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:
- Центральная платформа — основа БПЛА, часть каркаса всего устройства, к которой крепится все остальное: лучи, карданная подвеска, камера, пропеллеры.
- Луч — другая часть каркаса; «палка» или, по-другому, «рука», на которой закреплен пропеллер.
- Карданная подвеска/шарнир — крепление-стабилизатор для камеры, зачастую расположенное внизу центральной платформы. В некоторых моделях камера установлена сверху.
- FPV-камера — камера, предназначенная для онлайн-трансляции видео, буквально – «от первого лица». Этот тип камеры не предназначен для съемки, она может только транслировать изображение.
- Регуляторы поворотов электродвигателей.
- 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:
- Читать статьи и рекомендации, подбирать детали самому.
- Найти готовый список в сети и заказать сразу весь.
- 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.
- Рама. Состоит из лучей и центральной платформы. Основные характеристики, на которые следует ориентироваться: вместительность, вес, прочность.
- Ноги. Они нужны для того, чтобы сажать дрон, не повреждая винты и подвес.
- Моторы. Так как зачастую собирают модели с четырьмя лучами, моторы тоже понадобятся в количестве четырех штук.
- Регулятор – плата запуска моторов ESC 30A, подбирать под их количество.
- Пропеллеры. Брать лучше 1045 (10 дюймов, шаг – 4,5 см).
- Полетный контроллер. Для новичков подойдет контроллер Naza-lite, более профессиональные модели сложнее в управлении.
- 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.
- Зарядка для аккумулятора.
- Блок питания для зарядки.
- Индикатор напряжения. Он показывает состояние аккумулятора и подает сигнал, когда заряд опускается ниже заданного значения, чтобы вы успели посадить устройство.
- Радиоаппаратура для управления: пульт и приемник.
- Коммутационная плата. Нужна для разведения питания моторов.
- Разъемы:
- XT60 – для подключения аккумулятора к мотору.
- Бананы – разъемы между мотором и регулятором.
- Термоусадка или изолента.
- Винты М2х10 или М3х10.
- Провода 16-AWG, до 30 Ампер. Могут пригодиться для удлинения проводов регуляторов.
- AVR ISP Программатор для платы.
- Кабели Servo Extention.
- Подвес для камеры.
- 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.
- Радиус действия радиоканала – до 15 км.
- Дальность полета – 10 км.
- Скорость: 60 – 120 км/час.
- Тип двигателя: электрический.
- Взлет/посадка: вертикально.
- Взлетный вес: 1,5 – 8кг.
- Навигация: GPS.
- Диапазон температуры работы: -35°…+35°.
- Продолжительность полета: 10-30 мин.
- 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.
