Постройка квадрокоптера шаг за шагом. Делюсь бесценным опытом.

… Долго ехали китайские самолёты по суровому сибирскому бездорожью...

Желание построить квадро у меня загорелось еще до нового года. Все эти 3.5 месяца я больше ждал посылки, чем что-то делал. Но теперь работа близка к завершению и я расскажу что, как и из чего.
Процесс активно фоткался мною на планшет, но из-за ВНЕЗАПНОГО хард-ресета приведу максимально детальные фото уже собранного аппарата.

Итак, начнём. (МНОГАБУКАФ!)



Часть 1. Строим раму.


Раму я решил сделать сам, насмотревшись одного некогда распространённого видео про «офисного работника». Она получилась далеко не такая красивая, но развесовка не страдает. Кусок фанерки 150х150 мм, алюминиевый квадратный профиль 14х14 мм. Лучи прикрутил по диагоналям квадрата 2 винтами каждый. Из тонкой алюминиевой ленты сделал посадочные «лыжи» и держатель для батареи.



Длина каждого луча от центра — 300 мм, длина каждой балки — 250 мм. Размах, соответственно, 600. Отверстия на концах лучей под двигатели насверлил уже после сборки, разметив всё по самим двигателям.




Часть 2. Закупаемся и ждём.


Привожу список всех запчастей:

Аппаратура Turnigy 9x — $40
Плата управления HK multi-rotor control board 2.1 — $19
Аккумулятор для аппы — $10
Силовой аккумулятор на квадро — $25
Зарядка для них — $23
Пропеллеры.
Вот тут я облажался. 6х5 — это мало, надо было брать 10", но после сборки я понял, что десятки пролетали бы слишком близко от платформы… да и эти тянут неплохо.
Двигатели — по $8 за штуку. Люди, не жалейте денег, при постройке коптера берите на 2 двигателя и на 4 пропеллера больше, чем вам нужно. 100% пригодятся, особенно если строите впервые (как я =)). Мне вот пригодились (бы), вот только где они теперь…
Регуляторы. Хорошие, дешёвые, придраться не к чему.

А ждать придётся долго. Очень долго. Одна послыка обычной почтой доходит из Гонконга (а одна отправилась из Швейцарии) до города Воронежа в среднем 20 дней. Состояние посылок хорошее, чуть-чуть помятое, но почта ничего не разбила(пока). От импорта в Москве до получения проходило 5 дней. Цены доставки от 3 до 15 баксов.


Часть 3. Собираем.

Первым делом я установил плату управления, стараясь расположить её максимально точно по центру платформы. Отверстия просверлил сквозь фанеру в концы алюминиевых лучей. Плата прикручена к лучам длинными саморезами по металлу. Сверлить лучи насквозь здесь — не вариант, ибо тут к ним плотно прилегает аккумулятор.
Рядом с платой устанавливаем приёмник. Я его приклеил на супермегаклей. Антенну им же крепим на луч. У моего приемника назначение каналов совпадает с таковым у платы управления, Так что можно соединить их упрощённо двумя 3-жильными шлейфами.



Далее размечаем лучи и сверлим отверстия под двигатели. Расстояние от края до оси вращения я выбрал на глаз, на но всех лучах сделал его одинаковым. у моих двигателей между центрами монтажных отверстий 19 мм, внутри самая обычная резьба М3. Отверстие под хвост вала, торчащий из дна двигателя, лучше сверлить на всю ширину квадрата и насквозь, чтоб было видно, не цепляется ли вал за его края. Вот как это выглядит у меня:



Прикручиваем сюда двигатели, выводами к платформе, винтами М3 длиной не более (сторона профиля)+4 мм, чтобы не зацепить ими обмотку и не получить межвитковое замыкание, ободрав лак с провода(что я и сделал с одним из своих). Прикрученные двигатели видно на первой фотке.

Шаг следующий. Проводка. Паяем «паука» из 4 регуляторов скорости (ESC), соединяя параллельно их провода питания с помощью вот таких переходников. Я запаял провода прямо в гнёзда для 3.5-миллиметровых бананов. Разъёмные соединения использовал только в 1 месте — подключение батареи к «пауку». Все остальное спаял и затянул в термоусадку, начитавшись страшилок про то, что в полете фазовые провода двигателей выпадают из разъемов от вибрации. Эстетики, конечно, никакой (по крайней мере, у меня), да и никогда не гнался я за ней. Подключаем сигнальные провода драйверов согласно номерам двигателей на плате управления. Изначально она прошита на «плюсовую» схему полёта, прошивок всяких полно, но я решил, что сначала надо научиться хоть как-то, а потом искать «свои» прошивки, параметры итп. Схема двигателей для «плюсовой» схемы такая:
Соответственно сигнальные провода драйверов подключаются к штырям M1-M4 на плате управления, белым проводом к меге.

Вот так выглядит квадро, готовый к тестовому полёту:


Вес квадро на этой стадии составил ровно 1 килограмм.
Вешал кухонным стрелочным безменом.



Часть 4. Взлетит? Не взлетит?.. Не взлетит...

Вся проводка спаяна. Аккумулятор заряжен и подключен. Вот он, момент, которого я ждал 3 месяца… Включаем передатчик. Отходим подальше. Ручку газа вниз-вправо до упора. У этой платы это жест «активировать двигатели». На плате загорелся красный СИД. Медленно продвигаем ручку газа вперёд… FAYYYUUUUL! Завелись 3 двигателя из 4. Ну хоть завелись, и то радует. Четвёртый (попал на №3 по схеме выше) дергался и со свистом скрёб чем-то внутри. FAIL, FAIL, блин. Проверил перекрёстно все двигатели и все драйверы, локализовав проблему именно в 1 двигателе. Сходил с ним в pilotage-rc на консультацию. Добрый и разговорчивый дядька, каких мало, по подробно описанным симптомам констатировал межвитковое замыкание в 1 из обмоток, и сказал, что проще и дешевле купить новый. Возможно попала алюминиевая стркжка из отверстия, или задел слишком длинными винтами(остальные работают нормально, их я прикрутил винтами покороче.) Уже заказал на ХК такой же, что обшлось в 10 баксов. Отсоединил сигнальные провода всех двигателей, кроме 1 исправного, снова завел… 1 луч (напротив дохлого двигателя) оторвался от пола где-то на 70% газа, при этом продолжал движение вверх, и если бы я резко не осадил газ, он бы опрокинулся. Напомню, это с пропеллером 6х5 при трехбаночной липоле (11.1 В).



Заключение

Я долго искал простое и понятное пошаговое руководство по постройке квадрокоптера из дешёвых деталей. Видел руководство на мультикоптер.ру, но там повествуют никак не о «новичковой» леталке, скорее о полетах, требующих хороших навыков пилотирования, с очень сильно продвинутом оборудовании, с акселями, брометрами, GPS… По форумам я вникал в принципы работы и требования к составным частям, и проецировал это на квадро. Пиля эту статью, я хотел создать материал, который сам и искал, ориентированный на человека, кое-что смыслященго в электротехнике и электронике, но полного нуба в авиамоделировании. Надеюсь, у меня это получилось. Продолжение следует, как только полечу, выложу видео.

Апдейт №1: а руки-то чесались...

В общем смотрите сами. Двидения дёрганые, ибо в одной уке планшет, другой рулил. Пробовал и с 3 двигателями оторвать, и он почти оторвался полностью, но его по понятной причине закручивает.



В связи с обломом поставил винты 10дюймов. Схема у меня лпюс, а лыжи стоят как удобно.

Упдате #2.

Полёт и крэш.
Видео не будет.
В принципе взлететь-то я взлетел. Только лучше бы я не взлетал. Квадрик летел параллельно земле, но его закручивало вокруг вертикальной оси. Посадить его мягко не получилось ни разу. 3 раза ронял, но не фатально. На 4 раз лыжа погнулась и прорезало аккум. Он потихоньку сгорел, довольно сильно дымясь. Ничего кроме аккума не пострадало, даже пропеллеры. Чуть-чуть подкоптило деревянную платформу. Следующий полет будет после нового года, Всё сейчас в моцык уйдет. Аккуум такой у нас стоит 3200 против 600р в Китае. Теперь квадрик отправляется на шкаф на мноооогия летааа месяцы. Больше фоток вечером, а пока что дохлый аккум. Тролльте, господа.
Изображение - savepic.su — сервис хранения изображений
Изображение - savepic.su — сервис хранения изображений



Квадрик изменился за это время. Пересобрал раму, добавил ребра жесткости снизу, прокладки под винты сверху, чтоб не вгрызались в фанерную платформу, нашел причину отказа движков в полете. Один фазовый провод периодически коротило на массу, двиг пищал, коптер падал. Промазал места вхождения проводов эпоксидкой — вроде стабилен. Помаленьку учусь летать и люто-бешено хочу кролика)ибо задолбался постоянно ловить. Кстати, коптер пережил краш с высоты 3-этажного здания и выжил, даже позволил мне долетать заряд аккума, но на след день я таки решил пересобрать раму, ибо она жутко люфтила. Вот вам видео с самого коптера, фото по запросу.
  • +7
  • 07 апреля 2012, 18:07
  • enq

Комментарии (51)

RSS свернуть / развернуть
Все супер! Разве что побольше фоток, может какие чертежи? Чем отмеряли, чем резали, чем сверлили? Понятное дело, что для большинства народу, у кого инструмент есть — это все очевидные вещи… Но вот лично для меня — нифига :) Из инструменту у меня только шуруповерт и дрель/перфоратор.

А вообще, удачи вам в доделывании и скорейшего полета! :)

PS: и кстати не планируете подключать плату с гиро/аксе/магне/баро?
+1
Совковая дрель, не менее совковые свёрла, ножовка по металлу, штангенциркуль, мозг) А какие чертежи? все размеры я указал. Нарезать да прикрутить. Только конструкция рамы — это дело вкуса… у меня его, как видно, нету. Как только научусь летать и не падать, есть идея попробовать наэкспериментировать что-то вроде авотпилота, но не по GPS и иже с ними, а с ориентированием на местности по обстановке (детекция деревьев, домов итп.) Естесственно, потребует плату с баро, акселями и STM32… Все никак не решусь наконец-то соскочить с AVR, пугает сложность диалекта C(++), используемого с STM8/32, дороговизна прошивально-отладочных средств и… LQFP -_- Чё-то меня в оффтоп понесло =)
+1
берите на 2 двигателя и на 4 пропеллера больше

я бы посоветовал брать намного больший запас пропеллеров (штук 16)

с ориентированием на местности по обстановке (детекция деревьев, домов итп.)

А как Вы планируете детектировать деревья?

пугает сложность диалекта C(++), используемого с STM8/32

О каком «диалекте» Вы говорите? Там стандартный С/С++.
0
Насчет деревьев — хз, подумаю.
Пропеллеры постараюсь не ломать больше. Пока 1 сломал, и 1 испортил при рассверливании. осталось как раз 4.
Си знаю ОЧЕНЬ поверхностно, моё первое знакомство с ним было как раз на на AVR.
Вот пример из статьи uncleeugene :
void InitLeds(void)
{
RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_IOPCEN;     //Включили тактирование порта GPIOC.
        GPIOC->CRH      &= ~GPIO_CRH_CNF8;              // Настроили ногу 8 (синий LED) на выход Push-Pull.
        GPIOC->CRH      &= ~GPIO_CRH_CNF9;              // Настроили ногу 9 (зелёный LED) на выход Push-Pull.
 
        GPIOC->CRH   |= GPIO_CRH_MODE8_0;       // Настроили ногу 8 (синий LED) на 10MHz.
        GPIOC->CRH   |= GPIO_CRH_MODE9_0;       // Настроили ногу 9 (зелёный LED) на 10MHz.
        return;
}


Первые мысли — зачем так сложно? что значат эти стрелочки? почему нельзя также настроить порт на выход и воткнуть в нём 2 бита? Придётся, как минимум, рвать шаблоны при переходе.
-2
Пропеллеры постараюсь не ломать больше.

Я тоже стараюсь не ломать, но все равно пропеллеры «уходят» достаточно быстро. Я изначально заказал 12 и уже 4 сломал (за несколько недель)

Первые мысли — зачем так сложно? что значат эти стрелочки?

А, так вот Вы о чем… Это не диалект С, это вполне себе стандартный код. Стрелочки – это разыменование указателя (обращение к полям структуры через указатель на структуру). На самом деле, там ничего сложного нет. При переходе Вам, возможно, придется подтянуть свой уровень знаний по С, но оно того стоит.
+2
послать к чтению букваря (K&R), товарища что-ли…
0
первый комплект пропеллеров тоже сверлил на станке и много попортил. второй комплект обрабатывал ножницами. вставляем одно лезвие в отверстие и с легким нажимом проворачиваем на 360. центровка отверстий весьма удовлетворительная.
0
Дааааааааа. Где б найти те цены по которым ты покупал
0
Повезло =Р
+1
ага, а когда то твоя аппа вообще 36 баксов стоила
0
Вот и я глядя на цены из статьи дернулся было свой прайс (у меня заныкан листик с необходимым) на постройку квадрика обновлять, думал: «аха, может таки настал момент потратиться!» — и… Все равно у меня вышло на 450 баксов примерно (правда с платой датчиков баро/гиро/аксе/магне) :(
Да еще и аппа на HK в бэкордере — решил, пока значится не судьба.

Хотя уже кое-чего есть в наличии, типа ардуин и зарядника для липолек.
И руки чешутся, жутко сильно чешутся руки :)
0
Она всегда в бэкордере, как и большинство апп. Вариантов нет, оплачиваете бэкордер, через месяц высылают еще через месяц приедет.
0
В том и дело, что мне 1 раз повезло, как раз когда я первый раз все это подбирал, были в наличии оба варианта =) Но я так и не собрался с духом на потратиться… С тех пор да, всегда в бэкордере :)
0
На данный момент наверно самая дешевая позиция на MultiWii www.goodluckbuy.com/mwc-multiwii-se-standard-edition-4-axis-x-mode-flight-control-board-quadx.html
0
В общем да, но у меня уже есть ардуйни, так что мне нужны только датчики. Забавно, но тот же комплект датчиков у них же, но без меги стоит на 10 баксов дороже… Ну а я вообще почему-то хочу купить FreeIMU последний 4.3. Не знаю, на сколько он лучше, но по заявлениям там и баро (даже не баро, а именно альтиметр) более прецизионный, и аксель с гиркой тоже. Правда стоимость выходит опять же под $100…
0
Вот такой в FreeIMU последнем фарш:
-MPU6050 gyroscope+accelerometer
-HMC5883L magnetometer
-MS5611-01BA high resolution altimeter
The magnetometer is attached to the AUX I2C bus of the MPU6050 thus allowing it to be read directly by the MPU6050.
0
Кстати эта платка еще месяц назад стоила 76$, наверное перед праздниками цену сбили.
0
Лично я бы по максимуму высверлил лишний металл. Это еще больше облегчило бы консрукцию. Только нужно не забывать про баланс веса на каждом из лучей, хотя автоматика должна справиться…
0
Да, я когда почитывал разные сборки, видел, народ в стенках лучей дырок по всей длинне насверливает. Правда тут споры ходили — сильно ли от этого страдает прочность конструкции (сам я в этих тонкостях не силен)?
0
Там даже с таким высверливанием полётный вес был более 2 кг. У меня-то он лёгкий, думаю, нет нужды. Если дисбаланс веса не превышает +- 50гр на луч (имхо, примерно) автоматика его поймает.
0
А в чем проблема уравновешивания то?
0
Вес профиля — 130г\м. На квадрик выходит 1.2м в среднем. Это 150г выходит. Ну и сколько тут можно высверлить?
Можно взять профиль 10х10х1, у него вес 100г\м. Для квадрика хватит.
Сверленые профили — до первого легкого падения. Необратимо гнутся на раз. Экономия в десятки грамм не стоит таких трудозатрат.
0
А чего про готовую кто думает?
Например, такую: www.goodluckbuy.com/kk-mk-multicopter-hex-rotor-multi-hexcopter-friber-glass-folding-frame-800mm.html
Или оно своих денег не стоит?
0
такое брать только эстетики ради. За 50баксов, имхо, она должна быть вообще неломаемая и неубиваемая. Вот с чем не поспорить — двигатели удобно прикручивать.
0
Вот меня и интересует, на сколько оно неубиваемое… То есть, я был бы не против заплатить $50 за эту раму, если она действительно этих денег стоит. Только вот это же гудлакбай, и фиг его знает, качественная это рама, или просто кто-то решил нажиться.
Ну и не только эстетика тут важна, я все же еще и на развесовку и прочее надеюсь, то есть что оно еще и сделано точно.
На хоббикинге дак я не нашел 6-лучевых рам.
0
Там только 4-лучевые фанерно-клееные и карбонка за бешеные деньги. На тяжёлую гексу или для дорогого оборудования лучше купить и допилить, если будут косяки. Кстати, на ХК конурс — кто быстрее, выше, сильнее выше, красивее и не пролив поднимет пиво на мультироторе, получит карбоновую раму ^_^
0
Вот меня и интересует, на сколько оно неубиваемое…

Неубиваемых рам не бывает. Бывают боле или менее прочные. Вопрос только в том, сколько мелких крашей переживет рама (крупный краш не выдержит не одна рама)..Я бы настоятельно рекомендовал Вам изготовлять раму самостоятельно. Дело не в экономии 50 баксов, а в том, что к самодельной раме (как у топикстартера) «запчасти» можно купить в ближайшем магазине стройматериалов (или найти в гараже). В случае с покупной рамой – небольшая поломка может привести к необходимости покупать новую раму.
0
Вообще верно. Но приведенная мною в пример рама состоит-то из тех же алюминиевых квадратов и нескольких одинаковых фибергласовых частей (я ее по этому принципу и выбирал, простая она как топор). В принципе, по приходу такой рамы, можно срисовать с фибергласовых частей шаблончик, чтобы в случае поломки одной или нескольких из их была возможность нарезать таких же. Ну а алюминиевый профиль, он и есть алюминиевый профиль :)
Короче, снять сразу мерки с деталек, и нет проблем, поломается — сделать замену.
Хотя да, можно и сразу сделать самому, в общем-то я пока думаю.

Оргстекло, интересно, как себя поведет в роли материала для частей фибергласовых? Кто что скажет? Ато есть у нас в городе лазерная резка по оргстеклу, можно бы нарезать там, а люминьку-то я и сам напилю. И если оно пойдет, то какой толщины лучше?
0
Оргстекло хрупкое, недавно пилил и сверлил его, пошли трещины при закручивании гаек.

И кстати древесина ещё есть, она легче и не сохраняет изгиб.
0
Печально… Больше у нас ничего лазерно не режут. А самому выпиливать фигурно — лень. Понятное дело, что «квадрытный кусок доски» решает, но это же не эстетично :) Зато работает, да.
0
А в чем проблема… берется алюминий… делается по шаблончику гипсовая форма… и заливается это дело… вот и рама готовая)))
0
Лучше тогда сразу чугуний ;) Шучу конечно =)
0
я подобные действия производил… проблем особых не было!!!
0
Алюминиевые лучи оттуда — то что надо.
А пластины всех дешевых рам сделаны из черти-какого пластика или картона, который годится разве что для минимальных нагрузок.
Обычный стеклотекстолит на порядок лучше по всем свойствам.
0
Чертежи рамы рисуют в Кореле, а потом можно сбегать на фирму где делают всякую рекламную продукцию и вывески, короче где есть станок ЧПЮ и попросить их вырезать раму. Или применить технологию ЛУТ, тут такую должен знать каждий, как сделал я. Печатаем контур рамы на стекло текстелите, вырезаем обычным лобзиком и подчищаем наждачной насадкой для бор-машынки. Пыли конечно…
0
У меня есть 4 двигателя, регуляторы к ним и аккум, но вот я не уверен в их работоспособности. А прибытия пульта и приемника ждать месяц, может есть какая-нить инфа по тому, как самому сделать ручку газа? которую можно подрубить к регулятору скорости
0
Они управляются точно так же, как сервы. Инфы по сервам — море. В том числе и тут.
0
По ходу тебе нужен сервотестер, если конечно регуль так называемый «хоббийный». Вот что на первой странице Google можно найти по «схема сервотестера»
rconline.ru/modules/smartsection/item.php?com_mode=flat&com_order=0&itemid=114
blog.rc-avia.com/2008/12/blog-post_20.html
www.instructables.com/id/Simple-Servo-Tester/
Если не устраивает — копайся дальше — направление задали.
Если у тебя спец регуль (есть такие, которые по I2C общаются), то для них нужен софт + UART переходник, при условии что проц у тебя нужной прошивкой зашит.
0
Тут есть, как заставить серву/регулятор мотора работать без особых трудностей. Я пробовал, все работает.
0
Как-то потянуло людей по весне на коптеры… И меня в том числе.

Долго я ждал Турнигу 9Х, движки, регули и все остальное, пилил-строгал раму холодными весенними (:-\) вечерами. И наконец построил аппарат. И он таки почти сразу полетел!

Полетал я один день, два… А потом по неопытности залетел на самую верхушку самого высокого тополя и нормально так там застрял. Думал было уже лезть доставать с 15-ти метровой высоты, но потом смекнул, что можно газонуть и коптер должен освободится и прилететь на землю.

Он освободился. И со всего маху шмякнулся. Итог — рама в хлам погнулась, один движок разлетелся (слетело стопорное кольцо и ротор отвалился, один подшипник нашел только на второй день), на плате контроллера оторвался с мясом один гироскоп, которых у нас в Киеве так просто не продают. Про пропеллеры я вообще молчу…

А мораль сей басни такова: не имея опыта управления RC моделями — минимум 100 часов налета в симуляторе. Благо TGY9X можно напрямую подключить к компу через аудиошнурок и полетать на каком-нить FMS для начала, а потом прикупить USB-донгл для симулятора и через PhoenixRC или еще какой.
0
И еще один нюанс: у тебя Х или + схема? Если Х, то плату контроллера надо повернуть на 45 градусов, если +, то шасси как-то стоят по диагонали:) По дефолту залита прошивка под "+".
0
если +, то шасси как-то стоят по диагонали:)
Так и есть, наверно. Ставить их «не по диагонали» несколько неудобно в такой конструкции. Хотя ИМХО разумнее было бы опоры установить на концы лучей, устойчивей будет.
0
как только получил турнигу, месяц летал в ФМС на моделях вертолета и квадрика. Научился спокойно летать, сажать, даже флипы крутить) в последние недели 3 сосредоточился на сборке и забил на сим.
0
Насчет симулятора теперь вот имею свое мнение. Начинал без него, заказал его конечно, но вот шел он очень долго. Я успел уже все собрать и… естественно не выдержал… Побежал летать :-)
Так вот. Облетал аппарат чисто в живую. Вообще без симулятора. С учетом того, что это мой первый летательный аппарат вообще было очень тяжело.
Но теперь даже дома могу запускать :-)
Пришел вот теперь симулятор — вообще в нем не могу летать :-( Совсем не похоже на реальность.
Так что если уже начали летать на реальном кваде — наверное стоит на нем и продолжать, чисто ИМХО.
Такие дела.
0
Бамп!
0
  • avatar
  • enq
  • 26 июня 2012, 14:58
бамп!
0
Лучше, все же, не «бамп», а «обновил [краткое описание обновления]».
0
Примите мои соболезнования. Хотя краши, увы, неотъемлемая часть процесса.
0
Таки добавил полётное видео
0
  • avatar
  • enq
  • 30 октября 2012, 21:00
Помаленьку учусь летать и люто-бешено хочу кролика)ибо задолбался постоянно ловить.
Что за кролика?
0
  • avatar
  • Vga
  • 30 октября 2012, 21:12
Rabbit Flight Controller. Плата, отличающаяся высокой стабильнстью, аозможностью навешать гпс, барометр и уз-высотомер. Без последних трех стоит 2000р. Есть где-то видео с ней, где на ножку зависшего коптера накинули аккум на ремне, а коптер даж не рыпнулся.
0
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.