Модульный дрон с 3D-печатью своими руками: 16 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Привет всем, и добро пожаловать на мой самый первый инструктаж.

Я всегда любил rc, и в последние годы я разработал свои собственные проекты, в основном с нуля, включая лодку, автомобили и самолет (который летел всего за две секунды!). У меня всегда была особая связь с дронами, поэтому в один зимний отпуск я решил сделать дрон с нуля, без планов и небольшого опыта.

Перенесемся на два года вперед (время от времени), и я только что закончил, перестроив его полностью два или три раза. Одной из основных целей была ремонтопригодность и надежность, в сочетании с ограничением размера моего 3D-принтера, всего 140 мм в каждую сторону, он состоял из множества отдельных модулей, поэтому я мог снимать сломанные части и устанавливать отремонтированные части без необходимости перепечатать всю вещь, а также значительно увеличить размер за счет дрона, который почти в 4 раза больше, чем мог бы быть твердый дрон

Итак, вот оно. Модульный дрон с 3D-печатью. Время полета около десяти минут, относительно быстро, хотя у меня нет инструментов для точного измерения скорости, и мне доставляет удовольствие летать, особенно с осознанием того, что вы сделали это с нуля.

Предупреждение: инструкцию по пайке (коих будет много) я не прилагаю. Это не рекомендуется для новичков. Умение паять - единственное необходимое условие для этого руководства.

Шаг 1. Инструменты

Это в основном 3D-печать, поэтому 3D-принтер является обязательным требованием, если у вас нет хорошего местного производственного пространства, на котором вы можете проводить много часов печати.

Я определенно порекомендую купить 3d-принтер, если у вас его нет, я использую свой для всего. Это Flashforge Finder, который в настоящее время продается по цене менее 400 долларов, и он великолепен, когда работает, но может иметь проблемы.

Вам также понадобятся:

Паяльник

Ассортимент небольших шестигранных ключей и / или отверток и гаечных ключей, в зависимости от выбранных вами болтов.

Бур

Сверла в ассортименте

Плоскогубцы

3 зажима из кожи аллигатора для тестирования

Мультиметр, не требуется, используется для тестирования

Кусачки

Инструмент для зачистки проводов

Серво-тестер, не требуется, используется для тестирования двигателей. Если у вас его нет, просто подключите серво провод к приемнику и включите приемник и передатчик.

Тепловая пушка

Ножницы

Шаг 2: материалы

Для дрона вам понадобятся:

АССОРТИ

300-500 грамм филамента любого цвета

Ассорти из проволоки

Ассорти термоусадочные

Клейкая лента, разные цвета

Крепкий шпагат или веревка

БОЛТЫ И ГАЙКИ

14 болтов 20 * 5 мм или эквивалент в британской системе мер

8 болтов 30 * 3 мм или эквивалент в британской системе мер

4 болта 20 * 3 мм или эквивалент в британской системе мер

4 болта 16 * 5 мм или эквивалент в британской системе мер

Гайки для всех твоих болтов

Болты для ваших моторов

8 гаек с накаткой 3 мм (накатанная гайка)

Израсходовано

Пара штекеров 5x xt60

1x плата распределения питания (PDB) -

1x полетный контроллер (FC) -

4x 2-4s, 30-амперный бесщеточный дрон, без BEC, электронный регулятор скорости (ESC) -

4 двигателя по 2600 кВ с монтажными отверстиями 19 мм на 16 мм -

Удлинитель пули 4x 3, 150 мм, согласованный по цвету -

1x приемник

1x передатчик

3x 20-амперные матовые регуляторы скорости -

1x 4s аккумулятор -

НЕ ПОТРЕБИТСЯ

Кирпич

3 зажима из кожи аллигатора

Шаг 3. Приступим к печати

Для дрона вам потребуется распечатать:

4x рука

1x корпус

2x крепление для аккумулятора

Пластина 8x - Если можно, я порекомендую вырезать ее лазером из 3-миллиметрового акрила.

4x ножка - рекомендую печатать в перевернутом виде, с подставками.

1x опорный толкатель

Шаг 4: Время электроники: Часть 0 - поломка

Это дрон. И поэтому для этого нужно много электронных компонентов. Все это требует пайки и тщательной компоновки, чтобы обеспечить хорошее управление проводами. Будьте готовы потратить до часа на планирование и пайку деталей. Очень полезный совет для нового припоя - установить небольшой вентилятор, чтобы выдувать дым от припоя, это сделает вашу жизнь намного приятнее, и вы сможете почувствовать запах после долгой пайки.

Предстоит сделать много электроники, поэтому я разбил ее на пару частей.

Часть 1 буду готовить и маркировать заглушки.

Часть 2 будет припаивать заглушки к ESC и PDB

Часть 3 будет двигателем и направлением ESC.

Часть 4 будет пайкой двигателя и регуляторов скорости.

Часть 5 будет связана с перепайкой FC и PDB.

Часть 6 будет собирать все воедино. Это будет намного позже, чем остальная электроника

Шаг 5: Время электроники: Часть 1 - Подготовка вилок

Сначала вам нужно разложить корпус и на время прикрутить PDB. Затем определите, какие моторы есть у FC. напишите на кузове какие углы соответствуют какому номеру мотора. Затем поместите пару штекеров xt60 в корпус между углом плеча и точкой пайки на PDB.

Прежде чем продолжить, отметьте пару штекеров соответствующим номером на корпусе. Это упростит вам жизнь позже, когда вам придется вставить все регуляторы ESC, а также, если вам понадобится отключить ESC и снова подключить их позже.

Повторите то же самое с тремя другими парами штекеров.

Шаг 6: Время электроники: Часть 2 - Вилки + ESC + PDB

Возьмите пару штекеров 1 и поместите ее в правильный угол. Затем поместите рычаг заподлицо с основанием и ESC в центре рычага так, чтобы кабели питания и вилка сервопривода были обращены к основному корпусу.

Измерьте провода от ESC до вилки и обрежьте их с небольшим превышением на несколько миллиметров, вилки могут иметь больше внутри, чем вы ожидаете, но внутри там не так много места. Затем измерьте и отрежьте до нужного размера провода, которые вы только что отрезали, чтобы пройти между PDB и вилкой xt60.

Шаг 7: Время электроники: Часть 3 - Двигатель + ориентация ESC

Это сложная часть, потому что вы должны убедиться, что моторы вращаются правильно. Двигатели предназначены для одностороннего вращения, чтобы гайки оставались на валу, но это не всегда очевидно.

У двигателей, которые у меня есть, есть шевроны, изменяющие направление вращения, но самый надежный метод - смотреть на резьбу болта. Установите гайку наполовину на резьбовой вал, затем раскрутите двигатель, удерживая болт. Если гайка оторвется, мотор пойдет в другую сторону, если затянет, то мотор пойдет в другую сторону. Промаркируйте моторы цветной лентой и запишите ключ. Затем снимите гайку с резьбового вала. Повторите то же самое для трех других двигателей.

Как только вы узнаете направление двигателей, посмотрите на схему расположения двигателей для FC и сопоставьте направление двигателя с правильным номером ESC.

Затем нам нужно определить соединения между двигателем и ESC. Зачистить провода на моторе и ESC. Затем произвольно подключите провода между ESC и двигателем. Неважно, в каком порядке, потому что, если он неправильный, мы его исправим. Затем подключите серво провод к серво-тестеру (если он у вас есть) или приемнику. Наконец, подключите ESC либо к настольному источнику питания, либо к батарее. Осторожно раскрутите двигатель, чтобы понять, в каком направлении он движется, затем остановите его и отключите ESC от источника питания или аккумулятора.

Если двигатель двигался в правильном направлении, отметьте соединения цветной лентой, затем снимите зажимы типа «крокодил». Если двигатель работал неправильно, переключите любые два зажима типа «крокодил» на стороне двигателя. Это фактически изменит направление вращения двигателя. Если вы хотите снова включить его, проверьте еще раз. Затем отметьте цветным скотчем. Затем повторите это с другими 3 двигателями и регуляторами скорости.

Шаг 8: Время электроники: Часть 4 - Двигатель + ESC

Вот, наконец, небольшой шаг. Возьмите удлинители патронов и разрежьте их пополам. Одна сторона перейдет на моторы, другая - на регуляторы скорости. Это позволит легко заменить ESC и / или двигатели. Припаяйте патроны к моторам и регуляторам скорости, чтобы обеспечить цветовую координацию. Выберите один из цветов пулевых заглушек и нанесите на них термоусадочную красную термоусадку, если двигатель вращается по часовой стрелке, и черную термоусадку, если двигатель вращается против часовой стрелки. Это просто еще один маркер, который поможет вам идентифицировать двигатели.

Шаг 9: Время электроники: Часть 5 - FC + PDB

Пойдем по простому, припаяем штекер аккумулятора к PDB. К вилкам, которые я использовал, прилагались провода, но вам, возможно, придется припаять их самостоятельно.

Найдите контактную площадку на пять вольт на PDB и припаяйте ее к входному питанию для FC.

Найдите площадку VBat на PDB и припаяйте ее к монитору батареи на FC.

Найдите первый штекер сервомотора от FC, он будет с положительным и отрицательным, а не только с сигналом. Отрежьте плюсовой и минус вилки, так как они питали бы FC от ESC BEC, но BEC большие и тяжелые, и нам не нужны четыре, а у PDB есть свои, поэтому мы просто будем использовать это. Найдите еще одну площадку 5 В на PDB и припаяйте к ней провода.

Шаг 10: У НАС ЕСТЬ ОРУЖИЕ !! С МОТОРАМИ

На этом этапе мы делаем основную, хотя и довольно простую часть дрона, прикручивая его руки.

Сначала пропустите провод ESC через отверстие в кронштейне и корпусе, убедившись, что штекер находится в правильном месте, чтобы соответствовать штекерам PDB, так что ESC находится внутри кронштейна, а штекер xt60 находится в корпусе. Возьмите пластины и болты 30 * 3 мм. Поместите одну пластину на верхнюю часть рычага, а другую - ниже, затем прикрутите их болтами.

Возьмите ножку и с помощью болтов 16 * 3мм прикрутите ножки.

Теперь мотор. Переверните дрон и выровняйте двигатели, затем прикрутите их к руке через отверстия. Оставьте ESC пока свободным.

Повторите то же самое с тремя другими руками.

Шаг 11: Подготовка к установке батареи

Нам нужно вставить накатки в корпус, чтобы мы могли надеть крепления для батарей. Возьмите паяльник и нагрейте его до 380 градусов по Цельсию. Более низкие температуры подойдут, если вы не можете достичь 380. Используйте плоскогубцы, чтобы прижать накатку к отверстиям на боковой стороне корпуса. Затем надавите на них паяльником. Это нагревает их, что нагревает пластик, который затем охлаждается и трансформируется вокруг них, фиксируя их на месте.

Используйте горячий клей (или пластиковый клей, если он у вас есть), чтобы приклеить прокладку к нижней части корпуса. Убедитесь, что внутренний прямоугольник центрирован вокруг отверстий в центре корпуса.

Шаг 12: Время электроники: Часть 6 - ЗАВЕРШЕНИЕ СБОРКИ

Подключите xt60 вместе. Прикрутите FC и PDB к корпусу так, чтобы стрелка была направлена в сторону выемки для приемника.

Подключите все насадки к FC в FC. Подключите входные провода сервопривода от FC к приемнику. Подключите выходные провода сервопривода FC к входным проводам ESC с соответствующими номерами.

Шаг 13: Центральная сборка

Сначала получите FC и PDB. Вставьте болты, поставляемые с PDB, через внутренние отверстия PDB, затем наденьте на концы 3 мм накатки и затяните их до PDB.

Проденьте 20 * 3 мм через отверстия на FC, стрелкой на стороне валов, затем наденьте проставки на болты, наденьте PDB во внешние отверстия, ниже распорок и с помощью накатанных головок затяните его..

Шаг 14: Окончательная сборка

Используйте треугольные отверстия в корпусе, чтобы привязать приемник проволокой. Прикрутите одно крепление аккумулятора к корпусу так, чтобы аккумулятор проходил ниже корпуса.

Вставьте аккумулятор в это крепление, затем прикрутите другой аккумулятор.

На каждой руке соберите кабели вместе, затем сложите их вниз так, чтобы они лежали ровно по бокам. Возьмите кусок изоленты и обмотайте провода и ESC. Проведите две полоски горячего клея под рукой на расстоянии примерно 10 мм друг от друга. Затем возьмите проволочные стяжки и закрепите ленту так, чтобы проволочные стяжки находились между двумя линиями горячего клея.

Используйте горячий клей, чтобы убедиться, что все стяжки проводов остаются на своих местах.

Шаг 15: тестирование

НЕ НАДЕВАЙТЕ ОПОРЫ !!! Пока мы просто проверяем, что все работает. Вы можете попросить друга держать ваш дрон или положить его в тиски, чтобы он не вибрировал.

Подключите FC к компьютеру и откройте редактор программного обеспечения FC. Подключите аккумулятор к PDB. Перейдите на страницу тестирования двигателей и раскрутите двигатели по очереди. Дважды убедитесь, что каждый двигатель находится в правильном положении и вращается правильно.

Раскрутите сразу все четыре мотора до высоких оборотов, дайте им поработать пару минут. Убедитесь, что все они вращаются на высокой скорости и не выключаются. Затем отключите все от сети.

Наконец, проверьте, все ли затянуты, заглушки, рычаги, моторы, аккумулятор все крепят. Затяните все, что шатается.

Наконец, установите вал двигателя на толкатель винта и наденьте стойку на двигатель. Затем затяните гайки опоры. Повторите то же самое для других двигателей.

Шаг 16: Дева

Мне приятно называть свои проекты до того, как я узнаю, работают ли они, так что у меня гораздо больше желания увидеть, как они работают, и гораздо больше решимости заставить их работать, поэтому дайте своему дрону имя. Мне нравится выбирать что-то подходящее для проекта, но не слишком очевидное на первый взгляд. Имя моего дрона - Сокол.

Затем возьмите кирпич или что-нибудь тяжелое и отрежьте веревку длиной около 1,5 м. Привяжите одну сторону к кирпичу, а другую - к держателю аккумулятора дрона. Это гарантирует, что если он станет мошенником, то никому не повредит и ничего не сломает.

Возьмите это где-нибудь, где нет людей, чтобы проверить это. Убедитесь, что вы находитесь в нескольких метрах от дрона.

Начните с очень малого газа и осторожно увеличивайте его, пока он не начнет взлетать, используйте дифферент t, чтобы нейтрализовать любое нежелательное движение.

По мере того, как вы продолжаете регулировать, удлиняйте кусок веревки, чтобы дать себе больше места для контроля. В конце концов развяжите веревку.

УДАЧИ!!!!

Если у вас возникнут проблемы, дайте мне знать, и я сделаю все возможное, чтобы вам помочь. Также помните, что в Интернете много информации !!!

Финалист конкурса Make It Fly Challenge