Schema dei componenti elettronici del quadricottero. Quadricottero (drone) fai-da-te dai moduli

Viene stabilito nella fase di progettazione del dispositivo, sviluppato tenendo conto dell'ambiente di volo, del terreno, dei requisiti e dei compiti che il drone deve affrontare. Per i quadricotteri professionali il circuito avrà una configurazione, per quelli amatoriali sarà più semplice. I requisiti di precisione dell'assemblaggio e dimensioni delle parti sono molto elevati. Piccoli errori di calcolo possono complicare significativamente il controllo dell'attrezzatura e ridurre le caratteristiche di volo tattiche e tecniche. Gli specialisti ARMAIR ti diranno in questo articolo a cosa devi prestare attenzione quando progetti questo promettente tipo di attrezzatura.

Da dove dovresti iniziare a sviluppare un diagramma?

• Determinare gli scopi e gli obiettivi di fronte all'apparato.
• Calcola i carichi utili e la configurazione dell'elicottero.
• Imposta i parametri preliminari per velocità, altitudine, autonomia di volo.
• Tenere conto degli ambienti in cui volerà il quadricottero (in condizioni di pioggia, temperature sotto lo zero, temperature elevate, forti raffiche di vento, ecc.).

A quali parti del design dovresti prestare attenzione quando assembli un quadricottero?

• Corpo dell'elicottero. Le sue dimensioni, il materiale, le caratteristiche di resistenza agli urti. Per produrre gli scafi viene utilizzata la fibra di carbonio. Errori di calcolo nella progettazione del corpo del dispositivo, anche di 1-3 millimetri, possono portare al fatto che l'elicottero può collassare in volo, ricevere un rollio costante e perdere l'equilibrio.
• Circuito di controllo dell'elicottero, o più precisamente, microcircuiti del drone. Quando si progettano e creano elicotteri semplici e leggeri, viene utilizzata la nota piattaforma Arduino. Durante lo sviluppo di elicotteri professionali, vengono utilizzati schede, microcircuiti e controller dei produttori. I parametri e le caratteristiche della microelettronica sono spesso un segreto commerciale.
• È inoltre necessario scegliere i sistemi motore, i sistemi di controllo della velocità e i connettori giusti. Anche la dimensione delle lame gioca un ruolo importante. Se il motore è potente, ma la dimensione delle pale è piccola, il motore girerà al minimo del 30% o più, sprecando invano la sua potenza.
• Sistemi di controllo radio, che ricevono segnali GPS dai satelliti. Di norma questi sistemi sono già installati sulle schede, devono solo essere configurati tramite il sistema operativo dell'elicottero. Quasi tutte le schede funzionano con GPS e Glonas.
• Il pacco batteria utilizza in genere batterie al litio di potenza e capacità variabili. Per gli elicotteri di grandi dimensioni è possibile installare pacchi di gas e motori a benzina.
• Motori.
• Accelerometri (giroscopi), ci sono varie schede per questo, una di queste è la MPU-6050.

Hai ancora domande? Vuoi saperne di più sui veicoli senza pilota? Vuoi vedere più modelli di quadricotteri sul nostro sito web? Visita le sezioni del menu principale o lascia una richiesta (richiesta) per modelli specifici.
Sono interessato ai quadricotteri. Ho deciso di effettuare un ordine, la scelta è caduta sull'Habsan x4 con fotocamera da 0,3 MP.
L'ho aspettato e ricevuto, l'ho volato parecchio (ci sono stati incidenti, lunghe attese per pezzi di ricambio e riparazioni). Mi è venuta in mente l'idea di costruire un grande quadricottero, mi sono immerso in questo argomento e ho riletto molti articoli. Quando possibile, ho risposto alle domande delle persone del gruppo di modellisti Rc: sulla selezione delle parti, sull'assemblaggio del quadricottero. Da tutto ciò è nata l’idea di scrivere questo articolo.
Principio di volo


Quindi, se decidi di costruire il tuo quadricottero, devi decidere un budget. La dimensione dipende dall'importo che sei disposto a spendere per questo Miracolo. Le dimensioni più comuni (in mm) sono 250,330,450,550 e oltre.
*dimensione 250: piccolo, leggero, spesso utilizzato solo per i voli FPV.
*330 e 450 la via d'oro per un quadricottero economico. Peso e prezzo di assemblaggio accettabili.
*550 e altri ancora possono essere classificati come elicotteri professionali o multirotori. Tali macchine risulteranno pesanti e costose. Questi aerei avranno motori potenti e potranno trasportare una discreta quantità di peso, fino a un chilogrammo di DSLR.
Continuerò la mia storia basandomi su un elicottero in scala 450.
Un posto speciale in questa categoria è occupato dai telai DJI 330 e 450 e TBS Discovery.


Il loro prezzo è appropriato... alto.
Ci sono molti cloni e ho scelto questo.

È tempo di scoprirlo che cos'è quadricottero e in cosa consiste.
1. Cornice
2. Ricevitore/Trasmettitore
3. Controllore di volo:
a) AIOP
b) NAZA
c) MultiWii
d) HK Pilot
e)AMP
f) E altri

4. Centrale elettrica
a) Motore
b) Regolatore di velocità
c) Eliche
5. Batteria
6. Aggiungi. Attrezzatura:
a) Sistema FPV (visuale in prima persona in tempo reale)
Telecamera di direzione
Trasmettitore
OSD
b) Gimbal per telecamera di bordo
c) Retroilluminazione

Adesso possiamo vedere tutto nel dettaglio.
1) Con cornice hanno già deciso. Scala 450, clone TBS.


2) Ricevitore/Trasmettitore. La sua scelta è molto importante. Devi capire da solo: quanto lontano vuoi volare.
Le opzioni più popolari:
 1,5-2 km forniranno 2,4 GHz
 433 MHz forniranno circa 5-10 km (tutto dipende dalla potenza, puoi volare per 20 km)
Per quanto mi riguarda ho scelto FlySky Th9x 9 canali da 2,4 GHz



Attrezzatura non costosa e facile da installare.
Un quadricottero richiede almeno 5 canali.
La scelta di questa attrezzatura è dovuta alla sua popolarità, da quanto tempo è sul mercato, ci sono molti cloni, si discute molto su quale azienda sia stata la prima, questa è la stessa Turgiga 9, Avionix e altre.. Ci sono molte impostazioni su Internet.
3) Controllore di volo
Al momento ci sono molti controllori di volo per quadricotteri. Ho fatto la mia scelta. Questo Naza Lite con GPS

Non molto costoso e arrabbiato. Naza richiede una configurazione minima ed è molto facile da eseguire.
Con i controller AIOP, Crius e MultiWii sarà molto più difficile, soprattutto per un principiante.
Perché ho preso un controller con GPS?
Questa funzione è necessaria per restare in bilico su un punto e tornare a casa.
Considero questa una funzionalità molto comoda.
4) Centrale elettrica
Solleva molte domande tra i non iniziati.
Vengono utilizzati motori BC. Sono trifase (3 fili), il loro rendimento è di circa il 90%.
Per controllare la velocità di rotazione di tale motore, viene utilizzato un regolatore di velocità (regolatore), che riceve comandi dal controllore di volo.

Consideriamo telai 330.450mm. A seconda delle tue esigenze, devi stimare il peso del quadricottero. In media risulta da 1k a 1,5 kg. È auspicabile che la spinta dei motori sia 2-2,5 volte la massa totale. Ciò suggerisce che la spinta dovrebbe essere di 2-3 kg. Dividiamo questo per 4 e otteniamo la spinta di un motore: circa 500-750 g.
La domanda sorge spontanea: quale motore scegliere? Guardiamo le caratteristiche del telaio: ci interessa quali motori possono essere installati al suo interno. Le prime 2 cifre dovrebbero interessare: 22 o 28 nella maggior parte dei casi.
Iniziamo a scegliere un motore. Vedrai un certo valore accanto al nome del motore, ad esempio: 1100kv. Questo valore indica il numero di giri per 1 volt. I motori con valori di kv elevati hanno meno giri dell’avvolgimento dello statore rispetto ai motori a velocità inferiore, ne consegue che la corrente massima sarà maggiore nei motori con kv inferiore, che hanno una coppia maggiore e questo consente l’utilizzo di eliche più grandi.
Può essere paragonato al cambio di un'auto. 380kv e 1400kv sono come la prima e la terza marcia di un'auto.
380kv per voli misurati lenti e lunghi con una grande capacità di carico
1400kv per una corsa veloce e manovrabile.
Su Internet o nella descrizione di questo motore puoi vedere le sue caratteristiche tecniche e i risultati dei test. È necessario scoprire la corrente massima (A) che il motore può assorbire e, in base a questi dati, selezionare un regolatore di velocità (ESC). Diciamo A max per un motore da 20 A. Quindi prendiamo un ESC più potente del 20-25%, 25-30A.
Ora diamo un'occhiata ai risultati del test.
Per esempio vediamo: 11x4.7 –3S-12A – 830g
Significa
11x4.7 - caratteristiche dell'elica (11 pollici, passo 4,7)
3S - numero di contenitori per batterie LiPo
12A - intensità di corrente nel circuito a un determinato carico
830 g – spinta del motore in determinate condizioni
Pertanto la spinta massima è 830x4 = 3300 g, la corrente massima nel circuito è 12x4 = 48A
Per selezionare la batteria e il cablaggio è necessaria la massima intensità di corrente.

Per cominciare, non comprare eliche in carbonio. Pagamento in eccesso. Impara a volare con quelli economici.
Il montaggio dell'elica dipende dal motore stesso. La maggior parte delle eliche dispone di un adattatore per l'asse del motore. Possibile montaggio su pinze o filetti. DJI dispone di eccellenti opzioni di auto-serraggio; con questa opzione, l'elica non si allenterà mai durante il volo.
Per opzioni più semplici, ti consiglio di fissarlo ulteriormente con sigillante per filettature.

Facendo attenzione : È possibile confrontare motori con kv diversi in condizioni della stessa dimensione standard. Ad esempio, EMAX XA 2212 esiste in diverse configurazioni:
820
980
1400
Possono essere confrontati.
L'efficienza di un motore da 1400 kv sarà massima quando si utilizza un'elica 8040,
E un motore da 820 kv - con un'elica da 1147.
Un motore da 820kv avrà la coppia massima, quindi è consigliabile utilizzare eliche di grandi dimensioni. E un motore da 1400 kv amerà le alte velocità con carichi inferiori.
La differenza tra i motori presentati è nell'avvolgimento.
Ha senso usarli in questo modo:
1400kv su un telaio 330 ed eliche 8040
980kv su un telaio 450 ed eliche 1045
820kv su un telaio 500-550 e 1147 eliche
Ho scelto
Ed eliche
Insieme meraviglioso.
Schema di collegamento
Per semplicità: Segnale - nero, Alimentazione (+\-) - rosso


5) Batteria
Quando si sceglie una batteria, è necessario selezionare l'uscita di corrente. Questo è il numero C. (25С,35С)
Non dimentichiamo che, secondo i nostri dati, il sistema consuma 48A.
Diciamo che c'è una batteria Lipo Pack da 3300 mAh 3S 35C
3300 mAh - capacità della batteria
3S – numero di lattine (una lattina 3.7v)
35C – uscita in corrente. Quelli. Capacità della batteria 3,3 Ah (3300 mAh) x 35 C = 115 A
Che copre sufficientemente il nostro consumo energetico. Anche troppo. Più alto è il C, più pesante e costosa è la batteria.
Vediamo se una batteria della stessa capacità, ma con una corrente in uscita di 25C, può far fronte ai nostri compiti o meno: 3,3Ah (3300 mAh) x 25C = 82A
Risposta: SÌ.
Una batteria del genere sarà più leggera ed economica.
Per monitorare le condizioni della batteria, puoi acquistare una cosa del genere.

Imax B6 è molto popolare per caricare le batterie, fai attenzione, ci sono molti falsi.

E non dimenticare di maneggiare la LiPo con molta attenzione.
Il mio consiglio: prendi almeno un paio di batterie.
6) Aggiungi. Attrezzatura.
Dopo aver deciso l'autonomia di volo e selezionato il sistema di controllo, puoi iniziare a scegliere un sistema FPV:
FPV - letteralmente: visuale in prima persona in tempo reale.
 2,4 GHz è compatibile con 5,8 GHz
 433 MHz compatibile con 1,2 GHz
Altrimenti si creerà un'interferenza congiunta.
Per i miei 2,4 GHz ho selezionato 5,8 GHz 200 mw

Il sistema FPV è composto da:
1) Fotocamera di rotta
2) Trasmettitore su quadrica
3) Stazione ricevente a terra.
Per aumentare la portata della comunicazione è possibile sostituire le antenne standard con dei “trifogli”

La maggior parte dei trasmettitori sono alimentati entro 9-12 V, una piccola batteria 3S può alimentare il trasmettitore e la fotocamera, che viene selezionata per una determinata tensione.
Cosa significa 200mw?
Questa è la potenza del trasmettitore. Influisce direttamente sul raggio di comunicazione. In aree aperte con antenne non standard, il segnale può essere ricevuto fino a una distanza di 1 km.
Considerando che il mio sistema di controllo non è in grado di controllare una distanza superiore a 1,5-2 km, questo è l'ideale
opzione per le mie esigenze.
Ora tutto è chiaro con la scelta del ricevitore e del trasmettitore, ma come scegliere una fotocamera, ce ne sono moltissime?
La scelta della fotocamera dipende inizialmente dal denaro.
Esistono telecamere che hanno la funzione di streaming di dati e registrazione simultanea, il cui costo è molto più elevato. La fotocamera Mobius è molto popolare.

È apparso il suo concorrente, che ha anche un'uscita AV

Puoi utilizzare la telecamera direzionale più economica, senza custodia. Il cui costo varia da 600 a 1000 rubli e viene registrato utilizzando una buona action cam su un gimbal.
Per una telecamera FPV vedremo il numero TVL. Cos'è? Questo è il numero di linee di scansione. Per una telecamera FPV saranno sufficienti 500-700TVL. Importante è il livello di illuminazione minima, questo parametro si misura in lux. Per i voli anche di sera sono sufficienti 0,01 lux. L'angolo di visione è altrettanto importante. 100-120 gradi è l'ideale. Sarebbe bello avere l'evidenziazione automatica e la correzione automatica. bilanciamento del bianco.
L'immagine può essere visualizzata su tale monitor

È possibile acquistare un gimbal a 2 o 3 assi per la fotocamera. Questa cosa ti consente di ruotare la fotocamera e avere un'immagine più stabile, senza scatti o sussulti.
La cosa è piuttosto costosa.
Ho questo:
Naturalmente la stessa telecamera di bordo
È possibile installare retroilluminazione a LED, segnale acustico, localizzatore GPS

Come capisci, l'assemblaggio di un simile UAV richiede notevoli investimenti.
Il prezzo è di circa 400-500 dollari.

Questo ripasso è rivolto ai principianti e contiene teoria, presto verrà seguito con montaggio e configurazione.
Ho pianificato una serie di articoli e li implementerò pian piano.
Sarò felice di criticare Grazie per vista.
Ti mostro le carte: il risultato finale


Come assemblare una cosa del genere e sollevarla in cielo?
Le istruzioni saranno nella parte successiva)

Ecco un breve video dei primi voli con gimbal.

P.S. Tutto è stato acquistato con fondi personali. Ho intenzione di acquistare +99 Aggiungi ai preferiti Mi è piaciuta la recensione +62 +150

Un quadricottero può restare fermo in un posto e scattare foto e video, motivo per cui molti fotografi tengono il passo con i progressi e acquistano quadricotteri per le riprese video.

I quadricotteri hanno fatto irruzione nelle nostre vite insieme al progresso tecnologico. Oggi ordinare l'elettronica per un quadricottero dalla Cina è molto economico. Assemblare il telaio di un quadricottero con le proprie mani da materiali di scarto non è affatto difficile. Puoi imparare a volare con l'aiuto dei simulatori di volo. Quindi la cosa principale è avere il desiderio di realizzare un quadricottero con le tue mani.

È meglio acquistare componenti elettronici già pronti per un quadricottero.

Dettagli di un quadricottero fatto in casa

Motori per quadricottero, 4 pz - D2822/14 1450kv

Naturalmente, l'acquisto aggiuntivo di un piccolo quadricottero è un po' costoso, ma volandone uno imparerai a controllarlo e sarai in grado di pilotare un grande quadricottero con una telecamera senza cadere! E puoi sempre regalare un piccolo giocattolo a un bambino.

E infine, un breve video di un volo in quadricottero, registrato da una telecamera.

In questo articolo abbiamo esaminato i principi di base per realizzare quadricotteri fatti in casa. Se vuoi saperne di più consulta la sezione

commenti di iskra:

come realizzare un quadricottero in modo che voli entro un raggio di 500 metri con una telecamera in tempo reale che visualizzi l'immagine sullo schermo

commenti di chelovek:

Ragazzi, aiuto!
Voglio costruire un quadrick sulla piattaforma Arduino Mega utilizzando questi componenti:

Dopo aver letto articoli sui quadricotteri fatti in casa su Habré e dopo aver visto un video girato con AR.Drone, ho avuto l'idea per il futuro di realizzare un quadricottero FPV fatto in casa (più costoso), perché la portata è ridotta, instabile all'aperto e il fatto che non è open source e non posso influenzare l'algoritmo del suo funzionamento.

Da allora è passato circa un anno, durante il quale non ho fatto praticamente nulla relativo ad Arduino e ad altri dispositivi elettronici, anche se gradualmente ho acquistato varie cose elettroniche interessanti.

E proprio di recente si è scoperto che uno dei miei amici ha deciso di assemblare un quadricottero e ho deciso che era giunto il momento anche per me.

Requisiti per un quadricottero: FPV (visuale in prima persona), ovvero controllo da terra senza guardare il modello, ma guardando solo lo schermo, fail safe - in caso di perdita del segnale dal telecomando, non ne hai bisogno cadere bitorzoluto, ma atterrare con calma o volare fino al punto di decollo. GPS: è piuttosto interessante programmare alcune missioni e osservarne l'implementazione. Tempo di volo con una sola carica > 10 minuti. L'autonomia è di circa un chilometro.

Elenco degli articoli necessari

GoPro Hero3

Avevo già una GoPro (la usavo come macchina fotografica) quindi non ho dovuto spendere soldi.
PREZZO: 300$
Acquista GoPro Hero3

Turnigy 9X

Anche questo leggendario apparecchio radiocomandato (per la sua convenienza, buona qualità e funzionalità per il prezzo) è stato acquistato da me in anticipo, ma non l'avevo ancora usato, giaceva a prendere polvere.
Viene fornito con o senza ricevitore e trasmettitore, li ho, ma il nostro quadricottero ne avrà bisogno di altri (con fail-safe), quindi puoi acquistare una versione ridotta, anche se non mi pento di aver acquistato la versione completa, perché... . Non è difficile inserire un altro ricevitore qui e il prezzo differisce di soli 4 dollari.
Si alimenta a 12V, che può essere fornita da 8 batterie AA, ma è meglio usare una batteria LiPo. Ho fatto un piccolo errore con le dimensioni e la mia batteria deve essere fissata con nastro biadesivo, ma sotto fornire un collegamento a una batteria che si adatterà perfettamente al vano batteria. È necessario prestare attenzione alla polarità (meno a sinistra, più al centro) perché Puoi attaccarlo nel posto sbagliato e bruciare l'app.
Per impostazione predefinita, viene fornito senza retroilluminazione dello schermo, quindi è meglio acquistare immediatamente una retroilluminazione aggiuntiva per 5 dollari.
E il firmware con cui viene fornito lascia molto a desiderare (non lo so, ma molte persone stanno flashando con il firmware ER9x, che è più facile da capire e più funzionale), lo flasherò anche senza nemmeno usare lo standard firmware, e per questo ho bisogno di un programmatore. Prezzo: 54+5(retroilluminazione)+10(LiPo)+4(programmatore)+24(consegna)=97$
Acquista Turnigy 9X
Acquista Turnigy 9X (senza ricevitore e trasmettitore)
Acquista la retroilluminazione
Acquista LiPo
Compra un programmatore

Pacchetto combinato FrSky DJT 2.4Ghz per JR con modulo telemetria e V8FR-II RX

Ricevitore e trasmettitore per Turnigy 9x con fail-safe (non l'ho ancora acquistato, ma mi servirà per volare con sicurezza e non aver paura della perdita di segnale)
PREZZO: 40+6(consegna)=$46
Acquista il pacchetto combinato FrSky DJT 2.4Ghz per JR con modulo telemetria e V8FR-II RX

LiPo 2200mAh 3S 25C

Batteria che sarà nel quadricoptero (non l'ho ancora comprata, la ordinerò con FrSky)
PREZZO: $ 10,68 + spedizione
Acquista LiPo 2200mAh 3S

Telaio RCT Spider FPV Telaio quadricottero con carrello di atterraggio

Certo, puoi realizzare la cornice da solo, ma... Non sono molto costosi e hanno un bell'aspetto, quindi ho deciso di acquistarli. La scelta è caduta su questo perché Sembra che ci sia abbastanza spazio per tutto ciò che è previsto, e ce ne sarà ancora per future aggiunte, è conveniente attaccarci una GoPro e secondo me i raggi e le lame non cadranno nel telaio, o sarà minimo.
PREZZO: $29
Compra una cornice

Eliche 12 paia di eliche controrotanti 10x4,5" rinforzate in carbonio

Le eliche che ho comprato erano semplicemente economiche e di dimensioni adeguate (nelle informazioni sul telaio c'è scritto elica da 9~12"), e ci sono anche adattatori per diversi motori.
PREZZO: 27$
Acquista eliche

Motori 2830/11 Motore Brushless Outrunner 1000KV

Non ne so molto di motori, ho guardato se si adattavano al telaio (nelle informazioni sul telaio c'è scritto motore serie 28, 35), un mio amico ha acquistato gli stessi motori. Avevano potenze diverse da 750KV a 1300KV, ho deciso di prendere la via di mezzo. PREZZO: 11x4=$44
Acquista motori

Controller motore SK-30A Firmware SimonK Multicopter Speed ​​​​Controller ESC 30A

Un mio amico ha acquistato questi controller e li ho scelti anch'io, così se fosse successo qualcosa, noi due avremmo potuto risolvere i problemi. Sì, e sull'hub qualcuno li ha elogiati.
PREZZO: 12,5x4=50$
Acquista controller motore

Cavo controller motore JST a 4 x 2 mm Bullet Multistar ESC Quadcopter Cavo di interruzione dell'alimentazione

Solo per evitare saldature e per avere un bell'aspetto.
PREZZO: 2$
Acquista cavo per controller motore

Fili Filo in silicone 18AWG rosso (1 metro), Filo in silicone 18AWG nero (1 metro)

Non so dove in Bielorussia si possano acquistare cavi normali, quindi per ogni evenienza ho ordinato rosso e nero, 2 metri ciascuno.
PREZZO: 1*2+1*2=4$
Acquista il filo rosso
Acquista del filo nero

Ponticello da 200 pezzi 10 cm 2,54 mm 1 pin maschio a femmina

Può essere utile per collegare sensori e un ricevitore di segnale radio
PREZZO: 10$
Acquista maglione da uomo a donna

20 paia di connettori a banana proiettili da 2 mm

Può essere utile collegare la batteria e i motori
PREZZO: $ 3,5
Acquista un connettore con spina a banana bullet da 2 mm

AIOP V2.0 TUTTO IN UNO Controllore di volo PRO

Ho comprato lo stesso controller di volo di un amico, perché... Il prezzo e la funzionalità vanno bene. E sarà più facile risolvere i problemi insieme.
Si prevede di installare MultiWii su di esso
PREZZO: 49$
Acquista AIOP V2.0

Scheda AIOPIO (modulo Ingresso/Uscita)

Non so di cosa si tratti nello specifico, ma... il prezzo non è alto e magari questa cosa mi sarà utile, ho deciso di prenderlo. Sospetto che ci siano pin aggiuntivi su cui è possibile collegare più sensori e così via. E sembra che la telemetria possa essere trasferita al telecomando grazie ad esso e a FrSky.
PREZZO: 4$
Acquista la scheda AIOPIO

Ricevitore GPS u-Blox CN-06 V3.0

Ricevitore GPS supportato da MultiWii
PREZZO: 30$
Acquista u-Blox CN-06

Tappetino di montaggio per giroscopio/controllore di volo (10 pezzi/borsa)

Qualcosa come un nastro biadesivo che attenua un po' di più le vibrazioni.
PREZZO: 1$
Acquista il supporto di montaggio per il controller di volo

7A UBEC

Perché per AIOP ci servono 5v e i nostri motori sono a 12 volt, dobbiamo abbassare la tensione dalla batteria 3s a 5 volt (quella che ho comprato restituisce 5,25) perché