[1] Budujemy dron wyścigowy QAV-250 - Składanie części z zestawu

Witajcie w nowym roku i od razu z nowym projektem z naszej strony. Tym razem w nasze ręce wpadł mini-quadcopter QAV-250 ze sklepu ABC-RC. Jest to całkiem inna konstrukcja od naszego poprzedniego projektu dużego drona o średnicy 650 mm. Tym razem bierzemy na warsztat naprawdę mały i do tego relatywne tani quadcopter, który:

1. bardzo dobrze nadaje się do wyścigów dronów w klasie 250 (przekątna drona od przeciwległych silników wynosi jedynie 250mm)
2. jest stworzony do lotów FPV (w zestawie gotowa wręga na kamerę płytkową)
3. jest sprzedawany w kompletnym zestawie - do lotu potrzebna jest jedynie bateria i odbiornik+aparatura.

Jak na prawdę sprawuje się w locie, jakie są jego plusy i minusy dowiecie się tego z nami w następnym artykule. A póki co zabraliśmy się z jego budowę, czyli złożenie zestawu części w jedną całość. Zapraszamy do relacji!

Pierwsze zaskoczenie przy tej konstrukcji to pudełko z częściami, które... jest bardzo małe - ok. 15 - 20cm:

Jak widać nie jest to zestaw konkretnego producenta czy firmy - po prostu DIY Kit z częściami różnych producentów w mało atrakcyjnym pudełku z naklejką. No, ale nie ma co "oceniać książki po okładce" - liczy się przecież zawartość.

W środku natrafiamy w pierwszej kolejności na instrukcję po angielsku, która przede wszystkim zawiera spis wszystkich części znajdujących się w pudełku. Faktyczna instrukcja składania znajduje się na drugiej stronie i trzeba przyznać, że jest bardzo zdawkowa - do tego stopnia, że w zasadzie podczas składania zestawu raczej trzeba bazować na własnej intuicji i ewentualnie zdjęciach quadoptera ze strony sklepu abc-rc.pl.

Obie strony instrukcji:

A oto co znajduje się w zestawie:

Mamy tutaj m.in.:

• 8 śmigieł 5x3, po 4 lewe i 4 prawe, do tego w dwóch kolorach
• ok. 20 zipperów plastikowych
• rzep do mocowania baterii
• kabel do zasilania + dwa rodzaje końcówek do baterii (DEAN-T oraz XT-60)
• płytkę zasilającą (Power Board)
• 4 silniczki niewiadomej firmy o oznaczeniu 1804 i ilości obrotów 2400Kv, w tym dwa lewe i dwa prawe (prawe są oznaczone ręcznie pisanym R na pudełku oraz na samym silniku przy nazwie jest dopisana "R", jeśli nie ma to znaczy, że silnik jest lewy)
• 4 regulatory 12A z wgranym softem SimonK specjalnie do kopterów
• rama węglowa z dodatkowymi elementami węglowymi (nóżki, ramiona, wręga, podstawka itp.)
• sterownik-autopilot CC3D
• 4 gumowe wibroizolatory
• metalowe słupki do montażu
• dwa rodzaje (długości) śrubek montażowych i nakrętki

Teraz to czego nie ma:

• bateria Lipol 3S polecana przez producenta to 1300mAh
• odbiornik RC
• aparatura RC

OK, zabieramy się zatem do montażu. Będą nam dodatkowo potrzebne:

• klucz imbusowy 2mm
• mały śrubokręt krzyżak
• kombinerki
• lutownica + cyna
• opcjonalnie kawałek filcu ok. 5x5cm
• kostka/listwa zaciskowa do kabli - jak najmniejsza

Według instrukcji bierzemy jedną z dwóch identycznych długich części węglowych, które stanowią kadłub koptera, do tego dobieramy czerwone metalowe słupki oraz 8 MAŁYCH śrubek. Wszystko skręcamy:

Następnie przygotowujemy sobie 4 węglowe ramiona, 16 DŁUGICH śrubek i 16 nakrętek oraz drugą taką samą jak przed momentem płytkę węglową. Ramiona oraz płytkę węglową przykładamy tak, jak na zdjęciu poniżej, następnie przez 4 dziurki przekładamy od góry śrubki, a od spodu nakręcamy na nie nakrętki. Ręcznie się nie da tego zrobić więc najlepiej użyć imbusa 2mm do wkręcania oraz szczypców/kombinerek to trzymania nakrętek.

Po zakończeniu konstrukcja od spodu wyglądać powinna tak:

A od góry tak:

Teraz wybieramy, z której strony będzie przód naszego koptera (bez znaczenia) i wkładamy tam węglową wręgę specjalnie dedykowaną pod kamerę płytkową (jest oczywiście w zestawie, jej się nie przykręca, a jedynie wkłada w wycięte otwory). Następnie za pomocą krótkich śrubek (8 sztuk) i pozostałej długiej płytki węglowej przykręcamy ją od góry do konstrukcji:

Na naszych zdjęciach widać na samej górze już przymocowaną mniejszą płytkę, której montaż jest jedynie za pomocą gumowych kulek-podkładek zwanych wybroizolatorami. Jeszcze nie wiemy czy będzie nam potrzebna, ale na zdjęciach ładnie się prezentuje. Tutaj ważna informacja: dodatkową amortyzowaną płytkę można zamontować tylko z jednej strony też większej płytki węglowej, na której leży zatem warto na to zwrócić uwagę przy montażu. U nas akurat została zamontowana z tyłu koptera, ale żaden problem odwrócić całość tyłem do przodu. Na zdjęciu poniżej na przodzie koptera (z prawej) widać płytkę do montażu kamery płytkowej FPV. Dodatkowo zamontowane na wcisk małe "podnóżki" drona na jego ramionach:

OK - zatem składanie ramy mamy za sobą. Przyszedł czas na mniej lubiane przez nas zajęcie czyli lutowanie części elektronicznych. Zaczynamy od przylutowania kabli czarnych i czerwonych każdego z 4 regulatorów do płytki zasilającej Power Board - my to zrobiliśmy w ten sposób:

Jak widać płytka zasilająca jest przystosowana do przylutowania aż 8 regulatorów. My wykorzystaliśmy pola lutownicze jedynie po przeciwległych stronach płytki. Lutowaliśmy na zasadzie: przekładamy końcówkę kabla regulatora na drugą stronę płytki poprzez dziurkę w polu lutowniczym i lutujemy większą ilością cyny po drugiej stronie. Dalej przygotowujemy sobie do lutowania kabel zasilający całość (w zestawie dwie grube żyły w silikonowej izolacji + dwa rodzaje złącza do wyboru). My wybraliśmy złącze XT-60 z racji tego, że większość baterii mamy z taką końcówką. Wszystko przylutowane z bliska wygląda tak:

Jak łatwo zauważyć główne grube kable zasilające przylutowaliśmy z drugiej strony płytki niż kable od regulatora. W naszym przypadku ma to sens ponieważ płytkę zasilającą chcemy zamontować od spodu drona w ten sposób:

Kable idące z regulatorów do sterownika CC3D zostały wpuszczone przez środek płytki zasilające. Dodatkowo między płytkę zasilającą a ramę drona daliśmy kawałek filcu wycięty pod wymiar Power Board, a wszystko przymocowaliśmy dwoma zipperami (tu akurat czerwone, nasze prywatne, nie te z zestawu ;). Całość z góry wygląda tak:

Na zdjęciach powyżej widać teraz wyraźnie po co był nam główny kabel zasilający wlutowany odwrotnie - wyprowadziliśmy go do góry, żeby dosięgnął baterii gdziekolwiek się ona nie znajdzie na ramie. 

Przyszedł czas na montaż silników wg schematu:

Ponieważ w zestawie mamy silniki lewe i prawe, możemy je wykorzystać i zamontować na odpowiednich ramionach odpowiednie silniki.  Do ramy każdy z nich montujemy miniaturowymi śrubkami, które są w zestawie (w woreczkach z silnikami, łatwo je zgubić!). Na tym etapie musimy jednak przemyśleć cały sposób montażu silników i regulatorów tak, by kable były z dala od śmigieł i jednocześnie nie plątały się gdzieś na ramie. Wymyśliliśmy coś takiego:

• silniki montujemy tak, żeby kable wychodzące z silnika skierowane były w stronę końcówki ramion, a nie w stronę środka koptera (patrz obrazek poniżej)
• kable będziemy zawijać pod spód ramion
• regulatory montujemy od dołu ramion

Tutaj napotykamy jednak problem z łączeniem silników z regulatorami - w zestawie nie ma żadnych konektorów do ich łączenia. Niby nic wielkiego, ale zestaw powinien jednak zawierać komplet części nie licząc oczywiście narzędzi do ich montowania. Po dłuższych rozmyślaniach o tym, jak połączyć tak miniaturowe kabelki silników z niewiele większymi kabelkami regulatorów i żeby nie spędzić dodatkowo całego dnia na lutowaniu 24 końcówek kabli o średnicy ułamka milimetra (sic! na samą myśl mi się odechciało!:) wymyśliliśmy sprawdzone już w innym modelu... kostki do kabli elektrycznych:

Udało nam się dostać najmniejszą 2,5mm - niestety na mniejsze nie trafiliśmy. Żeby zmniejszyć jeszcze objętość usuwaliśmy łączniki plastikowe pomiędzy pojedynczymi zaciskami i obcinaliśmy nieco te rurki na śrubki dociskającymi, następnie sklejaliśmy ze sobą "pojedyncze ogniwa" po 3 - przy użyciu kleju szybkoschnącego np. Kropelki, Superglue itp.

W tak przygotowanych kostkach z jednej strony zacisnęliśmy kable z silnika a kostkę na zipper (paski zaciskowe z zestawu) montowaliśmy od spodu ramienia koptera:

Wszystko montowaliśmy w następującej kolejności: silnik do ramienia, kable zawinięte pod spód, kable silnika zamontowane w kostce elektrycznej, kostka przymocowana na zipper do ramy (tuż przed nóżką węglową), następnie przeplataliśmy przez nóżkę kable od regulatora i zaciskaliśmy w kostce elektrycznej. kable zwijaliśmy tak, żeby nie przeszkadzały i również zipperem razem z regulatorem montowaliśmy do ramienia. Całość wyszła tak (widok od spodu):

Zdajemy sobie sprawę (i uprzedzamy pytania), że taki montaż regulatorów blisko lub zwyczajnie na kablach nie jest najlepszy, bo regulatory potrafią się mocno rozgrzewać. Mamy jednak nadzieję, że ich umieszczenie na zewnątrz i pęd powietrza w trakcie lotu oraz od samych śmigieł będzie je dostatecznie dobrze chłodził - wszystko wyjdzie w praniu. Dodatkowo jak widać całe zasilanie jest zamontowane od spodu koptera - lądowanie w kałuży czy nawet w zroszonej trafie nie wchodzi w rachubę, bo wszystko może zamoknąć i będzie robić zwarcia. Pomyślimy jeszcze nad zabezpieczeniem samej płytki zasilającej czymś izolującym od wody/wilgoci.

Naszym zdaniem małym minusikiem są nierówne i nieco za krótkie kabelki od silników. Nierówne dlatego, że jeden z silników miał krótsze kable o ok. 1cm od pozostałych przez co trzeba było je puścić z boku ramienia - no ale dało radę. Gdyby było trochę dłuższe byłoby idealnie.

W tym stanie kopter wygląda tak:

Przez otwór w dolnej części drona wyprowadzone są 4 kable od regulatorów oraz jeden duży zasilający do baterii. Pozostało nam teraz rozplanować i zamontować elektronikę tzn.:

• baterię (zalecana od 800 do 1300mAh)
• odbiornik RC
• sterownik-autopilot CC3D + kable łączące z odbiornikiem RC

Ostatnia pozycja - sterownik CC3D + kable jest oczywiście w zestawie; odbiornik RC i baterię dostarczamy we własnym zakresie.

Całość zajęła nam dobre 2h, ale sporo było rozmyślania gdzie, co i jak zamontować, nie jesteśmy też biegli w lutowaniu więc wszystko da się skończyć dużo szybciej - szczególnie czytając wcześniej tą recenzję ;).

---

Podsumowując pierwszą część relacji z budowy drona wyścigowego w klasie 250mm:

NA PLUS:

• wszystko (no prawie wszystko) w komplecie za stosunkowo niewielką cenę (jak ktoś zaczyna całkowicie od zera, to za ok. 300zł jest w stanie kupić baterię, odbiornik RC i aparaturę zatem całość będzie kosztować ok. 900zł)
• rama węglowa robi wrażenie, ramiona naprawdę grube (2mm) i sztywne, chyba nawet bardziej niż potrzeba
• zapas śmigieł (dodatkowy komplet)
• dwa różne zestawy konektorów do baterii (do wyboru jeden)
• w zestawie wręga pod kamerę płytkową FPV (kamera typu CCTV) - to bardzo na plus!
• wszystko raczej proste w montażu, do części mechanicznych wymagany jedynie klucz imbusowy 2mm, mały śrubokręt i ok. 1-2h czasu (zależy jak komu idzie składanie takich zabawek)

NA MINUS:

• niewiele mówiąca instrukcja montażu (mogłaby być bardziej intuicyjna, my mieliśmy problem z tym jakich śrubek gdzie użyć, pomogły dopiero zdjęcia koptera z internetu)
• brak w zestawie kontektorów do połączenia silników z regulatorami lub chociaż wskazówki jak połączyć je w jakiś inny sposób
• silniki mają nieco za krótkie i nierówne kable (nierówne tzn. niektóre silniki mają dłuższe a inne krótsze)

I to tyle - w najbliższym czasie będzie część druga, o tym jak rozłożyliśmy elektronikę na modelu, jak wszystko podłączyliśmy i zaprogramowaliśmy do samego lotu oraz generalnie podsumowanie i ocena tej konstrukcji w możliwie obiektywny sposób. Do następnego!