Как сделать квадрокоптер своими руками с aliexpress: схема сборки для начинающих

Содержание

Радиус действия квадрокоптера

Максимальная дальность полета дрона колеблется в очень широких пределах. Самые бюджетные модели коптеров способны улетать не более чем 50-100 м от владельца. У них есть свои преимущества — такие аппараты чутко отзываются на команды с пульта, их сложно потерять. Однако и возможности устройств ограничены, с их помощью не получится записать видео или сделать фото в труднодоступной местности с большой высоты.

Премиальные дроны поддерживают функцию возвращения в точку взлета при потере сигнала

Более дорогие дроны, обычно с ценником от 5000 рублей и выше, удаляются на расстояние до 500 м. Возможности фото- и видеосъемки у них более широкие, хотя местность для полета нужно подбирать внимательно и следить за тем, чтобы вокруг было поменьше препятствий. Посторонние твердые объекты влияют на качество сигнала и могут осложнять процесс управления дроном. И, наконец, премиальные модели летающих аппаратов могут улетать на расстояние вплоть до 5-20 км, стоят они очень дорого, и покупают их обычно для профессиональных целей.

Радиус действия квадрокоптера с камерой

Дальность действия квадрокоптера обычно не зависит от наличия или отсутствия у него камеры. Значение имеет класс дрона в целом. Бюджетные модели, способные удаляться на 100-500 м, могут быть оснащены встроенным видеодатчиком, но разрешение у него редко превышает 2 Мп. Более дорогие дроны с хорошими камерами на 5 Мп и более улетают в среднем на 500-800 м. Профессиональные аппараты с высокой стоимостью и качественным внешним фотооборудованием поддерживают радиус действия вплоть до 20 км.

Выбор лопастей

Лопасти — одна из простых деталей, которым мало уделяют внимания начинающие. От конструкции данного элемента зависят летные характеристики дрона в целом. Рекомендации по выбору лопастей следующие.

Если собирается квадрокоптер с камерой, нужно добиться минимальных вибраций при движении. Это позволяют сделать двухлопастные пропеллеры.
Трехлопастные пропеллеры дают больше тяги, но для приведения их в действие требуется большая мощность двигателя.

https://youtube.com/watch?v=videoseries

Второй главный фактор выбора лопастей — материал, из которого они изготовлены. Для начинающих, при сборке первых моделей, можно купить пластиковые пропеллеры. Но стоит помнить, что они не отличаются прочностью. Пластик деформируется, высыхает (меняет жесткость).

Металлические пропеллеры — оптимальный выбор, если хочется получить долговечный дрон со стабильными характеристиками. Стоят такие изделия дороже пластика, но служат гораздо дольше, показывая стабильные характеристики. Стоит помнить, что металлические пропеллеры неизбежно потребуют двигатели большей мощности для своего вращения.

Третий тип материалов, используемых для изготовления лопастей — композитные полимеры, многослойная конструкция. Такие пропеллеры легкие и прочные. Их цена высока, однако в области спортивных дронов композитные материалы лопастей не имеют конкурентов.

Важно! Если сборка квадрокоптера в домашних условиях планируется впервые, то при покупке лопастей не стоит экономить. Нужно внимательно изучать приводимую производителем разницу в массах отдельных пропеллеров в комплекте

На практике, покупая набор лопастных блоков дороже всего на 10% от средней цены, можно избавиться от работ по балансировке системы.

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

https://www.youtube.com/watch?v=loRnvVQ1_C4

Важно! При сборке дрона своими руками нужно следить за тем, чтобы основная масса конструкции приходилась на центр и не смещалась в ту или иную сторону

Вариант №3. Искажать сигналы GPS

Осенью прошлого года весь рунет облетела новость об искажениях GPS-сигнала у Кремля. Москвичи стали замечать, что время от времени, навигаторы и смартфоны в самом центре столицы начинали «глючить» и убеждать пользователей, что они находятся в аэропорту Внуково.

Григорий Бакунов из «Яндекса» провел расследование, в ходе которого прогулялся вокруг Кремля с GPS- и ГЛОНАСС-приемниками и замерил уровень сигнала. В результате, он сделал предположение о местонахождении устройства, которое имитировало работу навигационного спутника и посылала фейковые GPS-сигналы (обозначено звездочкой на картинке).

Блогер Илья Варламов предположил, что оно расположено рядом с президентской вертолетной площадкой и его включают для защиты от дронов (как было сказано выше, они не могут взлетать возле аэропортов). Но представители власти никак не прокомментировали это явление. Поэтому, есть некоторая вероятность, что причины искажения GPS-сигнала могут быть какие-то другие.

Тема GPS-спуфинга довольно популярна на конференциях по информационной безопасности. С помощью устройства, собранного из компонентов, находящихся в свободное продаже можно не только не дать дрону взлететь, но даже угнать яхту (четвертое видео в галерее).

Пайка

Пайка распределительной платы

Итак, вы уже примерились и решили, как у вас все будет установлено. Время паять

При пайке платы самое главное соблюдать полярность! На какие места паять провода не важно, все зависит от того, как вы собираетесь установить плату

Припаиваем регуляторы и силовые провода. Соблюдаем полярность. (Мой вариант)Припаиваем регуляторы и силовые провода. Соблюдаем полярность. (Другой вариант)

Припаиваем регуляторы к моторам

Первым делом снимаем с регуляторов стандартную красную теромоусадку. Для того, чтобы моторы вращались в нужную нам сторону, регуляторы к моторам следует припаять вот так:

Подключение регуляторов к моторам

Думаю, что у вас возник вопрос: куда деть длинные провода от регуляторов. Их можно отпаять и убрать совсем, а можно обрезать под нужную длину. Второй способ для начинающих предпочтительнее, так как меньше шансов перегреть регулятор при пайке.

Полностью отпаянные штатные провода регулятора

Так делать не советую, лучше просто укоротить провода (не обращайте внимание на расположение проводов, картинка взята, чтобы показать другое. Правильная схема сверху)

Припаиваем T-коннектор. Полярность важна!

Возможные проблемы и их решение

Квадрокоптер после аварии Если купленный комплект квадрокоптера собран с точностью по схеме, при этом все контакты соединены согласно своей полярности, но он не функционирует – значит проблема в каком-то элементе конструкции. Зачастую это управляющий двигателем контроллер, плата приемника или электронный регулятор скорости.

Определить конкретную проблему можно по реакции на команды с пульта. Если никакой нет вообще, а питание на приемник и передатчик подается, нужно проверить соединение компонентов схемы. Возможно, нет контакта платы приемника с микроконтроллером. Если все в порядке, то поможет только замена неисправного комплекта на функционирующий.

Если реакция на команды есть, но работают не все винты, – причиной может быть плохое соединение между модулем ESC и двигателем или APM. В худшем случае – неисправность мотора, проверить который можно временно подключив его на другую линию луча БПЛА. Соответственно решение – замена компонента, вышедшего из строя – мотора или электронного регулятора скорости.

Летящий квадрокоптер с камерой

Ниже представлено видео с описанием сборки комплекта квадрокоптера.

FPV очки или шлем

Пункт как и рама — дело вкуса. У каждого разное лицо и предпочтения, одним нравится шлем, другим очки. В шлеме обзор шире, в очках он меньше. Шлем тяжелее, очки легче и удобнее. Плюсы и минусы есть у каждого варианта. Лично я предпочитаю шлем. Рекомендуется присмотреться к шлему Eachine EV800 как качественная бюджетная модель, мало чем уступающая топовым. А если хотите очки как у ПРО пилотов, то смотреть нужно в сторону FatShark Dominator или Aomway Commanders.

Бюджетный или для новичков шлем Eachine EV800 — https://goo.gl/dRDPZaЦена: 3727р или 59$
Профессиональные очки FatShark Dominator V3 — профессиональные очки, в которых летают многие ПРО пилоты. Сама по себе марка FatShark является профессиональной и для опытных пилотов Цена у этой марки тоже совсем не бюджетная. — https://goo.gl/W1TYRLЦена: 18960р или 300$
Профессиональные очки Aomway Commander — тоже самое, что и очки выше, для ПРО пилотов. — https://goo.gl/pJqJhkЦена: 19593р или 310$

Прокат и аренда DJI — Phantom, Inspire, Mavic Pro

Для наших клиентов мы отобрали самые лучшие модели коптеров для аэросъемки. Все коптеры оснащены профессиональными видеокамерами с возможностью записи видео в разрешении 4К. Аренда квадрокоптера с видеокамерой включает в стоимость присутствие профессионального пилота. Все представленные модели принадлежат к одному бренду — DJI, который заслужил мировое призвание на рынке аэросъемки.

Вашему вниманию представлены следующие модели:
- Dji Inspire 1
- DJI Mavic Pro
- DJI Phantom 4
- DJI Phantom II GoPro Hero 3 /4
- DJI S900 (Гексакоптер)

Существенным плюсом данных коптеров, является хорошая грузоподъемность, управляемость, плавность хода, надежность. Это позволяет снимать фантастические видеоролики, панорамные виды, совершать пейзажную съемку. Область применения такой техники ограничивается только фантазией.

Сопровождающий пилот или оператор, обеспечивает сохранность дорогого оборудования. Стоимость каждого коптера с видеокамерой начинается от 100 тысяч рублей. Сопровождение пилота позволяет снять с Вас ответственность, если аппарат упадет в водоем или застрянет на каком либо объекте. Также такая услуга позволяет не тратить собственные силы и время на обучение управлением коптера.

А такие навыки обязательны для создания качественной съемки. Услуга проката коптера с видеокамерой отлично подойдет тем, кто не хочет задумываться о технических моментах, а хочет получить результат. Коптеры с камерами широко используются для съемки архитектурных объектов, эпизодов для фильма, рекламных роликов, свадебной церемонии на природе и других видеосъемкок на открытом воздухе.

DJI — китайская компания мировой лидер по разработке и производству беспилотных летательных аппаратов. Если Вы сомневайтесь, что китайские товары могут быть качественными, то об обратном говорит издание PCMag Digital Group по мнению которого, 4 модели дронов компании DJI входят 10-ку лучших беспилотных аппаратов по состоянию на весну 2016 года.

Широкую известность компании DJI добавили происшествия, случившиеся с их аппаратами. В январе 2015 один из дронов улетел от своего хозяина и приземлился на территории пентагона, второй случай произошел чуть позже, в апреле 2015 года, дрон DJI приземлился в резиденции японского премьер министра, на борту которого была земля взятая недалеко от АЭС Фукусима.

Дроны из… упаковки!

А теперь давайте представим обычный кусок картона от упаковок. Вырежем из него плоский профиль современного самолета, детали кабины, рули и оперение. Все это соединим при помощи прорезанных в картоне пазов и соответствующих выступов, склеив все это суперклеем, поставим внутрь малогабаритный электродвигатель, две рулевые машинки, блок питания с мощной электробатареей и блок радиоуправления, и — в руках у нас будет самый настоящий дрон! Запускается он с рук. Летает очень быстро и обладает отличной маневренностью. Сегодня в интернете можно увидеть, как по такой технологии сделать летающую модель американского самолета-стелс F117 Nighthawk, который в полете очень похож на настоящий.

И отличаются такие вот дроны от тех, что делаются в солидных фирмах, только тем, что предельно дешевы, а кроме того, на них нет видеокамеры. Но… стоит немного увеличить их размеры, повысить мощность двигателя — и такой вот «картонажный дрон из упаковки» сможет нести не только видеокамеру, но и малогабаритный боеприпас весом, ну, скажем, в 2,5 кг, изготовленный также из бумаги, но с кумулятивной воронкой из обедненного урана. Или под ним установлено стреляющее устройство: открытый с двух сторон ствол, действующий по принципу безоткатного орудия. То есть в нем пуля, заряд и равная весу пули противомасса из… стеклянных шариков. При выстреле пуля летит в одну сторону, шарики в другую, а вот отдачи сам дрон при этом не чувствует!

Из чего состоит

На нашем сайте есть отдельная статья, посвященная этому вопросу. В данном разделе мы только перечислим составные части БПЛА и немного опишем присущие им задачи.

В конструкцию входят:

рама – на ней монтируются все узлы;
контроллер (бортовой компьютер) – обрабатывает информацию, поступающую от прочих компонентов дрона, и отдает команды его силовым элементам;
электронные регуляторы скорости (ESC) – формируют управляющий ток для каждого движка;
электродвигатели – входят в силовую установку. На машины бюджетного класса ставятся дешевые коллекторные моторы. Тяжелые и совершенные модели используют довольно дорогие бесколлекторные моторы;
пропеллеры – своим вращением создают подъемную силу. Самые расходные детали БПЛА;
приемник – воспринимает радиосигналы от пульта управления и транслирует их в бортовой компьютер;
аккумулятор – для всех элементов он является единственным источником питания.

Вариант №1. Сбить ружьем с земли

https://youtube.com/watch?v=9mS5UYvRkjg

https://youtube.com/watch?v=00aYgbwDaSQ

Когда в январе появились новости о том, что налоговая собирается снимать дачи беспилотниками, то к ним сразу посыпались комментарии: «Вот ружье дедово достану и сяду в засаду на дрона. Враг не пройдет!». Но такие рассуждения излишне оптимистичны.

Да есть дроны, которые низко летают и заставляют всех оборачиваться на шум. Но для скрытой съемки используют тех, которые незаметно летают на большей высоте. В первом видео дроны-шпионы (штат Техас) маскируется под звезды. В ночном небе без съемки с приближением они смотрятся довольно органично, и главное, их совсем не слышно.

Но даже простенький позапрошлогодний Syma X5SW Drone за пять косарей (третье видео) может пролететь незамеченным, если люди на объектах наблюдения не будет пристально вглядываться в небо и будут слушать музыку в наушниках.

Внешнее обследование и моделирование зданий и других крупногабаритных объектов

Наверняка кто-то из наших читателей участвовал в проектах по созданию трехмерных панорам для Google Maps (или других, аналогичных).

Нечто подобное можно провернуть и с квадрокоптером. Для этого можно воспользоваться уже описанным выше методом фотограмметрии. Или использовать новейшие разработки – такие как камеры Intel Real Sence.

Если совместить съемку и бесконтактные измерения… Вариантов получится очень много – все дело в фантазии. Можно искать трещины, проверять качество покраски, или просто создавать точные электронные макеты зданий (и не только зданий) в самых неудобных условиях.

Сборка в несколько шагов

Первым действием является установка управляющей платы, ее размещение должно быть максимально близким к центру платформы из фанеры. Для прикручивания лучей к плате используются саморезы. Чтобы закрепить аккумулятор и посадочные лыжи – можно использовать алюминиевую липкую ленту.

Приемник сигнала устанавливается в непосредственной близости к плате. Для этого вполне подойдет качественный суперклей. Соединение с платой происходит за счет 2-х трехжильных шлейфов, но только когда приемочный канал выполняет те же функции, что и канала на управляющей плате.

Для подключения платы управления нужно ознакомиться с инструкцией.

Следующим этапом является установка двигателей. Необходимо учитывать, что расстояние между краями платформы и осью вращения должно быть эквивалентно друг другу. Также необходимо предусмотреть отверстие для валового хвоста. Подготавливая отверстия, следует просверлить их насквозь на весь квадрат. Это нужно чтобы оценить будет ли вал цепляться за края.

Еще одним этапом сборки становится подключение проводки питания. Для этого процесса используются переходники или клеммы, из которых составляется параллельное соединение 4-х проводов. Также потребуется установка разъемного соединения в месте подключения к проводам батареи питания устройства. Во всех остальных местах производится спаивание для надежности.

Чтобы избежать поломки конструкции во время полета за счет вибрации, порыва ветра, резкой смены направления и т.д. все детали закрепляются при помощи термоусадки, хомутов, саморезов. После этого можно подключать провода драйвера к управляющей плате, и запускать режим тестирования для выявления проблем.

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

Сборка квадрокоптера из подручных материалов

Хотя она и популярна среди любителей «полетать» на беспилотниках, стоит признаться, что получить полноценный коптер она не позволяет. Покупать детали придется однозначно, только брать не весь комплект, а самые необходимые: винты, двигатели, аккумулятор, управляющую плату и приемник, управляющую аппаратуру, без которой невозможно управлять устройством.

Чтобы комплектующие в воздухе не развалились, их необходимо закрепить на легком, но прочном каркасе. Для изготовления такого подойти может все: палочки от мороженного, пластиковые бутылки и крышки.

Создавая корпус, нельзя забывать об устойчивости конструкции, собранной своими руками, равновесии, полетных качествах, легкости.

Первая сборка, как правило, лишь начало. В дальнейшем она будет многократно дорабатываться.

Есть одна хитрость, помогающая избежать сложных расчетов по балансировке – нужно выбрать конкретную модель, а под нее уже заказывать из базового списка комплектующие.

Если есть возможность, стоит заказать деталей больше – на случай замены бракованных (такое бывает). В отличие от продающихся наборов, своими руками (голыми) не получится собрать квадрокоптер.

Потребуются:

клеевой пистолет;
отвертка;
паяльник;
двухсторонний скотч;
изолента.

Когда рабочая модель будет готова, настанет время модернизации, в результате которой у квадрокоптера могут появиться светодиоды, антенна, пищалки (биперы) и др., увеличивающие функциональность.

https://youtube.com/watch?v=Eu4h0VsaTqE

Видео: Квадрокоптер своими руками

Аппаратура управления

В аппаратуру управления входит пульт и приемник. Пультом управляют, а приемник устанавливается в квадрокоптер, он принимает сигнал с пульта и направляет в полетный контроллер.

Классикой на сегодня являются 2 аппаратуры: Taranis от FrSky и более бюджетная аппаратура FlySky.

Taranis X9D Plus — пульт управления — https://goo.gl/KXrGP9Цена 12514р или 198$. К нему нужно будет докупить приемник:
Frsky XM Micro D16 — приемник — https://goo.gl/9iyH9PЦена 884р или 13,99$. На сегодня его не было на складе в Китае (только США), поэтому ссылка на Алиэкспресс с ценой 1000р: https://goo.gl/y9S7za
FlySky FS-i6 2.4G на 6CH. Самый популярный бюджетный пульт, стоит в 3 раза дешевле Тараниса, но мало чем отличается (сейчас полетят какашки от владельцев Тараниса). Этот вариант сразу с приемником — https://goo.gl/qwYVgbЦена 4424р или 70$.

Размещение и монтаж контроллера полёта

В идеале контроллер полёта должен быть расположен в центре дрона на той же высоте, что и моторы. Если это невозможно, то контроллер можно поставить чуть выше или ниже. Не стоит устанавливать контроллер полёта больше в направлении левой или правой стороны, и избегайте установки его со сдвигом вперед или назад. Если вы приобрели раму для БПЛА, то у таких зачастую есть монтажные отверстия для контроллера полёта, которые находятся в оптимальном месте. Контроллер полёта может быть закреплен любым из следующих основных способов:

Винты/Гайки /Стойки (основные)
Двухсторонняя клейкая лента (убедитесь, что она достаточно прочная)
Двусторонняя клейкая пена (для достижения демпфирующего эффекта)
Резиновые демпфирующие втулки (для значительного демпфирования)

Некоторые полётные контроллеры либо имеют, либо могут иметь опционально защитный кейс. Этот корпус защищает печатную плату от пыли и нескольких капель дождя и может принять на себя удар в случае краша. В некоторых случаях используются резиновые демпферы/втулки, которые уменьшают вибрацию, вызванную несбалансированными моторами/пропеллерами. Идеальная сборка — макс. жесткая рама с идеально сбалансированной силовой установкой и хорошо изолированным от вибраций контроллером полёта.

Дорого и глупо? Перспективно и просто

Может показаться, что все это уже реализовано. Но каждый описанный способ может приносить доход уже сегодня. Для простейших задач не потребуется серьезных вложений.

Например, Lufthansa уже сейчас использует аппараты DJI в базовой комплектации для контроля ветрогенераторов. Серьезная автоматизация даже у такой крупной компании только в планах. За ними нога в ногу идет концерн Airbus с проектом предполетного контроля самолетов (уже испытанного в собственной версии авиакомпанией ЕasyJet с использованием простейшего коптера).

https://youtube.com/watch?v=KpoCf9ev0VM

А сколько работы в России? Дороги, ветхие здания, новостройки – и бесконечное количество заказов для индустрии рекламы и развлечений.
Дерзайте, а мы поддержим!

iPhones.ru

Мультироторные системы (квадро-, гексо-, и прочие коптеры) — не только веселые игрушки и хобби, но и отличный рабочий инструмент. С очень высокой окупаемостью. Квадрокоптеры пока смогли завоевать только развлекательный рынок, и, как результат, сложилась интересная ситуация: общество разделилось на два лагеря. Одни догадываются, что с ними делать – но считают беспилотники слишком дорогими. Вторые покупают…

Пошаговая сборка квадрокоптера своими руками на mamba f405 с fpv камерой caddx tarsier 4k