Дроны: купить или сделать свой?

Дрон – беспилотный летательный аппарат (БПЛА), изначальная функция которого – военная, в том числе шпионаж. Сейчас модернизированную версию используют в сфере науки, развлечений и бизнеса. Гражданскую версию дронов часто называют «коптер», от английского «helicopter» — вертолет. Название обусловлено тем, что движущим механизмом дрона являются моторы с лопастями. Дроны оснащены видеокамерой, позволяющей транслировать видео местности в режиме онлайн.

Конструкция дронов: общая база

Несмотря на разнообразие моделей, форм и размеров, базовая конструкция коптеров схожа для всех устройств:

  1. Центральная платформа — основа БПЛА, часть каркаса всего устройства, к которой крепится все остальное: лучи, карданная подвеска, камера, пропеллеры.
  2. Луч — другая часть каркаса; «палка» или, по-другому, «рука», на которой закреплен пропеллер.
  3. Карданная подвеска/шарнир — крепление-стабилизатор для камеры, зачастую расположенное внизу центральной платформы. В некоторых моделях камера установлена сверху.
  4. FPV-камера — камера, предназначенная для онлайн-трансляции видео, буквально – «от первого лица». Этот тип камеры не предназначен для съемки, она может только транслировать изображение.
  5. Регуляторы поворотов электродвигателей.
  6. Двигатели.

Заказ деталей в интернете

Заказать детали для самостоятельной сборки дрона можно в интернете. Есть множество сайтов, в том числе китайских, проверенных не одним пользователем. Примеры: hobbyking.com, avionix.ru, rctimer.com. В процессе заказа нет ничего сложного, большинство сайтов переведены на английский или изначально на нем, а тот же hobbyking пару лет назад добавил и русский.

Варианта три:

  1. Читать статьи и рекомендации, подбирать детали самому.
  2. Найти готовый список в сети и заказать сразу весь.
  3. Приобрести готовый набор для сборки.

Для тех, кто вообще впервые сталкивается с коптерами, второй и третий варианты намного оптимальнее, так как в деталях можно легко запутаться, что может привести к проблемам в сборке.  Рассмотрим второй вариант.

«Собери сам»: список деталей

Важный момент: детали разных фирм могут отличаться характеристиками, существует множество вариаций сборки. Ниже представлен сборный список, предназначенный для начинающих. Позже вы сами научитесь ориентироваться в нюансах и выбирать комплектующие, основываясь на собственном опыте.

  1. Рама. Состоит из лучей и центральной платформы. Основные характеристики, на которые следует ориентироваться: вместительность, вес, прочность.
  2. Ноги. Они нужны для того, чтобы сажать дрон, не повреждая винты и подвес.
  3. Моторы. Так как зачастую собирают модели с четырьмя лучами, моторы тоже понадобятся в количестве четырех штук.
  4. Регулятор – плата запуска моторов ESC 30A, подбирать под их количество.
  5. Пропеллеры. Брать лучше 1045 (10 дюймов, шаг – 4,5 см).
  6. Полетный контроллер. Для новичков подойдет контроллер Naza-lite, более профессиональные модели сложнее в управлении.
  7. Аккумулятор – одна из самых важных деталей. От него зависит длительность полета. Количество: 2 шт. Лучше брать одинаковые для дрона и пульта, чтобы в случае чего можно было поменять местами.
  8. Зарядка для аккумулятора.
  9. Блок питания для зарядки.
  10. Индикатор напряжения. Он показывает состояние аккумулятора и подает сигнал, когда заряд опускается ниже заданного значения, чтобы вы успели посадить устройство.
  11. Радиоаппаратура для управления: пульт и приемник.
  12. Коммутационная плата. Нужна для разведения питания моторов.
  13. Разъемы:
  • XT60 – для подключения аккумулятора к мотору.
  • Бананы – разъемы между мотором и регулятором.
  1. Термоусадка или изолента.
  2. Винты М2х10 или М3х10.
  3. Провода 16-AWG, до 30 Ампер. Могут пригодиться для удлинения проводов регуляторов.
  4. AVR ISP Программатор для платы.
  5. Кабели Servo Extention.
  6. Подвес для камеры.
  7. Камера.

Имея достаточно опыта, раму и ноги можно изготовить самому. Материалы для рамы можно брать любые, начиная от деревянных линеек и заканчивая пластиковыми или алюминиевыми трубами. Те же материалы подойдут и для ног. Лучше делать длиннее стандартных магазинных, так как существует возможность ударить камеру при посадке.

Процесс сборки и программирование

Когда рама готова, в лучи продеваются провода с регуляторами, берется толстый провод, по 2 куска двух цветов, длина – 5-7см. Зачистка на концах и в середине примерно по 5 мм, после чего идет спайка крест-накрест. На выходе получаются кресты в количестве двух штук, красный и черный. К красным крестам припаивают красные концы от всех регуляторов, изолируют, повторяют процесс с черным крестом.

Всю конструкцию помещают в центр рамы дрона. Отрезается еще по части толстого провода, чтобы припаять к перекрестьям. После всего концы проводят наверх через центр рамы и изолируют место спайки. Паять нужно аккуратно, оставляя большую площадь контакта. На выведенные наверх провода надевается термоусадка и припаивается ХТ60.

Далее к раме крепятся моторы. В отверстие в раме продеваются провода от мотора и припаиваются к регуляторам. Термоусадка надевается перед пайкой, но на данном этапе не усаживается до проверки вращения моторов – может понадобиться сменить их направление (поменять местами любые 2 провода).

Следом настраиваются регуляторы и моторы: подключить к ресиверу, включить передатчик и подключить аккумулятор к ХТ60. Когда регулятор подаст сигнал, необходимо дать старт дрону. Медленно, это всего лишь процесс настройки. Важно, чтобы два противоположных мотора вращались в одном направлении, а два соседних – в разных.

Следующим этапом идет установка платы. Она находится в мягком корпусе, ее нужно перевернуть и установить обратно, а затем закрепить корпус с платой на раме, лучше всего с помощью клея. Стрелка должна смотреть между моторами 1 и 2, она указывает направление полета. К одному из лучей крепится ресивер радиоаппаратуры. Не все регуляторы могут дотянуться до платы, для этого подключаем Servo Extention. Моторы подключаются к разъемам М1-М4, каналы ресивера – к плате. Завершающим этапом сборки является крепление батареи  и настройка платы.

Прошивка осуществляется через AVR ISP программатор, подключается он к плате. Программы прошивок существуют в огромном количестве, как вариант — Quadrocopter Firmware flash, и еще понадобится софт (например, KKmulticopter Flash). После отключения от программатора выполняется настройка по инструкции.

Технические характеристики дрона

ТТХ зависит от комплектующих при сборке, поэтому приведенный вариант можно считать приблизительным.

  1. Радиус действия радиоканала – до 15 км.
  2. Дальность полета – 10 км.
  3. Скорость: 60 – 120 км/час.
  4. Тип двигателя: электрический.
  5. Взлет/посадка: вертикально.
  6. Взлетный вес: 1,5 – 8кг.
  7. Навигация: GPS.
  8. Диапазон температуры работы: -35°…+35°.
  9. Продолжительность полета: 10-30 мин.
  10. Двигатель: 4 винта.

Заводская сборка: лучше ли?

Процесс заводской сборки дронов мало чем отличается от сборки в домашних условиях, разве что собираются они не вручную. Основные различия приходятся на внешний вид, комплектующие и характеристики вроде камеры, мощности батареи и дальности радиосигнала. Возможности у большинства дронов средней ценовой категории стандартные, промышленная сборка практически не дает возможности улучшить характеристики аппарата, так как существует определенный предел позволительных изменений.

Подводные камни домашней сборки

Собрать дрон дома дешевле и интереснее, ведь стандартные модели дают меньше возможностей и стоят дороже. Так как коптер – аппарат летательный, при первых полетах вы можете не справиться с управлением, вследствие чего ваше устройство врежется в окружающие предметы или вовсе упадет. Конечно, корпус для дронов изготавливается ударопрочный, но не вечный, и рано или поздно детали придется менять. Чаще всего ломаются лопасти. Аккумуляторами стоит запастись, даже если вы купили готовый дрон. Иногда ведь хочется полетать подольше.

Детали для приобретенных в магазине дронов достаточно дорогие  и не всегда в наличии, поэтому если у вас есть немного знаний и желание помучиться со сборкой, можно смело приступать.

Сложности могут возникнуть с настройкой платы, но заводскую тоже необходимо настраивать практически в 100% случаев.