дюймовыми винтами с шагом 4-5 дюймов.

Количество лопастей влияет на тягу и расход энергии. Чем больше лопастей, тем больше тяга и тем больше тратится энергии.

Батареи.
В настоящее время большинство беспилотных летательных аппаратов используют литий-полимерные батареи, обычно известные как батареи Lipo. Аккумулятор вместе с ESC и двигателем — это система питания квадрокоптера.

Не думайте о батарее как о резервуаре энергии, двигатели могут тянуть чудовищное количество ампер в очень короткие промежутки времени. LiPo батареи представляют собой набор ячеек, каждая из которых имеет номинальное напряжение 3.7 В. Если требуется более высокое напряжение, эти элементы могут быть соединены последовательно, чтобы сформировать одну батарею. Батареи соединенные последовательно обозначены буквой «S», а параллельно — буквой «P».

Чем больше ячеек соединены последовательно, тем выше напряжение и чем больше ячеек параллельно, тем выше емкость.
Например:
1S = 1 ячейка = 3,7 В
2S = 2 ячейки = 7,4 В
3S = 3 ячейки = 11,1 В
4S = 4 ячейки = 14,8 В
5S = 5 ячеек = 18,5 В
6S = 6 ячеек = 22,2 В
Емкость обозначается в миллиамперах или «мАч» . Это количество ампер, которое батарея может подать за один час. Например, батарея 3S 2000 мАч может обеспечить 2 А в течение 1 часа. так что, если ваш квадрокоптер тянет 20А, то его полет будет продолжаться в течение 2/20 * 60мин = 6 минут.

Номинальная разрядка обозначает максимальную скорость, с которой вы можете вытягивать ток из батареи. Он обозначается цифрой «С» сверху. Чем выше рейтинг С, тем большее количество тока может дать батарея.
Например, аккумулятор 2000 мАч 25C может выдавать до 2000×25 = 50000 мА или 50 А.

Шаг второй: проектирование и сборка каркаса
Дизайн рамы был вдохновлен формой бабочки-монархом. Когда вы смотрите на раму сверху, она выглядит как два крыла.
Мастер нарисовал дизайн в Fusion 360 и Rhino CAD. Размер рамы составляет около 230 мм, он обусловлен диагональным расстоянием от одной ступицы двигателя до другой. Самые популярные размеры рамы составляют 210 мм, 250 мм и т. д. Как только вы установили размер рамы, нарисуйте крепления для двигателя.

Центральный корпус — это место, где будет установлена вся электроника, включая контроллер полета, приемник, батарею и т. Д. В средней точке есть 4 отверстия M3 на расстоянии 30,5 мм друг от друга.

Деталь выполнена с помощью лазерной резки. Если у вас нет резака, то можно сделать резку в мастерской. Файл для резки можно скачать ниже.
Дизайн файлов.rar

Шаг третий: сборка
Теперь нужно собрать квадрокоптер.

Сначала нужно прошить контроллер прошивкой Betaflight. Затем выполнить калибровку датчика. Подключите радиомодуль и проверить его работу. Закрепить двигатели на раме в соответствии с диаграммой X-образной рамы с правильным направлением вращения. Припаять выводы двигателя к контактам ESC и закрепить ESC на кронштейне. Закрепите плату распределения питания и припаяйте контактные площадки ESC. Подключить Soler XT60 к кабелю питания, а затем к плате распределения питания. Закрепите контроллер. Подключить провода от ESC к контроллеру полета. Закрепите приемник на раме. Наденьте верхнюю крышку.

Источник (Source)

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

DIY автономный дрон с управлением через интернет / Хабр

Сначала я написал длинное предисловие откуда взялась такая задача, а потом оно мне показалось скучным и я его удалил.

Итак, задача: создание автономного БПЛА для мониторинга состояния линий электропередач (ЛЭП).

Так как:

  1. это хобби-проект и я могу сильно ошибаться в расчетах
  2. летающие предметы представляют опасность для живых существ и их имущества,

то эту статью следует воспринимать только как расширяющую кругозор, а не руководство к действию.

Список дефектов для обнаружения на ЛЭП.

Требования к БПЛА

  • Вертикальный взлет и посадка (без катапульт и парашютов), то есть коптер
  • Умеет взлетать, лететь по заданным точкам, возвращаться обратно и садиться в автоматическом режиме
  • Редактировать полетное задание, давать команду на взлет и на посадку можно из любой точки мира
  • Трансляция телеметрии и видео в реальном времени через интернет
  • Загрузка на сервер фото и видео с бортовой камеры в процессе или после полета
  • Зарядка или механизированная замена аккумулятора без участия человека.

А также два противоречащих друг другу требования:

  • Надежная электроника (если где-то упадет, считай потерял)
  • Относительно низкая стоимость эксперимента (если где-то упадет, считай потерял)

Степень автономности в идеале хочется фантастическую: дрон сам летает по заранее спланированному маршруту, загружает фото на сервер, ПО на сервере выявляет дефекты по фото и формирует заявку ремонтной бригаде с координатами мест проведения работ. Сам дрон не должен требовать к себе внимания человека до окончания рабочего ресурса какой-нибудь детали, например, аккумулятора или подшипников.

Понятно, что эта задача не на один год, но я начну, а кто-нибудь, может быть, подхватит и продолжит.

Для примера, готовые промышленные варианты автономных комплексов: раз, два, три, четыре, пять, шесть, семь, восемь, девять, десять, одиннадцать, двенадцать, тринадцать, четырнадцать. Я всем написал запросы как потенциальный покупатель, чтобы узнать цены. Из них готовых к продаже: 2; готовых к продаже в Россию: 0.

Выбор полетного контроллера

Так как мне нужно транслировать видео и телеметрию через интернет, то сразу приходит на ум поставить на дрон микрокомпьютер с 4G модемом и камерой, и сделать из этого комплекта web-трансляцию. Нашлись вот такие решения: раз, два, три. Это обычные одноплатники с внешним USB 4G модемом и камерой. Для кодирования и трансляции видео используется gstreamer. Но эти штуки сами по себе дроном управлять не умеют, их нужно использовать совместно с полетным контроллером.

Полетный контроллер — это мозг дрона. Он следит за состоянием датчиков положения (гироскоп, акселерометр, компас), GPS-координатами, положением ручек на пульте управления и, исходя из этих данных, управляет моторами, чтобы висеть в одной точке или куда-то лететь. Полетный контроллер нужно будет как-то связать с бортовым компьютером, чтобы можно было загрузить полетное задание или указать произвольную точку куда лететь и когда включать камеру.

В продаже можно найти много разных контроллеров сильно отличающихся друг от друга по цене и функционалу. Какие-то из них работают на своем родном ПО, а какие-то используют open-source ПО, такое как Ardupilot и его форк PX4.

С Ardupilot я игрался еще на 8-битных атмегах, в которых не было USB-bootloader’а, а прошивались они на программаторе. С тех пор с ним не сталкивался и был приятно удивлен, когда узнал, что сейчас он может работать на 64-битных компьютерах с Linux, у него огромное сообщество пользователей как хобби, так и профи, длинный список поддерживаемых “из коробки” датчиков и расписанные планы на 2018-2019 годы. За это время он успел перерасти в проект DroneCode, а потом и отсоединиться от него.

На первый взгляд в нем как раз реализованы все необходимые функции: автоматический взлет и посадка, загрузка полетных заданий, есть desktop и мобильные приложения под все основные семейства ОС. Программы управления (GCS — Ground Control Station) общаются с бортовым контроллером короткими сообщениями по открытому протоколу MAVLink через комплект радиомодемов (дрон шлет телеметрию, GCS шлет команды управления). Подозреваю, что эти сообщения получится пустить через интернет.

Взглянем на список поддерживаемых контроллеров и что-нибудь подберем. Вариантов там полтора десятка от мала до велика и с разными характеристиками.

Из всего того многообразия контроллеров мне понравилось несколько вариантов:













Полетный контроллерErle PXFMiniEmlid EdgeNavio 2Erle Brain 3PixHawk 2 Cube
Доп компьютерRaspberry Pi Zero WнетRaspberry Pi 3нетRaspberry Pi 3


Вес комплекта, г849798145150
Процессоры, общее кол-во12213
ОС, одновременно работающих11112
IMU датчики, комплектов12213
Датчик воздушного давления12111
Резервирование питаниянетнет
GPS, Глонассвнешний модуль

с доп магнитометром
внешний модуль

с доп магнитометром
встроенный приемник, внешняя антеннавнешний модуль

с доп магнитометром
внешний модуль
ВидеовходCSI на Raspberry HDMICSI на RaspberryCSICSI на Raspberry
WiFiестьесть

Long Range 2км

+52 г
естьестьесть


Стоимость комплекта, $212700215341331

Самый легкий комплект (84 г) получается из микрокомпьютера Raspberry Pi Zero W (9 г), контроллера Erle PXFMini (15 г), родного внешнего GNSS модуля (46 г) и дополнительного USB-концентратора (14 г).

Рабочий процессор в этом комплекте один — на Raspberry Pi. На нем висит управление ШИМ регуляторов моторов, считывание показаний датчиков, ОС Linux со всеми потрохами и декодирование видео с камеры. Так как в Pi Zero не предусмотрены USB порты, то в этом варианте приходится использовать внешний концентратор. IMU датчики и вход питания без резервирования.

Следующий комплект (97 г) от гонконгской компании с русскими фамилиями в команде разработчиков — контроллер Emlid Edge (59 г) с GNSS модулем (38 г). GNSS модуль работает по протоколу UAVCAN и дополнительно оснащен магнитометром и датчиком воздушного давления. За ШИМ здесь отвечает отдельный процессор ARM Cortex-M3, ОС Linux крутится на основном ARM Cortex-A53 quad-core.

В контроллере имеется HDMI видеовход, что позволяет подключить к нему напрямую любую камеру с таким выходом, например GoPro 4 или 5. Относительно высокая стоимость объясняется дальнобойными wifi-приемопередатчиками в комплекте (до 2 км с трансляцией HD-видео). Вес бортового модуля (52 г) в общей таблице не включен, так как мне нужна связь по 4G, однако такой вариант можно иметь в виду: из дальнобойного wifi можно сделать запасной канал связи через стационарный роутер с проводным интернетом.

Следующий вариант (98 г) состоит из знаменитого микрокомпьютера Raspberry Pi 3 (45 г) с контроллером-шилдом Navio 2 (23 г) от той же Emlid и внешней GNSS-антенны (30 г). На контроллере стоит отдельный процессор Cortex-M3 для управления ШИМ на 14 каналах и расшифровки входящих SBUS и PPM сигналов от приемника. Он, в свою очередь, управляется через драйвер в ядре ОС Linux, которая крутится на Raspberry.

Контроллер оснащен парой раздельных IMU датчиков (акселерометр, гироскоп, магнитометр) MPU9250 и LSM9DS1, одним датчиком воздушного давления и GNSS-модулем U-blox NEO-M8N, который видит GPS, Глонасс и BeiDou с внешней антенной через разъем MCX.

Запитывать этот “пирог” от 5 вольт можно одновременно с трех сторон, которые работают как дублирующие друг друга независимые источники: основной разъем питания на шилде, PWM серво выходы, micro-USB на Raspberry.

Контроллер Erle Brain 3 (100 г) с внешним GPS модулем (45 г) по своим весу, цене и набору датчиков смотрится в таблице так, что даже фото сюда вставлять не буду.

Далее у нас самый надежный и самый тяжелый комплект (150 г), который состоит из популярного полетного контроллера PixHawk 2 Cube (80 г) с открытой архитектурой и компьютера Raspberry Pi 3. Вместо Raspberry в этом случае можно использовать любой легкий одноплатник, например, Odroid XU4, NVIDIA Jetson или любой другой с нужными интерфейсами и подходящим весом.


В самом PixHawk установлено 2 процессора: первый 32-битный STM32F427 Cortex M4 — основной, на котором работает ОС реального времени (RTOS) NuttX и второй резервный (failsafe) 32-битный STM32F103. Контроллер сделан в виде модулей: в кубе установлены процессоры и датчики IMU (на антивибрационном креплении, да еще и с подогревом), а на основу выведены питание и разъемы на всю периферию. Предполагается, что основы могут быть разными и все желающие могут разработать свою собственную под специфические требования, на которую можно потом поставить готовый куб. Есть, кстати, готовый вариант с разъемом под установку микрокомпьютера Intel Edison. Но, так как, Intel больше эти компьютеры не выпускает, то и в этом комплекте в качестве бортового компьютера будет Raspberry.

Raspberry используется как дополнительный компьютер для связи с интернетом и на нем можно запускать любые ресурсоемкие задачи (например, распознавание образов в OpenCV), не боясь, что сбои в таком процессе “повесят” критичные функции, такие как управление моторами.

Итак, учитывая вес, характеристики и цену на первое место для меня выходит комплект Navio 2 + Raspberry, а на второе Pixhawk 2 Cube + Raspberry (+52 г). Вот, если бы под Pixhawk была основа в разъемом для маленького Raspberry Zero, да еще и выводом USB, то было бы интересней. Но такую еще купить нельзя, а изготавливать ее пока не интересно.

Запишу в заметки, что повышенная надежность стоит дополнительные 52 грамма и $110. По общему итогу расчетов эти цифры могут оказаться незначительными.

Автономная зарядка

Как можно видеть в готовых вариантах выше, существует несколько подходов к подготовке автономного дрона к следующему полету: зарядка аккумулятора через контактные площадки, бесконтактная индукционная зарядка и механизированная замена аккумулятора с последующей его зарядкой на станции.

У каждого метода есть свои плюсы и минусы, о них я напишу отдельно, но в любом случае, для их функционирования дрон должен уметь приземляться в нужную точку практически с сантиметровой точностью.

Посадка “в точку”

Для точной посадки можно использовать стандартную камеру бортового компьютера, визуальные маркеры и OpenCV для их распознавания. Вот один из вариантов решения, который можно нагуглить. Еще один свежий появился, когда я писал эту статью. Но распознавание образов достаточно трудоемкий процесс для Raspberry, и без особой необходимости загружать его не хочется. Также качество распознавания будет сильно зависеть от материала из чего сделан маркер и условий освещенности. Желательно, чтобы это был отдельный датчик и отдавал готовые координаты нужной визуальной точки, независимо от наличия и угла падения света. И такой есть в списке поддерживаемого оборудования Ardupilot, называется IR-Lock.

Airobotics из списка выше также использует это решение. Он сделан на основе модуля камеры с открытым кодом Pixy CMUcam5. Этот модуль снабжен камерой и процессором, и его можно “научить” распознавать определенные образы объектов, а, затем, на выходе получать готовые координаты этих объектов на изображении.

Зная координаты распознанного образа на изображении и расстояние до него, полетный контроллер вычисляет на какое расстояние и в какую сторону нужно переместить дрон.
Модификация IR-Lock состоит в том, что в качестве маркера, который нужно распознать используется ИК фонарь из светодиодов, а на камере обычные линзы заменены на те, что пропускают только ИК свет. В итоге, при любом освещении, камера видит свечение фонаря белым цветом на черном фоне (и больше ничего), что сильно повышает точность распознавания.

Для нормальной работы этого датчика необходим еще и дальномер, который будет измерять высоту над землей. Разработчики рекомендуют использовать лазерный дальномер, например LightWare LW20 (20 грамм и $299, меряет до 100 м), или дешевый и короткий VL53L0X (менее 1 грамма и $10, меряет до 2 м), который стал поддерживаться в последних версиях Ardupilot. Почему-то ультразвуковой датчик для целей посадки не заслуживает доверия разработчиков IR-Lock.

Кстати, дроны DJI автоматически садятся, используя ультразвук и стереокамеры.

Висеть, как вкопанный

Чтобы дрон умел висеть на одном месте и не “плавать”, одного только GPS не достаточно. К сожалению, из-за состояния атмосферы координаты с приемников GPS могут плавать в пределах десятков метров и для сантиметровой точности нужно использовать корректирующие системы GPS RTK. Эта система использует наземную неподвижную станцию, как эталон отклонений координат, и радиосвязь с бортом, чтобы отправить туда значения этих отклонений. Такая штука обязательно нужна для съемки фотопланов с последующей склейкой в большие карты, а для целей висения на месте я пока ограничусь оптическим датчиком PX4Flow.

Работает он по такому же принципу, как и оптическая мышь. В отличие от IR-Lock, он не распознает конкретный образ и в Ardupilot они работают в разных полетных режимах. Изображение с камеры анализируется на смещение 400 раз в секунду, а вычисленные значения смещения могут быть прочитаны контроллером по протоколу I2C. Датчик (open-hardware) весит 15 грамм и имеет все необходимое у себя на плате: процессор 168 MHz Cortex M4F CPU (128 + 64 KB RAM), оптический сенсор 752×480 MT9V034 и 3-х осевой гироскоп L3GD20. Для его нормальной работы также рекомендуется использовать лазерный дальномер, вместо ультразвукового. Хотя на самом модуле предусмотрен разъем как раз для УЗ датчика.

Минимальный комплект электроники

Вот, что собралось:

Общий вес получается 199 г. Все компоненты работают от 5 Вольт и потребляют в режиме трансляции видео почти 2 Ампера (10 Ватт).

В наборе присутствует ультразвуковой датчик расстояния, который будет смотреть вперед на предмет препятствий. Стереозрение и круговые лидары я оставил на потом, если в них возникнет реальная необходимость.

Полезная нагрузка

Так как родная камера от Raspberry делает средние по качеству фото, а также не умеет захватывать фото одновременно с видео, то она будет использоваться только для web-трансляции, а в качестве основной камеры нужна подходящая для выявления дефектов на ЛЭП. Для большей части позиций из списка выявляемых дефектов подойдут GoPro Hero 5 Session, мультиспектральная Parrot Sequoia, двойная Sentera Double 4K и инфракрасная FLIR Vue Pro. Каждая из них весит около 100 г.

Для стабилизации камеры с целью улучшения качества снимков в нагрузку с ней полетит 2х или 3х осевой подвес.

Простые 3-х осевые подвесы весят около 160 г и питаются от 12 Вольт, имеют рабочий ток при таком напряжении около 50 мА и максимальный ток 700 мА при заклинивании моторов.

Питание

Для питания всей электроники необходимы источники на 5 Вольт (минимум 2,2 Ампера) и 12 Вольт (минимум 1 Ампер). С учетом резервного питания полетного контроллера, нужно два независимых источника на 5 Вольт. Сделать систему питания можно из отдельных модулей подходящего номинала или найти готовый “3 в 1”, например такой (24 г, макс входное напряжение до 28 Вольт, выходы по 3А). К нему будет подключен датчик тока (22 г), чтобы была возможность измерять расход мАч на аккумуляторе.

Комплект электроники + камера + подвес + система питания весят 505 г.

Моторы и пропеллеры

На многих профессиональных дронах я видел моторы и пропеллеры компании T-Motor. Видимо, не спроста. В документации Ardupilot они также рекомендованы как силовая установка для профессиональных дронов. Поэтому, поищем подходящие моторы у них.

Чтобы дрон летал долго, нужны моторы с максимальным КПД. Эффективность связки мотора и пропеллера измеряется количеством тяги в граммах на 1 Ватт затраченной электроэнергии.

Чтобы узнать какой мотор самый подходящий, нужно знать общий вес полностью собранного дрона с учетом рамы, аккумулятора и самих моторов с винтами. Аккумулятор нужен такой, чтобы его хватило минут на 30 полета. Рама нужна такая, чтобы на нее все поместилось и винты ничего не задевали.

Слишком много неизвестных, поэтому воспользуюсь онлайн калькулятором для квадрокоптеров E-calc.

Поигравшись в калькулятор, я выбрал моторы Antigravity 4004 KV300 (53 г) с винтами 15х5 (27 г). В оптимальном режиме при напряжении питания 24 Вольта такой комплект тянет 474 грамма при токе 1,4 А. Эффективность получается 14.11 г/Ватт, отношение тяги к собственному весу = 5.9:1. На полном ходу тяга составляет 1311 грамм при токе 7,5 А. Коптер будет с четырьмя моторами, то есть квадро. Оптимальный взлетный вес = (474 г * 4 мотора) = 1896 г, максимальный (с учетом тяговооруженности 2:1) = (1311 г * 4 мотора) / 2 = 2622 г.

Моторы управляются регуляторами оборотов. Напряжение питания моторов = 24 Вольта, максимальный рабочий ток = 7,5 А, поэтому нужен регулятор под такое напряжение и с рабочим током, с учетом запаса, минимум 10А. У T-Motor самый легкий регулятор (7 г без проводов) под такое напряжение — это FPV 35A-32bit 3-6S. Он сделан на основе популярной прошивки BLHeli-32, с закрытым кодом, но с широкими возможностями настроек и большим числом аналогов.

Подитог:

ВМГ (винто-моторная группа), состоящая из моторов, пропеллеров и регуляторов (по 4 шт каждого) весит 346 г.

Вместе с электроникой и полезной нагрузкой (346 + 505) получается 851 г. С учетом крепежа, проводов и разъемов (прикинем +100 г) = 951 г.

При оптимальном весе, на раму и аккумулятор остается (1896 — 951) = 945 г. При максимальном (2622 — 951) = 1671 г.

Рама

Рассчитаем минимальный размер рамы, чтобы выбранные 15-дюймовые пропеллеры не мешали друг другу создавать тягу. Размеры рамы производители указывают в расстоянии между осями моторов, расположенных по диагонали друг от друга.

По картинке можно узнать гипотенузу, которая вычисляется из катета, равного сумме диаметра винта и расстояния между пропеллерами. Соседние лопасти 15-дюймового винта будут крутиться в 1 миллиметре друг от друга при диагонали рамы 540 мм. Добавим немного пространства и размер подходящей рамы будет равен примерно 600-700 мм.

В продаже найти таких можно много, например, раз: 600мм и 750г, два: 650мм и 450г, три: 690 и 675г, четыре: 650мм и 750г. Все они отличаются исполнением и наличием складных элементов (шасси, лучи) для удобства транспортировки.

Выбор конкретного экземпляра для своих нужд пока отложу, для дальнейшего расчета буду иметь в виду вес рамы равный 450 г.

Остается аккумулятор весом 495 г для оптимального веса и 1221 г для максимального.

Аккумулятор

Для выбора аккумулятора нужно знать какой он должен отдавать ток.

На полном ходу двигатели будут “есть” 30А (7,5А * 4 мотора), а электроника примерно 0,45А (10 Ватт). С учетом небольшого запаса округлим минимальный рабочий ток аккумулятора в 35А. Для Li-Po батарей с высокой токоотдачей в 30С минимальная емкость будет равна 1,2 Ач (35/30), а для более легких Li-Po и Li-Ion с токоотдачей в 10С минимальная емкость 3,5 Ач (35/10).

Как вариант, сборка 6S2P из Li-Ion Sony VTC6 с BMS весит примерно 630 г (при емкости 6 Ач). С этим аккумулятором дрон будет весить 2031 г, что больше оптимального на 135 г, но в пределах максимального. Теперь посчитаем на какое время коптер сможет зависнуть при идеальных условиях. При общем весе в 2031 г на каждый мотор приходится 508 г. Взглянем на характеристики мотора и найдем потребляемый ток при такой тяге. Он примерно будет равен 1,6А. 4 мотора и электроника дадут в сумме 6,85A (1,6 * 4 + 0,45). С учетом разрядки аккумулятора до 20% получится (6 Ач * 80% / (6,85 A)) = 0,7 часа или 42 минуты.

Компоновка

Пока я выбирал подходящую раму и думал как все это на ней размещать и чем крепить, пришел к выводу, что проще будет нарисовать несколько деталей и заказать 3D-печать из пластика и фрезеровку из карбона. Пару готовых железок и крепеж можно заказать на Алиэкспрессе.

Немного поэкспериментировав с компоновкой и центром тяжести, получилась вот такая рама:

Она состоит из карбоновых трубок и пластин, деталей из алюминия и крепежа из титана. Расчетный вес рамы получился 350 г при диагонали 700 мм. 3D-модель рамы и список деталей.

Полностью собранная модель (без проводов):

Общий вес коптера с электроникой, аккумулятором Li-Ion 6S2P и проводами должен получится 1931 г.

Да, мне тоже показалось, что дрон получился слишком голым для автономного варианта и мелкий дождик легко намочит бортовую электронику. Поэтому добавил немного пластика:

3D-модель рамы. Список деталей рамы.
3D-модель в сборе. Список компонентов.

Вес пустой рамы с корпусом 384 г, общий вес 2020 г, расчетное время висения на одной зарядке (разряд аккумулятора до 20%): 44 минуты.

Бокс для зарядки

Бокс для зарядки будет сделан из алюминиевого профиля, крепежной фурнитуры и алюминиевых сендвич-панелей. В нем будут установлены роутер, компьютер, погодные датчики и камера с видом на посадочную зону. Я решил сделать покатую крышу из двух створок, чтобы зимой на ней не скапливался снег и не мешал открыванию. Механизм открывания створок до конца еще не продуман, а также не определена система зарядки (нуждаюсь в подсказках).

В следующей статье я расскажу как настроить и запустить дрон через интернет с помощью GUI или командной строки, про варианты систем зарядки из которых я сейчас выбираю, ПО для управления коптером и анализа снимков и почему мой первый полет через интернет продлился так недолго:

Продолжение следует…

Часть 2 про ПО.

Самодельный беспилотник

контроллера полета :

Студенты сделали беспилотник

Первыми задачами студенческого конструкторского бюро является развитие научно-технического творчества студентов и молодежи. Студенты конструируют не только сами схемы, но и их начинку, то есть те мозги, которые являются интеллектуальной начинкой всех этих технических систем. В этом видео представили самодельный летательный аппарат – беспилотник.

В СКБ долгое время разрабатывалось система передачи информации на большие расстояния, это 300-400 км. Хотим управлять этим беспилотником на расстоянии 300 км. Что для этого делаем? Поднимаем еще несколько беспилотников между ними, и они осуществляют ретрансляцию сигналов, то есть для решения этой задачи были разработано специальное оборудование, которое протестировали на этом беспилотном летальном аппарате.
Вы видите антенну, которая осуществляет прием и передачу информации. Внутри автопилот, который удерживает самолет по определенному курсу.
Был разработан беспилотный летательный аппарат, но по форме напоминающий летающую бочку или ведро втулку. Он имеет профиль крыла, внутри устанавливается двигатель и пропеллер. Рули, которыми осуществляем стабилизацию во время полета. Когда не нужно зависать на месте, а передислоцироваться быстро, он может ложиться на крыло и по сути летит как реактивная бочка. За счет того что винт защищен вы можете допустим спокойно с помощью этого устройства осматривать здания.

Инициатором построения квадрокоптеров был студент первого курса Павел Сидоренко, он строил квадрокоптеры разных схем и отрабатывал систему пилотирования. Встал вопрос о квадрокоптере для реального применения, например для аэро фото, и кино съемки. Сейчас он имеет настроенный автопилот и систему аэро- кино- съемки. Он ориентируется по GPS навигатору, прокладывает свой маршрут и может вернуться в точку вылета. Съемка пейзажей, строений, кадастровые объекты можно фотографировать. Также наблюдения за территориями можно проводить с помощью этого аппарата. Ну и военные структуры. Например, охрана границ, каких-то складов.

На базе СКД делаем 3D-принтеры, печатать он может подобные пластиковые детали, достаточно сложные по конструкции. Прелесть еще данной технологии то, что она в свободном доступе, как Linux система. То есть любой желающий может взять исходники и на свое усмотрение дорабатывать. Доработками делиться с сообществом. Делается деталь в 3D-редакторе, потом соответственно добавляется в специальную программу, которая разбивает 3D-модели на слои, принтер по командам программы наносит слой за слоем. Все, что можно смоделировать, можно напечатать.

Тема мобильных ретрансляторов. В СКБ была разработана еще специфическая вещь, похожая на летающую тарелку. Мобильный ретранслятор, который поднимается в воздух в быстрые воздушные слои 15-20 км и там зависает. Сверху ретранслятор будет обклеен солнечными батареями.

Самодельная летающая тарелка

Чтобы летающая тарелка оставалась на месте, приготовлены ушки, они расположатся по краям.

Если этот беспилотник поднимем на высоту 1000 и выше метров, возникает возможность покрыть большую поверхность. Весь Новосибирск можно покрыть без дополнительных конструкций. Профиль тарелки является крылом. Поэтому она не требует постоянной скорости. При падении скорость снижения мала. Падает, как лист дерева.

как война подарила Украине перспективную отрасль беспилотной авиации

Дроны-радары, а также разведывательные и ударные беспилотники. В Украине за годы войны стала стремительно развиваться отрасль создания беспилотных летательных аппаратов. Делать технику для нужд армии волонтеры начали еще с началом войны в Донбассе.

За три года некоторые волонтерские проекты стали коммерческими, конструкторы не перестают придумывать новые технологии. Дроны разрабатывают даже школьники и студенты.

Сейчас Евгению Кубову 16 лет, свой первый самолет он собрал в девять. Рядом с его самым первым самолетом из пенопласта стоят более серьезные авиамодели и два беспилотника.

«За последние два-три года, когда началась на востоке война, в Украине очень сильно начала развиваться эта отрасль, потому что раньше даже никто не слышал таких слов как беспилотник или дрон. Сейчас, как только я выйду его позапускать сразу – все видят и говорят: о, это беспилотник», – рассказывает Кубов.

Молодой инженер-конструктор уже успел побывать волонтером – помогал делать беспилотники для армии.

Разрабатывать дроны с началом войны стали даже те, кто делать этого раньше не умел. Один из таких – Павел Косолапкин. Спустя пару лет волонтерской работы в конструкторском бюро он с гордостью показывает летающее крыло «Катана», предназначенное для авиаразведки.

«К примеру, стандартный коптер вроде «Фантома» может залететь на 5-7 километров вглубь территории противника, и это очень хорошие показатели при хорошей погоде. Это крыло может при ветре 7-8 метров в секунду залететь на 25 километров вглубь и вернуться», – приводит он характеристики аппарата.

От остальных беспилотников «Катану» отличает не только большой радиус действия, но и простое управление Дрон автоматически взлетает и садится, маршрут можно составить на планшете.

Другой беспилотник создан не только для сбора информации, но и для уничтожения тяжелой техники. Беспилотную платформу «Командор» в будущем планируют вооружить противотанковыми ракетами.

Полет «Командора» с 30 килограммами груза может длиться час. Применять его можно не только на фронте, но и в мирной жизни: для тушения пожаров, патрулирования дорог или обработки полей. Пока это только экспериментальная версия, но конструкцию уже решили запатентовать.

«Самое слабое место коптеров – время полета. Можно поднять много, но держаться в воздухе он будет очень мало. Поэтому была задача сделать такую конфигурацию коптера, который смог бы летать на жидком топливе и летать долго, и брать много», – говорит инженер-конструктор проекта «Матрица технологий» Андрей Пуляев.

Несмотря на усилия волонтеров, спустя три года после начала войны потребность военных в беспилотной авиации все еще остается.

«Мы не видим никакой государственной поддержки этой отрасли. К счастью, у нас появился инвестор, который готов вложить сотни тысяч долларов, а может быть и миллионы. У нас во время войны накопился большой опыт применения аппаратов, мы знаем, какие аппараты нужны на войне, как их делать. Мы сделали уникальные вещи, которых нет нигде в мире», – рассказывает куратор проекта «Матрица технологий» Юрий Касьянов.

Волонтеры не сомневаются, что Украина из-за войны станет передовым производителем беспилотников – пока есть те, кто умеет изобретать и готов помогать армии безвозмездно.

Беспилотник своими руками. И в армии можно заниматься любимым делом

 
В 115 зенитном ракетном полку продолжается комплексная проверка Министерством обороны.

В рамках проверки в установленные сроки 3 зенитный ракетный дивизион совершил марш в назначенный район и заступил на боевое дежурство по охране и обороне государственной границы в воздушном пространстве.

Несение боевого дежурства по противовоздушной обороне требует от личного состава постоянной бдительности, умелых и слаженных действий. Определенную сложность в выполнении учебно-боевой задачи представляла возможная деятельность диверсионно-разведывательных групп, именно поэтому огромное внимание уделялось охране и обороне дивизиона на марше и в новом позиционном районе, а так же соблюдение всех элементов маскировки.

Помощь в данных мероприятиях своему подразделению оказал начальник радиорелейной станции отделения связи сержант Иван Васько, который собственноручно создал беспилотный летательный аппарат. Родом Иван из г. Бреста, после окончания СШ №7 поступил в «Брестский государственный технический университет» по специальности «Технологическое оборудование машиностроительного производства». После окончания учебы работал в ЧУП «Компо» оператором станков с программным управлением. С детства увлекается моделизмом, в настоящее время мастер спорта Республики Беларусь по судомодельному спорту.

Как отмечает сам Иван, его летательный аппарат «Berkut B-4B» (название придумал он сам) предназначен для ведения разведки, фото и видео съемки местности с целью обнаружения деятельности незаконных вооруженных формирований. 2-3 часа в день на протяжении 3-х недель Иван усердно занимался конструированием своего самолета, командование дивизиона положительно отнеслось к увлечению Ивана и не препятствовало ему в этом вопросе.

При выполнении дивизионом задач по предназначению изобретение Ивана было успешно испытано и получило самые высокие оценки от командования дивизиона и полка. Кто знает, возможно изобретение Ивана оценят и те люди, которые непосредственно занимаются разработкой беспилотных летательных аппаратов.

 Заместитель командира 3 зенитного ракетного дивизиона по идеологической работе майор Киричун Виктор Викторович 06.10.2019 г.

Источник:  
https://brestcity.com/blog/

Как собрать собственный дрон: пошаговый самодельный проект своими руками

Как партнер Amazon я зарабатываю на соответствующих покупках.

Беспилотные летательные аппараты существуют уже несколько десятилетий, но в последние годы они достигли наибольшей популярности с небольшими коммерческими дронами. Новая так называемая технология FPV (вид от первого лица) дала нам уникальный опыт полета, а развитие систем GPS в дронах открыло совершенно новый мир для увлеченных людей.

Конечно, дроны — не единственные радиоуправляемые летательные аппараты на рынке, но их маневренные мультироторы и их способность делать потрясающие фотографии и записывать потрясающие видео во время полета сделали их самыми популярными.Вот почему коммерческие дроны сейчас пользуются большим спросом, но задумывались ли вы, как создать дрон своими руками с нуля?

Сегодня на рынке представлен широкий спектр дронов, различающихся по размеру, конструкции и свойствам. Вам просто нужно посетить несколько популярных интернет-магазинов, где продаются дроны, и найти готовую к использованию модель, которая лучше всего подходит вам по своим характеристикам и цене.

Большинство людей просто купят дрон. С другой стороны, людям, которые любят проекты «сделай сам», может понравиться создавать эти устройства с нуля.Если вам тоже нравится эта поделка, вы можете покупать комплекты дронов и получать удовольствие, собирая их вместе, как головоломку из Лего.

Настоящая задача — собрать дрон с нуля без использования специального набора. Это сложный проект, так как вам придется самостоятельно находить необходимые детали и представлять себе конструкцию дрона. Так что вы скажете? Вы готовы к этой задаче?

Из этой статьи вы узнаете, как построить дрон с нуля. Как и ожидалось, это может быть чрезвычайно сложный проект в зависимости от типа дрона, который вы хотите построить, и необходимых материалов.Эта статья расскажет вам в общих чертах, как выглядит самодельный квадрокоптер, и, надеюсь, это поможет вам понять, действительно ли вы хотите взяться за этот проект. Никто не говорит, что это будет легко, но некоторые люди считают, что конечное удовлетворение более чем того стоит!

Основные детали, которые вам понадобятся

Прежде чем вы начнете делать этот дрон своими руками, вам нужно знать, какие компоненты необходимы для его сборки; если хочешь, конечно, летать.

Вот основной список компонентов, которые вам понадобятся, чтобы построить себе дрон:

  • Рама: есть два варианта рамы для вашего дрона.Вы можете сделать его самостоятельно или купить в интернет-магазине, а для широкого выбора качественных рам мы рекомендуем ознакомиться с нашей статьей о лучших рамах для дронов. Если вы решите построить его самостоятельно, проект будет несложным, но вам потребуются некоторые инженерные знания и знания материалов, которые вы собираетесь использовать. Например, можно использовать металлические (легкие), пластиковые или даже деревянные рейки. Если вы выберете деревянный каркас, вам понадобится деревянная доска толщиной около 2,5 см.
  • Моторы: Для обычного квадроцикла вам понадобится всего 4 мотора, но октокоптеру для полета требуется восемь моторов.Рекомендуется использовать бесщеточные двигатели — они легче расходуют батарею, и, если вы не инженер, который полностью понимает, как работает двигатель, эти детали следует покупать в магазине. Вы также можете познакомиться с ними поближе, прочитав нашу статью о двигателях дронов.
  • ESC или электронное управление скоростью: также являются важными частями вашего дрона, поскольку они отвечают за передачу мощности двигателям. Опять же, их количество зависит от того, сколько вооружений будет у вашего дрона.
  • Пропеллеры: При поиске пропеллеров вы должны найти те, которые соответствуют корпусу вашего дрона. Обратите внимание на материалы — вы не найдете деревянных пропеллеров, но вы должны убедиться, что те, которые вы выберете, подходят.
  • Разъемы: Вам потребуются разъемы 3,5 мм для сварки двигателей и ESC, а также разъемы 4,5 мм для платы распределения питания.
  • Плата распределения питания — эта плата соединяет электронные регуляторы скорости с аккумулятором.
  • Аккумуляторы: При покупке аккумуляторов для дрона необходимо учитывать емкость аккумулятора и его тип. Чаще всего для этой цели используются Li-Po батареи, и их мощность отличается. Чтобы лучше понять эту тему, мы настоятельно рекомендуем ознакомиться с нашей статьей о батареях для дронов .
  • Монитор батареи: Это не элементарный элемент, но монитор весьма полезен для предупреждения вас, когда батареи близки к завершению.Таким образом, вы не рискуете, что у дрона закончится сок в воздухе, над прудом. Монитор батареи гарантирует, что ваш летательный аппарат не умрет в самом неподходящем месте.
  • Монтажная подушка: Уменьшает вибрации и тем самым улучшает полет. Это очень полезно, особенно если вы пытаетесь снимать фотографии или видео с помощью своего дрона.
  • Контроллер: Это устройство распределяет мощность и одновременно управляет двигателями.
  • RC-приемник: Конечно, если у вас есть передатчик (который обычно находится с вами), у вас также будет приемник, установленный на дроне.
  • Камера: Если вы хотите делать аэрофотоснимки и записывать окрестности во время полета на дроне, вам понадобится камера. Лучшие камеры — это те, которые могут снимать качественное видео 4K, но каждый найдет себе такую, которая ему нужна. Для качественной аэрофотосъемки и видеосъемки вам также может понадобиться стабилизатор для камеры.
  • USB-ключ: Это необходимо для сохранения фото и видео.

Помимо вышеупомянутых деталей, вам также потребуются силиконовые провода AWG, зарядное устройство, кабели для проводов сервопривода, стяжки, командные планки 3M, составы для фиксации резьбы и т. Д.В дополнение к этим компонентам вы также можете встроить в свой дрон другие аксессуары, чтобы сделать его более продвинутым.

Другими словами, существует много-много способов построить дрон, и в зависимости от того, сколько его вы действительно хотите сделать своими руками, эти шаги будут отличаться, а необходимые компоненты будут меняться. Приведенное ниже руководство предоставит вам представление о процессе создания квадрокоптера своими руками.

Пошаговая инструкция

Существуют разные типы дронов, но люди считают квадрокоптеры более эффективными, поскольку ими легко управлять.

Итак, в этом пошаговом руководстве мы сосредоточились на том, чтобы показать вам, как построить квадрокоптер из частей, которые вы можете купить отдельно:

Шаг 1: Изготовление рамы

Неважно, каким будет ваш дрон, у него должна быть рама. Итак, первая задача — сделать каркас. Для этого можно использовать разные материалы, например металл, пластик или дерево. Эти материалы будут отличаться в зависимости от того, насколько прочным должен быть дрон.

Если вы выберете дерево для каркаса, найдите деревянную доску длиной более 60 см и толщиной примерно 25-30 мм.Разрежьте эту доску таким образом, чтобы получить две рейки длиной 60 см и шириной 30 мм. Эти две длины необходимы для создания конструкции вашего будущего квадроцикла.

Пересекая эти две планки, вы получите X-образную рамку. Также вам понадобится деревянный лист, чтобы сделать и добавить прямоугольную деталь в центральной части этой рамки. Его размер должен быть 6 × 15 см, а толщина — около 2 мм.

Конечно, вы можете использовать другие размеры, если хотите, но это даст вам довольно хороший квадроцикл.Для соединения этих деталей вам потребуются гвозди и клей. Если вы решите использовать металл или пластик, размеры аналогичны, но способ соединения планок будет другим.

Ознакомьтесь с нашими предложениями по лучшим готовым каркасам, которые вы можете использовать в качестве основы для своего проекта:

Шаг 2. Пропеллеры, электронные регуляторы скорости и двигатели

ESC (электронные регуляторы скорости), двигатели и пропеллеры являются одними из самых важных элементов функционального дрона.Таким образом, вы должны получить эти компоненты в авторизованном магазине, чтобы гарантировать качество и надежность. Они должны соответствовать размеру вашего дрона, так что имейте это в виду при их покупке. Не бойтесь просить помощи у кого-нибудь в магазине.

При поиске двигателей (или роторов) вы должны знать, что многороторные дроны развивают большую скорость и обеспечивают стабильный полет, поскольку каждый ротор работает с точками тяги другого. Например, посмотрите эти роторы:

Для пропеллеров мы предлагаем вам купить металлические 9-дюймовые стойки, которые вы можете найти на рынке по очень доступной цене.Они прочные и не сгибаются так легко, если дрон во что-то ударится во время полета. Однако, если вам нужна лучшая производительность, лучше приобрести карбоновые опоры. Если вам нужна хорошая производительность, мы рекомендуем вам приобрести любой из них:

И, наконец, вам нужно взять несколько ESC (электронных регуляторов скорости) , если вы не хотите 4 из них (имейте в виду, что здесь речь идет о квадроцикле), вы можете купить контроллер 4 в 1. Мы предлагаем эти отличные и стабильные модели:

Шаг 3: Соберите двигатели

Следующее, что вам нужно сделать, это просверлить отверстия в раме для двигателей в соответствии с расстоянием между отверстиями для винтов на двигателях.Было бы хорошо сделать еще одно отверстие, которое позволит зажиму и валу мотора свободно двигаться.

Однако вы можете пропустить это действие, если двигатели уже поставлялись с креплениями. Поместите двигатель в соответствующее место и закрепите его на раме с помощью шурупов и отвертки.

Шаг 4: Установите электронные регуляторы скорости

После установки двигателей необходимо также установить регуляторы скорости. Как вы это сделаете? Регуляторы скорости рекомендуется подключать на нижней стороне рамы по нескольким причинам, связанным с функциональностью дрона.Эти причины, среди прочего, включают то, что он «разгружает» верхнюю часть дрона, где должны быть добавлены другие компоненты.

Для того, чтобы очень хорошо закрепить регулятор ESC на раме, вам необходимо использовать стяжки. Таким образом, ваши ESC привязаны и надежно закреплены во время полета.

Шаг 5: Добавьте шасси

Это снаряжение является важной частью при посадке вашего БПЛА, потому что оно значительно снижает удары при приземлении дрона на твердую землю. Его можно сделать по-разному, но нужно проявить творческий подход и сделать его своим уникальным способом.

Вот одна идея: найдите металлическую трубу (примерно 6 дюймов в диаметре) и отрежьте (с помощью соответствующих инструментов) 4 кольца толщиной 1-2 см. Конечно, размер этих колец должен соответствовать общему размеру вашего дрона. Затем вы можете использовать изоленту, чтобы прикрепить эти детали к раме.

Если вам не нравится эта идея с металлическими трубами, вы также можете использовать другие гибкие, но прочные материалы, такие как новый пластик или что-нибудь, что снижает удары.

Шаг 6: Контроллер полета

Каждый летающий дрон должен иметь систему управления. Эта электронная система позволяет дрону стабильно находиться в воздухе во время полета и обрабатывает все смещения и изменения направления и ветра.

На этом этапе есть два варианта:

Первый и самый простой вариант — купить готовый к использованию контроллер. Второй вариант — вы делаете это сами.

Для этой работы можно использовать один из следующих исходников полетных контроллеров проектов :

  • DJI NAZA: DJI NAZA M V2 или DJI Naza Lite с закрытыми исходниками.
  • ArduPilot : Дорогое, но очень хорошее оборудование для контроллеров дронов с отличной производительностью. Имеет автоматический режим полета.
  • OpenPilot CC3D : Этот превосходный проект с открытым исходным кодом содержит 6 каналов и MPU-6000 . Его очень легко настроить и установить, а также есть руководство мастера, которое проведет вас через установку. Более того, этот открытый проект теперь доступен из различных источников в Интернете.
  • NAZE32 : Очень гибкий, но немного сложный в настройке.В нем есть продвинутые летчики, которые улучшают контроль над вашим дроном, но вы должны убедиться, что действительно можете его настроить.
  • KK2 : Это один из наиболее часто используемых проектов для этой цели, поскольку он дешевле, чем большинство других источников в этом роде. Он поставляется с ЖК-дисплеем, основанным на современных контроллерах AVR. Таким образом, вы можете настроить его без использования компьютера. Также у него есть MPU , 6050, имеет датчик, который позволяет писать свою прошивку. Однако KK2 требует ручной настройки, и это неудобно для начинающих RC.

Если вы хотите сделать контроллер самостоятельно, вам следует выбрать один из этих проектов, который лучше всего соответствует вашим потребностям. Перейдите по ссылкам выше, чтобы провести дополнительное исследование и более подробно изучить индивидуальные особенности каждого из них. Изготовить такое устройство очень сложно и требует наличия опытного техника по дронам. Но если у вас есть такая возможность, ваш дрон станет совершенным летательным аппаратом « сделай сам» .

Шаг 7: Выбор подходящего RC Tx-Rx (беспроводной системы дистанционного управления)

Это система дистанционного управления, которая необходима для управления дроном.

В настоящее время доступны различные системы управления RC , такие как Futaba, Spektrum, Turnigy, FlySky и так далее. Вы можете найти более подробную информацию и изучить все эти системы здесь:

В дополнение к этой системе вам также понадобится несколько каналов для рыскания, тангажа, газа и крена, а также дополнительные каналы, если вы хотите установить на дрон камеру управления для некоторых аэрофотосъемок.

Шаг 8: Установите контроллер полета

После того, как вы выберете конкретный полетный контроллер, который лучше всего подходит для ваших нужд, вам необходимо установить его.Есть несколько способов его крепления. Например, вы можете разместить его в верхней части рамы в определенном направлении, но вам нужно убедиться, что все компоненты надежно закреплены, прежде чем откалибровать ваш дрон. Для этого можно также использовать упомянутые выше стяжки.

Рекомендуется положить небольшой кусок губки на нижнюю часть полетного контроллера, потому что он поглощает и снижает вибрации двигателей. Таким образом, ваш дрон будет более устойчивым во время полета, а стабильность является ключом к управлению дроном.

Шаг 9. Подключите открытый пилот к вашему дрону

Следующее, что вам нужно сделать, это настроить и подключить полетный контроллер к электронным контроллерам скорости.

Также необходимо подключить его к пульту ДУ. Чтобы увидеть, как это сделать, вам нужно будет найти в Интернете соответствующее обучающее видео для конкретного контроллера полета, который вы ранее установили.

Я написал подробное руководство по , как построить квадрокоптер с контроллером Arduino Uno .Есть много информации о сборке, соединении всего вместе и о программировании.

Шаг 10. Проверьте и протестируйте свой дрон

Прежде чем вы наконец воспользуетесь дроном, вы должны убедиться, что все работает нормально. Следовательно, перед первым полетом вам необходимо проверить все функции. Вы можете протестировать датчики, а также другие компоненты вашего дрона, используя специальный OpenPilot GCS.

Чтобы убедиться, что все работает, нужно снять реквизит и провести небольшой эксперимент с пультом дистанционного управления.Это гарантирует, что вы можете протестировать дрон, не рискуя его сломать.

Для этого теста вы должны найти подходящее место и попытаться переместить дрон на расстояние управления. Обратите внимание на стяжки и кабели, чтобы убедиться, что они хорошо соединены. Когда все в порядке, ваш дрон готов к полету!

Не срезайте углы на этом этапе, обязательно все детально протестировать, прежде чем фактически управлять дроном. В конце концов, вы же не хотите, чтобы первый полет вашего дрона был последним!

Шаг 11: Взлет

Это последний (и, смею сказать, самый важный) шаг.Перед взлетом аккумулятор должен быть надежно подключен, а все компоненты должны быть зафиксированы на месте. Для тестового полета нужно тщательно выбирать место, так как этот самолет может нанести серьезные повреждения, а также может быть поврежден. Лучше всего выбирать открытую ровную площадку, чтобы вы не рисковали повредить что-либо своим дроном или наоборот. Кроме того, вы всегда будете видеть свой дрон.

Узнайте, как построить свой собственный квадрокоптер

Дроны существуют уже некоторое время, но в последнее время они становятся все более популярными.Получить в свои руки довольно способный дрон теперь проще, чем когда-либо. Хотя цены снижаются, и вы можете отправиться в местный магазин, чтобы купить дрон с видеокамерой за несколько сотен долларов, многим все еще чего-то не хватает в этом опыте.

Зачем покупать полнофункциональный дрон, если вы можете применить свои инженерные навыки, построив свой собственный полнофункциональный дрон? Давайте подробнее рассмотрим, что требуется для создания собственного квадрокоптера, а также то, что необходимо для последующего программирования дрона, чтобы сделать его полностью функциональным.

Что вам понадобится для сборки вашего дрона

На рынке есть комплекты для дрона, которые значительно упрощают задачу создания вашего собственного дрона. Тем не менее, независимо от того, работаете ли вы с универсальным комплектом квадрокоптера или создаете дрон полностью с нуля, это те части, которые вам понадобятся, и шаги, которые вам нужно будет предпринять.

Frame — это то, что скрепит ваш дрон и сделает его прочным. Вы можете выбрать одну из нескольких готовых рам для квадрокоптера в магазинах для хобби в Интернете, или вы можете создать свою собственную раму из материалов, которые вы заказываете.Чтобы создать свою собственную раму, вам потребуются некоторые инженерные знания в области авиационного дизайна и легкие, но прочные материалы, которые вы можете использовать для конструкции. Вы также можете использовать вырез в деревянной доске толщиной примерно 2,5 сантиметра.

СВЯЗАННО: СОЗДАЙТЕ СВОЙ ДРОН ИЛИ АВТОМОБИЛЬ С ЭТОМ КОМПЛЕКТОМ 2-В-1

Двигатели будут иметь решающее значение для определения того, как ваш дрон будет работать и летать. Выбор правильных двигателей может повлиять на успех вашего окончательного дизайна дрона.Что касается двигателей, вам нужно будет учитывать, насколько быстро они могут двигаться, обороты и сколько энергии они собираются для этого потреблять. Выбор двигателей влияет на то, насколько тяжелой может быть ваша рама, насколько большой должна быть ваша батарея и, в конечном итоге, как долго вы сможете держать свой дрон в полете.

Электронные блоки управления скоростью также потребуются для управления каждым из ваших двигателей индивидуально. Вам понадобится такое же количество регуляторов скорости для вашего дрона, как и у вас есть оружие, поэтому квадрокоптеру потребуется 4.

Пропеллеры — это то, что в конечном итоге даст вашему дрону возможность летать, и вам нужно будет согласовать ваши пропеллеры с двигателями, на которые они будут установлены.

Разъемы 3,5 мм потребуются для подключения двигателей к ESC и, вероятно, разъемы 4,5 мм для платы питания.

Аккумулятор и распределительный щит составят источник питания для вашего дрона. Плата соединяет ESC с батареями, и батареи обеспечивают питание. Вы также захотите подобрать блок мониторинга батареи, чтобы вы могли передавать заряд батареи обратно с дрона на контроллер.

Монтажная площадка поможет уменьшить вибрации, с которыми сталкивается дрон, что придаст вам большую устойчивость в воздухе.Если вы пытаетесь установить камеру на свой дрон, вам определенно понадобится монтажная площадка.

Контроллеры и радиоуправляемый приемник составляют основу дистанционного управления вашего дрона. Вам понадобится настраиваемый контроллер дрона и радиоуправляемый приемник для установки на ваш дрон.

Дополнительными элементами для вашей сборки будут камера и устройство памяти . Если вы планируете создать дрон с камерой, то, очевидно, вам понадобятся эти компоненты, чтобы это произошло.

Базовый процесс сборки дрона своими руками

Первый шаг к созданию собственного дрона — создание его рамы.Независимо от того, работаете ли вы с комплектом или нет, вам нужно убедиться, что рама дрона находится на завершающей стадии разработки, прежде чем вы начнете переходить к следующей части, а именно к установке двигателей и электронных блоков управления.

СВЯЗАННЫЙ: ЭТО ВИДЕО ПОСТРОЕНИЯ ГЕКСАКОПТЕРА ПОЗНАЕТ, ЧТО ВЫ ХОТИТЕ СОЗДАТЬ СОБСТВЕННЫЙ ДРОН «Сделай сам»

После того, как ваша рама будет завершена, вы перейдете к установке двигателей на концах рычагов рамы, а также к установке ESC. Как мы уже упоминали в части со списком деталей в этой статье, вы захотите обратить внимание на поиск двигателей, пропеллеров и регуляторов скорости, которые работают согласованно, чтобы процесс сборки прошел гладко.

Перед установкой двигателей просверлите в раме отверстия, идеально подходящие для отверстий под винты крепления двигателей. После этого смонтируйте моторы на место.

После установки двигателей можно устанавливать регуляторы скорости. Вы захотите установить эти устройства на нижней части рамы, чтобы сбалансировать вес дрона, когда все будет собрано. В самодельных дронах вы, вероятно, будете использовать небольшие стяжки или легкий клей для крепления регуляторов.

После установки двигателей и регуляторов скорости переходите к проектированию шасси, которое защитит дрон при любой посадке в будущем.Шасси должно быть изготовлено из гибких, но прочных и устойчивых к ударным нагрузкам материалов.

На этом этапе вы готовы установить и запрограммировать систему управления полетом. Это то, что будет управлять двигателями дрона и в противном случае сделает его устойчивым в воздухе. У вас есть два варианта: купить готовый к использованию контроллер дрона или построить его самостоятельно.

Очевидно, что покупка готового к использованию контроллера является более простым шагом, без программирования или устранения неполадок после сборки физического дрона.Если вы решите создать собственный контроллер дрона, вам нужно будет найти несколько довольно подробных руководств, которые проведут вас через этот процесс. Потребуется приличное количество кода, и если вы еще не знаете, что нужно для идеального управления дронами, вам придется пройти крутой курс обучения.

Наконец, установка полетного контроллера на дрон — это заключительный этап сборки при создании вашего собственного дрона. Вы захотите установить его в центре дрона довольно прочно.Прежде чем загружать все и откалибровать дрон, убедитесь, что все надежно закреплено на своих местах. Калибровка дрона на самом деле не работает, если после того, как вы закончите, все просто перемещается в новое место.

Наконец, после сборки вашего дрона вам необходимо протестировать его и убедиться, что все работает так, как вы хотите. Вы захотите провести несколько экспериментов, проверяя управление и отзывчивость дрона, пока он еще находится на земле, чтобы этот процесс не сломал ваш самодельный дрон.

9 лучших комплектов дронов для начинающих и продвинутых: особенности, плюсы, минусы [2018]

От детей до людей, стремящихся заняться электроникой, авиацией или серьезным бизнесом дронов / аэро, дроны очаровывают людей всех возрастов. Дроны — это мечта каждого ребенка и взрослого. Здесь у вас есть полностью программируемый и управляемый летательный аппарат, который выполняет ваши приказы в воздухе. Наряду с его возросшей популярностью, его фан-база заполнена людьми, одержимыми созданием собственного дрона.

В нашем сегодняшнем списке мы поговорим и перечислим некоторые из лучших комплектов для самостоятельного изготовления дронов для начинающих. Прежде чем покупать свой первый комплект дрона, убедитесь, что у вас есть следующие три важных контрольных списка.

1. Статус легальности

Первое и самое главное, на что вам нужно обратить внимание, прежде чем покупать дрон, — это то, является ли дрон совершенно и полностью законным в вашем регионе или нет. В то время как большинство территорий в таких странах, как США и Канада, имеют четкий юридический статус для владения и эксплуатации дронов, в некоторых областях может потребоваться специальная лицензия или разрешение на создание или использование дронов.Пожалуйста, внимательно оцените то же самое, прежде чем продолжить.

2. Тип дрона

Дроны также бывают разных типов и размеров. Для начала у вас будет 3 типа дронов. RTF (готов к полету), ARF (почти готов к полету) и BNF (Bind and Fly). Дроны RTF предназначены для людей, которым нужна игрушка или дрон, который летает сразу после покупки. Энтузиасты DIY и любители предпочли бы дрон ARF, поскольку он требует правильной сборки, прежде чем вы начнете его летать. Дроны BNF — еще один вариант, где не нужно много сборок.Простая вставка транзистора — это все, что вам нужно, и вам будет хорошо.

3. Принадлежности

Третье, что вы можете искать в дроне, — это уровень аксессуаров, которые вам дает продавец. В качестве нескольких примеров можно привести дополнительные строительные инструменты, карты памяти и т. Д., Которые помогут вам собрать или максимально использовать свой дрон.

Помимо этих трех, есть еще много факторов, которые вам, возможно, придется учитывать перед покупкой самодельного дрона. Как новичок, вы хотели бы узнать больше об основных гайках и болтах в этой области.Раздел нашего Руководства по покупке специально создан для той же функции. Обязательно ознакомьтесь с дополнительной информацией о том, как купить дрон своими руками, о часто задаваемых вопросах и многом другом.

Теперь без лишних слов, давайте сразу перейдем к статье и рассмотрим лучшие и лучшие комплекты DIY Drone для новичков, которые можно купить в 2020 году

Лучшие наборы для самостоятельного изготовления дронов

Список лучших наборов для самостоятельного изготовления дронов для начинающих

1.DJI Mavic Mini Combo — Дрон

Первым в нашем списке стоит DJI Mavic Mini Combo от DJI, известного производителя и продавца дронов. Квадрокоптер Mavic Mini Combo Drone FlyCam обладает интересными функциями и впечатляющими отзывами пользователей.

Камера: 2,7k Quad HD-видео и 12 МП площадных снимков.

Характеристики программного обеспечения : Может быть запрограммирован и работать на iOS V10 или выше, а также для Android, Android V6.0 или выше.

Основные характеристики

  • 3-х осевой стабилизатор для лучшей и хорошей устойчивости и позволяет снимать без ощущения тряски камеры
  • Всего 30 минут полета с полностью заряженным аккумулятором.
  • Хорошо под 250 грамм веса, что почти такое же тяжелое, как смартфон, что позволяет ему оставаться дольше, чем универсальный бренд Flycams
  • Несколько режимов быстрой съемки, такие как Dronie, Helix, Circle и Rocket и т. Д., Доступны предустановленные функции записи
  • Приложение DJI Fly отличается интуитивно понятным интерфейсом пользователя и позволяет делать снимки, похожие на фильмы, всего несколькими нажатиями, а также включает в себя учебное пособие по полету, которое отлично подходит для начинающих.
  • Поставляется с 3 парами запасных пропеллеров, пультом дистанционного управления, 3 интеллектуальными летными батареями, запасными ручками управления, разъемом Lightning, разъемом USB C, двусторонним зарядным концентратором, защитой пропеллера на 360 градусов и аккуратной сумкой для переноски.

Гарантия: Не слишком конкретна, но составляет около 90 дней с даты покупки.

Плюсы

  • Высокие оценки и отзывы
  • Изделие повышенной прочности
  • Отлично для начинающих

Минусы:

Ничего особенного, чтобы упоминать о

Купить сейчас на Amazon

2. Комбо DJI Mavic Mini Fly More

Следующим в нашем списке идет дрон DJI Mavic Mini Fly More Drone, но с большим количеством аксессуаров и встроенной памятью.

Камера: Поддерживаются аэрофотоснимки 12 МП и 2.Видео 7k Quad HD

Характеристики программного обеспечения : Может быть запрограммирован и работать на iOS V10 или выше, а также для Android, Android V6.0 или выше.

Основные характеристики:

  • В комплект входит посадочная площадка VanCity UAV 75 см
  • Range Booster для увеличения дальности полета
  • USB 3.0 Картридер для установки карты памяти
  • 3 оригинальные мини-батареи DJI
  • 20 гребных винтов и защита гребного винта 360 градусов
  • В DJI FlyApp есть отличные обучающие программы, а также предустановки
  • Аккуратная сумка для переноски
  • Подвес для стабильной записи в пространстве
  • Легкий вес около 250 грамм
  • 30 минут полета с полной зарядкой

Гарантия : 1 год гарантии производителя со дня покупки.

Плюсы:

  • Отличные отзывы пользователей
  • Большое количество аксессуаров и принадлежностей, таких как шасси и т. Д.

Минусы:

  • Ничего особенного, чтобы упоминать

Купить сейчас на Amazon

3. DJI Mavic Mini Portable Drone Quadcopter Starters Bundle

Еще один DJI Mavic Mini, этот портативный дрон-квадрокоптер, входит в комплект для начинающих и поставляется в готовом формате, который почти готов к полету.

Камера: Камера 12 МП с 3-осевым стабилизатором изображения 2,7k Quad HD

Характеристики программного обеспечения: Смартфон на базе Android и iOS, также управляемый с помощью DJI Flyapp.

Основные характеристики:

  • Готовая конструкция
  • 3-х осевой стабилизатор обеспечивает отличное стабильное видео
  • FlyApp для лучшего контроля, а также для учебных пособий
  • HD-видеовыход даже с расстояния 2,5 мили вверх
  • Поставляется с контроллером и батареями

Гарантия : гарантия производителя сроком на 1 год с даты покупки, но действует только в США.

Плюсы

  • Маленький и простой по конструкции
  • Готов к полету, поэтому не требует сложной конструкции

Минусы :

  • Не в восторге от профессионалов

Купить сейчас на Amazon

4.DJI Tello Quadcopter Drone Boost Combo

DJI Tello — это малодоступный, но высокоскоростной и очень доступный квадрокоптер для самостоятельного изготовления, который также поставляется с комбинированным усилителем и VR.

Камера: Камера HD с поддержкой гарнитуры VR

Программные характеристики: 14-ядерный процессор Intel и совместимость с DJI FlyApp

Основные характеристики:

  • Простая конструкция, удобство установки и сборки для новичков
  • Совместимость с гарнитурой VR, которая дает вам захватывающий дух
  • Поставляется с комплектом для очистки VanCityUAV
  • Две антенны для лучшей передачи видео и повышенной стабильности
  • Аккумулятор большой емкости примерно на 30-35 минут полета
  • Превосходное качество процессора изображений, позволяющее снимать фото и видео

Гарантия: Годовая гарантия производителя со дня покупки.

Плюсы:

  • Доступная цена
  • Создан для новичков
  • Легкий вес, поэтому не требуется много энергии для взлета и полета
  • Поставляется с набором аксессуаров, которые помогают в использовании и очистке.

Минусы:

  • Низкий диапазон
  • Без подвеса
  • Нет GPS

Купить сейчас на Amazon

5. GILOBABY STEM RC игрушки DIY Mini Racing Drone

Gilobaby STEM — это супер дешевая и чрезвычайно доступная версия дрона.Технически это DIY-игрушка STEM с дистанционным управлением.

Камера: В стандартной версии нет камеры.

Характеристики программного обеспечения : Без программного обеспечения и управляется с помощью пульта дистанционного управления

Основные характеристики:

  • 6-осевой управляемый гироскопом четырехвинтовой летательный аппарат с большой стабильностью
  • Хорошая защита от ветра и легкость управления для детей
  • Безголовый режим для упрощения управления полетом
  • Функция гибкого движения на 360 градусов с помощью пульта дистанционного управления, с помощью которого вы можете перемещать дрон в любом направлении
  • Управление дросселем и скоростью дрона может осуществляться с помощью самого пульта дистанционного управления
  • 50 метров контрольное расстояние
  • 5 минут общего времени полета с 3 батареями AAA

Гарантия: Нет гарантии

Плюсы:

  • Отличный игрушечный подарок для детей и подростков, а также для любителей дронов
  • Очень доступный
  • Простота использования

Минусы:

  • Не для профессионалов
  • Без гарантии
  • Нет камеры или другого программного обеспечения

Купить сейчас на Amazon

6.Квадрокоптер DJI Tello Дрон для начинающих

Еще один квадрокоптер Tello, квадрокоптер DJI Tello для новичков, точно такой же, как квадрокоптер DJI Tello, который мы упоминали ранее в списке, за исключением того, что это модель BNF (привязка и полет), тогда как предыдущая модель была ARF (почти готовая летать)

Камера: Имеет камеру HD, а также совместимость с гарнитурой VR

Характеристики программного обеспечения: Можно управлять с помощью пульта дистанционного управления или легко с помощью DJI FlyApp на мобильном смартфоне

Основные характеристики:

  • Простое соединение, привязка и режим полета
  • VR Совместимость для отличного обзора от первого лица
  • 35 минут полета с полностью заряженной батареей
  • Поставляется с аккуратной сумкой для переноски
  • 4 пары гребных винтов, защита гребного винта, аккумулятор и инструмент для снятия гребного винта, входящие в комплект
  • Также запасной аккумулятор и VR Viewer на 3 человека.Большие мобильные экраны от 5 до 6 дюймов

Гарантия: Один год гарантии производителя со дня покупки.

Плюсы:

  • Подходит для начинающих, просто подключи и работай, модель
  • Поставляется с бесплатной гарнитурой VR для полета от первого лица.

Минусы:

  • Не для профессионалов или для самостоятельных проектов
  • Можно было бы улучшить качество камеры и время автономной работы

Купить сейчас на Amazon

7.E

Дроны своими руками — что нужно знать, чтобы создать один

Подробное описание дронов своими руками и все, что вам нужно знать, чтобы построить дрон или квадрокоптер своими руками, со ссылками на ценные ресурсы.

Что нужно знать о самодельных дронах

Дроны своими руками становятся популярным проектом для увлеченных любителей. Для тех из вас, кто хочет построить дрон или БПЛА своими руками, есть много отличных видео и блогов. Но поиск наиболее надежной информации может оказаться сложной задачей и потребовать много времени.Вот почему мы составили этот список видео, веб-сайтов и практических советов, которые помогут вам начать работу!

Подходят ли мне самодельные дроны?

Если бы вы были одним из тех любопытных детей, которые всегда спрашивали «почему» и любили разбирать вещи и собирать их обратно, DIY Drones мог бы стать для вас следующим проектом.

Итак, если вы готовы окунуться в мир самодельных дронов и БПЛА, не забудьте начать с самого начала.

Дроны своими руками: начало работы

Во-первых, вам нужно ознакомиться с типами дронов, которые вы можете построить.К счастью для вас, Коулман Бенсон уже создал подробное руководство «Как сделать дрон / БПЛА» в блоге RobotShop. Бенсон дает отличную справочную информацию о дронах и беспилотных летательных аппаратах, а также описывает различные типы компонентов и вариантов самодельных дронов, доступные начинающим и опытным строителям.

Дроны своими руками: терминология и типы

Первый урок Бенсона посвящен терминологии самодельных дронов. Он дает простые для понимания определения и проведет вас через процесс создания собственного дрона.

Далее он перечисляет различные типы дронов, которые вы можете построить. Некоторые варианты поставляются полностью собранными, в то время как другим нужен только передатчик или приемник, в то время как самые сложные дроны своими руками нужно собирать практически с нуля.

Бенсон определяет самодельные дроны как «нестандартные» летательные аппараты, в которых используются детали от различных поставщиков. Эти типы дронов могут также включать создание или изменение ваших собственных частей для строительства.

Какой тип самодельного дрона мне выбрать?

Создание дронов своими руками требует большого терпения.Если вы новичок в этом типе проектов, процесс может быть трудным и даже опасным. Возможно, вы захотите начать с игрушек или набора RTF («Готов к полету»), который включает в себя все и не требует сборки.

ARF- «Почти готов к полету»

Если у вас есть некоторый опыт в создании вещей, ARF или «почти готовый к полету» комплект может быть хорошим самодельным дроном для начала. Этот тип комплекта обычно включает раму, двигатели и большинство основных деталей. ARF поставляется в частично собранном виде; обычно требуется передатчик и / или приемник; самое большее, для этого типа дронов может понадобиться аккумулятор или зарядное устройство.

Комплект для дрона или БПЛА

Следующим шагом на пути к комплекту «Почти готов к полету» является комплект для самостоятельного изготовления дрона / БПЛА. Этот тип набора обычно включает в себя большинство основных частей, необходимых для создания БПЛА. Как правило, для этого типа комплекта требуется передатчик, приемник, аккумулятор, зарядное устройство и / или полетный контроллер. Но комплекты БПЛА различаются, поэтому важно знать, что входит в ваш конкретный комплект. Кроме того, не забудьте провести исследование, чтобы убедиться, что исходные детали совместимы с вашим комплектом БПЛА.

Дрон для самостоятельного изготовления на заказ

Для опытного и амбициозного производителя комплектов БПЛА заказной дрон — это следующий уровень. Эти типы дронов объединяют несколько продуктов от разных производителей, чтобы создать единое целое. Для этого типа дронов или БПЛА вам необходимо иметь полное представление о различных компонентах, необходимых для создания собственного самолета.

Как правило, детали, которые вам понадобятся для пользовательского дрона, сделанного своими руками, будут включать (но не ограничиваясь ими):

  • Передатчик (и приемник) — ссылка
  • Рама квадрокоптера — ссылка
  • Контроллер полета — ссылка
  • Щиты распределения питания — Link
  • Электронные регуляторы скорости (ESC) — 4 — Ссылка
  • Двигатели гребного винта — 4 — Звено
  • Адаптеры пропеллера — звено
  • Литий-полимерный (LiPo) аккумулятор — ссылка
  • LiPo балансир / зарядное устройство — ссылка
  • Адаптер батареи — ссылка
  • Источник питания постоянного тока 12 В — ссылка
  • Пропеллеры — звено
  • Нейлоновые прокладки — высокие — Ссылка
  • Прокладки нейлоновые — короткие — звено
  • Пулевые соединители — 3.5 мм — звено

Создайте свой первый самодельный дрон

My First Drone — отличный ресурс для людей, которые заинтересованы в создании собственных дронов, но не совсем понимают, как это сделать. В сообщении под названием «Как построить квадрокоптер» вы найдете все учебные пособия, необходимые для создания самодельного дрона. В статье также содержится список конкретных материалов, а также ссылки на сайты, на которых можно приобрести запчасти для своего первого квадрокоптера.

Стоимость сборки вашего первого квадрокоптера в соответствии со спецификациями My First Drone обойдется вам примерно в 350–400 долларов.Это стоит вложенных средств и может стать интересным и сложным проектом на выходных для людей, которые любят создавать вещи.

Встречайте 3D-робототехнику: место для людей, увлеченных самодельными дронами

Крис Андерсон, бывший главный редактор журнала Wired и автора бестселлеров New York Times , построил свой первый дрон дома с детьми, используя детали Lego Mind Machine. Вскоре он основал DIYDrones.com, который с тех пор превратился в крупнейшее в мире сообщество открытой робототехники.

Через это сообщество Крис познакомился с Жорди Муньосом, 19-летним бросившим колледж и гением электроники из Энсенада, Мексика. Перенесемся на 5 лет в 2012 год, когда Крис и Джорди официально основали 3D Robotics.

Сегодня 3D-робототехника широко считается пионером в области БПЛА и источником новостей, аксессуаров и образовательных материалов для дронов. Более того, в магазине 3DR есть широкий выбор рам для самостоятельных дронов, отдельных деталей, аксессуаров и практически всего, что вам нужно для создания частично предварительно собранных, модифицированных или нестандартных дронов.

5 основных направлений самостоятельного строительства дронов

После того, как вы определились с типом самодельного дрона, который вы хотите построить (например, квадрокоптер, гексакоптер и т. Д.), Вам нужно будет узнать о 5 областях создания самодельного дрона, а именно:

Дроны своими руками: механика

Блог Robotshop отлично объясняет все, что вам нужно знать о каждой из этих пяти областей создания дронов своими руками. Для механиков наиболее важными частями вашей конструкции являются рама и шасси БПЛА.Вы также захотите рассмотреть возможность установки демпферов, литых резиновых деталей, которые используются для минимизации вибраций БПЛА.

Блог рекомендует G10, прочную и легкую альтернативу дорогим каркасам из углеродного волокна. Этот материал может быть более экономичным вариантом для вашего первого дрона, особенно в том случае, если вы не совсем освоили конструкцию с первого раза и / или случайно разбили его.

Хотя в разделе «Механика» описаны еще более подробные компоненты, рама, шасси и глушители БПЛА являются наиболее важными частями этого этапа строительства.

Дроны своими руками: движение

Движущая сила — это то, что движет вашим дроном или БПЛА. Одной из наиболее важных характеристик, которые следует учитывать в этой области, являются лопасти пропеллера. Выбранные вами лезвия обеспечат подъемную силу; Обычно к дрону прикрепляется от 2 до 4 лопастей. Строители дронов могут выбирать фиксированные или складные лезвия; складные лезвия могут упростить хранение, особенно если у вас мало места.

Другой важный компонент — это ESC или «электронный регулятор скорости».Это устройство контролирует скорость вращения двигателя вашего БПЛА и соединяет аккумулятор, двигатель и полетный контроллер.

Далее вам нужно рассмотреть источник питания. Литий-полимерный аккумулятор — наиболее распространенный аккумулятор, используемый для самодельных дронов, но есть и другие варианты. Вам также понадобится плата распределения питания или кабель для разделения питания на устройства, подключенные к вашему БПЛА. Наконец, есть привод, который называется сервоприводом. Сервопривод отвечает за перемещение механизма или системы и преобразует энергию в угловое движение при подаче правильного сигнала.

DIY Drone Controls
Есть много компонентов, которые можно интегрировать в DIY Drone Controls. Наиболее важные из них: базовая станция, передатчик и полетный контроллер. Станцию ​​управления можно использовать вместо портативного передатчика или вместе с ним. Передатчик — это устройство, которое отправляет сигнал или несколько сигналов на ваш приемник. Обычно базовая станция включает в себя передатчик, антенну, видеоприемник, монитор, аккумулятор и другие устройства.

Полетный контроллер — это «главный мозг» вашего БПЛА.Как и компьютер, он обрабатывает все входящие / исходящие данные и сигналы. В зависимости от того, насколько сложен ваш полетный контроллер, он может иметь GPS, барометр, компас и многое другое.

DIY Датчики для дрона

В зависимости от вашего бюджета и вашего опыта создания дронов своими руками вы можете встроить в свой собственный самолет широкий спектр датчиков, например a (an):

Акселерометр: устройство, которое позволяет узнать ориентацию вашего самодельного дрона по отношению к земле.

Барометр: прибор, который измеряет давление и предоставляет важную информацию о высоте, на которой вы летите.

Компас: устройство, которое предоставляет информацию о севере, юге, востоке и западе.

GPS : система позиционирования, которая использует спутники для определения местоположения вашего дрона.

Альтиметр: устройство, которое дает вам информацию о высоте вашего дрона. Поскольку федеральные правила запрещают беспилотные летательные аппараты на высоте более 400 футов, высотомер может быть полезным инструментом, который поможет вам избежать юридических наказаний.

Естественно, существует множество других сложных датчиков и устройств ориентации, которые вы можете интегрировать в свой дрон, сделанный своими руками. Но если это ваш первый проект самодельного дрона, возможно, вы захотите не загружать его новейшими высокотехнологичными функциями, пока не овладеете мастерством создания и полета дронов на заказ.

Дроны своими руками: видео

Если вас не интересуют аэрофотосъемка или кинематография, вам не нужно добавлять видеокомпонент к своему дрону DIY.Некоторым людям больше нравится летать; для этих людей исключение видео поможет снизить стоимость создания их первых дронов своими руками.

Однако для людей, которые хотят снимать фотографии и снимать воздушные сцены, у них есть несколько вариантов видео.

FPV или «Вид от первого лица» — это вариант видео, при котором камера устанавливается на дрон, и пилот может видеть прямую видеотрансляцию, отображаемую на мониторе, смартфоне или очках виртуальной реальности.

Другой вариант — включить камеру действия GoPro , которую многие люди используют, чтобы делать фото и видео самих себя в движении.Однако GoPro объявила, что в недалеком будущем будет разрабатывать и выпускать собственный дрон.

Итак, если у вас есть камера GoPro, вы можете подождать и посмотреть, что выпускает GoPro, прежде чем приступить к созданию собственного беспилотника.

В зависимости от вашего опыта и навыков вы сможете экспериментировать и успешно реализовывать различные фото- и видеоустройства. Проявив небольшое мастерство и изобретательность, вы можете интегрировать широкий спектр цифровых видеокамер, ЖК-дисплеев или OCD в свой самодельный дрон.

Дроны своими руками Видео на YouTube

Если вы ищете вдохновение для самостоятельного создания дронов или полезные уроки, посмотрите следующие видео:

Истории о дронах: Самодельный дрон Создайте свой собственный БПЛА

Соучредитель 3DR Robotics Крис Андерсон рассказывает о своем опыте создания своего первого самодельного дрона со своими детьми. Андерсон приводит реальные примеры приложений для дронов и объясняет значение больших данных для визуального картографирования.

Как сделать дрон (квадрокоптер)

Пользователь YouTube

, Андрес Пинеда (Andrés Pineda) предоставляет подробное и понятное видео-руководство, в котором показано, как построить базовый квадрокоптер. Он также предоставляет списки конкретных материалов, а также сайты, где пользователи могут приобрести детали, необходимые для сборки самодельного дрона, показанного в видео.

Как собрать гоночный квадрокоптер для FPV!

В этом видео рассказывается о сборщиках дронов среднего и продвинутого уровня, которые заинтересованы в создании гоночного квадрокоптера FPV (вид от первого лица).В этом видео Норман Чан и специалист по квадрокоптерам Charpu расскажут вам о компонентах, необходимых для создания прочного гоночного мини-квадрокоптера стоимостью менее 850 долларов. Описание видео также включает подробный список материалов. В этом видеоуроке есть пошаговые инструкции и советы, которые помогут строителям собрать все воедино.

Дроны своими руками: большие мечты, маленькие старта

Перед тем, как приступить к созданию дрона, не забудьте провести исследование. Учитывайте свой бюджет, время, опыт и потребности.Затем ознакомьтесь с типами дронов, которые вы можете построить.

Затем выучите терминологию и сравните цены на предварительно собранные и / или частично собранные дроны. Убедитесь, что выбранные вами детали совместимы с типом дрона, который вы собираетесь построить. Если вы новичок, просмотрите видео на YouTube о самодельных квадрокоптерах и других типах БПЛА, которые вы хотите построить. Выберите видео, которое включает в себя список материалов и подробные инструкции.

Кроме того, если вы застряли, воспользуйтесь сообществом DIY Drones.Это удивительное сообщество любителей и профессиональных энтузиастов робототехники с открытым исходным кодом может помочь вам решить проблемы до, во время и после завершения сборки. Не бойтесь обращаться к более знающим людям, если вы не знаете, как двигаться дальше или как решить проблему.

Имейте в виду, что вы также можете использовать этот замечательный ресурс, чтобы найти других увлеченных начинающих и профессиональных конструкторов дронов в вашем районе.