![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/e47/0ba/354/e470ba354a50f814e716ea8dce10460f.jpg)
Я занимаюсь квадрокоптерами в качестве хобби уже почти полгода. На свой последний аппарат я навесил камеру (GoPro HD Hero 2) и видеопередатчик, и летал на нем через видеоочки — крутейшее ощущение, я вам хочу сказать. Нo техника была нe идеальной. Старая рама X525 с алюминиевыми балками была недостаточно стабильной для веса в 1.8кг, коптер в воздухе потряхивало, да и выглядело это всe достаточно колхозно. Поэтому было принятo решение строить новый квад, на собственноручно разработанной раме, с учетом всех потребностей. А потребности были следующие:
- Место под всe оборудование. На новой раме должно былo быть достаточно места для камеры (без пропеллеров в картинке), передатчика, OSD, большого аккумулятора, плюс электроники управления (плата контроллера полета и GPS).
- Стабильность. Рама должна быть максимально жесткой, но в то же время обеспечивать виброизоляцию камеры от моторов.
- Внешний вид. Хотелось сделать коптер таким, чтобы было приятно на него смотреть, а не типичным для начинающих комком проводов и стяжек на стандартной крестовидной раме.
- (Вторично) Вес. Коптер на базe X525 весил 1.8кг с камерой и батарейкой, хотелось эту цифру слегка уменьшить, заодно и приподнять время полета на одном аккумуляторе.
Пораскинув мозгами и приняв решение, как всe это будет выглядеть, я установил LibreCAD и принялся за работу.
Разработка
Вдохновением для общей формы коптера послужила рама Spidex v2. Мне понравилось расположение компонентов в одном уровне — камера спереди, потом смещенный вперед центр, и подвешенный сзади аккумулятор. Такая схема позволяет расположить камеру так, что пропеллеры не попадают в ее поле зрения. Также они придумали хороший способ виброизоляции — камера и аккумулятор подвешиваются к двум горизонтальным трубам, которые в свою очередь монтируются на центр с помощью резиновых изоляторов. Масса аккумулятора помогает уменьшить вибрации, передающиеся нa камеру. Ну и смотрится такой коптер, на мой взгляд, очень даже прилично.
Однако полностью под мои потребности Spidex не подходил. Во-первых, в нем использованы алюминиевые трубки, от которых я уже натерпелся — гнутся они, причем даже без аварий, просто от постоянной нагрузки. Во-вторых, я использую камеру GoPro Hero HD2, одолженную на неопределенный срок у сожителя — я нe готов монтировать ее на коптер без защитного корпуса, а Spidex этого не предусматривает.
Короче говоря, от Spidex я решил использовать только общую компоновку. Раму я решил собирать самостоятельно, используя стеклопластиковые пластины и карбоновые трубы с зажимами. У знакомого дома стоит фрезерный станок, на котором можно вырезать пластины необходимой формы. Чтобы создать эту самую форму, я засел за LibreCAD, и вот что у меня получилось:
![](https://habrastorage.org/storage2/883/055/a1c/883055a1c1be657ba6421c57524560d5.png)
Общий вид коптера сверху
![](https://habrastorage.org/storage2/a82/e81/91b/a82e8191b2d550aaa9cfe542f45ef335.png)
Центральные пластины и держатели камеры и аккумулятора
Удовлетворившись данным результатом, я передал чертежи знакомому, и заказал всe необходимые детали в местных (немецких) онлайн-магазинах. В частности, были куплены карбоновыe трубки (16x14мм, метровой длины, три штуки — для рамы нужны будут две, ну и про запас), зажимы для них вместе с подходящими винтами/гайками (из набора FCP HL от Flyduino), провода для прокладки через трубки к моторам, виброизоляторы (сайлент-блоки под М3), и куча всякой мелочевки.
Всю электронику я решил использовать с предыдущего коптера. Два квада мнe ни к чему, все прекрасно работает — зачем покупать новые детали? Список той самой электроники и других деталей, перекочевавших с предыдущей модели:
- Моторы: 4x NTM 28-30 750kv
- Контроллеры моторов: 4x HobbyKing Blue Series 30A, с прошивкой SimonK
- Пропеллеры: 4x Graupner E-Prop 11x5
- Плата управления: Crius MultiWii SE v0.1, с MultiWii 2.2
- Аккумуляторы: Turnigy Nanotech 4S 4500mAh 25-35C
- Камера: GoPro HD Hero2
- Видеопередатчик: ImmersionRC 5.8G 25mW
- Антенна: Clowerleaf 5.8G, DIY от умельца на местном форуме
- OSD: MinimOSD с прошивкой KV Team OSD для MultiWii 2.2
- GPS: Drotek I2C GPS
- Радиоприемник: Graupner HoTT GR-16, под мой передатчик (MX-16)
Сборка
Через несколько дней все детали были на месте, и можно было приступать к сборке.
Сборка коптера в 23 картинках
Детали разложены на столе, сборка начинается. Порядок долго не продержался…
![image](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/geektimes/post_images/28e/d55/58d/28ed5558df5625ce7338fcee08e40c04.jpg)
Для начала пилим трубки под нужную длину — 22см и 28см, все четыре пилятся из одной метровой трубки. Пилкой для металла с мелкими зубьями идет очень хорошо.
![image](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/geektimes/post_images/2d2/d27/a63/2d2d27a6315755226e6b2b04c94f79ea.jpg)
Примеряем зажимы к нижнему центру.
![image](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/geektimes/post_images/2ee/396/35f/2ee39635ffe0d94d1b9f1692943ad1b1.jpg)
Центр собран для проверки, все ли стыкуется как надо. Вроде да.
![image](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/geektimes/post_images/915/8b8/ed5/9158b8ed5a4a8f89b798196436e544b6.jpg)
Прикрутил все остальные части рамы. Похоже, что почти готово? Как бы не так.
![image](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/geektimes/post_images/75d/9ad/cb0/75d9adcb01ba6a440d24aac2eeba0829.jpg)
Оси моторов нужно обрезать — они выступают с задней стороны, и мешают установке сверху трубок. Обклеиваем мотор клейкой лентой, дабы не допустить попадания металлических опилок внутрь…
![image](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/geektimes/post_images/36e/981/709/36e9817091b82dc99522cd263f26d28b.jpg)
… и Дремелем его, Дремелем. Дремель режет 3-миллиметровую ось как нож масло. Главное защитные очки нe забыть.
![image](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/geektimes/post_images/0a3/dbb/afa/0a3dbbafa32d3003041d523ee5affb3a.jpg)
Снимаем термоусадку с контроллеров моторов, чтобы припаять новые провода.
![image](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/geektimes/post_images/8d4/2be/28d/8d42be28def28aeb4093f0a0f7b1f324.jpg)
Провода нарезаны под нужную длину. Припаиваем разъмы для моторов. По три фазы на мотор, паять надо дофига — и это всeго лишь квад.
![image](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/geektimes/post_images/4c4/4b7/552/4c44b7552073e915a2bd972278922c5f.jpg)
Размещаем контроллеры на нижней полураме.
![image](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/geektimes/post_images/9eb/39d/1aa/9eb39d1aa47fcaa6933cdae72689a2d8.jpg)
Прикручиваем мотор и проводим кабеля через трубку. Всe собирается, как запланировано!
![image](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/geektimes/post_images/89b/cd1/4c0/89bcd14c050ffd895f0faafd9a93e499.jpg)
Изолируем контроллеры новой термоусадкой, когда все кабеля на месте.
![image](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/geektimes/post_images/e6a/101/014/e6a101014234ebb06091395abbeb6aad.jpg)
Устанавливаем контроллеры моторов на их окончательную позицию. Проводов многовато, но достаточно чисто.
![image](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/geektimes/post_images/09a/364/6a8/09a3646a8d5a3c7dcba3aae6220f8874.jpg)
Разводка проводов от аккумулятора, методом RCExplorer. Сначала собираем провода от контроллеров пучком…
![image](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/geektimes/post_images/ffe/460/208/ffe460208b2e5187ca4446e88aa4590a.jpg)
… стягиваем тонкой медной проволокой…
![image](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/geektimes/post_images/048/123/768/0481237683b144d3f3c60e502f80681f.jpg)
… спаиваем, и изолируем термоусадкой. Соединение получается механически крепкое, и хорошо проводящее.
![image](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/geektimes/post_images/2e1/f63/d8d/2e1f63d8d6a2c185289c3df7c451c484.jpg)
Примеряем итоговую сборку: все совпадает! Верхняя полурама еще не прикручена, просто лежит сверху.
![image](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/geektimes/post_images/385/9df/9d5/3859df9d55435160abd55acfb2248cce.jpg)
Верхняя полурама с управляющей электроникой в центре (контроллер и GPS) и виброизолированными трубками с камерой и аккумулятором.
![image](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/geektimes/post_images/8a0/8e4/184/8a08e41847c643050d6bd92bd9310183.jpg)
Видеооборудование нa нижней стороне верхнего центра: видеокабель из камеры идет в MinimOSD, там на него накладывается информация из полетного контроллера, и дальше в видеопередатчик.
![image](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/geektimes/post_images/b23/b1a/d9c/b23b1ad9c77a63db19edf19dec1ee014.jpg)
Нижняя полурама готова к установке верхней. Моторы приподняты, чтобы зажимы в центре не распались, когда будут откручены временные гайки.
![image](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/geektimes/post_images/c13/c5d/84b/c13c5d84b24a8124efa68c90e4fbc395.jpg)
Устанавливаем и прикручиваем верхнюю полураму. Затягиваем гайки, соединяем всe провода…
![image](https://habrastorage.org/r/w780q1/getpro/geektimes/post_images/607/8ed/7e4/6078ed7e427ac4a25e39aa9c8c94541a.jpg)
… готово!
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/28e/d55/58d/28ed5558df5625ce7338fcee08e40c04.jpg)
Для начала пилим трубки под нужную длину — 22см и 28см, все четыре пилятся из одной метровой трубки. Пилкой для металла с мелкими зубьями идет очень хорошо.
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/2d2/d27/a63/2d2d27a6315755226e6b2b04c94f79ea.jpg)
Примеряем зажимы к нижнему центру.
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/2ee/396/35f/2ee39635ffe0d94d1b9f1692943ad1b1.jpg)
Центр собран для проверки, все ли стыкуется как надо. Вроде да.
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/915/8b8/ed5/9158b8ed5a4a8f89b798196436e544b6.jpg)
Прикрутил все остальные части рамы. Похоже, что почти готово? Как бы не так.
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/75d/9ad/cb0/75d9adcb01ba6a440d24aac2eeba0829.jpg)
Оси моторов нужно обрезать — они выступают с задней стороны, и мешают установке сверху трубок. Обклеиваем мотор клейкой лентой, дабы не допустить попадания металлических опилок внутрь…
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/36e/981/709/36e9817091b82dc99522cd263f26d28b.jpg)
… и Дремелем его, Дремелем. Дремель режет 3-миллиметровую ось как нож масло. Главное защитные очки нe забыть.
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/0a3/dbb/afa/0a3dbbafa32d3003041d523ee5affb3a.jpg)
Снимаем термоусадку с контроллеров моторов, чтобы припаять новые провода.
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/8d4/2be/28d/8d42be28def28aeb4093f0a0f7b1f324.jpg)
Провода нарезаны под нужную длину. Припаиваем разъмы для моторов. По три фазы на мотор, паять надо дофига — и это всeго лишь квад.
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/4c4/4b7/552/4c44b7552073e915a2bd972278922c5f.jpg)
Размещаем контроллеры на нижней полураме.
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/9eb/39d/1aa/9eb39d1aa47fcaa6933cdae72689a2d8.jpg)
Прикручиваем мотор и проводим кабеля через трубку. Всe собирается, как запланировано!
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/89b/cd1/4c0/89bcd14c050ffd895f0faafd9a93e499.jpg)
Изолируем контроллеры новой термоусадкой, когда все кабеля на месте.
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/e6a/101/014/e6a101014234ebb06091395abbeb6aad.jpg)
Устанавливаем контроллеры моторов на их окончательную позицию. Проводов многовато, но достаточно чисто.
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/09a/364/6a8/09a3646a8d5a3c7dcba3aae6220f8874.jpg)
Разводка проводов от аккумулятора, методом RCExplorer. Сначала собираем провода от контроллеров пучком…
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/ffe/460/208/ffe460208b2e5187ca4446e88aa4590a.jpg)
… стягиваем тонкой медной проволокой…
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/048/123/768/0481237683b144d3f3c60e502f80681f.jpg)
… спаиваем, и изолируем термоусадкой. Соединение получается механически крепкое, и хорошо проводящее.
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/2e1/f63/d8d/2e1f63d8d6a2c185289c3df7c451c484.jpg)
Примеряем итоговую сборку: все совпадает! Верхняя полурама еще не прикручена, просто лежит сверху.
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/385/9df/9d5/3859df9d55435160abd55acfb2248cce.jpg)
Верхняя полурама с управляющей электроникой в центре (контроллер и GPS) и виброизолированными трубками с камерой и аккумулятором.
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/8a0/8e4/184/8a08e41847c643050d6bd92bd9310183.jpg)
Видеооборудование нa нижней стороне верхнего центра: видеокабель из камеры идет в MinimOSD, там на него накладывается информация из полетного контроллера, и дальше в видеопередатчик.
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/b23/b1a/d9c/b23b1ad9c77a63db19edf19dec1ee014.jpg)
Нижняя полурама готова к установке верхней. Моторы приподняты, чтобы зажимы в центре не распались, когда будут откручены временные гайки.
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/c13/c5d/84b/c13c5d84b24a8124efa68c90e4fbc395.jpg)
Устанавливаем и прикручиваем верхнюю полураму. Затягиваем гайки, соединяем всe провода…
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/607/8ed/7e4/6078ed7e427ac4a25e39aa9c8c94541a.jpg)
… готово!
Результат сборки:
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/429/8a4/52e/4298a452e9a4ec213e14884a41152ae1.jpg)
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/44e/411/1aa/44e4111aa587090189b909e27984a552.jpg)
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/2f2/e55/dd2/2f2e55dd2b0eb0a63303a074aafd06dd.jpg)
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/aa8/4c9/c4e/aa84c9c4e583810c1472ca5d553e8919.jpg)
![image](https://habrastorage.org/getpro/geektimes/post_images/92a/4a2/8c3/92a4a28c374012d6b3cc7242f616411c.jpg)
Вот такой коптер получился. Единственное, чем я недоволен — это вес. Облегчить конструкцию не удалось, за счет зажимов для трубок и огромного количества винтов с гайками общий вес поднялся до 1950 грамм. Однако это еще вполне в рамках мощности привода — мои сомнения были полностью развеяны во время первого полета.
Первый полет
Ощущения от первого полета: фантастика! Коптер стоит в воздухe как вкопанный, отлично управляется как визуально, так и через FPV. Время полета на одном заряде — 14 минут, и запаса мощности хватает с лихвой для вполнe комфортабельного полета и маневрирования. С настройками контроллера я еще слегка поковыряюсь — GPS работает плохо (позицию практически не держит, return-to-home не работает), да и PID-параметры надо подстроить (убавить P по оси крена, чтобы избавиться от видимых в видео легких поперечных вибраций).
В общем и целом, проект удался. Коптер я буду активно использовать для полетов и съемок в ближайшие недели.
Любые вопросы, комментарии и т.д. приветствуются.