Как сделать маленький квадрокоптер

Квадрокоптер своими руками

Мечта полета преследует каждого человека с детства. Редко у кого не было желания оторваться от земли и устремиться в небо. К сожалению, в природе люди не умеют летать. Им приходится применять для этого специализированные аппараты. Приблизиться к мечте поможет собранный квадрокоптер своими руками.

Человека он, конечно, не поднимет, но даст понять принципы пилотирования, на которых строится авиация, а также возможность управлять, пусть маленьким, но летательным аппаратом.

Сфера применения

Использовать quadrocopter можно и для серьезных целей. Оснащенный видеокамерой и передатчиком, он может передавать изображения с воздуха отслеживаемых объектов. К примеру, местонахождение голов скота на пастбище или состояние крыш и высоких памятников.

В его силах разведывать ледовые или сплавные заторы рек, передавать информацию о пробках и ситуации на дорогах. квадрокоптер используется и при лесных пожарах, давая обзор направления движения огня. В общем, везде, где есть необходимость получения панорамной картинки с высоты – он первый помощник. Включая сферы спасения жизни и поиска людей.

Из остальных очевидных методов применения дрона – переноска им по воздуху каких-либо грузов. Летательному аппарату не страшны плохие дороги или их полное отсутствие, а удаленное управление позволяет использовать его в любую погоду без риска для жизни пилота. Квадрокоптер с грузом

Есть и не очевидные способы применения квадрокоптеров. К примеру, в некоторых крупных торговых центрах летательные аппараты подобного типа производят замену ламп освещения под потолком. Захват выполняется в специальный держатель, после чего дрон вращается, выкручивая светильник, и транспортирует его на землю. В него устанавливают целую лампу, которая перемещается вместе с аппаратом по воздуху обратно и вкручивается. В результате – нет риска для персонала, а работа выполнена.

Самодельный квадрокоптер

Можно, конечно, купить дрон в сборе, но это не так интересно, как создать его своими руками, пусть уже и из готовых комплектующих, поставляемых наборами от производителя. К тому же, далеко не каждая готовая сборка будет соответствовать нуждам покупателя.

Самый захватывающий вариант получения квадрокоптера – индивидуальный расчет конфигурации и подборка соответствующих ему комплектующих, с монтажом всего этого в одну конструкцию. Приобрести же необходимые элементы можно, к примеру, на торговой площадке E-Bay или AliExpress, сделав заказ через интернет. Использование дронов на законных основаниях

Один из нюансов, учитываемый при изготовлении самодельного квадрокоптера, – ограничения, введенные законодательно на сверхлегкие летательные аппараты. К которым относятся и дроны.

В сущности, они касаются только документальной регистрации квадрокоптеров весом свыше 250 грамм. Если аппарат имеет большую массу, но меньшую 30 килограмм, то ему требуются разрешительные бумаги от Федерального агентства воздушного транспорта. Получить их можно и по почте, отправив фотографию беспилотного летательного аппарата и его характеристики в Росавиацию.

Какие есть варианты?

Итак, рассмотрим все возможные варианты приобретения или самостоятельного изготовления маленького летательного аппарата, годного как в качестве игрушки, так и для выполнения вполне серьезных задач. Квадрокоптер в полете

Ready to fly (готовый к полету)

Под определение попадают все квадрокоптеры, продаваемые в собранном состоянии. После покупки, для их использования достаточно подать питание на узлы аппарата и пульт радиоуправления. Самый простой способ приобщения к пилотированию.

Almost Ready to Fly (почти готовый к полету)

Товарная номенклатура подобных моделей весьма велика. Производитель может представлять как все необходимые детали в наборе, так и только некоторые части дрона. К примеру, раму или контроллер работы двигателей. Сборка и покупка недостающих полностью осуществляется силами владельца такого комплекта.

Приобретение подобного квадрокоптера рекомендуется начинающим пользователям. Он позволит ввести человека в основы создания летательного аппарата, при этом достаточно прост в сборке. Один из вариантов комплектов сборки

Полная сборка с нуля

Один из самых интересных вариантов, с относительно низкими затратами труда и времени. При выборе компонентов летательного аппарата производят расчеты в зависимости от желаемых характеристик и доступной номенклатуры в продаже.

Имеется в виду, к примеру, что для большого квадрокоптера нужны и габаритные, а также мощные запчасти. Их характеристики непосредственно зависят от планируемого веса дрона. Чем крупнее рама – тем больше масса аппарата, а значит, он должен быть оснащен более высоко оборотистыми двигателями, крупными пропеллерами, а также соответствующей системой питания всей силовой и обычной электроники на борту.

Важной деталью служит и выбор контроллера, который управляет всем этим хозяйством. Он задает скорость вращения винтов, не допуская перекосы аппарата во время полета. К его функциям относится и управление движением дрона, в зависимости от команд оператора на земле. Один из видов полетных контроллеров

Не лишним будет контроль характеристик передатчика пульта и устанавливаемого приемника в аппарат. Чем они мощнее, тем на большем расстоянии можно управлять квадрокоптером.

Ну и в конце, навесное оборудование. Без него дрон – не более чем летающая игрушка. А вот смонтировав на его раму камеру с передатчиком, можно найти квадрокоптеру более практичное применение.

Опять же, важна дальность беспроводного функционирования подвеса, его потребляемая мощность (а значит и запас хода батарей всего аппарата). Управляемая камера, с настраиваемым увеличением и яркостью, также даст свой плюс к использованию дрона.

Самодельный дрон из подручных материалов

Как собрать квадрокоптер своими руками: инструкция для начинающих

Чтобы упростить покупку первого квадрокоптера, но дать основы его создания, стоит брать комплекты дронов, в которые уже включены все необходимые детали аппарата. Их прочность, мощность и возможности уже выбраны согласно строению и весу итогового БПЛА.

Подбор материалов и комплектующих

Готовые комплекты, с элементами, подобранными производителем, рассчитаны на определенные характеристики аппарата. Среди них – максимальная дальность полета и нахождения от оператора, потолок высоты и скорости. Обязательно указывается полезный вес нагрузки – грузоподъемность дрона.

Ориентируясь по ним, и производят выбор комплекта.

Детали с Али экспресса

Один из бюджетных вариантов, представленный на Aliexpress для самостоятельной сборки, без ухудшения функциональности квадрокоптера – Flysky i6 F450. Его цена находится в районе 12086 рублей.

В наборе находятся все компоненты, позволяющие создать собственного дрона, кроме аккумулятора и навесного оборудования – камеры, хотя ее крепление предусмотрено конструкцией рамы устройства. Что идет в комплекте

Источник

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

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.

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).

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.

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.

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.

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

Как сделать самодельный квадрокоптер своими руками

Квадрокоптер своими руками — сложная, но вполне осуществимая задача для людей, которые имеют базовые представления о радиотехнике. Существует несколько основных вариантов домашнего конструирования дрона.

Что нужно для сборки квадрокоптера

Набор деталей и расходных материалов может меняться в зависимости от того, какой именно дрон нужно сделать своими руками. Но базовый список элементов выглядит следующим образом:

Чтобы собрать квадрокоптер из запчастей, практически все специфические детали можно приобрести в Интернете, например, через сервис АлиЭкспресс.

Чертежи и схемы квадрокоптеров

Чертежи для сборки квадрокоптера могут незначительно различаться между собой. Детали зависят от габаритов собираемого своими руками дрона, от его формы и конструктивных особенностей. Но базовый чертеж обычно предлагает сделать маленький квадрокоптер на крестообразной силовой раме с размерами 363 на 363 см. Параметры корпуса при этом составляют около 107 на 107 см, в таком случае в дроне без проблем размещаются основные детали.

Стандартно самодельные дроны собирают на рамах из четырех лучей

Структурная схема квадрокоптера выглядит очень просто. В центре конструкции на силовой раме всегда располагается электронная плата управления. По четырем углам на равном расстоянии друг от друга нужно поставить двигатели с закрепленными на них пропеллерами. В корпус в центре конструкции монтируют также элементы питания и радиодатчики для удаленного пилотирования.

Регуляторы оборотов на лучах необходимы для дронов, предназначенных для маневрирования

Как сделать самодельный квадрокоптер из бумаги

Простейший вариант сборки предлагает выполнить корпус аппарата из плотной бумаги. Такой квадрокоптер своими руками для начинающих будет очень легким, и управлять им в ветреную погоду не получится. Зато и больших расходов он тоже не потребует.

Сборка корпуса из бумаги

Прежде всего, при сборке бумажного дрона необходимо подготовить шаблон. Его можно нарисовать самостоятельно по одному из найденных чертежей, но гораздо проще скачать готовый вариант.

Бумагу для дрона нужно брать плотную, чтобы она не сминалась в процессе использования

Из готового шаблона острыми ножницами или ножом вырезают отдельные детали. После этого приступают к склеиванию частей — использовать можно ПВА или Момент по желанию. Важный нюанс состоит в том, что клея нужно наносить совсем немного и сразу же убирать его излишки. Даже небольшие застывшие капельки в конечном итоге влияют на массу и балансировку коптера.

Промазанные детали прикладывают друг к другу и слегка прижимают. После этого корпус оставляют сохнуть, а потом визуально проверяют качество сборки.

Установка электронной начинки

Чтобы бумажный дрон взлетел, на него необходимо монтировать электронику. Пошаговая инструкция для квадрокоптера своими руками выглядит так:

Готовый квадрокоптер своими руками из подручных материалов можно испытывать при помощи заранее приобретенного пульта управления.

Бумажный коптер требует использования максимально компактных и легких деталей при сборке

Как сделать мини-дрон своими руками в домашних условиях

Небольшой квадрокоптер можно смастерить своими руками из нескольких покупных деталей, клея и палочек от мороженого-эскимо. На его сборку понадобится потратить около 15 минут времени и минимум усилий.

Сборка силовой рамы дрона

Проще всего использовать для сборки самодельной рамы для квадрокоптера палочки от мороженого. Их склеивают между собой горячим или холодным клеем в виде решетки.

При сборке рамы дрона из палочек нужно следить, чтобы конструкция была пропорциональной

Установка электронной части и моторов

При помощи того же клея в центральной части рамы закрепляют аккумулятор, а по углам ставят четыре двигателя с мини-винтами. Под батареей питания закрепляют электронную плату, отвечающую за прием сигнала с пульта, и соединяют ее со всеми моторами. Чип контроля подключают также к аккумулятору.

После закрепления ножек мини-дрона нужно убедиться, что конструкция стоит на поверхности ровно

Проверка работоспособности

Собранный своими руками бюджетный квадрокоптер устанавливают на ножки, аккуратно прижимают отверткой к поверхности и нажимают на кнопку старта на пульте. Если пропеллеры благополучно закрутятся, дрон сделан успешно и сможет взлететь при проведении первого настоящего испытания.

Как сделать квадрокоптер с камерой своими руками

В домашних условиях реально провести сборку не только примитивного дрона, но и профессионального квадрокоптера своими руками. Для этого понадобится приобрести базовые детали — аккумуляторы, контроллер полета, моторы, провода и пульт ДУ. Также нужно купить камеру — компактную и легкую, но с хорошим разрешением.

Сборка рамы

Бумажная и картонная рама для коптера с камерой не подойдет, конструкция будет слишком тяжелой. При желании можно заказать готовую основу для дрона в Интернете. Но очень просто выполнить сборку и своими руками, например, из водопроводных пластиковых труб или легких алюминиевых профилей. Скрепляют детали между собой при помощи винтов или фитингов. На концах лучей рамы снизу можно сразу же прикрутить ножки, на которых будет стоять дрон.

Алюминиевая рама достаточно легкая и при этом очень прочная

Установка моторов

На каждом из лучей рамы необходимо установить по мощному компактному мотору. Закрепить их можно при помощи термоклея или резьбы. На верхнюю часть двигателей надевают винты. Лопасти для квадрокоптера своими руками обычно не делают — это требует использования фрезеровочного станка. Купить готовые пропеллеры намного проще и практичнее.

Винты для дрона с камерой лучше использовать с двумя лопастями — вибрация будет меньше

Сборка электроники

В центральной части аппарата устанавливают плату управления. Крепить микросхему лучше всего горячим клеем. Двусторонний скотч для массивных конструкций используют реже, поскольку он не обеспечивает надежной сцепки.

Контроллер для дрона с камерой следует выбирать подороже, с датчиками и режимами полета

Установка камеры

Для сборки летающего дрона своими руками для съемки оптимально использовать GoPro — легкую, небольшую по размерам экшн-камеру. В верхней или нижней части рамы для нее необходимо сделать специальную пенопластовую платформу, которая станет гасить вибрации от корпуса при полете. Камеру для надежности плотно закрепляют резинками.

Камеру на дроне можно закрепить в любой точке с хорошим обзором и минимумом вибрации

Установка регуляторов оборотов и подключение проводов

На данном этапе квадрокоптер для видеосъемки своими руками почти готов. Остается только соединить регуляторы оборотов с моторами и контроллером, а потом подключить плату управления к батареям питания. Также нужно не забыть вывести на полетный чип провода от камеры.

Моторы дрона с камерой в сумме должны давать подъемную силу, превышающую вес аппарата

Как сделать гоночный квадрокоптер своими руками

Сборка гоночного дрона по сути ничем не отличается от конструирования обычного квадрокоптера. Разница состоит в подходе к выбору деталей — нужно уделить особое внимание моторам, раме и винтам.

В случае с гоночным дроном основу лучше приобретать готовую. Она обеспечит оптимальную балансировку аппарата. Хорошим вариантом для сборки станет легкая и прочная рама из карбона со стандартными четырьмя лучами.

Сборка моторной части

Моторы для гоночного коптера закрепляют на лучах рамы винтами в специальных отверстиях. Двигатели должны быть достаточно мощными — например, хорошо подойдут 2205-2600 KV. В центральной части лучей устанавливают регуляторы оборотов и соединяют проводами с моторами. Винты для сборки гоночного дрона можно выбирать с двумя или тремя лопастями — первые дадут большую скорость, вторые облегчат процесс маневрирования.

Регулировка оборотов гоночному коптеру нужна обязательно, иначе он не сможет маневрировать

Установка электронной части

Стандартным способом на центральной пластине рамы закрепляют плату управления. Ее можно посадить на горячий клей или просверлить отверстия и зафиксировать небольшими винтами. В последнем случае конструкция после сборки получится надежнее. К раме прикрепляют приемник сигнала, который будет передавать команды на плату управления. Аккумулятор традиционно монтируют в нижней части устройства отдельно от микрочипа.

Камеру в гоночном дроне фиксируют в специальном гнезде на готовой раме

Подсоединение проводов

На финальном этапе сборки остается подключить к плате управления провода, отходящие от камеры и моторов. Сам микрочип при этом соединяют с аккумулятором.

При прокладке проводов нужно следить, чтобы они оставались подальше от лопастей дрона

Как сделать квадрокоптер для человека своими руками

Дрон для человека — пока что крайне редкий, небезопасный и дорогостоящий вариант для самостоятельной сборки. Общедоступных инструкций того, как самому в домашних условиях сделать квадрокоптер с огромной подъемной силой, пока не существует, поскольку обладателей таких аппаратов очень немного.

Однако краткий алгоритм создания грузоподъемного дрона можно описать, опираясь на стандартную схему.

Для сборки самодельного большого квадрокоптера подойдет только металлическая рама из стали, карбона или прочного алюминия. Другие конструкции просто не смогут поднять всю электронику и владельца дрона.

Болты для скрепления элементов рамы должны быть рассчитаны на нагрузку свыше 100 кг

Установка моторов и регуляторов оборотов

Двигатели для мощного квадрокоптера своими руками устанавливаются на лучах силовой рамы. Принципиальное внимание нужно уделить их производительности — суммарная тяга должна быть не меньше 120 кг. Добиться такого показателя реально при помощи восьми бесколлекторных моторов на 3 кВт каждый. К двигателям необходимо докупить регуляторы не менее 80 А. Детали соединяют между собой при сборке проводами, а к раме крепят исключительно на прочных винтах.

Для мощного дрона лучше брать моторы средней производительности со сниженной собственной массой

ёСборка системы управления

Плата с процессором в квадрокоптере для человека должна поддерживать регулировку оборотов пропеллеров, стабилизацию и смену направления. Ставят ее, как и во всех случаях, на центральной площадке, закрепляя винтами в просверленных отверстиях, и соединяют с моторной частью и приемником сигнала.

Аккумуляторов для коптера понадобится сразу несколько, и они должны обладать максимальной мощностью. Батарее придется питать восемь производительных моторов и к тому же поддерживать дрон в воздухе на протяжении хотя бы десять минут. Чтобы конструкция не получилась слишком громоздкой, при сборке проще связать аккумуляторы в съемный ранец, который сможет надеть на спину владелец.

Управление дроном для человека проводится с обычного пульта самим оператором

Посадочные ноги дрону для человека не пригодятся. Но понадобится предусмотреть в конструкции прочный подвес с лямками, который будет отвечать непосредственно за удержание оператора.

Заключение

Квадрокоптер своими руками — интересная и увлекательная задача для поклонников радиотехники. При желании в домашних условиях можно изготовить любой дрон, вплоть до моделей, способных поднять над поверхностью земли самого оператора.

Источник