Сьогодні популярність гонок на Дронь стрімко зростає. Аматорські полетушкі переростають в серйозні міжнародні змагання, а кількість людей, залучених в це хобі, росте в прогресії. Я сам недавно зібрав FPV-квадрокоптер 180-го розміру (відстань в мм між осями моторів по діагоналі) і поспішаю поділитися цим досвідом.
Повністю процес складання та налаштування я описав тут і тут. а нижче буде трохи змінена версія, яка містить більше інформації з моїх попередніх статей.
Я залишу за дужками питання входження в даний хобі і перейду безпосередньо до квадрокоптера.
Вибір розміру квадрокоптера
Рік тому найбільшою популярністю користувалися квадрокоптера 250-го розміру. Але зараз пілоти вважають за краще збирати апарати меншого розміру, що дуже розумно: вага менше, а потужність та ж. Я вибрав 180-й розмір не з якихось практичних причин, а як якийсь челендж по збірці.
Насправді, такий підхід до вибору не зовсім правильний. Набагато розумніше вибирати спочатку розмір пропелерів, а вже під них - найменшу раму, куди влізуть вибрані пропелери. І при такому підході 180-й формат взагалі відбраковують. Судіть самі: 210-й формат дозволяє ставити ті ж 5-дюймові пропелери, що 250-й, при цьому сам квадрік виходить легше, а 4-дюймові пропелери влазять і в 160-е рами. Виходить, що 180-й розмір - це такий проміжний формат, який «ні нашим, ні вашим». Його також можна вважати обваженим 160-м. Але, тим не менше я вибрав саме його. Можливо тому, що це мінімальний розмір, здатний більш-менш комфортно тягати камеру GoPro або Runcam.
комплектуючі
Почнемо з моторів. «Проміжність» 180-го розміру, а також багатство їх асортименту, ускладнюють вибір. З одного боку, можна брати те, що йде на 160-е, з іншого - те, що встановлюють на 210-е або навіть 250-е. Виходити треба з пропелерів і батареї (кількість банок). Не бачу сенсу використовувати батарею 3S, а по пропелер загальні правила такі:
- потрібна максимальна статична тяга - збільшуй діаметр пропелера і зменшуй крок (в розумних межах)
- потрібна висока швидкість - зменшуй діаметр і збільшуй крок (в розумних межах)
- потрібна висока тяга при маленькому діаметрі - додавай кількість лопатей (знову ж таки в розумних межах, так як якщо різниця між дво- і трилопатевими пропелерами відчутна, то між трьох- і четирёхлопастнимі - не така велика)
У моєму випадку я маю обмеження розміру пропелерів в 4 дюйма, але не маю обмеження по моторам. Значить, найрозумніше буде використовувати трилопатеві 4045 пропелери bullnose. Їх складно балансувати, але з ними управління отзивчевее і передбачувані, а звук тихіше. З іншого боку, з дволопатевими пропелерами швидкість у квадрокоптера вище, але мені цього точно не треба. «У народі» на 180-х рамах переважають такі сетапи:
- легкий з моторами 1306-3100KV, звичайними 4045 пропелерами і батареєю 850mAh
- важкий і потужний під трилопатеві bullnose пропелери і екшн-камеру з моторами 2205-2600KV і батареєю 1300mAh
Насправді ж, рама дозволяє ставити мотори від 1306-4000KV до 22XX-2700KV. До речі, не знаю чому, але мотори 1806-2300KV зараз в опалі і мало використовуються.
Для свого квадрика мотори я взяв - RCX H2205 2633KV. По-перше, хотілося мати запас по потужності (хоча з моїми скромними навичками пілотування, незрозуміло навіщо). По-друге, мої сетапи ніколи не виходили надлегких, до того ж я ще й екшн-камеру тягати планую. Саме мотори RCX - варіант компромісний. Вони дешеві, але і нарікань за якістю багато. На момент придбання комплектуючих це були одні з небагатьох моторів 2205-2600KV на ринку. Зараз (на момент написання статті) асортимент значно більше і краще вибрати що-небудь інше.
З іншими комплектуючими діяв за принципом «більше челенджу»:
Вибір польотного контролера
Ви напевно помітили, що в списку немає польотного контролера. Хочу описати його вибір докладніше. В недорогі набори для складання часто включають контролер CC3D, так зараз це, мабуть, найдешевший ПК. Сьогодні немає абсолютно ніякого сенсу купувати CC3D. Він застарів і не має таких необхідних речей, як контроль заряду батареї і «пищалка». Його наступник CC3D Revolution - це вже зовсім інший продукт з багатими можливостями, а й ціною понад 40 €.
Сучасні польотні контролери вже перейшли з процесорів F1 на F3, що зробило Naze32 ПК минулого покоління і відчутно знизило його ціну. Зараз це воістину народний контролер, який має майже все, що душа бажає при ціні від 12 €.
З ПК нового покоління найбільш популярний Seriously Pro Racing F3, причому в першу чергу, через наявність недорогих клонів. Сам контролер нічим не поступається Naze32, до того ж має швидкий процесор F3, велика кількість пам'яті, три UART-порту, вбудований інвертор для S.Bus. Саме SPRacingF3 Acro я і вибрав. Решта сучасні ПК не розглядалися через ціни, або якихось специфічних особливостей (закрита прошивка, компоновка і т.д.)
Окремо відзначу модну нині тенденцію об'єднувати кілька плат в одну. Найчастіше ПК і OSD або ПК і PDB Я не підтримую цю ідею за парою винятків. Мені не хочеться міняти весь польотний контролер через згорілої OSD. До того ж, як показує практика, іноді таке об'єднання приносить проблеми.
схема проводки
Для початку кілька загальних порад по збірці:
- Карбон проводить струм. Так що все треба добре ізолювати, щоб ніде нічого не замикала на раму.
- Все, що виступає за межі рами, при аварії найімовірніше, буде зламано або відірвано. В даному випадку мова йде, в першу чергу, про роз'ємах. Провід теж можуть бути перерубана гвинтом, так що і їх треба ховати.
- Вкрай бажано після пайки покрити всі плати ізолюючим лаком PLASTIK 71, причому в кілька шарів. З власного досвіду скажу, що наносити рідкий лак кісточной набагато зручніше, ніж покривати спреєм.
- Не зайвим буде капнути трохи термоклею на місця пайки проводів до платам. Це захистить пайку від вібрацій.
- Для всіх різьбових з'єднань бажано використовувати «Локтайт» середньої фіксації (синій).
Окремо хочеться сказати про кріплення регуляторів: де і чому? Їх можна закріпити на промені і під ним. Я вибрав перший варіант, так як мені здається, що в цьому положенні регулятор більш захищений (це мої домисли, не підтверджені практикою). До того ж, при кріпленні на промені, регулятор відмінно охолоджується повітрям від пропелера. Тепер про те, як закріпити регулятор. Способів багато, найбільш популярний - двосторонній скотч + одна-дві стяжки. «Дешево і сердито», до того ж демонтаж труднощів не доставить. Гірше те, що при такому кріпленні можна пошкодити плату регулятора (якщо ставити стяжку на неї) або дроти (якщо кріпити на них). Так що я вирішив кріпити регулятори термоусадочної трубкою (25мм) і запаяв їх разом з променями. Є один нюанс: сам регулятор теж повинен бути в термоусадці (мої в ній і продавалися), щоб не стикатися контактами з карбоном променя, інакше - КЗ.
Також має сенс приклеїти по шматочку двостороннього скотча знизу на кожен промінь в місці кріплення мотора. По-перше, він захистить підшипник двигуна від пилу. По-друге, якщо з якоїсь причини один з болтів відкрутитися, він не випаде при польоті і не загубиться.
При складанні рами не використовував жодного болтика з комплекту, так як всі вони непристойно короткі. Замість цього придбав трохи довше і з головкою під хрестову викрутку (є таке особиста перевага).
Камера не поміщалася по ширині між бічних пластин рами. Трохи обробив краю її плати надфілем (швидше за сточив шорсткості) і вона встала без проблем. Але складності на цьому не скінчилися. Мені дуже сподобалася якість держателя для камери від Diatone, але камера з ним не поміщалася в раму по висоті (приблизно на 8-10мм). Спочатку я пріколхозіл держатель на зовнішньої (верхньої) стороні пластини через неопреновий демпфер, але конструкція вийшла ненадійною. Пізніше прийшла ідея максимально простого і надійного кріплення. Я взяв тільки хомут від Diatone`овского кріплення і одягнув його на відрізок прута з різьбленням М3. Щоб камера не змістити убік, я зафіксував хомут нейлоновими муфтами.
Дуже сподобалося, що з роз'ємів на ПК довелося паяти тільки коннектори для регуляторів. Повноцінні трьохконтактні роз'єми у мене не вписувалися по висоті, довелося піти на хитрість і використовувати двухпіновие. Для перших п'яти каналів (4 для регуляторів + 1 "на всякий пожежний») я припаяв коннектори до сигнальної майданчику і «землі», для інших трьох - до «плюса» і «землі», щоб можна було живити сам ПК і вже від нього - підсвічування. З огляду на, що китайські клони польотних контролерів грішать ненадійною фіксацією роз'єму USB, його я пропаяв теж. Ще одним моментом, характерним для клону SPRacingF3, є роз'єм «пищалки». Як і у випадку з vbat, на верхній стороні плати знаходиться двоконтактний роз'єм JST-XH, а на нижній - він продубльований контактними майданчиками. Заковика в тому, що у клона «земля» на раз'ёмe постійна і при його використанні «пищалка» завжди буде активована. Нормальна робоча для «пищалки» «земля» виведена тільки на контактну площадку. Це легко перевіряється тестером: «плюс» роз'єму продзвонювати з «плюсом» на контактній площадці, а «мінус» - не продзвонювати. Отже, треба припаяти дроти для «пищалки» до нижньої сторони ПК.
Трьохконтактні роз'єми регуляторів теж довелося замінити. Можна було використовувати чотири двоконтактний штекера, але замість цього, я взяв два чотирьохконтактні штекера і вставив в один «землю» всіх регуляторів, у другій (дотримуючись порядок підключення моторів) - сигнальний провід.
Пластина з підсвічуванням по ширині більше, ніж рама і виступає з боків. Єдине місце, де її не зіб'ють пропелери - під рамою. Довелося колгоспів: взяв довгі болти, надів на них нейлонові муфти з попередньо пророблену прорізами (щоб стяжки, що кріплять підсвічування, могли зафіксуватися) і укрутив через нижню пластину в стійки рами. До вийшов ніжок стяжками притягнув пластину зі світлодіодами (отвори в пластині підходили ідеально) і залив стяжки термоклеем. З заднього боку пластини припаяв коннектори.
Уже після складання, на етапі налаштування з'ясувалося, що з пищалки щось не те. Відразу після підключення батареї вона починала монотонно пищати, а якщо активізувати її з пульта, то на цей монотонний писк накладався ще й ритмічний. Я спочатку грішив на ПК, але після виміру напруга мультиметром, стало ясно де саме проблема. Насправді можна було з самого початку підключити до проводів пищалки звичайний світлодіод. У підсумку я замовив відразу кілька пискавок, послухав їх і встановив найгучнішу.
Часто PDB і контролер кріплять до рами нейлоновими болтами, але я не довіряю їх міцності. Тому я використовував 20мм металеві болти і нейлонові муфти. Після установки PDB я припаяв харчування регуляторів (інші дроти були припаяні заздалегідь) і залив місця пайки термоклеем. Головний силовий провід, що йде до батареї, я стяжкою закріпив до рами, щоб його не вирвало в разі аварії.
З приймача я кусачками видалив усі коннектори, крім необхідних трьох, а перемичку між третім і четвертим каналами пропаяв прямо на платі. Як я вже писав вище, розумніше було б брати приймач без конекторів. Також я розгорнув у нього антени і заплави в термоусадку. На рамі приймач добре помістився між PBD і задньою стійкою. При такому розташуванні добре видно його індикатори і є доступ до кнопки Бінде.
До MinimOSD я вирішив припаяти роз'єми, а не дроти безпосередньо. На форумах пишуть, що ця плата нерідко згорає, отже розумно відразу підготуватися до можливої заміни. Я взяв планку з коннекторами в два ряди, нижні припаяв до контактних площадок з отворами, а на верхні вивів vIn і vOut. Після цього залив місця пайки термоклеем і упакував всю плату в термоусадку.
Збірка на цьому підійшла до кінця. Вийшло компактно і при цьому збережений доступ до всіх необхідних органам управління. Більше фотографій можна подивитися тут. Маса квадрокопрера без батареї становить 330г, з батареєю - 470г. І це ще без екшн-камери і кріплення для неї. У наступній статті я розповім про прошивці і налаштування отриманого квадрокоптера.