poniedziałek, 16 czerwca 2014

[1] Budujemy quadcopter - potrzebne części


Choć quadcopter to nasz projekt poboczny (wolimy skrzydlate maszyny latające ;) tak jak obiecaliśmy w poprzednim wpisie - zrobimy również relację z budowy klasycznego 4-śmigłowego coptera - najpopularniejszego wśród wielowirnikowców i tym samym pokażemy jak zbudować quadcopter od zera. Jako, że sami nie mieliśmy nigdy nic do czynienia z copterami naszą relację kierujemy przede wszystkim dla totalnych laików w tym temacie - takich jak my ;). Dzięki temu każdy, kto tylko będzie miał chęć zbudować dla siebie quadcopter - miejmy nadzieję, że dzięki naszej relacji - będzie miał znacznie ułatwione zadanie. Zarazem przestrzegamy: copter, który zamierzamy zrobić i opisać jego budowę nie będzie zabawką - przy wadze ok. 2kg i 4 dużych całkiem ostrych śmigłach może stanowić poważne zagrożenie dla pilota i osób postronnych. Ponieważ zdjęcia są przeważnie bardziej szokujące niż suchy opis...


Zdjęcia pochodzą stąd: https://www.facebook.com/media/set/?set=a.661365530623893.1073741835.400034486757000&type=1
Odradzamy zatem budowę tym, którzy traktują drony jedynie w kategorii zabawy i "do polatania w domu". Zdecydowanie lepiej kupić w takiej sytuacji mały copter typu Biedronka np. taki - do zabawy wystarczy, nikomu krzywdy nie zrobi, a zabawa pewnie też jest niezła.

Po tym nieco zbyt długim wstępie przechodzimy do pierwszego etapu czyli do sporządzenia listy części (elektronicznych i nie), które będą nam potrzebne do ulotnienia quadcoptera.

Będą to:

  1. Nadajnik (aparatura) i odbiornik RC
  2. Kontroler lotu (płytka sterująca)
  3. Silniki bezszczotkowe wolnoobrotowe (do 1000KV) - 4 sztuki
  4. Regulatory ok. 25-30A, częstotliwość pracy 400Hz - 4 sztuki
  5. Płytka zasilająca (do łączenia zasilania wszystkich regulatorów z jednej baterii)
  6. Bateria Li-pol 4000-5000mAh, pakiet 3S (+ ładowarka do baterii jeśli ktoś nie posiada)
  7. Śmigła 10x4,5 lub 11x4,7 - 4 sztuki
  8. Adaptery do montażu śmigieł do silników - 4 sztuki
  9. Rama quadcoptera
Poniżej krótkie omówienie poszczególnych części.

1. Nadajnik (aparatura) i odbiornik RC
Rzecz oczywista dla każdego modelarza RC - nieco mniej oczywista dla pozostałych. Jeśli quadcopter ma być twoim pierwszym w życiu modelem RC to prawdopodobnie nie posiadasz aparatury do sterowania ani odbiornika i będziesz musiał się w nią zaopatrzyć. Wybór aparatur jest dość duży na rynku i radzę nie oszczędzać przesadnie przy jej zakupie mają na względzie latanie dronem za co najmniej kilkaset złotych. W przypadku quadcoptera do sterowania będzie nam potrzebne 4 kanały zatem minimalnie aparatura musi być 4-kanałowa, warto jednak pomyśleć co najmniej o 6 kanałach, szybko mogą okazać się potrzebne. Średni koszt to ok. 500zł wzwyż.

Przykładowe aparatury:
2. Kontroler lotu (płytka sterująca)
Serce naszego drona - najważniejszy element całej konstrukcji. Od wyboru płytki sterującej będzie zależeć charakterystyka lotu naszego quadcoptera, sposób jego konfiguracji, stabilność w locie i łatwość jego sterowania. Tutaj wybór jest również bardzo szeroki - od najprostszych rozwiązań takich jak płytki KK 2.0 za ok. 100zł po bardzo zaawansowane systemy kontroli lotu takie jak NAZA V2 wraz z GPS i Autopilotem kosztujące w granicach 1000zł. Oczywiście jest cały szereg dobrych płytek sterujących w zakresie 100-1000zł więc wybór zależy głównie od zasobności portfela. My prawdopodobnie użyjemy Arducoptera APM 2.6 - koszt tego rozwiązania to ok. 400-500zł w przypadku "podróbki" i ok. 800zł w przypadku oryginału z DIYDRONES.com.

3. Silniki bezszczotkowe wolnoobrotowe (ok. 1000KV)
Tutaj przede wszystkim trzeba zwrócić uwagę na obroty silnika - proponowane do 1000KV - oraz niskie osadzenie silnika co zapobiega nadmiernym drganiom. Wystarczy szukać silników dedykowanych do multicopterów - w czasach dużej popularności wielowirnikowców w zasadzie każdy producent silników modelarskich ma już w swojej ofercie dedykowaną serię do copterów. Koszt za sztukę to ok. 50zł i więcej.

4. Regulatory ok. 25-30A, częstotliwość pracy 400Hz
Warto wybierać regulatory również dedykowane do copterów - te odróżniają się przede wszystkim częstotliwością pracy do 400Hz oraz wgranym oprogramowaniem do copterów np. popularnym SimonK albo BLHELI (dwa najpopularniejsze oprogramowania). Co do prądowej wydajności powinno wystarczyć 25A.

5. Płytka zasilająca
W zasadzie nie jest to rzecz konieczna - zamiast tego można po prostu zlutować kable. Jako, że jest to jednak dość karkołomne a płytka kosztuje ok. 10zł - warto się w nią zaopatrzyć.

6. Bateria Li-pol 3S 4000-5000mAh
Standardowa bateria "modelarska" - 3-celowa (3S - zawiera 3 cele w baterii) litowo-polimerowa o pojemności ok. 4000 - 5000 mAh powinna zapewnić ok. 15 minut lotu.

7. Śmigła 10x4,5 lub 11x4,7
Wielkość śmigieł jest ściśle związana z silnikiem, którego użyjemy. Prawdopodobnie będzie to rozmiar 10 lub 11 cali średnicy i 4,5 lub 4,7 cala skoku śmigła. Producenci silników zwykle podają w instrukcji dla jakich śmigieł i pakietów LiPol (my zakładamy 3S) uzyskujemy odpowiedni ciąg silnika. Inną istotną rzeczą przy wyborze śmigieł jest ich jakość - radzimy wystrzegać się miękkich śmigieł takich jak GWS czy Gemfan, które są słabej jakości i potrafią odpaść w locie.

8. Adaptery do montażu śmigieł do silników
Adaptery są związane z kupowanymi śmigłami bądź silnikami zatem ich wybór będzie zależał od wybranego silnika lub samego śmigła.

9. Rama coptera
Na koniec zostawiliśmy sobie wybór ramy, aczkolwiek jego wybór będzie dla każdego bardzo subiektywny i zapewne przeważą względy estetyczne i ekonomiczne. Ceny ram są bardzo różne w zależności od wielkości i przede wszystkim wykorzystanego materiału. Najwytrzymalsze będą ramy z rurek węglowych i elementów metalowych, ale jednocześnie jest to rozwiązanie najdroższe (od kilkuset złotych do kilku tysięcy). Z kolei ramy ze sklejki kosztują po kilkadziesiąt złotych, ale po uderzeniu w ziemię nie będzie co zbierać... My wybraliśmy rozwiązanie wytrzymalsze, ale w rozsądnej cenie (TAROT FY650). Oczywiście znaczenie ma jeszcze sama wielkość ramy. Dla naszego coptera będzie to 65cm szerokości/średnicy, dzięki czemu bez problemu będzie można zastosować śmigła 10-11 calowe.

Tyle na początek. Nie sugerowaliśmy ani nie proponowaliśmy konkretnych silników, regulatorów, śmigieł itp. ponieważ sami jeszcze nie mamy ich wybranych, ani nie chcemy narzucać wam żadnych konkretnych modeli. Oczywiście gdy sami dokonamy wyboru - napiszemy jak wygląda nasz zestaw i będziecie mogli brać z niego przykład lub naturalnie dobrać sobie sprzęt wg własnego uznania. Pozdrawiamy!

36 komentarzy:

  1. Tez jestem laikiem ale wizja zbudowania wlasnego sprzetu napedza. Nie moge sie doczekac dalszej czesci!

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Dzięki, taki komentarz motywuje! A już jutro kurier przybywa z pierwszymi zamówionymi częściami ;)

      Usuń
    2. Fajnie by było jakbyście podali dokładną listę cześci z jakich budujecie drona i ich koszt, a najlepiej linki do produktów w sklepach :P

      Usuń
  2. Serwo tutaj nie jest potrzebne? Czekamy na kolejne części :)

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Serwo do sterowania copterem nie - wszystkie ruchy drona są wykonywane za pomocą ruchu śmigieł (a dokładnie różnych prędkości i kierunku obrotu śmigieł). Kolejny wpis będzie właśnie o tym, a następny - gdy skompletujemy całą potrzebną elektronikę - będzie już miejmy nadzieję o montażu tego w całość ;) Pozdrawiam.

      Usuń
    2. Dzięki za info. Nie mogę się doczekać dalszych części :)

      Usuń
  3. Będzie kiedyś opis + zdjęcia kolejnych czynności podczas składania?

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Jasne, że tak. Wszystko w swoim czasie - aktualnie czekamy na zamówione części. Zapraszam wkrótce.

      Usuń
    2. Pewnie, że wpadnę, sam mam zamiar budować ale na początek kupie coś gotowego i pouczę się pilotażu.

      Usuń
  4. Chcemy z kolegą zrobić własnego coptera, mamy już doświadczenie z heli w lataniu, więc teraz czas na coś nowego :). Wydaje mi się że nic nie dorówna frajdzie latania czymś, co się samemu zbudowało. Nie mogę doczekać się kolejnych części.

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Wychodzimy z tego samego założenia - najprzyjemniej lata się własnymi konstrukcjami stworzonymi od podstaw! Pozdrawiam i cierpliwości w oczekiwaniu na następne wpisy z budowy quadcoptera ;)

      Usuń
  5. niektóre drony sterowane są ze smartfona. Fajnie by było również ten wątek poruszyć. Ponieważ mnie bardzo ciekawi:)

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Drony sterowane smartfonem to przede wszystkim AR.Dron firmy Parrot. Z racji małej precyzji przy sterowaniu ekranem dotykowym i niewielkiego zasięgu (poprzez bluetooth lub wifi) są raczej traktowane jak zabawki. No i niezbyt sobie wyobrażam robienie takiego drona samodzielnie, bo wymagałby stworzenia oprogramowania do sterowania.

      Usuń
    2. Wydaje mi się, że do tego wystarczy ten bajer:
      http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__21430__Hobbyking_IOS_Android_4CH_WiFi_Receiver.html
      Nie wiem jak się tym steruje, ale takie coś istnieje, i wcale nie kosztuje ogromnych pieniędzy :)

      Usuń
    3. Faktycznie fajny bajer, nie wiedziałem o tym ;) Przypuszczam, że wmontowanie tego urządzenia oraz konfiguracja jest prosta, raczej każdy sobie poradzi. Jak napisałem wcześniej, sterowanie za pomocą ekranów dotykowych jest wysoce nie prezycyjne i zasięg 100m jest bardzo niezadowalający więc raczej my sobie odpuścimy takie zabawki ;) Nie zmienia to faktu, że te 80-90zł to niewielki koszt i jak ktoś ma ochotę to czemu nie przetestować takiego rozwiązania ;)

      Usuń
  6. Super artykuł!
    Jaka będzie tak orientacyjnie masa drona i ciąg śmigieł?
    Ciekawy jestem ile będzie w stanie dodatkowego osprzętu załadować (np kamera i dodatkowe aku)
    Ja myślę nad zakupem silniki noname KV >= 1200 i podobny gabaryt reszty.

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Planujemy masę koptera w granicach 1.8kg (500g rama, 500g bateria, regulatory 200g, silniki + śmigła 400g, APM 2.6 + GPS ok. 150g i ok. 100g na dodatkowe kable). Poza tym planujemy FPV + GoPro (200g) więc razem wyjdzie ok. 2kg. Ciąg na zastosowanych przez nas silnikach planujemy: dla śmigieł 10x4.5 ciąg ok. 2700g (od tego zaczniemy testy), na 11x4.7 ok. 3200g. Zobaczymy jak wyjdzie w rzeczywistości ;)

      Usuń
    2. Dzięki temu artykułowi siedzę po nocach i obmyślam nowy plan!

      Już się rozpisywałem dziś pod innym artykułem.
      Waga mojego (planowanego) quada będzie w okolicach 1100g - bez FPV
      Jednak chciałbym w przyszłości mieć FPV'kę.

      Silniki pospolite 2212 920kv. Śmigła do tego to 9x6 ~ 10x4.7.
      Które wybrać? A może należy wziąć 2213 935kv?
      podrzucam linki:

      2212:
      http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__65262__Multistar_2212_920KV_Multi_Rotor_Motor_Set_w_CW_and_CCW_Threaded_Shafts_4pcs_box_EU_Warehouse_.html

      2213:
      http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__43884__MT2213_935KV_MultiStar_Motor_and_Propeller_Combo_10_4_5_CW_CCW.html

      Usuń
    3. Witamy! Odpisałem już w tej sprawie pod innym artykułem - zdecydowanei 2213 935kv 200W - moc prawie dwa razy większa od 2212, a do 1,5kg koptera zdecydowanie będzie to potrzebne!

      Usuń
  7. Witam,
    wasz blog jest spełnieniem moich marzeń - nie mogę się od niego oderwać już od kilku godzin! Rewelacja!

    Oczywiście w sprawach dronów - jestem zieleńszy od trawy - o czym za chwilę się dowiecie.
    Na chwilę obecną miałem okazję "pobawić się" Quadracoptrem micro Hubsan H111 Nano oraz Phantomem 2 - którym doskonalę swoje umiejętności z dnia na dzień.
    Po lataniu Phantomem załapałem bakcyla na tyle że muszę zbudować swojego Quadrocoptra - i nie ma możliwości żeby ktoś mnie od tego odwiódł! (żona już nawet nie próbuje ;-) ).
    Rozczytując się w komentarzach innych czytelników mam coraz większy mętlik w głowie.
    W moim przedsięwzięciu na pewno ograniczać będzie mnie budżet i tutaj moje wielkie - być może nie najmądrzejsze pytanie:
    - biorąc pod uwagę że mam nieograniczony (jak na razie) dostęp do zestawu Phantom 2), chciałbym zapytać czy w budowaniu mojego dron'a - w celu obniżenia kosztów, mogę skorzystać z niektórych "rzeczy" z zestawu DJI? Mam na myśli ładowarkę do baterii i nadajnika (chodzi mi o te "pudełeczko" z wajchami do sterowania ;-) ?
    Proszę o wyrozumiałość i odpowiedź

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Wow dzięki za taki komplement :D. O mętlik się nie martw - chyba ma go każdy kto zaczyna lub ktoś, kto lata Phantomem a przy chęci zbudowania od podstaw koptera zaczyna widzieć ile jest różnych kwestii do ogarnięcia. Sami zaczynaliśmy od zera nieco ponad pół roku temu mając jedynie doświadczenie ze zwykłymi samolotami RC i jakoś to poszło ;).
      Jeśli chodzi o Twoje pytanie to nie mając żadnego doświadczenia z gotowym produktem jakim jest Phantom mogę tylko tyle powiedzieć, że będzie ciężko zaadoptować do niego nadajnik (lub szerzej - aparaturę), a nawet i ładowarkę. Jeśli chciałbyś użyć aparatury z nadajnikiem to w modelu musialbyś użyć prawdopodobnie tego samego odbiornika, który siedzi w Phantomie (czyli to: http://dronavista.pl/pl/aparatury/484-phantom-2-modu%C5%82-odbiornika.html). Dodatkowo Phantom z tego co widzę posiada coś takiego jak "płytę główną" (http://dronavista.pl/pl/phantom-2-vision-i-vision/716-p%C5%82yta-g%C5%82%C3%B3wna.html) i sądząc po budowie odbiornika, to on sam nie zadziała bez płyty głównej. Nawet jakbyś wymontował to wszystko pozostaje pytanie czy będzie można (i czy będziesz umiał) podłączyć to do jakiejś innej jednostki sterującej niż ta, która siedzi w Phantomie w oryginale. Skracając jednak wywód - Phantom to sprzęt zaprojektowany tak, żeby działał na własnych zasadach i podzespołach. Można sobie do niego dokupować części zamienne, ale są to części stricte dedykowane, firmowe, a przez to bardzo możliwe, że nie będą współpracować z niczym innym. Ładowarka z tego co widzę na zdjęciach też została zaprojektowana tak, że ma specyficzny sposób łączenia pasujący jedynie do gniazda baterii oryginalnych do Phantoma więc obawiam się, że też nie posłuży. Na pocieszenie mogę powiedzieć, że ewentualnie można by wykorzystać silniki i śmigła, natomiast wiadomo, że to wiąże się z koniecznością wymontowania ich z gotowego modelu, który będzie przez to uziemiony. Aparaturą jakoś bym się nie przejmował, za 300-400zł można mieć nową, bardzo popularną obecnie Turnigy 9 (lub nowszą 9X). Nowa uniwersalna ładowarka to koszt 100zł. Niestety ciężko tutaj coś zaoszczędzić. Wbrew pozorom złożenie sprzętu od zera może być (przeważnie jest) bardziej kosztowne niż kompletny zestaw pokroju Phantoma.

      Usuń
  8. Witam.mam pytanie czy faktycznie aparatura turnigy 9x czy 9xr warte są kupienia i czy te na allegro można bez obaw kupić?

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Za tę cenę nie znajdzie Pan raczej nic lepszego. Jest używana przez masę modelarzy w Polsce i na świecie więc coś musi w niej być ;)

      Usuń
  9. Czy moglibyście polecić jakąś ramę poza Tarot-FY650? Niestety ciężko z dostaniem Tarota w Polsce.

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Proszę szukać czegoś o podobnym rozstawie silników, raczej nie ma drugiej takiej ramy, która by miała tak składane ramiona i podwozie, ale moze taka podejdzie: http://radio-modele.pl/rama-quadcopter-slimone,457,20596.html, albo taka: http://radio-modele.pl/rama-quadcopter-x580-z-materialu-g10-na-wysokim-podwoziu,457,20565.html. Sami nie używaliśmy więc nie powiem, że są sprawdzone, ale wyglądają ok.

      Usuń
  10. Witam!

    Chciałbym dowiedzieć się czy regulatory obrotów silniczków sterują napięciem czy natężeniem prądu?

    Pozdrawiam

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Jeśli mówimy o trójfazowych silnikach i regulatorach, to "dla 3-fazowych silników sterujesz częstotliwością przełączania faz przy stałym napięciu zasilania. Od częstotliwości tych zmian zależy prędkość obrotowa. Jedyne co się zmienia to natężenie prądu, który jest pobierany. Im większe obciążenie tym większego prądu wymaga przekręcenie wirnika o jeden krok."

      Usuń
    2. Dziękuje za odpowiedź.

      Usuń
    3. czesc,
      gratuluje calego cyklu o budowie quadcoptera :)
      przygotowuje sie do budowy wlasnego qcoptera, ze wzgledu na ograniczenia finansowe czesci bede chcial zanabyc na chinskim portalu alliexpress (RC 9CH - majac na uwadze rozbudowe do HEX + dodatki w przyszlosci) i przegladajac propozycje z RC natknalem sie na okreslenie urzadzen nadawczo odbiorczych jako "open pilot"
      zauwazylem ze jest to projekt zwiazany z budowa i oprogramowaniem RC
      czy mozecie napisac czy spotkaliscie sie z w/w urzadzeniami i jakie macie na ich temat zdanie?
      bede wdzieczny za odpowiedz

      pozdr
      Tomek

      Usuń
    4. Jedyny "open pilot" jaki kojarzę to CC3D Open Pilot - to jest kontroler lotu do prostych kopterów i płatowców, używamy go w QAV250: http://zrobsobiedrona.blogspot.com/2015/01/2-budujemy-dron-wyscigowy-qav-250.html. Jeśli nie o to chodzi to musisz sprecyzować co to ten "open pilot".

      Usuń
  11. Przy zakupie ramy IRON MAN 650 uważajcie na różnice w modelach. Ja, przez niedopatrzenie, zakupiłem z Allegro ramę, ale w wersji TL65B02 która to nie ma składanego podwozia. Oczywiście można dokupić nogi, ale sumarycznie wychodzi to drożej niż zakup wersji TL65B01 ze składanym "podwoziem".

    OdpowiedzUsuń
  12. Mój dron lata, ale cały czas walczę z "jello" z tego co wyczytałem to może być problem po stronie ramy lub dużych śmigieł. Ramę mam s500 silniki emax 2213, śmigła testowałem plastikowe oraz kompozytowe. Czy faktycznie śmigła 10x4,5 będą za duże do tej ramy? carbonowych jeszcze nie testowałem [przesyłka w drodze ;)] zastanawiam się czy zamiana na 9x4,5 coś zmieni? (z tego co piszą to tak)

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Rozumiem, że efekt jello widoczny na kamerze. A kamera zamieszczona na gimbalu? Powodów może być wiele - często to są faktycznie śmigła (ale nie słyszałem, że powodem są duże śmigła), może są już po kraksie, lekko skrzywione i niewyważone powodują drgania konstrukcji. Problem też może leżeć w gumkach, na których mocuje się gimbal - je też bym wymienił. Rama 500 i śmigła 10x4.5 powinny być OK, to taki standard i nie będą o siebie zahaczać, ale możesz próbować z 9x4.5 tylko ciąg wtedy będzie mniejszy.

      Usuń
  13. Tak kamera z gimbalem ( kontroler BGC 3.1), podejrzewam jeszcze przyczynę po stronie samego gimbala (czasami dziwnie pracuje). Śmigła raczej nowe założone i nic to nie zmienia. Jeżeli chodzi o gumki to próbowałem różne mocowania gimbala, ale obraz jest bez zmian. Przejrzałem trochę filmików na yt i praktycznie każdy kto budował zestaw na takiej ramie ma identyczny problem z jello.

    OdpowiedzUsuń
  14. Super materiał...
    Jeżeli jednak będziecie Państwo potrzebować części których nie możecie nigdzie dostać, zachęcamy do skorzystania z naszego portalu:
    http://www.MaX-CustoM.pl
    Pozdrawiamy

    OdpowiedzUsuń

Popularne posty

Nasze zdjęcia dronów:

Created with flickr badge.