Хочу поделиться с хабрасообществом своими наработками в этой области. В частности, отдаю в открытый доступ разработанную мной раму, модуль подсветки и все знания, которые я получил в процессе постройки своего аппарата.
Сейчас мой коптер выглядит так:
Свой коптер я строил в паре с младшим братом и у меня была основная цель увлечь его электроникой. У меня не было желания разрабатывать математические алгоритмы с нуля. Мы просто, как и многие, взяли готовые элементы и собрали все вместе. За основу мы взяли полетный контроллер DJI NAZA с аппаратурой радиоуправления Turnigy 9x. Самостоятельно мы разработали только раму и блок управления навигационными огнями о которых и поговорим.
Самое простое решение — скрутить из алюминиевого профиля крестовину. Для соединения мы использовали плату, которая по-совместительству стала дистрибьютером питания:
Мы даже приделали к ней небольшую защиту для полетного контроллера. С этой рамой мы впервые полетели, но удовольствия было мало. Винты постоянно ломалсь, вся она была кривая и плохо продуманная, а в конце концов пропал минус питания на одном из регуляторов. В итоге мы решили сделать качественно новую раму.
Новую раму мы решили сделать из композитного материала. Для начала мы сделали то, что первое пришло в голову и вырезали вот это:
Мы даже не стали ее собирать. Когда я впервые взял ее в руки мне стало сразу понятно, что она невероятно тяжелая. Зато проанализировав свои ошибки мы ее сильно оптимизировали и получили вот такую конструкцию:
С этой рамой коптер выглядел невероятно круто! И еще у этой рамы была хорошая виброизоляция. Коптер состоял из двух массивных, виброизолированных деталей — электроника с аккумулятором и круги с двигателями…
..., но он все еще был очень тяжел — больше 1,5кг с аккумулятором. Время полета было 3-4 минуты. Конечно, он уже летал стабильней, но в таком виде оставаться не мог и мы приступили к работе над актуальной версией рамы.
В итоге мы отказались от виброизоляции но тщательно проработали очень много других деталей.
Во-первых, мы отказались от платы-дистрибьютера питания. Вместо этого, мы разработали конструкцию рамы так, что у него в середине есть полость в которой спрятаны все провода. Провода подстветки тоже продернуты у нас через лучи рамы.
Во-вторых, мы очень точно разметили посадочные места под полетный контроллер и двигатели. NAZA обязательно должна стоять в середине и у нас это обеспечено с точностью ЧПУ-станка.
В-третьих, мы заранее продумали посадочные опоры.
Впрочем, проще один раз увидеть.
Чертеж рамы для резки выполнен в Nanocad. Белые линии — сквозной рез, синие — V-образный пропил по линиям гиба. Вся рама состоит из двух деталей — крестовины и площадки для аккумулятора. Ее резка стоила около 800 рублей.
А вот уже вырезанная заготовка:
В качестве направляющих мы использовали алюминиевый профиль 10х10. Композитная заготовка крепится на нем заклепками. На этом снимке не очень удачно скреплен профиль между собой. Чуть позже мы расскажем о том, как мы переделали перекрестие.
Далее мы установили регуляторы хода и соединили все питающие цепи пайкой. Соединения выполнены с нижней стороны коптера и закрываются крышкой-площадкой для аккумулятора.
Затем ушки загибаются и прикручивается площадка для аккумулятора. На эту площадку мы приклеили силиконовые прокладки, для того, чтобы аккумулятор не скользил. Сам аккумулятор крепится на двух липучках.
Особое внимание мы уделили опорам. На первом снимке видно, что они разнесены довольно далеко. За счет этого, даже когда коптер приземляется с большим креном, вращающиеся винты не задевают землю. Сами опоры сделаны из держателей сантехнических труб. В эти же кольца установлена светодиодная лента — навигационные огни. Обратите внимание, что провода от нее тоже уходят в недра рамы:
У такого решения есть недостаток. При жестких посадках оказывается большая нагрузка на крестовину. При первых же полетах рама у нас сломалась и мы в очередной раз пересобрали коптер.
Сейчас один луч коптера цельный, а второй прерывается и укреплен двутавром:
Мы очень довольны проделанной работой. Коптер выглядит эстетично и летает довольно стабильно, даже без GPS. Если вы хотите собрать такую же раму, то здесь вы сможете скачать чертеж рамы в формате *.dwg.
В заключение раздела о раме — один из ее первых полетов, который состоялся на выставке, приуроченной к международной олимпиаде по программированию. Пилот — мой младший брат.
Моя основная статья, посвященная опытам с рамой лежит в моем блоге.
Еще мы разработали очень простую плату, позволяющую управлять подсветкой коптера с пульта. Подсветка коптера нужна для определения ориентации коптера в пространстве и в декоративных целях.
Плата управления содержит минимум возможных элементов: микроконтроллер Attiny13, транзисторную сборку, резистор и два разъема. На схеме сам модуль и условно показана подсветка:
Питается и управляется плата через разъем приемника. Если установить на нее угловой разъем, то можно даже воткнуть ее прямо в приемник. Размеры чуть больше корпуса DIP8. Брал микросхему именно в DIP'е, чтобы программировать ее в ZIF-сокете. А еще чтобы расположить под ней остальные элементы.
Программа микроконтроллера реализует четыре эффекта:
Демонстрационное видео:
А вот так мы установили эту плату на раму:
Ссылки для скачивания: плата, hex-фал. Фьюз-биты нужно оставить заводские.
Это репост части основной статьи из моего блога.
Помимо прочего, все что мы освоили в ходе работы над коптером мы постили в нашем блоге. Получился довольно законченный цикл статей. Он может показаться поверхностным, но для начинающего его хватит очень на долго. Вот ссылки на все части нашего цикла статей:
Часть 1. Что такое квадрокоптер
Часть 2. Элементы квадрокоптера
Часть 3. Все об аккумуляторах для квадрокоптеров
Часть 4. Рама квадрокоптера
Часть 5. Подсветка коптера
Часть 6. Подключение элементов квадрокоптера
Часть 7. Настройка пульта Turnigy9x для коптера
Часть 8. Настройка регуляторов оборотов бесколлекторного двигателя
Часть 9. Настройка полетного контроллера DJI NAZA
Помимо прочего я увлекаюсь скалолазанием. На нашем коптере есть камера и вопроса «что снимать» у меня не было.
Мы сделали небольшое видео с тренировки по скалолазанию. Его качество довольно низкое — помните, что это видео делали не профессионалы, самодельным коптером на GoPro по-китайски:
С момента публикации этой статьи ко мне много раз обращались с просьбой продать плату управления подсветкой. В связи с этим, я принял решение, изготовить несколько модулей, так что вы можете купить готовый, собранный и запрограммированный модуль.
Конкретно эти платы запрограммированы на мигание так, как на видео:
Такие режимы пользуются большей популярностью, как показала практика. Если вы хотите что-то другое, то напишите мне этом и я сделаю то, что вам нужно.
Если вы хотите приобрести готовую плату, просто напишите мне на почту info@customelectronics.ru.
Сейчас мой коптер выглядит так:
Свой коптер я строил в паре с младшим братом и у меня была основная цель увлечь его электроникой. У меня не было желания разрабатывать математические алгоритмы с нуля. Мы просто, как и многие, взяли готовые элементы и собрали все вместе. За основу мы взяли полетный контроллер DJI NAZA с аппаратурой радиоуправления Turnigy 9x. Самостоятельно мы разработали только раму и блок управления навигационными огнями о которых и поговорим.
Первые опыты с рамой
Самое простое решение — скрутить из алюминиевого профиля крестовину. Для соединения мы использовали плату, которая по-совместительству стала дистрибьютером питания:
Мы даже приделали к ней небольшую защиту для полетного контроллера. С этой рамой мы впервые полетели, но удовольствия было мало. Винты постоянно ломалсь, вся она была кривая и плохо продуманная, а в конце концов пропал минус питания на одном из регуляторов. В итоге мы решили сделать качественно новую раму.
Новую раму мы решили сделать из композитного материала. Для начала мы сделали то, что первое пришло в голову и вырезали вот это:
Мы даже не стали ее собирать. Когда я впервые взял ее в руки мне стало сразу понятно, что она невероятно тяжелая. Зато проанализировав свои ошибки мы ее сильно оптимизировали и получили вот такую конструкцию:
С этой рамой коптер выглядел невероятно круто! И еще у этой рамы была хорошая виброизоляция. Коптер состоял из двух массивных, виброизолированных деталей — электроника с аккумулятором и круги с двигателями…
..., но он все еще был очень тяжел — больше 1,5кг с аккумулятором. Время полета было 3-4 минуты. Конечно, он уже летал стабильней, но в таком виде оставаться не мог и мы приступили к работе над актуальной версией рамы.
Окончательный вариант рамы
В итоге мы отказались от виброизоляции но тщательно проработали очень много других деталей.
Во-первых, мы отказались от платы-дистрибьютера питания. Вместо этого, мы разработали конструкцию рамы так, что у него в середине есть полость в которой спрятаны все провода. Провода подстветки тоже продернуты у нас через лучи рамы.
Во-вторых, мы очень точно разметили посадочные места под полетный контроллер и двигатели. NAZA обязательно должна стоять в середине и у нас это обеспечено с точностью ЧПУ-станка.
В-третьих, мы заранее продумали посадочные опоры.
Впрочем, проще один раз увидеть.
Чертеж рамы для резки выполнен в Nanocad. Белые линии — сквозной рез, синие — V-образный пропил по линиям гиба. Вся рама состоит из двух деталей — крестовины и площадки для аккумулятора. Ее резка стоила около 800 рублей.
А вот уже вырезанная заготовка:
В качестве направляющих мы использовали алюминиевый профиль 10х10. Композитная заготовка крепится на нем заклепками. На этом снимке не очень удачно скреплен профиль между собой. Чуть позже мы расскажем о том, как мы переделали перекрестие.
Далее мы установили регуляторы хода и соединили все питающие цепи пайкой. Соединения выполнены с нижней стороны коптера и закрываются крышкой-площадкой для аккумулятора.
Затем ушки загибаются и прикручивается площадка для аккумулятора. На эту площадку мы приклеили силиконовые прокладки, для того, чтобы аккумулятор не скользил. Сам аккумулятор крепится на двух липучках.
Особое внимание мы уделили опорам. На первом снимке видно, что они разнесены довольно далеко. За счет этого, даже когда коптер приземляется с большим креном, вращающиеся винты не задевают землю. Сами опоры сделаны из держателей сантехнических труб. В эти же кольца установлена светодиодная лента — навигационные огни. Обратите внимание, что провода от нее тоже уходят в недра рамы:
У такого решения есть недостаток. При жестких посадках оказывается большая нагрузка на крестовину. При первых же полетах рама у нас сломалась и мы в очередной раз пересобрали коптер.
Сейчас один луч коптера цельный, а второй прерывается и укреплен двутавром:
Мы очень довольны проделанной работой. Коптер выглядит эстетично и летает довольно стабильно, даже без GPS. Если вы хотите собрать такую же раму, то здесь вы сможете скачать чертеж рамы в формате *.dwg.
В заключение раздела о раме — один из ее первых полетов, который состоялся на выставке, приуроченной к международной олимпиаде по программированию. Пилот — мой младший брат.
Моя основная статья, посвященная опытам с рамой лежит в моем блоге.
Подсветка коптера
Еще мы разработали очень простую плату, позволяющую управлять подсветкой коптера с пульта. Подсветка коптера нужна для определения ориентации коптера в пространстве и в декоративных целях.
Плата управления содержит минимум возможных элементов: микроконтроллер Attiny13, транзисторную сборку, резистор и два разъема. На схеме сам модуль и условно показана подсветка:
Питается и управляется плата через разъем приемника. Если установить на нее угловой разъем, то можно даже воткнуть ее прямо в приемник. Размеры чуть больше корпуса DIP8. Брал микросхему именно в DIP'е, чтобы программировать ее в ZIF-сокете. А еще чтобы расположить под ней остальные элементы.
Программа микроконтроллера реализует четыре эффекта:
- Непрерывное свечение
- Однократные вспышки
- Двойные вспышки
- Попеременное включение
Демонстрационное видео:
А вот так мы установили эту плату на раму:
Ссылки для скачивания: плата, hex-фал. Фьюз-биты нужно оставить заводские.
Это репост части основной статьи из моего блога.
Заключение
Помимо прочего, все что мы освоили в ходе работы над коптером мы постили в нашем блоге. Получился довольно законченный цикл статей. Он может показаться поверхностным, но для начинающего его хватит очень на долго. Вот ссылки на все части нашего цикла статей:
Часть 1. Что такое квадрокоптер
Часть 2. Элементы квадрокоптера
Часть 3. Все об аккумуляторах для квадрокоптеров
Часть 4. Рама квадрокоптера
Часть 5. Подсветка коптера
Часть 6. Подключение элементов квадрокоптера
Часть 7. Настройка пульта Turnigy9x для коптера
Часть 8. Настройка регуляторов оборотов бесколлекторного двигателя
Часть 9. Настройка полетного контроллера DJI NAZA
PS:
Помимо прочего я увлекаюсь скалолазанием. На нашем коптере есть камера и вопроса «что снимать» у меня не было.
Мы сделали небольшое видео с тренировки по скалолазанию. Его качество довольно низкое — помните, что это видео делали не профессионалы, самодельным коптером на GoPro по-китайски:
UPD
С момента публикации этой статьи ко мне много раз обращались с просьбой продать плату управления подсветкой. В связи с этим, я принял решение, изготовить несколько модулей, так что вы можете купить готовый, собранный и запрограммированный модуль.
Конкретно эти платы запрограммированы на мигание так, как на видео:
Такие режимы пользуются большей популярностью, как показала практика. Если вы хотите что-то другое, то напишите мне этом и я сделаю то, что вам нужно.
Если вы хотите приобрести готовую плату, просто напишите мне на почту info@customelectronics.ru.
