Собираем самодельный FPV квадрокоптер

Здравствуйте, уважаемые читатели! В этой статье хочу поделиться материалом по сборке FPV квадрокоптера на базе рамы, рассчитанной на установку пятидюймовых пропеллеров – Realacc Kylin 210. Главная особенность данной рамы – беспроблемное крепление бюджетных экшн камер типа Xiaomi YI и ей подобных.



Эта статья рассказывает о том, как сделать квадрокоптер своими руками из готового набора рамы, а так же про установку электроники на дрон.
Поставляется комплект рамы Realacc Kylin 210 в обычном полиэтиленовом пакете, все элементы рамы просто ссыпаны в одну кучу.

Комплектация Основание рамы.


Карбоновые детали верхней «надстройки».

Металлические стойки.

Комплект металлического и пластикового крепежа.

Комплект для крепления аккумулятора.

Простенькая PDB с бэками на 5 и 12 вольт.

Диагональ по центрам моторов – 210 мм. Что ясно из названия рамы – Realacc Kylin 210.

Форма основания – вытянутый крест, в длину рама на 8 мм больше чем в ширину.

Толщина основания – 5,3 мм. Рама очень жесткая на прогиб, это очень хорошо.

Ширина лучей – 13 мм, этого вполне достаточно для размещения отдельных регуляторов на каждый мотор.

Остальные карбоновые детали толщиной – 2 мм. Кроме верхней деки и проставки в креплении экшн камеры, они толщиной – 1.5 мм.

Распил ровный, без видимых косяков и задиров слоя.

На резе хорошо видна структура слоев китайского псевдокарбона. Обычно это два или три слоя углеткани, остальное текстолит. Так, и цена соответствует качеству материала.

Рама собирается за несколько минут. Сначала собираем верхушку рамы с креплением для курсовой и экшн камеры.

На основание рамы прикручиваем комплектные стойки.

Прикручиваем верхнюю часть рамы к стойкам. Рама готова.

Вес пустой рамы – 94 г.

Для сборки квадрика, кроме вышеупомянутой рамы буду использовать: приемник – FrSky XSR для аппаратуры TARANIS; курсовую камеру (можно использовать любую на ваш выбор) – Foxeer HS1177 V2.

Полетник с интегрированной PDB и видеопередатчиком – HGLRC F4 V5PRO. На данный момент данный контроллер снят с производства и его прямой наследник – HGLRC F4 V6PRO. Крепление 30.5×30.5 мм.

Четыре регулятора оборотов для бесколлекторных моторов с поддержкой протокола D-Shot 600 — Racerstar RS40A V2.

Комплект из четырех бюджетных моторов – Racerstar Racing Edition BR2205 2600KV.

Приступим к сборке коптера. Полетный контроллер установлю на стойки с виброразвязкой – Flight Controller Anti-Vibration Fixed Screws.

Пришлось подложить шайбы, чтобы притянуть стойки к раме.

Перед сборкой все острые кромки рамы я скруглил надфилем, а торцы покрыл несколькими слоями акрилового лака (можно клеем на основе цианакрилата).

Изолирую лучи одним слоем изоленты, на случай, если он лопнет, и куски карбона могут замкнуть контакты регулятора.

К основанию рамы прикручиваем все четыре мотора. Я креплю мотор на все четыре болта, хотя можно и на два, если с фиксатором резьбы.

Чтобы в полете ничего само не открутилось – использую фиксатор резьбы.

Прикручиваем полетный контроллер к стойкам.

Закрепляем регуляторы на лучах парой оборотов изоленты, это необходимо для того, чтобы определить конечную длину проводов.

Согласно инструкции на полетный контроллер, паяем силовые и сигнальные провода от регуляторов на плату контроллера.

Паяем провода от моторов к регуляторам. К каким фазам, какой провод подключать значения особого не имеет и влияет только на направление вращения моторов. На этапе настройки можно поменять направление вращения моторов в программе blhelisuite.

Проверяем качество пайки, чтобы в полете ничего не отвалилось.

Рекомендую после пайки все соединения заизолировать специальным лаком, я использую несколько слоев plastik 71 и подсушиваю феном.

К полетнику подключаем все компоненты, включая антенну (без антенны сгорит видеопередатчик) и проверяем на работоспособность. Убедились, что все работает – можно окончательно заканчивать сборку и прикрутить верхнюю часть рамы к основанию. В процесс настройки полетного контроллера подробно вдаваться не буду, кому интересно можете подробно ознакомиться в этой статье – «», в разделе настройка.

На верхней деке есть отверстие для установки SMA разъема, к которому будет прикручиваться антенна. Для полетов вокруг да около такая антенна не нужна, и будет место для приемника.

Установлю вот такой диполь (Original MMCX 5.8GHG 3dBi FPV Antenna) с разъемом MMCX как раз подходит к полетнику.

Окончание антенны дополнительно усилю вторым слоем термоусадки.

На освободившееся место стяжками закрепляем приемник.

Усы антенн выводим за пределы рамы и закрепляем на обрезанных стяжках с помощью термоусадки. Угол в 90 градусов между лучами антенн не выдержан, но оно и так нормально работает на удалении до 200 метров.

Фиксируем антенну видеопередатчика.

Про пищалку тоже не забыл, притянул стяжкой к основанию рамы.

С помощью пинцета и какой-то матери, в пазы основания рамы продеваем стяжку-велкро для фиксации аккумуляторов. Для этой операции нужен пинцет с тонкими и изогнутыми губками, иначе намучаетесь.

Для более надежной фиксации акума на раме, использую липучку типа репейник (крючки на раме). Но можно установить прилагаемую к комплекту рамы прокладку из пенорезины. Как по мне – липучка надежней и не надо потом лазить на корячках по всему полю и искать куда отлетел акум при падении и ударе об землю.

Последний штрих – окончательно фиксируем регуляторы на лучах рамы, кто-то это делает стяжками, я обычно просто приматываю изолентой.

В итоге получилось:

Вес квадрика с пропами «трешками» – 332 г

Вес с акумом 4S 1300 mAh – 486 г.

Немного хочу рассказать об особенностях рамы Realacc Kylin 210. Ширина проема для установки FPV камеры 27.8 мм, и рассчитана на крепление камер через силиконовые демпферы, у меня таковых нет, подложил попавшиеся под руку шайбы.

Боковые карбоновые пластины не дадут установить стек выше двух этажей при использовании длинных стоек. Если поколхозить со стойками, то думаю три этажа вкорячить все-таки можно.

Площадка для установки экшн камер имеет регулировку угла наклона.

Камера закрепляется обычной велкро-стяжкой, держится вполне надежно и не отлетает даже при жесткой посадке в стиле – «морковка» с 5 метров.

Квадрик с таким конфигом летит вполне зачетно, даже несмотря на изначальный небольшой люфт в моторах (люфтили прямо из коробки).

Из чего состоит система

В состав FPV-систем входит набор оборудования из пяти основных компонентов:

  1. Камера.
  2. Дополнительная антенна (например, клеверная антенна может передавать на расстояния до 1 км с маломощным трансмиттером).
  3. Трансмиттер, простыми словами – передатчик видеосигнала, обычно его мощность составляет доли и единицы ватт. От мощности зависит радиус действия сигнала.
  4. Монитор с ресивером, устроен наподобие телевизора.
  5. Источник питания.

Элементы FPV

На квадрокоптер устанавливают камеру, антенну, трансмиттер и источник питания. В качестве камеры можно использовать, например, GoPRO или специализированную аналоговую FPV-камеру. Независимо от выбранной камеры, в любом случае важно, чтобы ваша камера и трансмиттер могли связаться друг с другом, соответственно нужен будет подходящий кабель. Обычно используется шнур с проводами питания для камеры и передатчика и провод для передачи сигнала.

FPV-систему вы можете установить на любые дроны самостоятельно, купив такой набор оборудования как описано выше. Другой вариант – это купить устройство с предустановленными техническими средствами для трансляции видео. «Готовые» квадрики с камерами бывают различных конструкций. Камера может быть съёмной или встроенной в корпус. А монитор, может быть расположен либо в пульте дистанционного управления, либо быть отдельным устройством.

Квадрокоптер с FPV

Не менее интересны квадрокоптеры, которые транслируют видео на смартфон. Часто такие модели и управляются либо напрямую с мобильного или планшета, либо ваше устройство становится дополнением к пульту управления. С помощью мобильного приложения обычно управляются небольшие любительские модели беспилотников с нижнего и среднего ценового сегмента.

Рабочая частота

Одним из ключевых факторов выбора FPV-системы для квадрокоптера является рабочая частота передатчика и приемника. Большая часть систем использую частоту в 5,8 ГГц. Это обусловлено малым количеством устройств, которые работают в этом диапазоне. То есть главным критерием выбора пары трансмиттер-ресивер является именно частота. Большинство моделей взаимозаменяемы между собой.

То есть вы можете использовать FPV-камеру и передатчик одного производителя и приемник с монитором другого. Чтобы вывести изображения на компьютер, ноутбук или планшет можно использовать ЮСБ-плату видео захвата, например Easier Cap. Она отлично работает как с ПК, так и с андройд-девайсам.

Однако у аналогового сигнала есть весомое преимущество – быстрая скорость передачи картинки. При оцифровке в большинстве случаев возникают задержки, и устраивать гонки на дронах не получится, потому что вы не будете видеть реальной картины в плане резкого изменения направления движения.

Важно: включать трансмиттер, если к нему не подключена антенна нельзя – он может сгореть.

Второй популярной частотой является 2,4 ГГц. Но стоит учитывать, что аналоговый сигнал очень чувствителен к помехам, а диапазон около 2,4 ГГц сильно загружен. Здесь работают:

  • Wi-Fi-устройства (современные роутеры по тем же причинам переходят на 5ГГц);
  • пульты дистанционного управления;
  • системы умного дома и другое оборудование.

Поэтому сигнал будет неустойчивым, а картинка, скорее всего, некачественной.

Способы просмотра изображения с камеры

Есть два варианта реализации устройства для просмотра изображения с камеры:

  1. Монитор.
  2. FPV-Очки.

Монитор либо монтируется на пульт управления, либо выступает в роли отдельного устройства. Обычно на них расположены шторки для защиты от боковых солнечных лучей – это повышает видимость изображения и комфорт при использовании FPV-системы.

Устройства для просмотра изображения

Очки напоминают очки виртуальной реальности. Состоят из экрана, перед которым размещена линза, таким образом, когда очки надеты на вашу голову, вы смотрите вдаль (благодаря линзе) и видите мир с высоты. С ними вы сможете в полной мере насладится полетом квадрокоптера с FPV-камерой.

FPV-системы используются не только на квадрокоптерах, но и на других видах радиоуправляемых моделей. Благодаря тому, что пилоты смогли видеть траекторию движения собственными глазами – у них появилась возможность проводить более захватывающие гонки, чем раньше. Также с помощью FPV-системы на квадрокоптере вы можете использовать беспилотник на охоте или рыбалки для разведки обстановки, об этом мы писали в статье ранее – https://dronnews.ru/o-dronakh/kvadrokopter-dlya-okhoty.html.

Также советуем просмотреть видео, на котором подробно, а главное – наглядно объясняется, что такое FPV-система для квадрокоптера и как она работает:

Рубрики: IT

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *