0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Квадрокоптер своими руками; пошаговая инструкция по сборке

Перед началом стоит вспомнить – а какие же есть способы получить свой квадрокоптер? На самом деле их пять.

RTF (ready to fly) – Просто купить готовый коптер. Тебе останется его просто достать из коробки и запустить в полёт. Это хороший вариант, если тебе не интересны эти конструкторы, и ты хочешь просто удовлетворить свою потребность в БПЛА. Однако, это далеко не так весело, как оставшиеся варианты.

Комплект «всё включено»

Такой комплект подойдёт тем, кто хочет сделать дрон своими руками, но не собирается часами разбираться в документациях, калькуляторах и прочих тонкостях. Там всё так-же рассчитано производителем и подогнано. Нужно только собрать и настроить. Если ты сейчас выбираешь свой первый квадрокоптер, то это определённо твой выбор.

Комплект ARF

ARF (Almost Ready to Fly) – Тут всё слегка сложнее. Бывают разные степени «готовности». Где-то нужно докупить контроллер, а где-то в комплекте идёт только рама коптера. Собрать квадрокоптер, настроить и откалибровать придётся самому. Вариант для тех, кто хочет углубиться в тему и поковыряться в своём БПЛА.

С нуля

Это выбор продвинутых юзеров. Строить коптер с нуля — значит самостоятельно подбирать оптимальные компоненты, разрабатывать и изготавливать раму и так далее. Это сложный, но очень интересный путь, особенно, если не брать готовый модуль управления, а попытаться использовать Arduino или raspberry pi.

Из подручных материалов

Мы не ищем лёгких путей. Дедушкин гараж, алиэкспресс и помойка электроники – наш выбор. Путь боли, ПВХ труб и хардкора, но в результате ты получишь полностью самодельный квадрокоптер. Тут полный простор для фантазии, а все необходимые комплектующие и чертежи квадрокоптеров можно найти в интернете.

Шаг 1: Материалы

Это материалы, которые используются для моего дрона. Вы можете использовать любые детали / материалы по вашему усмотрению. Если вы хотите сделать его максимально дешевым, то можете воспользоваться списком материалов ниже.

Ссылки на Амазон:

Список со ссылками на banggood:

Ссылки на gearbest:

Советы

Перед сборкой квадрокоптера своими руками советуем ознакомиться с советами профессионалов (тех, кто не раз делал дроны сам), ведь для начинающих это будет не так уж и просто:

  • Первый «дрон» не должен быть с камерой для фото- или видеосъемки, он – ваша первая работа, задача которой – взлететь, уверенно держаться в создухе и не сломаться при первом же полете;
  • Не гонитесь за масштабами. Лучше построить менее крупный и громоздкий, но рабочий квадрокоптер;
  • Старайтесь использовать минимум соединений и дополнительных элементов. Множество датчиков и контроллеров оправдано далеко не во всех случаях,
  • Если вы все же решились сделать квадрокоптер своими руками с камерой, то знайте, что для высокого качества картинки потребуется основание более крупных размеров. «Усадить» её на устройство намного сложнее, да и в целом конструкция с ним становится менее устойчивой и крепкой.

Будем благодарны Вам, если поделитесь с друзьями:

Всех приветствую на своем сайте. Мое хобби — дроны. Здесь я описываю модели, их характеристики, делюсь новостями, выкладываю инструкции. Вступай в наше сообщество любителей дронов в Контакте.

  1. Aosenma CG035 квадрокоптер со своими плюсами и минусами.

Опубликовано 28 Мар 2017 17:55 © Всё о квадрокоптерах

olgus

Всех приветствую на своем сайте. Мое хобби — дроны. Здесь я описываю модели, их характеристики, делюсь новостями, выкладываю инструкции. Вступай в наше сообщество любителей дронов в Контакте.

Шаг 1: Инструменты и материалы

1. Лего
2. Паяльник
3. Пластиковые фиксаторы

Детали для Hubsan X4 я заказал на Banggood.com что вышло даже дешевле чем покупать на ebay. Вот что понадобится:

1. Полетный контроллер Hubsan 107l или 107c (берите 107l если планируете установить на дрон LED лампочки, 107c если хотите установить камеру)

2. 4 двигателя (типа hollow cup) на 7мм.

3. 4 винта (и если хотите, возьмите один два про запас)

4. Аккумулятор на 3.7 вольта + зарядное устройство.

5. Пульт управления Hubsan

Читать еще:  Как легко сделать деревянную подставку для журналов и газет

Пульт стоит не мало, если у вас его нет, то возможно выгоднее будет купить старый дрон rtf hubsan x4 и разобрать его на части.

Кстати, если вы совсем новичок, не знаете с чего начать, и этой инструкции вам будет не достаточно, вы можете просмотреть 3 абсолютно бесплатных видео курса , на которых вместе с преподавателем вы сможете собрать и запрограммировать своих первых роботов на Arduino и Raspberry. Дерзайте!

В качестве заключения

Если не экономить на покупке комплектующих, собрать самодельный дрон не составит труда. Достаточно действовать аккуратно, в соответствии с инструкциями производителя тех или иных компонентов. Как правило, после первой удачно собранной модели у начинающих появляются амбиции и желание собрать дрон с улучшенным функционалом. Чтобы минимизировать траты, следует предусмотреть такой вариант заранее. Например, купить плату управления, поддерживающую прямое подключение камеры или передачу сигнала на смартфон по протоколу Wi-Fi.

MultiWii 328P

ITG3205 Трехосевой гироскоп
BMA180 Акселерометр
BMP085 Барометр
HMC5883L Магнетометр

Цена: 1050 рублей

  • Купить плату квадрокоптера можно тут .

MultiWii 328P — это наиболее оптимальная по отношению цена/качество плата управления.
Программатор вшит в плату, акселерометр позволяет компенсировать дрейфы гироскопов, бародатчик — автономно висеть на заданной высоте, а магитометр (фактически компас) включать режим управления, когда коптер может лететь по прямой вращаясь вокруг своей оси.

Такое сочетание датчиков позволяет не только полностью автономно контролировать квадрокоптер, но и управлять гироподвесом камеры держа ее параллельно горизонту при любых эволюциях самодельного квадрокоптера.

Программа для Arduino

Программа, которая выложена здесь, стабилизирует квадрокоптер и позволяет ему зависнуть в стабильном состоянии. Программа является основой для дальнейшего управления и перемещения квадрокоптера. Помимо основной программы вам надо будет скачать библиотеку Arduino PID по этой ссылке.

Можете почитать по поводу ПИД-регулирования на Вики, если вы не знакомы с этими регуляторами. PID класс для Arduino использует три входа: заданное положение, измерение и выход. Выход зависит от текущего положения и измерений. ПИД-регулятор старается изменить выход таким образом, чтобы измерения соответствовали заданному положению. В алгоритме используется интересная математика. Алгоритм ПИД-регулирования старается отработать таким образом, чтобы значения оставались максимально стабильными.

В нашем алгоритме для стабилизации используется два ПИД-контроллера: один для тангажа и другой для крена. Разница в скорости вращения пропеллеров 1 и 2 будет такой же как и разница в скорости пропеллеров 3 и 4. Аналогично для пар 1,3 и 2,4. После этого ПИД-регулятор изменяет разницу в скорости, выводя тангаж и крен в нуль.

Не забудьте проверить какие цифровые пины с Arduino идут к моторам и соответственно изменить скетч.

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 знания нужно иметь, для того чтобы собрать квадрокоптер своими руками?

Если, например, при сборке компьютера практически нельзя совершить ошибку, т.к. там невозможно вставить что-нибудь не туда. То при сборке квадрокоптера ошибиться можно запросто. А цена такой ошибки – сгоревший модуль, возможно и не один. Добавим сюда сложность терминологии, закон Ома, мануалы на иностранных языках, наличие паяльника, напильника, лобзика и всевозможных отверток, массу свободного времени и значительные финансовые потери. В итоге получаем, что для сборки дрона нужно лишь нездоровое желание полетать на собственном детище.

Кстати, про «своими руками»! В конечном итоге, сборка квадрокоптера сводится к соединению проводами различных модулей между собой на готовой (купленной) раме, плюс их настройка и калибровка. Опытный моделист соберет такой дрон за несколько часов. Для нас, начинающих моделистов, все муки будут связаны с вопросами теоретической части, на решение которых уйдет больше 90% времени.

Как сделать квадрокоптер

• Рама — Вы можете купить ее в Интернете, или вы можете сделать ее как мы. Нетрудно создать свою раму, Вам просто нужно сделать X размером приблизительно 0,45 м (для стабильного квадрокоптера), и Вы разместите многоуровневую платформу по центру, чтобы поместить туда электронную начинку.

Читать еще:  Как сделать мини лук из пвх трубы + Стрелы

• 4 мотора (19,52 $). Для квадрокоптера Вам нужны 4 двигателя, но, если вы хотите сделать октокоптер, Вам понадобятся 8 двигателей. Мы используем бесколлекторные двигатели. (мы вернемся к моторам на шаге 2) • 4 ESCs (35.50 $). Электронный регулятор скорости использует для подачи питания на двигатель с информацией о Multiwii. Мы используем 30A ESC.

• Аккумулятор (22,10 $) – Что бы летать, Вам понадобилась батарея. Мы используем 3S 3300mAh.

• Монитор заряда батареи (1.71 $) — он отображает уровень заряда аккумулятора.

• Распределительная плата питания (3.77 $). Эта плата используется для подключения ваших ESC к аккумулятору.

• Т — Разъемы (2 $) — для соединения esc с платой.

• Разъемы 3,5 мм (3.27 $) — для соединения esc и двигателей.

• Пропеллеры (16,79 $) — квадрокоптер с двигателями, но без пропеллеров не является квадрокоптером, поэтому выбирайте свои комплектующие в соответствии с вашей рамой. Для нашей рамы 40 см Вам понадобятся пропеллеры с длиной = 10 и шагом = 4,5. Мы используем 10×4,5 SF.

• Multiwii — этот контроллер использует для управления двигателями и распределения мощности. Мы используем CRIUS AIO PRO Multiwii. Или можно заменить на FTDI FT232r Basic Breakout USB-TTL 3.3v 5v For Arduino Pro Mini MWC MultiWii + — CRIUS MultiWii Standard Edition Flight Controller MWC SE V2.5 for Multicopter

• Монтажная панель (3.40 $). Поскольку двигатели создают большую вибрацию, вам нужно купить какую-нибудь монтажную площадку, чтобы уменьшить тряску их при использовании multiwii.

• Raspberry pi 3 model (39,57 $) — Она также может работать с другой моделью малины pi, но мы только что протестировали ее с помощью Raspi, и она более мощная, чем предыдущая.

• Камера Pi (6.40 $) — для захвата видео и фотосъемки. Его можно запустить только с помощью малины pi

• Wifi адаптер (3,66 $) — он подключается к Raspi и создает сеть Wi-Fi для передачи информации из приложения смартфона в Raspi, использование внешнего модуля для лучшего уровня сигнала.

• USB-флешка — сохранение видео

• Дистанционное управление + приемник rc — Если вы хотите контролировать свой гул с этим. Вы подключите приемник rc к Multiwii

Шаг 2: Принцип работы

The multiwii

Multiwii — проект с открытым исходным кодом, основанный на Ардуине. Проект является с открытым исходным кодом, поэтому мы можем найти много видов multiwii. Мы используем версию similare CRIUS AIO PRO V2. Это контроллер полета: его роль заключается в отправке сигналов скорости в esc, чтобы удерживать квадрокоптер в воздухе. Мы используем проект mutlwii, потому что это известный проект и используется многими пользователями с большим сообществом, но главным образом потому, что такие программы слишком сложны для нас.

Raspberry Pi

В нашем проекте Raspberry Pi играет главную роль. Сначала при включении он создает Wi-Fi сеть с DHCP-сервером (для предоставления IP-адреса), эта сеть Wi-Fi не имеет доступа в Интернет, и это только для связи со смартфоном. Во-вторых, он запускает программу на python (созданную нами), которая запускает Websocket. Websocket — это постоянная связь между сервером (Raspberry Pi) и клиентом (приложение для смартфона), он будет обрабатывать полученную команду из приложения. Затем эта же прогамма подключается к multiwii через USB. Он будет служить для отправки команд информации, которые поступают со смартфона в multiwii (см. Схему для понимания). Источники доступны на github (https://github.com/robotoss/Multiwii-raspberry-drone-server )

Приложение

Приложение с помощью html / css / javascript с кордовой. Кордова — это технология, которая позволяет создавать приложение с веб-технологиями, совместимыми с Android, ios и многое другое . Пользователь считает, что это стандартное приложение для Android, но на самом деле это веб-интерфейс :), легко разрабатывать приложения, подобные этому для web devellopers . Источники доступны в github (https://github.com/reglisse44/quadcopterControl)

Шаг 3: Рама

Чтобы сделать хорошую раму, Вам нужно использовать самые легкие материалы, какие только сможете достать. Для нашего Drone Pi мы взяли перерабатываемые, поэтому наша рама получилась немного тяжелой, но в любом случае это не имеет значения для наших двигателей.

Диаметр рамы составляет 0,45 м, потому что нам нужен «стабильный квадрокоптер» для съемки, а не «гоночный квадрокоптер». В центре X — 3 уровня (возможно, 4 в будущем), чтобы поставить контроллеры, ESCs и нашу батарею (с подробными чертежами Вы можете ознакомиться выше на фотографиях).

Читать еще:  Как сделать миниатюрную модель катапульты

Мы создали платформу для multiwii на верхней части квадрокоптера (рисунок 2), а другая — для батареи (рис. 7 и 8) на нижней части квадрокоптера. Для платформы Multiwii мы хотели поставить Raspberry Pi под multiwii, потому что между ними есть соединения. Для платформы батареи мы хотели взять или снять аккумулятор, чтобы зарядить его. Все фотографии находятся в следующем шаге .

Наконец, мы смонтировали 4 ножки в квадрокоптер, чтобы иметь возможность приземлиться, но они не очень и плохи.

Шаг 4: Силовая установка

Для движителя Вам нужны 4 двигателя, 4 ESC (для адаптации напряжения к двигателям), аккумулятор и, наконец Multiwii.

  1. Подключите свои двигатели к вашим ESC. Вы можете инвертировать провод, чтобы инвертировать вращение ваших винтов (см. Схему, чтобы знать направление вращения). В начале, не устанавливайте пропеллеры на двигатели, так как пропеллеры хрупкие и Вы можете их случайно разбить.
  2. Подключите ESC к распределительной плате (соблюдайте цветность).
  3. Если все в порядке, вы можете установить компоненты на раму.
  4. Винты, которые шли в комплекте с двигателем, были слишком большим для пропеллеров, поэтому мы увеличили отверстие для винта.(см. Фотографии)

Шаг 5: Контроллер полета и Raspberry Pi

Теперь мы установим multwii и Raspberry Pi. Для установки двух компонентов в одном и том же месте мы сделали опоры, которые позволяют установить multwii поверх Raspberry Pi, (см. Рисунок).

  1. Установите Raspberry Pi с опорами
  2. Положите multwii на опору с помощью антивибрационной подушки
  3. Подключите ESCs к multiwii с выделенными контактами

Затем мы скомпилируем прошивку multiwii в плату. Чтобы подключить плату multiwii к компьютеру через USB

Чтобы настроить multiwii:

  1. Загрузите прошивку multiwii с https://code.google.com/p/multiwii/
  2. Загрузите программное обеспечение arduino с https://www.arduino.cc/ru/Main/Software
  3. Открытый проект arduino «Multiwii.ino»
  4. Измените панель arduino в «Tools»>»Board»>»Arduino Mega 2560 or Mega ADK»
  5. Выберите порт в «Tools»>»Serial Port»> И выберите порт multiwii.
  6. Затем откройте файл «config.h»
  7. Найдите в начале файла строку: «// # define QUADX» и раскомментируйте ее (удалите «//»)
  8. Повторите поиск строки «// # define CRIUS_AIO_PRO» и раскомментируйте ее.
  9. Все готово, сохраните файл и запустите компиляцию
  10. Затем вам нужно будет откалибровать весь датчик с помощью MultiwiiConf, Учебное пособие —

В на данном этапе мы не подключали Multiwii к RasPi, поэтому, если Вы хотите посмотреть на двигатели в действии, прежде чем настраивать Raspberry Pi на раме, Вам понадобится пульт дистанционного управления с приемником rc не забудте подключить rc приемник к Multiwii. Мы не объясним Вам, как это сделать, подробные схемы есть в google;), Это не сложно. (Не используйте двигатель с пропеллерами)

Шаг 6: Raspberry Pi

Установка Debian:

Установите raspbian с помощью noobs, следуя этому руководству: www.raspberrypi.org/help/noobs-setup/

Запустите raspi-config и включите pi-камеру

Конфигурация IP

удалите всю конфигурацию wlan0 и отредактируйте это:

Установка Hostapd :

Перед началом выполните все обновление:

И протестируйте с минимальной конфигурацией

Если Вы увидели свою сеть у вас на смартфоне, то она работает, НО ВЫ НЕ СМОЖИТЕ К НЕЙ ПРИСОЕДИНИТЬСЯ (ошибка соединения будет из-за ip, потому что у нас нет DHCP-сервера)

Установка DHCP-сервера:

Теперь нам нужно установить DHCP-сервер для предоставления IP-адреса Wi-Fi-клиентам.

Запустите эту команду, чтобы отредактировать файл:

Найдите строки, которые говорят

и добавьте «#» перед ними, чтобы закомментировать их

Установка usbmount

Нам нужен usbmount для установки USB-флешки. Это необходимо для сохранения видео на USB-флешку.

Теперь все usb должны быть установлены в папке «/ media /»

Установите программу Python quadcopter :

Сначала установите зависимости:

и клонируйте проект git

Вы можете протестировать программу, выполнив следующие действия:

Предупреждение: на данный момент, если вы хотите запустить программу python, вам необходимо:

  • Pi-камера — подключенная и активирована в raspi-config
  • Плата multiwii подключена к порту USB Raspberry Pi как имя «ttyUSB0» (Вы можете проверить с помощью команды «dmesg | grep tty», если ваш multiwii связан с другим именем, измените его в начале файла — ”main.py”)

Прежде чем начать перезагружать свой Pi, выполните все предыдущие установки.

Далее следуют следующие команды:

  1. «-B» — что бы запустить hostapd в фоновом режиме
  2. После запуска hostapd, ip изменяется (я не знаю почему). Поэтому нам нужно установить его вручную
  3. Перезапустите сервер dhcp, чтобы запустить его с новой сетью wlan0
  4. И запустите скрипт python

Автоматизация этого при загрузке:

Чтобы запустить все эти команды при загрузке, мы используем cronjob и sh-скрипт.

Эта команда открывает редактор nano. Напишите это в конце файла:

Выход и перезагрузка, если все в порядке, все должно запускаться при загрузке!

Шаг 7: Финал .

Если у вас есть какие-либо вопросы, вы можете оставить комментарий и поблагодарить наших инструкций :).

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector