Най -добрият квадрокоптер от PVC: 16 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:54

Независимо дали сте начинаещ, който търсите квадрокоптер, който да ви помогне да намокрите краката си в сградата с нулата, или сте малко по -опитни и просто търсите евтина и надеждна рамка, не търсете повече от The Ultimate PVC Quadcopter! Това е 450 мм рамка, която е изключително евтина, около 12 долара за целия хардуер, а също така е изключително издръжлива, моята издържа на десетки сривове на почти пълна скорост с нищо повече от няколко счупени витла! Електрониката е 100% защитена, или вътре в PVC раменете, или под навеса на lexan, което означава 1: никога няма да се налага да сменяте никакви електронни компоненти и 2: ще имате най -лекия (без каламбур:)) изглеждащ самоделен квадрокоптер наоколо! Тази инструкция ще ви покаже процеса на създаване на този квадрокоптер и как да го направите сами!

Стъпка 1: Въведение и дизайн

Като дете обичах да играя с PVC тръби и съединители и да ги използвам, за да създам всичко, което мога да си представя. Много години по -късно получих малък дрон за Коледа, който беше много забавен, но имаше камера с много ниска разделителна способност и кратко време за полет. Исках да си купя по -професионален дрон, но като бях второкурсник в гимназията нямаше как да си го позволя. Реших да проектирам свой собствен квадрокоптер, който да бъде достатъчно мощен, за да повдигне прилична камера, да има по -разумно време за полет и най -вече да бъде икономически ефективен. Поради моя детски опит с PVC тръби, стигнах до заключението, че те могат да бъдат използвани за конструиране на проста и издръжлива рамка за четирикоптер. Започнах да правя някои скици и прототипи на рамки и в крайна сметка завърших с горните дизайни.

Тази рамка използва 1 "PVC от Списък 21, тъй като е с тънки стени, което я прави значително по -лека, но също толкова здрава като другите тръби със същия размер и с диаметър 1", е достатъчно широка, за да побере част от електрониката вътре хубав, чист вид. Възможността за защита на електрониката от вътрешната страна на рамката е основно предимство на дизайна на този квадрокоптер, тъй като ми спестява пари и неудобства, тъй като не се налага да сменям счупени части в случай на катастрофа. За електронните плочи и сенника използвах поликарбонат Lexan поради неговата здравина, лекота и прозрачност за естетика. Дизайнът и изборът на материали за този квадрокоптер произтичат от факта, че според мен калайджията може да бъде форма на изкуство и че естетиката е също толкова важна, колкото и комплимент, функционалността. За мен външният вид на този квадрокоптер притежава перфектната комбинация от простота и сложност. Скриването на електрониката в PVC раменете прави квадрокоптера елегантен и прост, но оставянето на видимо окабеляване под прозрачния сенник от лексан подчертава истинската сложност на дизайна му.

Сега, без да се замисляме, нека да строим!

Всички чертежи и диаграми са създадени от мен или на хартия, или в Adobe Illustrator за iOS.

Стъпка 2: Какво ще ви трябва

Ето какво използвах за конструирането на този квадрокоптер. Разбих го на части, необходими за рамката и захранващата система, както и необходимите инструменти. Кадър:

• 1”PVC тръба по график 21
• 1”PVC напречен конектор
• 8 x 10”лист Lexan
• 6 x 32 3”винта с крестообразна глава x 4
• 6 x 32 куполни гайки x 4
• M6 найлонови заключващи гайки x 4
• Шайби М6
• Винтове М3
• 1”найлонови стойки x 4
• Връзки с цип
• Двустранна лента от пяна
• тиксо
• Велкро лента и залепващи велкро квадратчета
• 4”PVC съединител за колесници

Захранваща система:

• Безчеткови двигатели Aerosky 980kv x 4
• Хоби 20A ESC x 4
• KK2.1.5 Контролер на полета
• Комбиниран предавател и приемник Flysky FS-CT6B
• Turnigy Nanotech 2200 mAh 45-90c 3s липо батерия
• Зарядно устройство за липо Imax B6
• Аларма за напрежение на батерията Lipo
• Gemfan 10”бавни витла (вземете повече от 4, защото ще счупите някои)
• Силиконова жица с габарити 10 и 12
• XT60 конектори x поне 5 двойки
• 3,5 мм конектори за куршуми - най -малко 12 чифта
• мъжки към мъжки серво проводници - поне 5
• Термосвиваеми тръби
• Тел втулка (по избор)
• JST конектор (по избор)

Инструменти:

• Резачка за PVC тръби
• Бормашина
• Алън гаечен ключ
• Резачка/стриптизьор
• Поялник и спойка
• Vise Grip
• Ножовка
• Топлинен пистолет или печка
• Балансиращ витло
• Пистолет за лепило
• Флумастер или острие

Стъпка 3: Сглобяване на рамката: Изравняване на стойките на двигателя

За първата стъпка от изграждането на рамката трябва да направим място за монтиране на двигателите. Изравних краищата на тръбата, за да създам хубава равна площ, на която моторите да се монтират върху раменете. За ръцете нарязах PVC тръбата на четири сегмента 8 1/2”. След това маркирах линия около тръбата 2”от края. Загрях тръбата над печката, като държах само 2 -инчовата зона, която маркирах над горелката, докато този край не стана мек и пластичен. Докато тръбата беше все още гореща и мека, я сплесках с дъска за рязане, като подредих ръба на дъска за рязане с острата линия от по -рано и натискане върху нея, докато се охлади и отново стане твърда. Повторих този процес за 3 -те останали рамена.

Стъпка 4: Монтаж на рамката: Lexan плочи

За да монтира и защити полетния контролер и приемник, както и да държи рамката заедно, квадрокоптерът се нуждае от система от централни плочи. Имах 8x10 "Lexan лист, нарязан на два кръга с диаметри 4 1/2" и 4 1/4 ", за да бъдат съответно долната и горната плочи. Долната плоча се използва като платформа за монтиране на полетния контролер и приемник, а горната плоча е капак за тяхната защита. Всяка от плочите има 4 отвора, пробити по модел X, така че четирите винта 6 x 32 да могат да преминават през всичките 4 рамена и през двете плочи, за да държат всичко заедно. Плочите са разделени от 1 "найлонови стойки, през които преминават и 6 x 32 винта. Винтовете са закрепени върху горната плоча с куполни гайки.

Стъпка 5: Монтаж на рамката: Монтаж на пробивни двигатели

Сега, когато стойките на двигателя са сплескани и плочите Lexan са инсталирани, е време да пробиете отворите за винтовете на двигателя. Използвах кръст за монтиране на мотор, който съответстваше на модела на отворите на моторите ми, за да маркирам къде трябва да бъдат дупките. След като маркирах дупките с острие, пробих два отвора 19 мм един срещу друг за винтове и 1 голям отвор между тях за хлабина на вала на двигателя.

Стъпка 6: Изработка на кацане

Винаги е хубаво да имате нещо, на което да кацнете вашия квадрокоптер. За моето направих колесник от 4 "PVC съединител. Използвах ножовка, за да нарязвам съединителя на четири ленти с ширина приблизително 3/4", след което ги поставих в тенджера с вряща вода за около тридесет секунди, за да омекнат тях. Извадих ги и ги оформих на ръка в краката за кацане. Прикрепих шасито към ръцете на квадрокоптера с ципове. Досега този колесник работи изключително добре и е много пружиниран, което помага за абсорбиране на удара при тежко кацане.

Стъпка 7: Захранваща система: Общ преглед

Сега, когато рамката е завършена, преминаваме към захранващата система на квадрокоптера. Захранващата система се състои от двигатели, електронни регулатори на скоростта (ESC), кабелен сноп, полетен контролер, предавател, приемник и батерия. Както е показано на диаграмата по -горе, двигателите се свързват към ESC, ESC се свързват към кабелния сноп, а кабелният кабел се включва в батерията. Предавателят (TX) изпраща сигнал безжично към приемника (RX), който изпраща този сигнал към полетния контролер през серво проводниците мъжки към мъжки. Контролерът на полета превежда този сигнал и го изпраща до ESCs през серво проводниците на ESC. След това ESC преобразуват този сигнал в електрически импулси, които преминават през фазовите проводници на двигателите и завъртат двигателите. Сега, когато знаем как работи всичко, можем да започнем с електрозахранването.

Стъпка 8: Двигатели и ESC

Трябва да подготвим двигателите и ESC да се свързват помежду си и с кабелния сноп. Запоявах мъжки 3,5 мм конектори за куршуми към всеки от проводниците на двигателя, за да могат да се включат в ESC, и ги запечатах с термосвиване. Направих малко приспособление за запояване, като пробих дупки в дървена дъска, за да държат съединителите за куршуми, докато запоявам. Прикрепих двигателите към стойките на моторите на раменете с винтове М3 и ги завинтих с шестостен ключ.

Тъй като ESC се предлагат с вече инсталирани женски конектори, току -що запоях мъжки XT60 съединители към края на батерията (червени и черни проводници) на всеки ESC, за да мога да го включа в кабелния сноп.

Стъпка 9: Монтаж на проводници и електроника

Кабелен сноп

Един от най -важните електрически компоненти е проводникът или сплитерът на батерията. Това разпределя мощността от батерията към четирите ESC и двигателя. За да направя кабелния сноп, запоявах комплект (имам предвид чифт червен и черен проводник като комплект) от 10 -ти проводник към мъжки конектор XT60 и отстраних другия край на проводниците до около половин инч. След това нарязах и свалих четири комплекта тел от 12 габарита и ги запоявах към комплекта от тел от 10 габарита. Запоявах женски конектори XT60 към краищата на 12 -те проводника и изолирах всичко с термосвиване. Също така добавих JST конектор към проводника за допълнителен захранващ проводник, в случай че в бъдеще искам да добавя друга електроника като FPV предавка или LED светлини. "горещ" край или страната, от която ще изтича мощността. На противоположните краища се използват мъжки съединители, където ще се влива захранването. Също така, не забравяйте да плъзнете термичното свиване по проводниците, преди да запоите конекторите XT60 върху тях. Ако забравите да го направите, може да се наложи да разпаявате конектора, да плъзнете термосвиващото устройство и да запоите отново съединителя, което може да бъде истинска болка. Повярвайте ми, знам. Инсталиране на електроника След като направих кабелния сноп, включих двигателите в ESC, свързах ESC към кабелния сноп и поставих ESC и кабелния сноп вътре в рамката на тръбата. Също така пробих дупки в раменете, за да излезе щепсела на батерията от кабелния сноп и серво проводниците на ESC. За да предотвратя прегряването на ESC в рамката, пробих три дупки в раменете близо до опорите на двигателя, за да действат като вентилационни отвори за охлаждане на ESC. Въздухът, изтласкан от витлата, ще тече през отворите и в тръбата за охлаждане на електрониката. Също така пробих дупка под стойката на двигателя, която да бъде входна точка от вътрешната страна на тръбата, за да се свържат фазовите проводници на двигателите към ESC.

Стъпка 10: Връзки на контролера на полета и приемника

Монтирах контролера и приемника на полета към долната плоча на lexan с помощта на двустранна лента от пяна. Пяната лента работи чудесно както при задържане на компонентите, така и при филтриране на вибрациите, преди те да достигнат полетния контролер. След това свързах сервопроводниците на ESC към полетния контролер.

За да свържете проводниците ESC към полетния контролер, вземете серво проводника от всеки ESC и го включете към съответните щифтове на полетния контролер. Например предният ляв двигател е Мотор 1, така че сервопроводът на ESC от този двигател ще се включи към първия набор от щифтове от дясната страна на платката. ESC серво проводникът на Motor 2 ще се включи към втория набор от щифтове, Motor 3 е третият, а Motor 4 е четвъртият. Има 8 комплекта щифтове за ESC серво проводници на полетния контролер KK2, но тъй като това е квадрокоптер само с 4 двигателя и ESC, ще се използват само първите 4 комплекта щифтове.

Двигател 1 = предна лява, мотор 2 = предна дясна, мотор 3 = задна дясна, мотор 4 = задна лява

След това свързах каналите на приемника с тези на полетния контролер. На полетния контролер KK2 щифтовете на приемника са от лявата страна на платката, а щифтовете на каналите са Aileron, асансьор, дроселова клапа, кормило и спомагателни в този ред, отпред назад на дъската. Свързах съответните канали между полетния контролер и приемника с мъжки към мъжки серво проводници.

Съвет: Най -близките до вътрешността на таблото за управление на полета са сигналните щифтове, така че белите/жълтите проводници трябва да се включат към тях.

Стъпка 11: Програмиране на полетния контролер

ВЗЕМЕТЕ ДА НАПРАВИТЕ ТАЗИ СТЪПКА БЕЗ ПРОПЕРЛЕРИ

Преди полет, полетният контролер трябва да бъде програмиран и калибриран. Това е една от най -лесните стъпки, но потенциално може да бъде и най -опасната. Винаги се уверявайте, че витлата не са инсталирани, преди да конфигурирате полетния контролер, за да избегнете наранявания. На дъската KK2 първото нещо, което трябва да направите, е тестът на приемника. Това гарантира, че всяка пръчка на предавателя променя правилната стойност на полетния контролер. Ако установите, че входът на пръчка прави обратен изход на контролера (например, лявата страна на елеронната пръчка се показва като вход на десен елерон на полетния контролер), можете да обърнете този канал на предавателя.

След това избирате оформлението на двигателя. Отидете в главното меню на KK2 и изберете „Load Motor Layout“. Тъй като този дрон има 4 двигателя, с 2 отпред и 2 отзад, изберете „QuadroCopter X mode“. След това полетният контролер ще покаже разположението на двигателя и посоката, в която двигателите трябва да се въртят. Двигател 1 отпред вляво трябва да се върти по посока на часовниковата стрелка, двигател 2 обратно на часовниковата стрелка, двигател 3 по посока на часовниковата стрелка и двигател 4 обратно на часовниковата стрелка.

След това калибрирайте ESC.

1. Изключете батерията и изключете предавателя
2. Натиснете газта докрай върху предавателя, докато е изключен.
3. Включете предавателя
4. Включете батерията в квадрокоптера
5. Незабавно натиснете и задръжте бутоните 1 и 4 на платката KK2
6. След като на екрана се покаже „Throstle Passthrough“, спуснете газта докрай върху предавателя, като същевременно държите бутоните 1 и 4.
7. ESC ще издадат звуков сигнал, показващ, че всичките 4 ESC са калибрирани.

След това проверете посоките на въртене на двигателя. За да направите това, включете и активирайте квадрокоптера, като включите батерията, включите предавателя и пренесете дроселовата клапа в долния десен ъгъл. Таблото ще издаде звуков сигнал, показващ, че четворката е активирана, което означава, че двигателите могат да се въртят свободно. Отново се уверете, че пропелерите са изключени. Завъртете газта и наблюдавайте в каква посока се въртят двигателите. Поставянето на парче лента отстрани на двигателите може да помогне за тази стъпка. Двигателите трябва да се въртят според схемата на разположение на двигателя. Ако двигателят се върти в грешна посока, просто изключете и включете всеки един от съединителите с куршуми на фазовите проводници на двигателя, които се свързват към ESC, и завъртането на двигателя ще бъде обърнато.

И накрая, калибрирайте акселерометъра на платката.

1. Поставете квадрокоптера върху равна повърхност
2. Отидете в главното меню на платката KK2 и изберете „ACC Calibration“
3. натиснете продължи и оставете платката да се калибрира

Полетният контролер вече е калибриран и готов за полет!

Стъпка 12: Балансиране на витлата

Почти приключихме, но преди да инсталирате витлата, те трябва да бъдат балансирани. Балансирането на витлата има много предимства, като например увеличаване на дълголетието на двигателя, "желе" или видео без изкривявания, и дори по-тих Quadcopter. Тъй като много балансиращи опори са скъпи, реших да създам свой собствен. Моят балансиращ механизъм се състои от дървена рамка за дюбели, няколко неодимови магнити и „балансираща опора за пръсти“, която купих за няколко долара в Amazon. Дървената рамка има две стрели, високи около 6 ", които й позволяват да побере до 12" витла. В краищата на стрелите има два неодимови магнита, горещо залепени към рамката. Балансировчикът на върха на пръста се вписва между магнитите, само докосвайки един от тях, но се поддържа на място от магнитната сила на другия, което води до изключително чувствителен и точен балансиращ опор.

Балансиращи остриета

1. Затегнете перката с балансираща опора на върха на пръста
2. Поставете балансиращия елемент на върха на пръста и витлото между двата магнита и го поставете хоризонтално
3. Която и страна на опората да падне, е тежката, така че лентата трябва да се добави към противоположното острие, за да се балансира
4. Поставете острието отново хоризонтално и ако острието падне настрани, отстранете или залепете лентата съответно. Витлото ще може да остане хоризонтално, когато лопатките са балансирани.

Балансиране на концентратора

1. Поставете витлото вертикално между двата магнита
2. Която и страна да падне, е тежката страна на главината и горещото лепило трябва да се добави към противоположната страна на главината, за да се балансира

Ако витлото е в състояние да остане в каквото и положение да е поставено, без да падне, то той е правилно балансиран и готов за монтаж.

Стъпка 13: Инсталиране на витла

Последната стъпка преди полета е инсталирането на витлата. Използвайки схемата за разположение на двигателя, монтирах витла по посока на часовниковата стрелка на въртящи се по часовниковата стрелка двигатели и обратно. Витлата по часовниковата стрелка имат надписа „R“до размера и стъпката (т.е. 1045R), докато витлата срещу часовниковата стрелка нямат. Сложих два зелени витла отпред и два бели отзад, за да ми помогнат да следя ориентацията на квадрокоптера.

Вместо да използвам стандартните звънци, които идват с двигателите, за да задържат витлата (можете също да ги изхвърлите, защото те ЩЕ се откъснат по време на полет и ще ви накарат да се сринете), аз обезопасих моите витла с найлонови контргайки. Контролните гайки имат специален найлонов пръстен вътре в тях, който гарантира, че витлата никога не могат да се откъснат по време на полет. За затягане на контргайките използвах дръжка за менгеме. Под контргайките монтирах шайба, за да помогна за по -равномерното разпределение на налягането от гайката върху перката.

Рамката е сглобена, електрониката е инсталирана, полетният контролер е програмиран, а витлата са балансирани и готови, така че остава само едно нещо да се направи. Свалям, отлитам!

Стъпка 14: Аларма за батерия и напрежение

Батерията се държи от долната страна на квадрокоптера с велкро лента, която е притисната между долната плоча на Lexan и PVC напречния конектор.

Алармата за напрежение на акумулатора е прикрепена към рамката с велкро лепилен квадрат. Преди да излетя, включвам конектора за баланс на батерията (бял конектор) към алармата за напрежението на батерията. След като напрежението на батерията падне под 10V по време на полет, алармата ще се включи, казвайки ми да кацна.

Стъпка 15: Полет

Ако сте нов в летенето, не се страхувайте! Ето кратко ръководство за това как да излитате и още с новия си квадрокоптер.

1. Включете алармата за батерията и напрежението и включете предавателя.
2. Включете вашия квадрокоптер, като преместите дросела (лявата пръчка на повечето предаватели) в долния десен ъгъл.
3. Бавно вдигнете газта нагоре, докато квадрокоптерът е на няколко сантиметра от земята, след което веднага го приземете. Честито! Завършихте теста за хмел.
4. Продължавайте да скачате, докато не се почувствате удобно във въздуха.
5. Скачайте по -високо и всеки път оставайте във въздуха все по -дълго.
6. Почувствайте авторитета си за ритане, височина и хвърляне, докато скачате.
7. Практикувайте да движите квадрокоптера напред, назад, наляво и надясно, докато се движите.
8. След като приложите основните движения надолу, практикувайте да използвате пръчката за криволичене и да контролирате движенията на кормилото.

Каквото и да правите, не се хвалете и не се опитвайте да правите нищо, в което не сте сигурни. С течение на времето контролите ви ще станат втора природа за вас, но засега просто се придържайте към основите, за да избегнете срив.

Стъпка 16: Заключение

В заключение, определено мога да кажа, че постигнах целта си да създам рентабилен, издръжлив квадрокоптер с разумно време за полет! Тази конструкция ми струваше само около 300 долара (вероятно дори по -малко, без да се налага да купувам части за прототипиране), което е изключително евтино в сравнение с повечето други дронове с такъв размер на пазара. С тази настройка мога да получа около 11 минути полетно време, което е огромно подобрение спрямо времето на полета на предишния ми дрон. Рамката също се оказа изключително здрава и е претърпяла безброй катастрофи, някои с почти пълна скорост встрани от къщата ми или направо в земята след опит за преобръщане, като единствената повреда някога е била няколко счупени витла. За въздушни снимки и видео, този квадрокоптер може лесно да носи видеокамера, която виси от таблата ми за камера „направи си сам“, съставена от библиотечна карта с прикрепена към нея стойка за камера. Този квадрокоптер ми позволи да направя снимките, показани по -горе.

Не съм имал много големи проблеми, нито съм правил големи грешки по време на този проект, тъй като току -що просто измислих дизайн и продължих да го подобрявам, докато стане толкова добър, колкото мога да го направя. Научих обаче няколко неща, които бих искал да споделя с вас, за да ви помогна да избегнете евентуални проблеми в бъдеще.

1. Не се стремете към най -евтините неща, които можете да намерите

Поговорката „получавате това, за което плащате“наистина идва на ум в момента. Не купувайте възможно най -евтините неща, защото всичко, което ще направи, е да ви накара да похарчите повече пари по -късно. Например, започнах със супер евтин поялник за 8,99 долара, мислейки, че това ще ми спести пари, само че трябваше да купя нов, по -скъп поялник по -късно, когато евтиният спря да работи.

2. Не бъдете перфекционист

Въпреки че може да изглежда, че да бъдеш абсолютно съвършен е от съществено значение за изграждането на добър квадрокоптер, повярвай ми в това, всичко, което ще направи перфекционизмът, е да те накара да похарчиш допълнителни пари, да отнеме повече време, за да завършиш изграждането си, и да ти създаде ненужен стрес. Разбира се, да си абсолютно точен и перфектен с всичко е хубаво, но квадрокоптерите са достатъчно умни, за да летят перфектно, дори ако конструкцията ти е просто „достатъчно добра“.

3. Не бързайте

Изграждането на квадрокоптер е много вълнуващо нещо, но внимавайте да не се вълнувате твърде много и да се включите твърде скоро. Първо планирайте цялостно изграждането си, за да не се окажете в крайна сметка да купите много части, които дори може да не ви трябват в дългосрочен план. (освен ако не създавате прототипи, при които закупуването на части, които няма да използвате за крайния продукт, е неизбежно)

4. Задръжте там

Изграждането на дрон от нулата определено е трудна задача и понякога може да искате просто да се откажете, но моля, не го правете. Направете проучването, поискайте помощ онлайн, ако сте объркани, направете почивка, но каквото и да правите, не се отказвайте, защото няма нищо по -възнаграждаващо от това да видите нещо, което сте построили, да витае точно пред очите ви.

Благодаря за четенето

Наистина оценявам, че се отбихте да прочетете този Instructable и се надявам да ви вдъхнови да създадете този дрон или дори да проектирате свой собствен! Ако имате въпроси, не се колебайте да ме попитате в коментарите по -долу!

Честит Летене!

Първа награда в конкурса за дронове 2016