Com construir un Quadcoptor. (NTM 28-30S 800kV 300W i Arducopter APM 2.6 & 6H GPS 3DR Radio i FlySky TH9X): 25 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Aquest és un tutorial sobre com construir un Quadcopter amb motors NTM 28-30S 800kV 300W i Arducopter APM 2.6 i 6H GPS i ràdio 3DR. He intentat explicar cada pas amb diverses imatges. Si teniu alguna pregunta o comentari, responeu per correu electrònic a rautmithil [at] gmail [dot] com. També podeu posar-vos en contacte amb mi @mithilraut a twitter.

Patrocinador: radlab.sfitengg.org

Per saber més sobre mi: www.mithilraut.com

Pas 1: Llista de components

Hèlix de motor i ESC

1. NTM Prop Drive 28-30S 800KV / 300W Motor sense escombretes (versió d'eix curt) 4PCS.
2. Paquet d'accessoris NTM Prop Drive de la sèrie 28 de 4 unitats (obtingueu 2 addicionals perquè es danyen o es doblegen durant el bloqueig).
3. Controlador de velocitat del motor multi-rotor Afro ESC 30Amp (firmware SimonK) 4PCS.
4. APC 1147 Propeller Blade for RC Multi-Copter Helicopter Quadcopter 2Pair (Obteniu 4 parells addicionals si espereu estavellar el dron molt sovint)

Ràdio i seguretat

1. Transmissor FlySky FS-TH9X 2.4G 9CH actualitzat amb FS-R9B RM002 Mode 2
2. Turnigy TrackStar Epic Fail Safe per a cotxes i vaixells
3. Pack Turnigy 2650mAh 3S 1C Lipoly Tx (Futaba / JR) O HobbyKing 1500mAH Paquet de transmissors LiFe 3S 9.9v.

Marc

1. Tub quadrat d'alumini (280-395x10mm) 4 unitats. O tub quadrat de fibra de carboni 750x10mm 4PCS

2. Plaques centrals d’aquest marc (inicialment construeixo el quadroter amb aquest marc, però els braços eren d’alumini de baixa qualitat que es van doblegar durant un dels accidents. Ara només estic fent servir les plaques centrals superior i inferior d’aquest marc. Tots aquests forats de les plaques centrals són necessàries. Podeu construir les vostres pròpies a partir de plaques de fibra de carboni o Lexan amb aquests dissenys.) O

   1. Podeu comprar-los fora de les plaques de prestatge Hobbyking X550 Placa superior de marc principal de fibra de vidre 1PC
   2. Placa inferior 1PC de marc principal de fibra de vidre Hobbyking X550
3. F450 F550 SK450 Z450 TL450 Paquet d’engranatges universals d’aterratge elevat 1 (inclou 4 rodes d’aterratge)

Cablatge i alimentació

1. ZIPPY Flightmax 5000mAh 3S1P 20C 1PC (Obteniu un recanvi si no voleu esperar a recarregar la bateria)
2. Alarma de baixa tensió Lipoly (2s ~ 4s)
3. Filferro de silicona 12AWG d'alta qualitat Turnigy 1m (vermell)
4. Filferro de silicona d'alta qualitat Turnigy 12AWG 1m (negre)
5. 5x parells de 4mm Gold Bullet Connector Connector Banana (no en necessiteu tants però és bo tenir-ne de recanvi)
6. Endoll de connector de plàtan bala daurat de 10x 3,5 mm (no en necessiteu tants, però és bo tenir-ne de recanvi)
7. Cable de trencament de potència ESC multistar bala XT60 a 4 X 3,5 mm
8. Connector de bala XT60 macho / femella endolls de 2 parells

Kit controlador de vol Arducopter APM

1. Conjunt de controladors de vol APM APM 2.6 i 6H Conjunt de ràdio GPS i OSD i 3DR 1
2. APM2.5 / 2.6 / 2.8 MWC Indicador lluminós i zumbador del controlador de vol V1.0 1PC.

Eines

1. Joc de cargols
2. Decapant de filferro
3. Alicates
4. Clau Allen o joc de claus hexagonals (Obteniu un joc ja que necessitem 2 mides diferents)

Cargols de femella i diversos

1. Nylon Spacer 3,5 mm id * 2 polzades 4 unitats
2. Pern hexagonal de 3,5 mm x 25 mm i femelles compatibles amb bloqueig automàtic (venien amb el marc, però podeu comprar-ne de similars a la ferreteria) * 20
3. Perns de cap pla de 3,5 mm * 10 mm (que van als separadors de niló) i femelles compatibles * 15 unitats
4. Carregador de bateria (si encara no en teniu)
5. Tub retràctil de 5 mm de color vermell i negre
6. Brides de cable de 6 polzades de 25 unitats.
7. Brides de cable de 12 polzades 5 unitats.
8. Serra mecànica (si teniu previst tallar els tubs quadrats)
9. Trepant elèctric
10. Broca (3,5 mm)
11. Soldador
12. Filferro de soldadura
13. Pistola de cola calenta i pal.
14. Més lleuger
15. Cinta adhesiva lateral simple i doble

Pas 2: Muntatge del motor * 4

Eines necessàries:

1. Joc de claus Allen
2. Joc de cargols

Desempaqueteu el conjunt d'accessoris. El muntatge del motor es fixarà a la base del motor mitjançant els cargols de plata. L'adaptador de l'hèlix es fixarà a la part superior del motor mitjançant cargols hexagonals.

Repetiu-ho per als 4 motors.

Pas 3: Muntatge del braç * 4

Eines necessàries

1. Sega talladora (si no teniu els tubs tallats a una longitud específica)
2. Joc de claus Allen
3. Trepant elèctric
4. Broca (3,5 mm)
5. Alicates

Agafeu el tub quadrat i talleu-lo en 4 trossos de la mateixa longitud entre 280mm-395mm. 280 mm és la longitud mínima perquè la distància recomanada de motor a motor per a aquests motors i hèlix és de 560 mm. He conservat els 115 mm addicionals per connectar un estalviador d'hèlix, però això és opcional.

La distància entre els 2 forats del braç de la placa central és de 20 mm.

La distància entre els 2 forats oposats del suport del motor és de 34 mm.

Per tant, des d’un extrem he forat quatre forats de 3,5 mm amb el centre a 5 mm, 25 mm, 221 mm i 255 mm. Els primers 2 forats són per fixar el braç a la placa base. Els darrers 2 forats són per fixar el motor. Ajusteu la distància entre els primers 2 forats segons la distància entre els forats de la placa central.

Connecteu el conjunt del motor a cada braç mitjançant la rosca i els cargols hexagonals, la clau Allen i les tenalles de manera que els cables del motor apuntin al centre del quadricòpter.

Repetiu aquest pas per als quatre braços.

Pas 4: Muntatge del cos

Eines necessàries

1. clau Allen
2. Alicates

Agafeu els braços muntats al pas anterior i poseu-los entre les plaques centrals de manera que formi una forma de "X". Els braços estan units en un angle de 90 graus als braços adjacents. Utilitzeu els cargols hexagonals, femelles i arandeles per fixar els braços a les dues plaques centrals.

Fixaré el tren d’aterratge al final.

Pas 5: connectors de soldadura

Eines necessàries

1. Soldadura de ferro
2. Filferro de soldadura
3. Pistola de cola calenta
4. Més lleuger
5. Decapant de filferro

Soldar els connectors de la bateria:

La bateria esmentada a la llista de components (ZIPPY Flightmax 5000mAh 3S1P 20C) té connectors de bala de 4 mm com a endoll de descàrrega. Aquests connectors no són directament compatibles amb els connectors XT60 que s’utilitzen en la majoria dels casos. Per tant, soldarem un petit convertidor d’aquests components

1. Parell de connectors de bala de 4 mm * 1

2. Connectors bala femella de 3,5 mm * 2 (els connectors bala de 3,5 mm són compatibles amb els connectors XT60). També podeu utilitzar un connector XT60 femella.

3. 10 cm de filferro de 12 AWG (negre i vermell respectivament) * 1

Al costat esquerre de la soldadura de filferro vermell i negre, els connectors de bala femella de 3,5 mm.

Al costat dret de soldadura de filferro vermell, el connector bala mascle de 4 mm.

Al costat dret de soldadura de filferro negre, el connector de bala femella de 4 mm.

Un cop soldats tots els connectors, introduïu petits talls de tubs termorretractables de 5 mm a la connexió i escalfeu-los amb l’encenedor.

Soldar el mòdul de potència:

El kit APM 2.6 té un mòdul d’alimentació que controla la tensió de la bateria en vol. També té un BEC integrat que alimenta la placa principal. L'extrem d'entrada va a la bateria i l'extrem de sortida va a l'ESC.

Talla 2 peces de 5 cm cadascuna del cable vermell de 12 AWG i 2 peces de 5 cm cadascuna del cable negre de 12 AWG.

Soldeu l’extrem dels dos cables vermells a la part superior del mòdul d’alimentació (la cara superior és aquella on s’imprimeix el “mòdul d’alimentació”). De manera similar, soldeu un extrem dels dos cables negres a la part inferior del mòdul.

Introduïu els tubs termoencongibles a tots els quatre cables.

A la part d’entrada, soldeu un connector XT60 mascle que comprovi la polaritat del connector amb el cable vermell i negre. A la part de sortida, torneu a soldar un connector femella XT60 comprovant de nou la polaritat del connector amb el cable vermell i negre.

Reduïu la calor de les connexions soldades dels dos connectors XT60. Al mòdul de potència apliqueu capes de cola calenta per aïllar les connexions soldades.

Pas 6: Connexió dels ESC al motor i a la bateria

La radiotelemetria 3DR consisteix en un receptor i un transmissor. El transmissor té cables que en surten tal com es mostra a la imatge. El receptor té una sortida USB masculina al final. El paquet també inclou dues antenes que es connectaran al final de cada mòdul.

Agafeu un tros de cinta adhesiva de doble cara i enganxeu-lo a qualsevol lloc de la vora de la placa central. A continuació, enganxeu el mòdul transmissor a la cinta i premeu fermament. Apunteu l'antena cap a fora i mirant verticalment cap avall.

Pas 11: connectar l'indicador APM Light & Buzzer

L'indicador de llum i de brunzidor ajuda l'usuari a conèixer els modes de funcionament mitjançant un canvi de color fins i tot mentre vola. El Buzzer sona en cas de baixa tensió. Atès que la llum hauria de ser visible mentre es volava, es recomana que l'indicador estigui fixat a la part inferior del cos. Vaig utilitzar un tros de cinta adhesiva de doble cara per assegurar l’indicador de la placa inferior. Passo els cables per un dels molts forats que hi ha a la placa.

Pas 12: fixació del tren d'aterratge

El tren d'aterratge té 4 forats a la part superior que es poden utilitzar per fixar-lo als braços. Tanmateix, com que el braç té una amplada de 10 mm i la distància entre els forats és més gran que 10 mm, he utilitzat 2 tirants per connectar el tren d’aterratge al braç i també assegurar l’ESC.

Col·loqueu el tren d'aterratge a la part inferior del braç a 50 mm de distància de l'extrem de la placa i passeu un tirant de cable pels 2 forats, porteu-lo sobre el braç i assegureu-lo. Passeu el segon cordó pels altres 2 forats, poseu-lo sobre el braç, col·loqueu l'ESC al braç i assegureu-lo. D'aquesta manera, l'ESC s'uneix al braç.

Pas 13: connecteu el conjunt del mòdul de potència

Connecteu el costat "OUT" del conjunt del mòdul d'alimentació soldat al pas 5 al connector XT60 de la distribució d'energia XT60-4x3,5mm. Enganxeu el mòdul del connector d'alimentació entre les dues plaques (mitjançant cinta de doble cara) perquè no quedi penjat a l'exterior.

Connecteu el costat de 3,5 mm dels connectors de la bateria (soldats al pas 5) al costat "IN" del mòdul d'alimentació.

Pas 14: connecteu la bateria

Utilitzeu una tira de velcro d’uns 25 cm de longitud i introduïu-la per les escletxes de la placa inferior de manera que quedi un espai de 5 a 8 cm perquè la bateria s’ajusti. Col·loqueu la bateria al buit i assegureu-la amb el velcro. Si la bateria rellisca, utilitzeu 2 tirants per fixar la bateria als dos extrems de la bateria.

Pas 15: connectar el mòdul de receptor de ràdio de 2,4 G

El transmissor FlySky FS-TH9X 2.4G 9CH ve amb un receptor de 8 canals FS-R9B. Aquesta ràdio s’encarrega d’enviar comandes de navegació i control al quadricòpter. Utilitzarem servocables per fer connexions entre el mòdul receptor i la placa APM. Com que aquests cables mesuren 12,5 cm, enganxeu el mòdul receptor a prop de la placa APM mitjançant una cinta de doble cara. Assegureu l’antena mirant verticalment cap avall cap a un braç amb una cinta adhesiva.

Pas 16: Connexió dels mòduls amb la placa principal

Connexió del mòdul GPS

El mòdul GPS té 2 sortides. Una sortida proporciona la lectura del GPS. L'altra sortida dóna la lectura de la brúixola. La sortida GPS entra a la ranura superior "GPS". La sortida de la brúixola va a la ranura "I2C".

Connexió de la ràdio de telemetría 3DR

La sortida de 4 pins de la ràdio de telemetria entra a la ranura "Telem" de l'extrem superior esquerre de la placa APM.

Connexió del mòdul d’alimentació

La sortida de 6 pins del mòdul d'alimentació entra a la ranura "PM" de l'extrem inferior esquerre de la placa APM.

Pas 17: Connexió dels ESC a la placa APM

El quadcopter està construït en una configuració "X". Connecteu el cable de senyal de 3 pins de cada ESC a la ranura corresponent de la sortida tal com es mostra al diagrama. Connecteu l'ESC de cada motor a aquests pins.

A la part superior dreta --------- Pin 1

D A la part superior esquerra ----------- Pin 3

C inferior esquerre ------ Pin 2

B Part inferior dreta ---- Pin 4

El cable de senyal consta de 3 pins

Marró - GND

Vermell - VCC

Groc: senyal

Connecteu el cable des de la vora de les taules com es mostra a la imatge.

Pas 18: Connexió del receptor de ràdio

L’APM necessita comandes d’almenys 5 canals. Els altres 3 canals es poden connectar opcionalment. Els 5 canals necessaris són

Canal d’entrada: canal receptor

1-1 (rotlle / aleró)

2-2 (parcel·la / ascensor)

3 - 3 (accelerador)

4-4 (Yaw / Timó)

5-5 (auxiliar: s'utilitza per canviar de mode)

6 - 6

7 - 7

8 - 8

Utilitzeu quatre servocables de 3 pins per connectar el costat del senyal del mòdul receptor al costat del senyal de la placa APM. El mòdul receptor s’alimenta mitjançant la placa APM, així que assegureu-vos que almenys un dels connectors de 3 pins estigui connectat horitzontalment a les 3 columnes.

Pas 19: Muntatge del transmissor de ràdio

El Fly Sky TH9X ve amb

1. Transmissor FlySky FS-TH9X 2.4G 9CH Mode 2
2. Receptor FS-R9B 8CH 2,4 GHz
3. Mòdul RM002 a 2,4 GHz
4. Endoll de connexió

El mòdul RM002 es connecta a la ranura darrere del transmissor. Ve amb una antena connectada.

Connecteu la bateria del transmissor i col·loqueu-la al compartiment de la bateria tal com es mostra a la imatge.

Si és la primera vegada que configureu el sistema de ràdio, haureu de realitzar el procediment de vinculació per lligar el transmissor amb el receptor. Els passos del procediment s’esmenten aquí.

També podeu veure aquest vídeo i fer el mateix.

Pas 20: Connexió de l'indicador LED i del timbre

Connecteu el parell de pont vermell i negre al pin '+' & '-' de l'APM. Els altres tres cables es connecten als pins de senyal.

Blanc- Pin 5

Blau: pin 6

Vermell: pin 7

Els indicadors brillaran o parpellejaran corresponents a l'estat del GPS i ARM. El brunzidor sonarà quan hi hagi problemes d’ARMING, bateria baixa o connectivitat GPS.

Pas 21: Configuració del transmissor de ràdio

El FlySky TH9X és un transmissor de ràdio de 9 nivells d’entrada. En el mode 2, el pal de l'accelerador es troba a l'esquerra. Per fer coincidir les connexions realitzades en el pas anterior, cal configurar el transmissor per indicar quina barra controla quina funció. Utilitzeu les tecles de fletxa AMUNT, ABAIX, +, - i MENU, EXIT seleccioneu les tecles de selecció per accionar el transmissor.

Configuració del sistema

Per configurar el "Tipus", seguiu aquests passos

1. Menú Configuració del sistema Escriviu Sele ACRO

Premeu MENÚ per confirmar. SURT dues vegades per tornar a la pantalla inicial.

Per configurar el "Mode", seguiu aquests passos

1. Menú Configuració del sistema Modevat PPM

Premeu MENÚ per confirmar. SURT dues vegades per tornar a la pantalla inicial.

Seguiu aquests passos per configurar el "conjunt de pal"

1. Menú Configuració del sistema Stick Set MODE 2

Premeu MENÚ per confirmar.

2. Quan se us demani sobre "Thro Reverse", premeu Exit.

SURT dues vegades per tornar a la pantalla inicial.

Configuració de funcions

Per configurar el "E. POINT"

1. Configuració del menú Funcions E. POINT THR

2. Mou la palanca de l'accelerador cap avall i prem "+" fins que el valor sigui del 120%.

3. Mou la palanca de l'accelerador cap amunt i prem "+" fins que el valor es converteixi en un 120%.

Deixeu la resta de valors al 100%.

Premeu MENU per desar i SURT dues vegades per tornar a la pantalla inicial.

Per configurar l'AUX-CH

Els canals 1-4 s’utilitzen per a Roll, Pitch, Throttle i Yaw. Els altres 5 canals es poden assignar a diferents commutadors i pots del comandament a distància. APM proporciona diversos modes de vol, tal com s’esmenta aquí. Establirem 2 modes de vol "Mode estabilitzar" i "Mode de retenció d'altitud", ja que són els bàsics recomanats un cop utilitzat el commutador GEAR. Es poden configurar altres modes de vol i més de 2 utilitzant els Pots, que proporcionen més abast i flexibilitat per proporcionar un valor.

1. Configuració del menú AUX-CH CH52. Establiu CH5 a GEAR amb '+' '-'. Premeu MENÚ per desar i SURT dues vegades per tornar a la pantalla inicial.

P. S. La majoria dels transmissors proporcionen un commutador de 3 posicions, però aquí podeu trobar instruccions per configurar un commutador de mode de vol de 6 posicions que us permetrà configurar i canviar modes addicionals a APM.

n

Pas 22: Configuració de Mission Planner

Mission planner és la GUI que s’utilitza per configurar la placa APM. Les instruccions de descàrrega i instal·lació es donen aquí.

Inicieu Mission Planner, connecteu la placa APM a l'ordinador mitjançant un cable Micro USB. Espereu que es detectin els controladors i s’assigni el port COM. Podeu comprovar el port COM assignat mitjançant el Gestor de dispositius al sistema basat en Windows. A l'extrem superior dret del planificador, seleccioneu el port COM adequat, configureu la velocitat de transmissió en 115200 i feu clic a connectar. La placa APM connectarà i carregarà diversos paràmetres.

1. A la "pantalla de configuració inicial", seleccioneu "APM Copter V 3.x.x Quad" i espereu que descarregui i instal·li el firmware.

2. Un cop carregat el firmware, seleccioneu l'opció "Assistent" a l'esquerra. Això obrirà una finestra nova i us guiarà a realitzar la configuració inicial.

3. Una vegada a l’assistent, seguiu la sèrie d’imatges per configurar-la a cada pas.

Pas 23: supervisió mitjançant telemetria de ràdio 3DR

Podeu realitzar un seguiment de vol i emetre certes ordres mitjançant la radiotelemetria també coneguda com MAVLink. MAVLink permet la connexió de teledetecció a través d’un canal sense fil. El receptor té una sortida USB masculina al final. Connecteu el receptor i espereu que Windows cerqui controladors. Si no, els controladors es poden descarregar des d’aquí.

Obriu el gestor de dispositius per comprovar el port COM assignat al receptor. Inicieu Mission Planner i seleccioneu el port COM adequat a l'extrem superior dret. Feu clic a connecta.

Pas 24: Comprovació de la direcció de rotació del motor i connexió de les hèlixs

Com es mostra al diagrama, el motor 1 i 2 haurien de girar en sentit antihorari.

Els motors 3 i 4 haurien de girar en sentit horari. Armar la placa APM i empènyer el pal de l’accelerador prou perquè els motors s’iniciïn. Comproveu el sentit de gir. Si algun motor gira en sentit contrari, simplement canvieu dues connexions entre el motor i l'ESC.

L’últim pas per acabar aquesta construcció és connectar les hèlixs.

Eines necessàries

clau Allen

El parell d’hèlixs inclouen un conjunt de 4 anells adaptadors que s’utilitzen per ajustar perfectament l’hèlix a l’eix del motor. Abans de girar l'anell del paquet, introduïu l'anell a l'hèlix i comproveu quin d'ells encaixa perfectament. Gireu l'anell del paquet i introduïu-lo a la part posterior de l'hèlix (el costat que no hi ha res escrit). L'anell s'ajustarà bé. Feu això per a les quatre hèlixs.

Per fixar les hèlixs, col·loqueu les hèlixs (amb el costat escrit cap amunt) a l’eix del motor, introduïu l’anell d’ajust de la premsa de l’hèlix cap per avall i cargoleu la femella estalviadora de l’hèlix amb la clau Allen.

Als motors 1 i 2, fixeu les hèlixs etiquetades 11x4.7. Aquestes són les hèlixs rotatives en sentit antihorari.

Al motor 3 i 4 connecteu les hèlixs etiquetades amb 11x4.7R. Aquestes són les hèlixs rotatives en sentit horari.

Pas 25: Llista de comprovació i avisos de prevol

Llista de comprovació

• Les hèlixs del motor s’uneixen correctament i estan segures.
• Es carreguen les bateries del transmissor de ràdio i del quadcòpter.
• Totes les antenes estan orientades en la direcció correcta.
• Tots els enllaços i connexions mecàniques, com ara cargols i cargols, són adequats.
• Els engranatges d’aterratge s’uneixen fortament.
• APM, GPS i mòdul de brúixola estan orientats en la direcció correcta (endavant).
• La polaritat de totes les connexions és correcta i els pins es troben a les ranures adequades.
• Tots els accessoris de fixació de cables estan segurs.
• L'acceleròmetre, la brúixola / el mag estan calibrats.
• Assegureu-vos que no hi hagi interferències elèctriques amb la brúixola / mag.
• Al transmissor de ràdio, tots els canals, interruptors i olles es troben a les posicions predeterminades.
• Assegureu-vos que la recepció del senyal de ràdio sigui bona i sensible.
• Assegureu-vos que les falles de seguretat estan programades correctament.

Advertiments

1. Assegureu-vos que no voleu dins o al voltant d'una zona sense vol.
2. Consulteu la normativa del vostre país pel que fa al funcionament de vehicles aeris no tripulats.
3. No us acosteu al quadricòpter quan els motors giren.
4. No voleu alt en espais poblats. Hi ha possibilitats de Flyaways que puguin causar danys a persones o béns.
5. Si us plau, seguiu l’avís del brunzidor i poseu l’helicòpter per comprovar si hi ha problemes.
6. Si no utilitzeu FPV (vista en primera persona), no deixeu que el quadcòpter quedi fora de la vista quan voleu.
7. Assegureu-vos que voleu dins de l'abast de les antenes.
8. No voleu en condicions de pluja / neu.
9. No voleu de nit ni en zones amb poca il·luminació.
10. No envaïu la privadesa de les persones / animals.
11. Sigues un pilot responsable i vola segur.