Diagrama de componentes eletrônicos do quadricóptero. Quadcopter (drone) faça você mesmo a partir de módulos

14.03.2024

Ele é estabelecido na fase de projeto do dispositivo e é desenvolvido levando em consideração o ambiente de voo, o terreno, os requisitos e as tarefas enfrentadas pelo drone. Para quadricópteros profissionais o circuito terá uma configuração, para os amadores será mais simples. Os requisitos de precisão de montagem e dimensões das peças são muito elevados. Pequenos erros de cálculo podem complicar significativamente o controle do equipamento e reduzir as características táticas e técnicas do voo. Os especialistas da ARMAIR dirão neste artigo o que você precisa prestar atenção ao projetar este tipo promissor de equipamento.

Por onde você deve começar a desenvolver um diagrama?

Determine as metas e objetivos enfrentados pelo aparelho.
Calcule cargas úteis e configuração do helicóptero.
Defina parâmetros preliminares para velocidade, altitude e alcance de vôo.
Leve em consideração os ambientes em que o quadricóptero voará (em condições de chuva, temperaturas abaixo de zero, altas temperaturas, fortes rajadas de vento, etc.).

A quais detalhes de design você deve prestar atenção ao montar um quadricóptero?

Corpo de helicóptero. Suas dimensões, material e características de resistência ao impacto. A fibra de carbono é usada para produzir os cascos. Erros de cálculo no projeto do corpo do dispositivo, mesmo de 1 a 3 milímetros, podem levar ao fato de o helicóptero entrar em colapso durante o vôo, receber um giro constante e perder o equilíbrio.
Circuito de controle de helicóptero, ou mais precisamente, microcircuitos de drones. Ao projetar e criar helicópteros simples e leves, a conhecida plataforma Arduino é usada. No desenvolvimento de helicópteros profissionais, são utilizadas placas, microcircuitos e controladores de fabricantes. Os parâmetros e características da microeletrônica costumam ser um segredo comercial.
Você também precisa escolher os sistemas de motor, sistemas de controle de velocidade e conectores corretos. O tamanho das lâminas também desempenha um papel importante. Se houver um motor potente, mas o tamanho das pás for pequeno, o motor ficará em marcha lenta em 30% ou mais, desperdiçando sua potência em vão.
Sistemas de controle de rádio, recebendo sinais GPS de satélites. Via de regra, esses sistemas já vêm instalados nas placas, bastando apenas serem configurados através do sistema operacional do helicóptero. Quase todas as pranchas funcionam com GPS e Glonas.
A bateria normalmente usa baterias de lítio de potência e capacidade variadas. Para helicópteros grandes, é possível instalar pacotes de gás e motores a gasolina.
Motores.
Acelerômetros (giroscópios), existem diversas placas para isso, uma delas é a MPU-6050.

Ainda tem dúvidas? Gostaria de saber mais sobre veículos não tripulados? Quer ver mais modelos de quadricópteros em nosso site? Visite as seções do menu principal ou deixe uma solicitação (solicitação) de modelos específicos.

Página 3 de 4

Eletrônica quadricóptero

Aqui está um exemplo de quadricóptero feito de tubos de plástico equipados com componentes eletrônicos:

4 motores D2822/14 1450kv
4 controladores - Turnigy Multistar 30 Amp Multi-rotor Brushless ESC 2-4S
Os parafusos são assim e assim, os últimos são destros.
Conector - 3,5 mm é um divisor de potência para reguladores Multistar (XT60 a 4 X 3,5 mm)
O cérebro do quadricóptero é o MultiWii NanoWii ATmega32U4, embora seja um pouco mais caro que os outros, permite conectar a um computador via USB.
Bateria - NanoTech 2200 30C
O carregador é HobbyKing Variable 6S 50W 5A, não é caro e funciona muito bem.

Você também vai precisar de um transmissor com receptor para controlar o quadricóptero, eu recomendo ou, na verdade, até servirá - tudo depende do seu desejo e capacidade financeira.

A placa de controle do quadricóptero é o seu cérebro; você também pode escolher um mais barato, por exemplo este, porém, você não deve perseguir o preço baixo onde está localizado o “coração do vôo”.

Vale a pena pegar reguladores otimizados para quádricas, você pode navegar nos fóruns e encontrar aqueles que podem ser reflashados e para os quais existe firmware multicóptero pronto, mas eu, por exemplo, não estou pronto para lidar com reguladores reflashing - aí está você você terá que usar um ferro de microsolda para conectar os fios do programador ao chip controlador de velocidade do motor sem escova.

Você também precisará de um programador para os cérebros do quadricóptero - aqui selecionamos aquele que suporta a programação dos cérebros selecionados. No entanto, o MultiWii NanoWii ATmega32U4 especificado possui uma porta USB e você pode reduzir custos com o programador.

Os eletrônicos ficam protegidos colocando-os em uma caixa – a opção mais simples é usar uma caixa de CD/DVD, como na foto acima. Você também pode usar caixas de comida - elas vêm em tamanhos diferentes, desde muito pequenas até muito grandes. O principal é colocar a tampa sob a placa eletrônica do quadricóptero e fechar a própria caixa por cima.

Estou interessado em quadricópteros. Resolvi fazer um pedido, a escolha recaiu sobre o Habsan x4 com câmera de 0,3MP.
Esperei e recebi. Voei bastante (houve travamentos, longas esperas por peças de reposição e reparos). Me veio a ideia de construir um grande quadricóptero, mergulhei nesse assunto e reli muitos artigos. Sempre que possível respondi dúvidas do pessoal do grupo de modeladores Rc: em relação à seleção das peças, montagem do quadricóptero. De tudo isso surgiu a ideia de escrever este artigo.
Princípio de voo

Portanto, se você decidir construir seu próprio quadricóptero, precisará definir um orçamento. O tamanho depende de quanto você está disposto a gastar neste Milagre. Os tamanhos mais comuns (em mm) são 250.330.450.550 e mais.
*Tamanho 250: pequeno, leve, mais frequentemente usado apenas para voos FPV.
*330 e 450 o meio-termo para um quadricóptero econômico. Peso aceitável e preço de montagem.
*550 e mais podem ser classificados como helicópteros profissionais ou multirotores. Essas máquinas serão pesadas e caras. Essas aeronaves terão motores potentes e podem carregar uma quantidade razoável de peso, até DSLRs de quilogramas.
Continuarei minha história com base em um helicóptero em escala 450.
Um lugar especial nesta categoria é ocupado pelos quadros DJI 330 e 450 e TBS Discovery.

O preço deles é apropriado... alto.
Existem muitos clones e eu escolhi este.

É hora de descobrir o que é quadricóptero e em que consiste.
1. Quadro
2. Receptor/Transmissor
3. Controlador de vôo:
a) AIOP
b) NAZA
c) MultiWii
d) HKPilot
e) AMP
f) E outros

4. Usina de energia
a)Motor
b) Controlador de velocidade
c) Hélices
5. Bateria
6. Adicione. Equipamento:
a) Sistema FPV (visão em primeira pessoa em tempo real)
Câmera de direção
Transmissor
OSD
b) Gimbal para câmera on-board
c) Luz de fundo

Agora podemos ver tudo em detalhes.
1) Com moldura já decidiram. Escala 450, clone TBS.

2) Receptor/Transmissor. Sua escolha é muito importante. Você precisa entender por si mesmo: até onde você quer voar.
As opções mais populares:
 1,5-2 km fornecerão 2,4 GHz
 433 MHz fornecerá cerca de 5 a 10 km (tudo depende da potência, você pode voar 20 km)
Para mim, escolhi FlySky Th9x 9 canais de 2,4 GHz

Equipamento barato e fácil de configurar.
Um quadricóptero requer pelo menos 5 canais.
A escolha deste equipamento se deve à sua popularidade, há quanto tempo está no mercado. Existem muitos clones. Há muito debate sobre qual empresa foi a primeira, esta é a mesma Turgiga 9, Avionix e outras. . Existem muitas configurações na Internet.
3) Controlador de vôo
No momento existem muitos controladores de vôo para quadricópteros. Eu fiz minha escolha. Esse Naza Lite com GPS

Não é muito caro e irritado. Naza requer configuração mínima e é muito fácil de fazer.
Com os controladores AIOP, Crius e MultiWii será muitas vezes mais difícil, especialmente para um iniciante.
Por que peguei um controlador com GPS?
Esta função é necessária para pairar em um ponto e retornar para casa.
Vejo isso como uma funcionalidade muito conveniente.
4) Usina
Levanta muitas questões entre os não iniciados.
Motores BC são usados. São trifásicos (3 fios), sua eficiência é de cerca de 90%.
Para controlar a velocidade de rotação de tal motor, é utilizado um controlador de velocidade (regulador), que recebe comandos do controlador de vôo.

Vamos considerar quadros 330.450mm. Dependendo de suas necessidades, você precisa estimar o peso do quadricóptero. Em média, resulta de 1k a 1,5kg. É desejável que o empuxo dos motores seja 2 a 2,5 vezes maior que a massa total. Isso sugere que o empuxo deve ser de 2 a 3 kg. Dividimos isso por 4 e obtemos o empuxo de um motor: aproximadamente 500-750 g.
Surge a pergunta: qual motor escolher? Observamos as características do quadro: estamos interessados em quais motores podem ser instalados nele. Os primeiros 2 dígitos devem ser interessantes: 22 ou 28 na maioria dos casos.
Vamos começar a escolher um motor. Você verá um determinado valor próximo ao nome do motor, por exemplo: 1100kv. Este valor indica o número de rotações por 1 volt. Motores com altos valores de kv possuem menos voltas do enrolamento do estator que motores de menor velocidade. Conclui-se que a corrente máxima será maior em motores com menor kv, que possuem mais torque e isso permite a utilização de hélices maiores.
Pode ser comparado à caixa de câmbio de um carro. 380kv e 1400kv são como a primeira e a terceira marchas de um carro.
380kv para voos lentos e longos medidos com grande capacidade de carga
1400kv para um funcionamento rápido e manobrável.
Na Internet ou na descrição deste motor você pode ver suas características técnicas e resultados de testes. Você precisa descobrir a corrente máxima (A) que o motor pode consumir e, com base nesses dados, selecionar um controlador de velocidade (ESC). Digamos max A para um motor de 20A. Então, pegamos o ESC 20-25% mais potente, 25-30A.
Agora vamos dar uma olhada nos resultados do teste.
Por exemplo vemos: 11x4,7 –3S-12A – 830g
Isso significa
11x4,7 - características da hélice (11 polegadas, passo de 4,7)
3S - número de latas de bateria LiPo
12A - intensidade da corrente no circuito com uma determinada carga
830g – impulso do motor sob determinadas condições
Assim, o empuxo máximo é 830x4 = 3300 g, a corrente máxima no circuito é 12x4 = 48A
A intensidade máxima da corrente é necessária para selecionar a bateria e a fiação.

Para começar, não compre adereços de carbono. Pagamento a maior. Aprenda a voar em aviões baratos.
A montagem da hélice depende do próprio motor. A maioria das hélices possui um adaptador para o eixo do motor. Possível montagem em pinças ou roscas. DJI possui excelentes opções de autoaperto; com esta opção, sua hélice nunca se soltará durante o vôo.
Para opções mais simples, aconselho fixá-lo adicionalmente com selante de rosca.

Observe : Você pode comparar motores com diferentes kv sob condições do mesmo tamanho padrão. Por exemplo, o EMAX XA 2212 existe em diferentes configurações:
820
980
1400
Eles podem ser comparados.
A eficiência de um motor com 1400kv será máxima ao utilizar uma hélice 8040,
E um motor com 820kv - com hélice de 1147.
Um motor com 820kv terá torque máximo, por isso é aconselhável utilizar hélices grandes. E um motor com 1400kv vai adorar altas velocidades com cargas mais baixas.
A diferença entre os motores apresentados está no enrolamento.
Faz sentido usá-los assim:
1400kv em uma estrutura 330 e hélices 8040
980kv em uma estrutura 450 e 1045 hélices
820kv em uma estrutura 500-550 e 1147 hélices
Eu escolhi
E hélices
Conjunto maravilhoso.
Diagrama de conexão
Para simplificar: Sinal - preto, Potência (+\-) - vermelho

5) Bateria
Ao escolher uma bateria, você precisa selecionar a saída de corrente. Este é o número C. (25С,35С)
Não se esqueça que, segundo nossos dados, o sistema consome 48A.
Digamos que haja uma bateria 3300mAh 3S 35C Lipo Pack
3300mAh - capacidade da bateria
3S – número de latas (uma lata 3,7v)
35C – saída de corrente. Aqueles. Capacidade da bateria 3,3Ah (3300mAh) x 35C = 115A
O que cobre suficientemente o nosso consumo de energia. Até demais. Quanto maior o C, mais pesada e cara é a bateria.
Vamos ver se uma bateria com a mesma capacidade, mas com corrente de saída de 25C aguenta ou não nossas tarefas: 3,3Ah (3300 mAh) x 25C = 82A
Responder: Sim.
Essa bateria será mais leve e barata.
Para monitorar a condição da bateria, você pode comprar uma coisa dessas.

Imax B6 é muito popular para carregar baterias, cuidado, existem muitas falsificações.

E não se esqueça de manusear o LiPo com muito cuidado.
Meu conselho: leve pelo menos algumas baterias.
6) Adicionar. Equipamento.
Depois de decidir o alcance do voo e selecionar o sistema de controle, você pode começar a escolher um sistema FPV:
FPV – literalmente: visão em primeira pessoa em tempo real.
 2,4 GHz é compatível com 5,8 GHz
 433 MHz compatível com 1,2 GHz
Caso contrário, será criada interferência conjunta.
Para meus 2,4 GHz selecionei 5,8 GHz 200mw

O sistema FPV consiste em:
1) Câmera do curso
2) Transmissor em quádrica
3) Estação de recepção no solo.
Para aumentar o alcance de comunicação, você pode substituir antenas padrão por “trevos”

A maioria dos transmissores é alimentada entre 9 e 12 V, uma pequena bateria 3S pode alimentar o transmissor e a câmera, que é selecionada para uma determinada tensão.
O que significa 200mW?
Esta é a potência do transmissor. Afeta diretamente o alcance da comunicação. Em áreas abertas com antenas não padronizadas, o sinal pode ser recebido a uma distância de até 1 km.
Considerando que meu sistema de controle não é capaz de controlar uma distância superior a 1,5-2 km, isso é ideal
opção para minhas necessidades.
Agora tudo fica claro com a escolha do receptor e do transmissor, mas como escolher uma câmera, são tantas?
A escolha da câmera inicialmente se resume a dinheiro.
Existem câmeras que possuem a função de streaming de dados e gravação simultânea. O custo dessas câmeras é muito maior. A câmera mobius é muito popular.

Surgiu seu concorrente, que também tem saída AV

Você pode usar a câmera direcional mais barata, sem caixa. O custo varia de 600 a 1.000 rublos e é gravado com uma boa câmera de ação em um gimbal.
Para uma câmera FPV veremos o número TVL. O que é? Este é o número de linhas de varredura. Para uma câmera FPV, 500-700TVL serão suficientes. O nível de iluminação mínimo é importante; este parâmetro é medido em lux. 0,01 lux é suficiente para voos noturnos. O ângulo de visão é igualmente importante. 100-120 graus é o ideal. Seria bom ter destaque automático e correção automática. equilíbrio de branco.
A imagem pode ser exibida em tal monitor

Você pode comprar um gimbal de 2 ou 3 eixos para a câmera. Essa coisa permite que você gire a câmera e tenha uma imagem mais estável, sem solavancos ou solavancos.
A coisa é bem cara.
Eu tenho este:
Naturalmente, a própria câmera integrada
Você pode instalar luz de fundo LED, tweeter, rastreador GPS

Como você entende, montar um UAV desse tipo requer muito investimento.
O preço é de aproximadamente 400-500 dólares.

Esta revisão é destinada a iniciantes e contém teoria; em breve haverá uma continuação com montagem e configuração.
Planejei uma série de artigos e irei implementá-los lentamente.
Terei prazer em criticar Obrigado por visualização.
Vou te mostrar as cartas: o resultado final

Como montar uma coisa dessas e levantá-la ao céu?
As instruções estarão na próxima parte)

Aqui está um pequeno vídeo dos primeiros voos com gimbal.

P.S. Tudo foi comprado com fundos pessoais. Estou planejando comprar +99 Adicionar aos favoritos gostei da resenha +62 +150

Um quadricóptero pode ficar pendurado em um só lugar e tirar fotos e vídeos, e é por isso que muitos fotógrafos acompanham o progresso e compram quadricópteros para gravar vídeos.

Os quadricópteros invadiram nossas vidas junto com o progresso tecnológico. Hoje, encomendar eletrônicos para um quadricóptero da China é muito barato. Montar uma estrutura de quadricóptero com suas próprias mãos a partir de materiais improvisados não é nada difícil. Você pode aprender a voar com a ajuda de simuladores de vôo. Então o principal é ter vontade de fazer um quadricóptero com as próprias mãos.

É melhor comprar eletrônicos prontos para um quadricóptero.

Detalhes de um quadricóptero caseiro

Motores para quadricóptero, 4 peças - D2822/14 1450kv

Claro, a compra adicional de um quadricóptero pequeno é um pouco cara, mas pilotando um você aprenderá como controlá-lo e poderá pilotar um quadricóptero grande com câmera sem cair! E você sempre pode dar um brinquedinho para uma criança.

E por fim, um pequeno vídeo de um vôo de quadricóptero, gravado por uma câmera.

Neste artigo, examinamos os princípios básicos para fazer quadricópteros caseiros. Se você quiser saber mais, consulte a seção