Самодельный квадрокоптер на деревянной раме

Радиоуправляемый квадрокоптер с развитием технологий и удешевлением электронных компонентов перешел из чего-то недоступного в разряд хобби, но стал не просто игрушкой, а полноценным многофункциональным устройством. Свою летающую мозгоподелку я собрал на деревянной раме, звучит весомо, но это просто несколько дощечек, и электроники купленной по сети. Как происходил процесс мозгосборки, смотрите далее!

Шаг 1: Рама

Особенностью данной поделки является деревянная рама, для создания которой отпиливаем две рейки: одну 60х3х2.4см, вторую 57х3х2.4. Далее из них с помощью дополнительной прямоугольной дощечки 15х6х0.2см, клея и гвоздей собираем «крестовину», которая и будет рамой самоделки. Обязательно даем клею высохнуть!

Шаг 2: Моторы

По размерам изготовленной рамы приобретаем моторы, пропеллеры и регуляторы скорости, то есть то, что «научит» поделку летать. В моем случае это моторы EMAX MT2213 935kv, 24см-е пропеллеры, а регулятором скорости послужил EMAX 4in1 ESC, рассчитанный на 4 двигателя, то есть с 4-мя электронными контроллерами устойчивости.

Шаг 3: Монтаж моторов

В соответствии с крепежными отверстиями в моторах очень точно, например, с помощью штангенциркуля, размечаем установочные отверстия на раме и высверливаем их соответствующим сверлом. А после этого винтами закрепляем моторы на раме.

Если ваши моторы имеют другой тип крепления, то следуйте при установке инструкции к этим мозгодвигателям.

Шаг 4: Монтаж ESC

После установки моторов, к нижней части рамы крепим на хомуты-стяжки контроллер скорости, ими же крепим провода, идущие к моторам. Позже с нижней стороны еще подвесим батарею питания.

Шаг 5: Шасси

В качестве шасси самоделки выступили 2см-е кольца трубы диаметром 15см, которые размешаем на раме и закрепляем скотчем. Такой вариант шасси не только дешев, но и прекрасно смягчает приземление.

Шаг 6: Контроллер полета

Важным элементом квадрокоптера является контроллер полета, который стабилизирует положение поделки в воздухе, да и целом отвечает за весь полет. Такой контроллер можно собрать своими руками, а можно и приобрести, и самыми популярными котроллерами являются:

ArduPilot
Для своего первого подобного квадрокоптера я использовал контроллер на простенькой плате Arduino, которую затем «проапгрейдил» до более продвинутого и одного из самых дорогих контроллеров для RC моделей. Интерфейс у ArduPilot великолепный, производительность высокая, режим полета автоматизирован, но для начала это слишком.

DJI Naza
Хорошим и полнофункциональным контроллером является DJI Naza М V2, но он дороже, чем ArduPilot, да еще имеет закрытый код. Хотя повторюсь, это полнофункциональный контроллер с высокой производительностью, иначе говоря «куча функций за кучу денег». Есть более бюджетная мозговерсия DJI Naza Lite, но она опять же с закрытым кодом.

OpenPilot CC3D
Думаю это лучший контроллер полета из всех с открытым кодом, он создан на основе чипа STM32 и имеет MPU6000 и 6 каналов, на него можно установить свои прошивки, как для основного полета, так и чистового (но об этом ниже). Изначально это был Kickstarter-проект, но сейчас он доступен во многих источниках. Настраивается он очень легко - просто нужно следовать указаниям программы, и последовательно, по шагам произойдет необходимая настройка. Затем, позднее все настройки можно легко изменить.

NAZE32
NAZE32 это наверное лучший контроллер после CC3D, более гибкий, вариабельный, но и соответственно, более сложен в настройке. Его используют «продвинутые» пилоты для более искусного управления мозгоподелкой, для выполнения трюков на квадрокоптерах.

KK2.1
Это, наверное, первое, что вы найдете при поиске контроллера полета в Интернете. Он основан на AVR микроконтроллере, имеет ЖК-дисплей, который позволяет запрограммировать его без подключения к ПК, а также MPU6050 в качестве датчика. Запрограммировать его можно с помощью собственной прошивки, но для этого понадобится ISP программатор AVR, так как он не имеет выходов на плате. Еще он дешев, требует ручной настройки и прекрасно подходит для опытных пилотов.

KKMulticontroller
Это что-то уникальное в линейке контроллеров! В его основе Atmel AVR (168p), что хорошо, вот только думаю контроллер больше не поддерживается, так как их сайт закрыт. Возможно они перешли на 32-битные квадрокоптеры или что-то еще. Сам контроллер устарел, использует Murata Gyros для ориентации положения в пространстве, датчики не взаимосвязаны, гироскоп аналоговый, для настройки используются навески на стрелы, то есть все просто, но старо…

Для своей мозгоподелки я взял OpenPilot CC3D из-за простоты его настройки.

Шаг 7: Пульт управления

Управляется самоделка, естественно, беспроводным пультом управления. Их выбор достаточно большой, от дорогих - Futaba, Spektrum, до дешевых - Turnigy и Flysky.

Количество каналов пульта означает количество передаваемых сигналов управления, нам нужно как минимум 4 канала:

• дроссель
• Yaw (вращение относительно оси Z)
• Pitch (вращение относительно оси Y – ось проходящая через левую и правую стороны)
• Roll (вращение относительно оси X - ось проходящая через перед и зад коптера)

В дальнейшем, для использования на квадрокоптере-самоделке видеокамеры понадобятся еще каналы, поэтому я выбрал 6-ти канальный Flysky. Это дешевый пульт, но для полетов большой дальности он не подходит. Итак, по своим бюджетным возможностям выбираем пульт для поделки.

Шаг 8: Монтаж контроллера полета

Пульт и контроллер полета выбраны, осталось закрепить этот контроллер на раме квадрокоптера, добавить батарею и приступить к калибровке мозгоподелки. Сверху рамы крепим контроллер на хомуты-стяжки, при этом стрелка на контроллере расположена по оси X. Еще момент, для гашения вибраций моторов между рамой и контроллером помещаем обычную губку.

Шаг 9: Подключение и настройка электроники

По инструкциям подключаем контроллер полета, регулятор скорости и пульт управления. И поможет вам в этом следующее видео:

https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=OKMOifCn_xA
А если у вас пульт Flysky, то и это видео:

https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=WnfpbAtgXJQ

Шаг 10: Тестирование

Прежде чем приступить к первому полету, нужно протестировать все компоненты, используя систему контроля OpenPilot GCS. Она имеет дисплей, с помощью которого удобно тестировать датчики и остальные компоненты. Итак, снимаем пропеллеры и с пульта проверяем функционирование всех частей самоделки.

Я еще проверил диапазон пульта размещая квадрокоптер рядом и на значительном расстоянии. А правильное функционирование пропеллеров можно узнать по характерному звуку при их вращении.

Шаг 11: И наконец: полет

Квадрокоптер, в принципе, опасное устройство, которое при неправильном использовании может нанести серьезный ущерб, поэтому будьте осторожны и ответственны при работе с ним!

https://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=NockBffdKG8

К низу рамы подвешиваем батарею, подключаем ее и располагаем поделку на открытом месте. Затем с безопасного расстояния от квадрокоптера начинаем постепенный запуск мозгоподелки. Если вы чувствуете, что поделка при подъеме сваливается, плывет в сторону, то откорректируйте это навесками на соответствующие стрелы. Добившись стабильного подъема, проверьте, как квадрокоптер реагирует на команды пульта, и настраивая значения PID, получите желаемый отклик.

А теперь поздравляю, в с нуля создали своими руками собственный квадрокоптер!

Удачи и успехов!

( Специально для МозгоЧинов #DIY-Quadcopter-From-Scratch