După ce am cumpărat ultima dată, acum ne vom sufleca mânecile și vom începe lucrarea reală pe quadcopterul nostru. Astăzi vom învăța cum să conectăm componentele sale individuale și cum să le creăm singure.

Realizarea cadrului

  • 1 bucata. Profil de tăiere din aluminiu în formă de U (2 m)
  • 1 bucata. scândură de lemn 11x11x0.7
  • Țeavă flexibilă din polipropilenă de 0,5 m pentru instalare cu abur ø16
  • 4 buc. șurub M4x30
  • 4 buc. șurub M3x12

Trebuie să începem cu cadrul, pentru că vom avea totul pe el. Nu spun că propunerea mea de cadru este cea mai bună (este puțin grea), dar este realizată în întregime din materiale ieftine, ușor accesibile pe care le puteți obține de la cel mai apropiat magazin imediat ce vă rupeți quadcopterul undeva, este ușor de reparat și este foarte puternic.

Efortul principal în cadru este luat de placa centrală - o scândură de lemn, pe care am tăiat-o la dimensiune dintr-o scândură mică de bucătărie din lemn foarte tare. Din bandă (în desenul de mai jos puteți vedea dimensiunile profilului pe care îl folosesc) sunt tăiate patru piese cu o lungime de 19 cm, care sunt montate la un capăt la colțurile plăcii de lemn. O notă - folosesc plăci din fibră de sticlă la instalarea motoarelor, care măresc lungimea reală a brațelor cadrului. Cu toate acestea, acestea sunt mai degrabă un accesoriu și puteți monta motoarele direct pe brațele din aluminiu, doar atunci trebuie să le tăiați cu 3 cm mai mult.

dronă

Tubul flexibil va servi ca tren de aterizare pentru cadru. Trebuie să abordăm trenul de aterizare cu grijă, deoarece, de fapt, împreună cu elicele, acestea sunt cele mai susceptibile părți ale quadcopterului de a se rupe. Trenul de aterizare ideal este ușor, puternic și ușor elastic. Este bine să fii rezistent atât la sarcini normale (sub presiune), cât și lateral (la îndoire); este bine să-l montați pe placa centrală, care este cel mai puternic element al structurii, și nu pe cele patru brațe; este bine ca punctele sale de sprijin să fie cât mai îndepărtate unele de altele ... Conducta este o bună opțiune de compromis, care într-o oarecare măsură îndeplinește toate aceste condiții. Și este ceva rămas de la ultima reparație 🙂 Tăiați din ea două bucăți de aproximativ 26 cm lungime. Faceți două găuri în ele și montați fiecare piesă pe două dintre șuruburile M4. Îndoiți țevile încet, astfel încât să formeze arcuri, având grijă să nu le rupeți.

Realizarea unei placi de alimentare

  • 4 buc. conectori T feminini
  • 1 bucata. conector T masculin
  • 2 buc. Șaibe M20

Încărcarea bateriei și realizarea unui încărcător.

Trebuie să fiți foarte atenți atunci când folosiți baterii litiu-polimer, deoarece neglijența în manipularea acestora le va scurta durata de viață și este posibil să le aprindeți. Iată câteva sfaturi pe care ar trebui să le urmați:

  • Nu permiteți bateriei să reziste la șocuri mecanice. Datorită poziției și cadrului său, este deosebit de vulnerabil la impacturile asupra aterizărilor mai dure, dar astfel de impacturi pot duce la scurtarea electrozilor și aprinderea;
  • Nu lăsați bateria să se încălzească;
  • Nu permiteți descărcarea bateriei sub 3 V pe celulă (9 V pentru bateria 3S LiPo);
  • Nu descărcați bateria cu curent mai mare decât cel specificat de producător;
  • Nu încărcați bateria cu curent mai mare decât maximul admis și nu încărcați bateria la o tensiune mai mare decât tensiunea sa maximă.

Curentul maxim admis de încărcare, specificat sau nu de producător, nu trebuie să depășească valoarea capacității bateriei - o caracteristică marcată ca „1C”. În cazul nostru, cu o baterie de 2200 mAh nu ar trebui să o încărcăm cu un curent mai mare de 2,2 A. De fapt, chiar și cu mai puțin - este bine să ne asigurăm, deoarece este posibil ca capacitatea reală a bateriei să fie mai mică decât anunțurile din producător.

Când obțineți bateria LiPo și o măsurați cu un multimetru, veți găsi probabil că este încărcată la aproximativ 11 V (aproximativ 3,7 V pe celulă). Aceasta este tensiunea la care trebuie stocată bateria, dar nu este tensiunea sa de funcționare. Înainte de utilizare, bateria trebuie încărcată la 4,2 V pe celulă, sau un total de 12,6 V. Amintiți-vă că chiar și un exces minim de curent maxim de încărcare sau tensiunea de funcționare a bateriei va degrada performanța și va reduce durata de viață. va rezista la o mulțime de condiții adverse.

Și iată cum să faci un încărcător de baterii simplu.

ATENŢIE! Fabricarea și funcționarea necorespunzătoare și neglijentă a încărcătoarelor prezentate mai jos riscă să vă deterioreze ireversibil bateria și, și mai rău, să provoace un incendiu. Dacă nu sunteți sigur de abilitățile dvs., utilizați numai încărcătoare specializate.

Acesta este cel mai simplificat circuit de încărcare. Iau tensiunea de intrare de la un încărcător de laptop, care în cazul meu dă curentul de ieșire cu o tensiune de 19 V și o magnitudine de 1,6 A. Rezistorul R1 (1 W) determină magnitudinea curentului de încărcare (I = Uin/R1). În general, regulatorul de tensiune LM317T funcționează la un curent maxim de până la 1,5 A, deci trebuie să țineți cont de acest fapt. În acest circuit, vă recomand să funcționați cu un curent de încărcare de până la 500 mA pentru a evita supraîncălzirea regulatorului și a rezistorului. Tensiunea de ieșire trebuie să fie egală cu 12,6 V și se realizează aproximativ prin formula Uout = 1,25 V * (1 + R3/R2). Cu reglarea manuală a R3 veți obține tensiunea necesară. Înainte de fiecare încărcare, verificați dacă tensiunea de ieșire este corectă. Conectați mai întâi încărcătorul la sursa de alimentare și apoi la baterie. Rămâne să așteptați aproximativ două ore până când bateria se încarcă.

Pe baza acestei scheme, puteți desena un altul mai bun, dar și mai complex, care elimină două dezavantaje ale prostatei:

  • nu încărcați cu curent continuu. Curentul este cel mai mare la începutul încărcării atunci când tensiunea bateriei este mai mică și scade constant. Acest lucru mărește timpul de încărcare.
  • nu încărcați celulele bateriei în mod echilibrat. Fiecare dintre cele trei celule trebuie încărcată exact la 4,2 V, dar după un anumit număr de încărcări, unele încep să se încarce mai repede decât altele, deci când ajungeți la 12,6 V pentru întreaga baterie, una dintre celule poate fi încărcată de fapt la 4,3 V și altul la 4,1 V etc. Încărcarea peste nivelul permis de chiar 0,1 V va reduce durata de viață a bateriei. În principiu, celulele noilor baterii sunt încărcate sincron, dar după o sută de cicluri de încărcare-descărcare, trebuie să vă gândiți cum să rezolvați această problemă.

Deci, uneori va trebui să vă încărcați bateria nu prin conectorul T principal, ci prin conectorul suplimentar cu patru fire pentru o încărcare echilibrată. Schema prin care puteți efectua o astfel de încărcare (am luat-o de pe acest site - http://www.coolcircuit.com/project/lipo_charger/lipo_charger.html) este următoarea:

Aceasta este schema pe care o folosesc în prezent, a fost testată și funcționează. Primul LM317T de această dată servește ca regulator de curent. Menține un curent constant - magnitudinea sa este determinată de formula I = R1/1,25, iar considerațiile pe care le-am considerat mai sus (limitare la 1,5 A) sunt din nou valabile. Circuitul permite încărcarea atât prin conectorul T direct la 12,6 V, cât și prin mufa de echilibrare, iar atunci când bateria este încărcată, LED-urile se aprind.

Indiferent de încărcătorul pe care îl utilizați, urmați aceste reguli de siguranță:

  • verificați întotdeauna tensiunea încărcătorului cu un multimetru înainte de încărcare;
  • atunci când încărcați bateria, așezați-o pe o suprafață ignifugă - de preferință o podea din beton.
  • și cel mai important - în timp ce bateria se încarcă, nu o lăsa nesupravegheată.

Asamblarea pieselor

Motoarele sunt atașate fie direct la cadru, fie prin montarea mai întâi pe tampoanele din aluminiu cruciform care se vând împreună cu acestea. După cum sa menționat mai sus, folosesc tampoane de fixare din fibră de sticlă. Elicele sunt montate după cum urmează. În primul rând, o garnitură adecvată (garnituri vândute împreună cu elicele) este plasată pe arborele motorului. Trebuie să intre strâns în partea de jos. Apoi puneți partea inferioară a atașamentului, elicea și, în cele din urmă, partea superioară a atașamentului, care este înșurubată până când totul este strâns.

Și puțin subiect. Este enervant, dar din moment ce am menționat că pot exista probleme cu motoarele, este o idee bună să învățați cum să le deschideți pentru a remedia unele defecte minore, dacă există. De exemplu, unul dintre motoarele mele avea niște resturi care împiedicau rotirea rotorului liber, așa că a trebuit să-l deschid și să-l curăț din interior. Motorul este deschis conform următoarei metode. În partea de jos a motorului, un arc plat negru este situat pe canelura arborelui, care ține de fapt rotorul și arborele apăsat pe acesta de stator. Pentru a elibera rotorul, trebuie să împingeți arcul deoparte cu o pensetă (de preferință) sau o șurubelniță mică. Aveți grijă, deoarece arcul poate să iasă și îl puteți pierde sau, mai rău, vă poate pătrunde în ochi. După îndepărtarea arcului, puteți elibera partea superioară a motorului, care este deja ținută în poziție doar datorită forței magneților de neodim. Aici puteți vedea un videoclip în care o persoană dezasamblează un astfel de motor și își schimbă rulmentul.

Controlerul de zbor trebuie amplasat în centrul quadcopterului. Este important să nu montați placa direct pe placa centrală - conexiunile dure vor transmite vibrații de la motoare la controler și acest lucru va afecta performanța senzorilor accelerometrului de pe controler. Aceste vibrații trebuie amortizate la controler și cel mai simplu mod de a face acest lucru este să folosiți cutia de spumă neagră în care controlerul trebuie să fie ambalat ca un tampon. Lipiți partea inferioară a cutiei pe placa centrală cu adeziv instant (nu corodează spuma - testată) sau bandă dublă. Fixați placa controlerului pe tampon cu șuruburile de la cele patru colțuri.

Bateria trebuie introdusă din partea inferioară a plăcii centrale. Am înșurubat un tampon ușor de lemn la tuburile trenului de aterizare și am atașat bateria la acesta. Este necesar ca bateria să fie fixată ferm, să nu se miște înainte și înapoi, deci trebuie fixată cu velcro, cozi sau bandă.

La asamblarea pieselor, este bine ca centrul de greutate al quadcopterului să coincidă cu centrul său geometric (centrul plăcii centrale). În principiu, controlerul de zbor este capabil să compenseze abaterile centrului de greutate astfel încât să mențină o poziție orizontală a cadrului în zbor și să contracareze înclinația. Dar în acest scop va trebui să vă jucați cu setările controlerului și cel puțin la început vă va fi mai ușor să decolați cu un quadcopter echilibrat. Dacă centrul de greutate este deplasat, este posibil ca quadcopterul să nu zboare vertical în sus, ci să se refere la latura care cântărește mai mult. În plus, bateria se va epuiza mai repede, deoarece unul dintre motoare va consuma în mod constant mai mult curent pentru a se roti mai repede și a contracara înclinația. Echilibrarea este ușoară prin schimbarea poziției bateriei pe cadru - este cel mai greu element și o mică mișcare are un impact semnificativ asupra centrului de greutate al quadcopterului.

Și cum să echilibrezi quadcopterul? Iată o metodă simplă, a bunicii care funcționează. Luați patru benzi de cauciuc identice și străpungeți-le prin cele patru brațe ale cadrului până la placa centrală. Legați-le cu o frânghie între ele, astfel încât locația nodului să fie deasupra centrului geometric. Ridicând quadcopterul de frânghie, dacă rămâne vizibil orizontal, este bine echilibrat. Dacă este înclinată într-o parte, mutați bateria astfel încât să fie orizontală. Nu este necesară o precizie ridicată a nivelării - aveți încredere în ochi sau în citirile de la senzorii controlerului.

Cablare și conexiuni

Componentele individuale ale quadcopterului sunt conectate conform următoarei scheme.

Începeți cu motoarele. Trebuie să lipiți cele trei fire (roșu, galben și negru) care ies din motor cu cele trei fire albastre care ies din regulatorul de viteză. Rețineți că două motoare opuse trebuie să se rotească în aceeași direcție (în sensul acelor de ceasornic) și celelalte două motoare opuse trebuie să se rotească în direcția opusă (în sens invers acelor de ceasornic). Este bine să stabiliți acum ce motoare vor porni unde. Controlerul de zbor acceptă două tipuri de configurații quadcopter - configurația "+" și configurația "X". În configurația "+" pentru controler, primul motor este situat vizavi de partea superioară a acestuia, dacă îl priviți, îl priviți cu cele patru butoane în jos; Al doilea motor cade pe partea dreaptă etc. În configurația „X”, primul motor cade în colțul din stânga sus. Indiferent de configurația pe care o alegeți în continuare, rețineți că primul motor trebuie să se rotească în sensul acelor de ceasornic (prin urmare, al treilea trebuie să se rotească în această direcție, iar al doilea și al patrulea trebuie să se rotească în sens invers acelor de ceasornic).

Unde se va roti motorul depinde de modul în care ați conectat cele trei fire ale motorului la bornele regulatorului de viteză. În diagrama de mai sus am arătat cum să lipiți firele pentru a atinge direcția necesară (literele A, B și C sunt scrise pe regulatorul de viteză împotriva firelor respective). Două dintre motoare trebuie conectate într-un mod și celelalte două în celălalt. Pentru a schimba direcția de rotație a motorului, este suficient să schimbați poziția a două dintre cabluri.

Un alt cablu trypin și doi mai groși ies din regulatorul de viteză - roșu și negru. Firele groase sunt sursa de alimentare - trebuie să le lipiți la conectorul T, ghidat de conectorul bateriei pentru a vă asigura că minusul și plusul controlerului vor merge la minusul și plusul bateriei. Conectorul lipit va fi conectat la placa de alimentare. Rețineți că, dacă alimentați controlerul cu motorul, nu va urma altceva decât o alarmă sonoră. Pentru a porni motorul, acesta trebuie să fie conectat la controlerul de zbor după ce au fost introduse unele setări de acolo. .

După ce ați conectat toate motoarele și regulatoarele de viteză așa cum este indicat, este timpul să vă uitați la controlerul de zbor. În dreapta afișajului său se află terminalele pentru regulatoarele de viteză. Acestea sunt în total opt rânduri - trei pini pe rând - deoarece acest controler de zbor acceptă și operarea cu octocoptrii care au opt motoare. Vom folosi doar patru dintre ele. În partea de sus se află cablul trypin al controlerului primului motor, dedesubt este cel al celui de-al doilea motor și așa mai departe până la al 4-lea. Cablul alb este un cablu de semnal - trebuie să conectați conectorul astfel încât cablul alb să cadă din interiorul terminalelor pe afișaj. Cablul roșu alimentează controlerul de zbor cu 5V, iar negrul este solul.

Rămâne să puneți buzzer-ul care vine cu controlerul de zbor. Ideea sonorului este să porniți o alarmă dacă tensiunea bateriei scade sub o anumită limită, astfel încât să știți când să opriți zborul. Cu toate acestea, pentru ca această funcționalitate să funcționeze, este necesar să luați un plus al bateriei litiu-polimer și să o conectați la terminalul corespunzător al controlerului de zbor (a se vedea diagrama). Personal, folosesc un cablu de semnal masculin/feminin, al cărui capăt feminin îl conectez la terminalul controlerului, iar capătul masculin merge la terminalul pozitiv al terminalului de echilibrare a bateriei. Nu este necesar cablu de masă.

Și asta este practic. În această etapă, la alimentarea quadcopterului, fiecare dintre motoare trebuie să emită o serie de bipuri, iar controlerul de zbor trebuie să fie pornit. Data viitoare vom introduce setările necesare în controlerul de zbor și controlul radio pentru a porni motoarele.