Для тех, кто впервые занимается постройкой радиоуправляемого многодвигательного летательного аппарата, перво наперво нужно определить список деталей, которые нужны для того, чтобы сделать свой первый квадрокоптер. Очень трудно в первый раз определиться, что нужно купить, какие детали будут работать вместе, особенно если у вас за плечами нет какого либо опыта в постройке или хотя бы в разборке радиоуправляемых игрушек, таких как вертолеты и самолеты. На форумах полно тем и сообщений, где люди хотят сделать квадрокоптер своими руками, но не знают с чего начать. Очень трудно отфильтровать весь этот поток информации из тысячи постов, блогов и точно понят в итоге, что нужно делать. Так что эта статья как раз для тех, кто находится в такой ситуации. Здесь мы попытаемся дать совет по тем деталям, которые мы сами использовали и проверили при полной сборке аппарата, от начала и до конца, но все же основная цель этого материала — это дать вам общее представление о том, что вам нужно для постройки собственного квадрокоптера. Вот список того, что вам понадобится:
Список основных деталей
- Рама
- Электромоторы 4 шт.
- ESC или электронный регулятор скорости 4 шт.
- Плата управления
- Радио передатчик и приемник сигнала
- Лопасти 4 шт. (2 — для вращения по часовой стрелке и 2 — против часовой)
- Батарея и зарядное устройство для нее
Кроме того вам понадобятся всякие мелкие запчасти, материалы такие как хомуты, двусторонний скотч, проволока, держалка для батареи, перемычки, болтики и т.п., но обо всем по порядку. Нужны будут еще и кое какие инструменты. У вас должен быть паяльник с не сильно толстым жалом и вы должны уметь им пользоваться, отвертка, шестигранные ключи, плоскогубцы, клей или лучше клеевой пистолет. А теперь мы пробежимся подробно по каждой детали в отдельности и дадим уже более конкретные советы.
Рама
В принципе любой летательный аппарат должен иметь в своей основе раму, а если говорить о квадрокоптерах, тот тут это очень критично. При выборе рамы нужно рассматривать три ее характеристики: вес, размер и материал, из которого она изготовлена. Мы рекомендуем использовать DJI FlameWheel F450 или что-то аналогичное. Рама эта сборная и цена ей порядка 20$ (аналоги в районе 15$). Она прочная, легкая и в ней уже есть PBN (распределительная плата), на которой все можно аккуратно и легко собрать. Так же к ней подходит целая куча разнообразных дополнительный прибамбасов. Если для вас дороговато покупать раму от DJI, то можно найти ее аналог (клон), он будет дешевле, а по качеству мало чем отличаться. Все запчасти и аксессуары 100% совместимы между собой. Размах крыльев у такого квадрокоптера в итоге будет более 50 см. Достаточно внушительный аппарат получится.
Электромоторы
Для чего нам нужны моторы? А для того чтобы крутить пропеллеры, которые и поднимут нашу птичку в воздух. В интернете можно найти тысячи разнообразных моторов для квадрокоптера от абсолютно дешевых до заметно дорогих. Комплект из 4-х достойных моторов стоит примерно 30$, но можно конечно найти и гораздо дешевле. Моторы отличаются по мощности, которая указывается в кВт и чем она больше, тем быстрее он будет вращать свой пропеллер при постоянном напряжении. При покупке электромотора посмотрите обязательно на то, сколько силы тока в амперах нужно будет иметь на ESC и какой размер лопастей оптимален для данного экземпляра двигателя. Мы советуем начинать с мощности электромотора в 1000 кВт. Так же обратите внимание на тип моторов, они могут быть коллекторными (brushed) и бесколлекторными (brushless). Последние предпочтительнее, т.к. они быстрее, тише, надежнее, проработают гораздо дольше.
ESC — электронный регулятор скорости
ESC отвечает за то, с какой скоростью крутится электромотор в конкретный момент времени. Вам таких штук надо 4, по одному на каждый мотор. А сам регулятор ESC уже подключается напрямую к батарее проводами или через плату управления. Большинство этих регуляторов идут со встроенным BEC (Блок Исключения Батареи или регулятор со встроенным стабилизатором напряжения, а проще говоря «стабилизатор»), который позволяет запитывать такие вещи как плата управления полетом и радиоприемник без прямого их подключения к источнику питания, т.е. батарее. Наличии в конструкции регулятора скорости (ESC) крайне важно, т.к. он задает точную скорость вращения для каждого мотора, а все они должны вращаться с одинаковой скорости, чтобы обеспечить стабильность квадрокоптера в воздухе. Сейчас принято, при построении мультироторных аппаратов, использовать регуляторы с прошивкой SimonK. Она меняет частоту его обновления таким образом, чтобы мотор получал от него больше команд в секунду, тем самым повышая точность и управляемость летательного аппарата. Комплект из 4-х ESC с прошивкой SimonK стоит примерно 25$.
Полетный контроллер
Плата полетного контроллера — это мозг квадрокоптера. На ней располагаются важные датчики такие как гироскопы и акселерометры, которые отвечают за скорость вращения каждого электромотора. Платы эти могут быть простыми и очень сложными и соответственно дорогими. Мы рекомендуем для первого вашего квадрокоптера полетную плату типа HobbyKing KK2.1.5. или аналогичную Она вполне доступна по цене, что то около 20$, проста в установке и обладает хорошей функциональностью. Она еще хороша тем, что может работать на любом мультироторном летательном аппарате, так что если вам, вдруг, в дальнейшем захочется построить гексакоптер, новый полетный контроллер покупать не нужно будет.
Радио передатчик и приемник (Пульт управления)
Передатчик и приемник отвечают за управление квадрокоптером. Что конкретно выбирать не так принципиально, главное чтобы у него был 4-х канальные передатчик с KK2.0 управляющей платой. Но лучше все таки покупать 8-ми канальный, он более гибкий для возможных будущих ваших проектов, которые и потребуют больше каналов для связи. Хорошим выбором будет Turnigy 9xR Pro. Цена его возможно немного кусается, 100$, но он очень функционален, 24-канальный и его можно будет использовать и в дальнейшем для любых радиоуправляемых аппаратов. Универсальная штука. Он очень популярен среди радиолюбителей и пользователей этого пульта очень много, так что всегда можно будет найти ответ на вопрос по настройке или решению какой либо проблемы, т.к. скорее всего то, с чем вы столкнулись уже проходилось кем то другим и готовое решением уже есть.
Лопасти
Квадрокоптеру нужно 4 лопасти, 2 обычных с вращением по часовой стрелке и две «толкающие» с вращением против часовой стрелки. В маркировке толкающие лопасти помечаются буквой «R» после размера. Мы чаще всего используем лопасти с размером 22*12 см. (9*4,7 дюймов). Материал изготовления пластик.
Батарея
На такие летательные аппараты как квадрокоптер устанавливаются чаще всего аккумуляторные батареи типа LiPo. Они могут быть разного размера и емкости. Мы используем батареи типа 3S1P, что означает 3 ячейки соединенных параллельно. Каждая ячейка дает напряжение 3,7В, итоговое напряжение на выходе 11,1В. Так же у каждой аккумуляторной батареи есть показатель C, который говорит о том, сколько тока она может отдать (её токоотдача), измеряемая в Амперах. И емкость батареи, измеряемая в амперЧасах. И тут есть прямая зависимость между мощностью (емкостью) батареи и её весом, так что тут нужно найти золотую середину между продолжительностью полетом и общим весом летательного аппарата. Главное правило — удваивая емкость батареи вы получаете лишь +50% к времени полета, но еще нужно учесть сможет ли ваш квадрокоптер поднять в воздух такой вес. Для нашей сегодняшней модели мы рекомендуем брать аккумуляторную батарею с емкостью 3000 мАч. Цена будет что-то около 15$.
Зарядное устройство
Зарядка LiPo батарей очень сложный процесс, т.к. каждая из них состоит из нескольких ячеек, которые нужно заряжать и разряжать одним и тем же током. У вас должно быть сбалансированное зарядное устройство. На рынке сейчас можно найти кучу подходящих зарядников, но старайтесь избегать слишком дешевых или безымянных, т.к. они могут привести к возгоранию или даже взрыву батареи. И никогда не оставляйте процесс зарядки LiPo батареи без присмотра. Лучше делать это на несгораемой поверхности. Наша рекомендация — IMAX B6 AC Balance Charger (45$), вполне доступный по цене и надежный.
Выводы
Выше мы описали главные детали и компоненты для постройки квадрокоптера. Конфигураций может быть тысячи и процесс выбора деталей может конечно вас запутать. Попробуйте начать с того, что мы порекомендовали или близкого по значению, аналогичного. Если есть какие либо вопросы, не стесняйтесь, задавайте в комментариях под статьей. Удачи в постройке!
