DIY drone: Les 5. Montage..

Inhoud

Inleiding

Nu je alle hoofdcomponenten voor je UAV hebt geselecteerd, kun je beginnen met de montage. Deze gids behandelt veelvoorkomende fouten bij het monteren van een UAV met meerdere rotors, samen met enkele handige tips voor het afstemmen. Deze les behandelt geen items zoals een camera / FPV-systeem, apparaten met een groot bereik of andere accessoires (we behandelen in 7 lessen).

Componenten die u in dit stadium moet hebben:

  1. Frame (gekocht of handgemaakt)
  2. Motoren, ESC's, propellers, batterij, oplader
  3. Stroomverdelingsbord / kabelboom
  4. Vluchtcontroller en communicatieapparaat (radiobesturing voorgesteld)

Voortstuwing

Om de doelstellingen van deze les te bereiken, zal het voortstuwingssysteem van uw UAV de volgende componenten bevatten:

  • Motoren
  • ESC
  • Stroomverdeling (board of harnas)
  • Batterij
  • Flight Controller

Merk op dat propellers niet worden vermeld. Installeer in dit stadium geen propellers! De hoofdschroeven worden pas in de 6e les aangesloten. Aangezien dit je eerste drone is, raden we aan om een ​​"frameloze" elektrische aansluiting te maken voordat je alles op het frame installeert; om alle verbindingen te controleren en de geïdentificeerde fouten te verhelpen.

Batterij. Stroomdistributie

De verbinding tussen de batterij en het stroomdistributiesysteem zou relatief eenvoudig moeten zijn als ze beide hetzelfde type connector hebben. Zo ja, ga dan verder met de volgende stap. Als de connectoren verschillend zijn, knip dan in geen geval de batterijdraden door om de connector te scheiden; dit kan kortsluiting en een onaangename elektrische schok veroorzaken! In plaats daarvan kunt u een adapter pakken en deze gebruiken tussen de connector op de batterij en de connector op het stroomverdeelbord. Een andere optie kan zijn om te zoeken naar een bijpassende connector voor de batterijconnector en deze te kopen; knip vervolgens de bestaande connector uit de stroomverdeler en soldeer de gekochte vervanging, zorg er eerst voor dat er geen verbinding is tussen de positieve en negatieve pinnen.

Het is belangrijk op te merken dat de meeste multi-rotor UAV's geen aan/uit-schakelaar hebben, dus stroom wordt geleverd en losgekoppeld door de hoofdbatterij aan te sluiten en los te koppelen van de stroomverdelerconnector, dus hun connectoren moeten stevig vastgemaakt en de draden/soldeerpunten zijn goed geïsoleerd met krimpkous en/of isolatietape.

Koppel de accu los van de stroomverdeler voordat u verder gaat.

Motor. ESC. Stroomverdeling

De stroomverdelingskaart (PDP) of bekabelde verdeling dient voornamelijk om de stroom van de hoofdbatterij naar elke ESC te verdelen. De spanning wordt "as is" aan de ESC geleverd, dus het is niet nodig om de spanning te verhogen (verhogen) of te verlagen (verlagen). Als je drone vier motoren heeft, dan zou je vier ESC's moeten hebben, en daarom zou je verdeelbord / draaddistributie uiteindelijk de hoofdbatterij in vier verbindingen moeten splitsen. Als uw PRP zes aansluitingen heeft en u bouwt een quadrocopter, dan hoeft u de laatste twee niet aan te sluiten. Als u een hexacopter bouwt, moet uw PDP de stroom van de hoofdbatterij naar zes verbindingen verdelen. De ESC bevat de volgende draden:

  • Een 3-draads 0,1-inch lint met R / C-connector, waarvan de zwarte pin meestal is geaard, de rode levert 5V-uitgang (via BEC*) en geel/wit is de signaalingang.
  • Drie afzonderlijke draden worden aangesloten op de drie draden van een borstelloze gelijkstroommotor (meestal geleverd met vrouwelijke kogelconnectoren die al zijn gesoldeerd of meegeleverd).
  • Twee ingangsconnectoren voor het aansluiten van de batterij op de PDB (sommige hebben gesoldeerde connectoren met soldeersel, sommige zijn inbegrepen en soms helemaal niet).

*ESC's hebben meestal een ingebouwd Battery Eliminate Circuit (of BEC) dat de hoofdbatterijspanning omzet in 5V om de ontvanger en de vluchtcontroller van stroom te voorzien. 5V wordt meestal geleverd via de RC-connector van de ESC (meestal de middelste / rode pin). Je hebt maar één BEC nodig om de vluchtcontroller van stroom te voorzien.

Als het stroomverdeelbord connectoren gebruikt die niet overeenkomen met de connectoren op de ESC of de batterij, moet u ofwel adapters (adapters) aanschaffen of nieuwe connectoren kopen en vervang ze op ESC of PRP. Het voordeel blijft bij het stroomverdeelbord, waarvan de connectoren overeenkomen met die van de batterij en ESC. Meestal kan een lithium-polymeerbatterij van een UAV DEANS-connectorXT60EC3

Als u extra zwakstroomelektronica (LED-verlichting, pendel enz.) van stroom wilt voorzien, maar er zijn geen reserveaansluitingen op uw stroomverdeelkast, dan kunt u de batterijlaadkabel gebruiken. De witte oplaadconnector heeft meestal één pin voor aarde en één pin voor elke cel (1S, 2S, 3S, etc.) die wordt gebruikt in de LiPo-batterij. Hoewel deze connector eigenlijk alleen bedoeld is om de batterij op te laden, kan hij een output van 3,7 V van elke pin leveren en kan hij worden gebruikt om elektronica met een lage stroomsterkte, zoals roosters of LED's, van stroom te voorzien.

  1. Verwijder de rode kabel van elke 3-pins R/C-connector van de cruisecontrol, behalve één. Het is aan te raden dit zo te doen dat je ze indien nodig altijd weer kunt aansluiten. Wikkel het uiteinde van elke uitgesloten draad met isolatietape of gebruik krimpkous voor isolatie, zodat ze later niet in contact kunnen komen met andere elektronische elementen. De enige rode draad die onaangeroerd blijft, voedt de vluchtcontroller die in de assemblage wordt gebruikt.
  2. Sluit de twee voedingsdraden van elke ESC aan op het verdeelbord en zorg ervoor dat de rode draad naar positief () gaat en de zwarte draad naar negatief (-).
  3. Als het stroomverdeelbord dat u gebruikt zijn eigen R / C-connectoren heeft, is het in dit geval aan jou om de R / C-pinnen van elke ESC aan te sluiten op de R / C-connectoren op dit bord of sluit ze rechtstreeks aan op de vluchtcontroller.
  4. Sluit elk van de drie motorconnectoren aan op de drie ESC-connectoren. Op dit moment is de volgorde van het aansluiten van deze connectoren niet belangrijk (als dit de draairichting beïnvloedt, wordt dit later indien nodig gecorrigeerd).

Houd er rekening mee dat als u besluit om de bedrading in dit stadium te verwijderen of te verbergen, u later wellicht toegang moet krijgen tot enkele van de verbindingen volgens de procedure beschreven in les 6, in het bijzonder de verbindingen tussen de ESC's en een motor zodat de motor in de tegenovergestelde richting draait.

ESC. Vlucht controleur.

Je kunt nu de R/C-ingangen van de cruisecontrollers aansluiten op de flightcontroller. De vluchtcontroller die u kiest, moet een diagram hebben dat laat zien welke controllerpinnen zijn aangesloten op de motoren van uw multi-rotorassemblage. Dit diagram zou ook de draairichting van elke motor moeten weergeven, maar nogmaals, u hoeft op dit moment geen rekening te houden met de richting.

  1. Zie het aansluitschema tussen de motoren / ESC en de flight controller in de pc-handleiding.
  2. Sluit de R / C-connectoren van elke ESC aan op de overeenkomstige pinnen op de vluchtcontroller, zorg ervoor dat de aardingsdraad (meestal zwart) wordt aangesloten op de grondpen van de vluchtcontroller en de signaalpen (wit of geel) wordt aangesloten op de signaalpin op de vluchtcontroller...
  3. Slechts één van de RC-connectoren heeft nog de rode (stroom) pin.

Communicatie

Ontvanger. Vlucht controleur.

Stel dat je in deze les de keuze hebt gemaakt voor radiobesturing als invoerapparaat. Als u WiFi, Bluetooth of een andere invoermethode wilt gebruiken, lees dan de handleiding van de vluchtcontroller en zoek naar seriële invoer; In dit gedeelte wordt beschreven hoe/waar het seriële invoerapparaat op de vluchtcontroller moet worden aangesloten. U zult hoogstwaarschijnlijk de zend- (Tx), ontvang (Rx), spanning (5V) en GND-pinnen van het draadloze apparaat naar de zender moeten zoeken en verbinden, zodat Rx van de ene naar de andere Tx kan gaan en vice versa.

Uw RC-zender moet worden geleverd met een geschikte RC-ontvanger. De ontvanger moet aan de zender worden gebonden, zodat u de bind-jumper van de ontvanger (indien aanwezig) kunt verwijderen. De kit kan ook een AA-batterijhouder bevatten, die is ontworpen om de ontvanger van stroom te voorzien, maar we zullen deze niet gebruiken omdat de BEC zowel de ontvanger als de vluchtcontroller van stroom zal voorzien. Om erachter te komen welke RC-ontvangerkanalen aansluiten op welke pinnen op de vluchtcontroller, moet u de gebruikershandleiding van zowel de vluchtcontroller als het RC-systeem raadplegen.

De handleiding van de vluchtcontroller geeft de locaties aan van de volgende pinnen die moeten worden afgestemd en aangesloten op de ontvanger:

  • Throttle
  • Pitch
  • Yaw
  • Roll
  • Aux-schakelaars 1, 2, 3, enz.

Je kunt nu de volgende aansluitingen maken:

  1. Lees de flight controller handleiding om te zien welke R/C input pin is aangesloten met welke van bovenstaande functies.
  2. Lees de zenderhandleiding voor welk kanaal bij elke functie hoort.
  3. Sommige RC-zenders kunnen opnieuw worden geprogrammeerd om de functie van elk contact te wijzigen. Als u besluit een ingang (joystick of schakelaar) te wijzigen, doe dit dan alleen nadat u zeker weet welk kanaal op de ontvanger met welke functie overeenkomt. Throttle, Pitch, Yaw en Roll moeten altijd worden geassocieerd met twee sticks/joysticks, niet met schakelaars of knoppen.
  4. Sluit het Throttle-kanaal op de ontvanger aan op de Throttle-ingang op de vluchtcontroller.
  5. Sluit het Pitch-kanaal op de ontvanger aan op de Pitch-ingang op de vluchtcontroller.
  6. Sluit het Yaw-kanaal op de ontvanger aan op de Yaw-ingang op de vluchtcontroller.
  7. Sluit GND op de vluchtcontroller (meestal de derde rij pinnen) aan op GND op de ontvanger (meestal de derde rij pinnen).
  8. Als de aux-ingang wordt gebruikt, sluit u Aux 1 op de ontvanger aan op Aux 1 op de vluchtcontroller, enzovoort.

U kunt voor elk kanaal 3-pins servodraden gebruiken, maar slechts één van de kanalen (kan elk kanaal zijn) moet spanning en aarde hebben; de rest heeft alleen een signaaldraad nodig. Alle verbindingen kunnen GND naar GND zijn, hoewel er maar één nodig is. Nogmaals, de ontvanger heeft geen aparte batterij nodig, omdat deze wordt gevoed door de vluchtcontroller, die wordt gevoed door de BEC van een van de ESC's.

Het frame in elkaar zetten

Als je je eigen frame aan het bouwen bent, kun je het in dit stadium in elkaar zetten. Als je een framekit hebt gekocht, volg dan de montage-instructies. Houd er rekening mee dat u mogelijk bepaalde delen moet demonteren om de aansluiting te vergemakkelijken of om elektrische elementen te verwijderen (verbergen). Het doel is om ervoor te zorgen dat er niets los zit, alle draden stevig zijn vastgemaakt en dat er niets uit het frame kan vallen of verstrikt kan raken.

Installatie

Batterijlocatie.

De batterij die voor stroomvoorziening wordt gebruikt, is vaak het zwaarste element van een UAV en kan variëren van 1/4 tot 1/2 van zijn totale gewicht. Daarom is de plaats van installatie erg belangrijk. De ideale locatie voor de hoofdbatterij zou in het midden van het vliegtuig moeten zijn, zodat alle motoren ongeveer dezelfde belasting aankunnen. Als de batterij zich dichter bij de achterkant van het vliegtuig bevindt, zullen de achterste motoren meer stuwkracht moeten leveren dan de voorste motoren, en daarom zal de maximale totale stuwkracht beperkt zijn (wanneer de achterste motoren op volle stuwkracht zijn, zal er geen stuwkracht op de voorste motoren). Terwijl de gebruikelijke benadering bij ontwerp met meerdere rotoren is om het vliegtuig symmetrisch rond een middellijn (of ten minste één as) te houden, dus de batterij moet langs die middellijn worden geplaatst in plaats van naar de ene of de andere kant verschoven...

Vervolgens moet je beslissen op welke hoogte je de batterij plaatst. Er zijn verschillende plaatsen waar de batterij kan worden geïnstalleerd:

  1. Onder het frame (het vliegtuig zal eronder zwaar zijn, stabieler en minder acrobatisch).
  2. Direct onder de motoren (meestal in het frame); misschien wel een van de beste plaatsen.
  3. Op dezelfde hoogte als de motoren of rotoren (bijv. bovenop het frame gemonteerd).
  4. Boven de propellers (de UAV zal bovenop zwaarder zijn en meer geneigd om te kantelen).

Voor de beste prestaties moet de batterij idealiter op positie 3 hierboven worden geplaatst. Positie 4 creëert het effect van een omgekeerde slinger, en als de UAV voorbij een bepaalde hoek kantelt, zal de drone de neiging hebben om te kantelen. Positie 1 zal een redelijk stabiel platform creëren dat van nature de neiging heeft om waterpas te blijven, maar uiterst ongeschikt is voor acrobatiek. Daarom kiezen de meeste ontwerpers voor positie 2 en plaatsen ze de batterij direct onder het frame of erin. Deze aanpak maakt ruimte onder het frame vrij voor nuttige ladingen zoals het ophangsysteem, en ruimte erboven voor de vluchtcontroller en andere elektronica om zo toegankelijk mogelijk te zijn.

Batterijbevestiging

Er zijn veel gebruikelijke manieren om de batterij aan het frame te bevestigen, waaronder:

  • Klittenband
  • Zelfklevend klittenband (één zijde vastgelijmd aan de batterij en de andere aan het frame)
  • In het frame

Klittenband wordt het meest gebruikt voor medium “standaard ” maat drones op maat Hoewel framebehuizingen het meest worden aangetroffen op commerciële drones, worden de frames van dergelijke UAV's onder druk ontworpen en laten ze ruimte binnen die specifiek is voor een specifieke batterij. Klittenband zou idealiter alleen moeten worden gebruikt als de batterij relatief licht is; in plaats van één kort gedeelte in het midden, wordt aanbevolen om één strook over de gehele lengte van de batterij te lijmen. Als u klittenband gebruikt en merkt dat de batterij de neiging heeft om eruit te springen vanwege gebrek aan grip, is het raadzaam om rubberen strips toe te voegen waar de batterij contact maakt met de banden. Het wordt niet aanbevolen om lijm te gebruiken om de batterij aan het frame te bevestigen. Als u geen UAV gebruikt, verwijdert u de batterij en bewaart u deze in een LiPo-veilige tas of een keramisch reservoir.

De batterij opladen

Het is zeer waarschijnlijk dat u een Lithium Polymer (LiPo) of andere lithiumbatterij heeft gekozen. De meeste LiPo-batterijen van meer dan 3,7 V hebben een aparte laadkabel met een meerpolige connector voor het opladen, terwijl de voedingskabel te herkennen is aan de aanwezigheid van een tweepolige connector met grotere draden die bestand zijn tegen hoge ontlaadstromen. Een laadconnector heeft meestal één contact voor elke batterijbank, evenals een gemeenschappelijk aardingscontact.

Vanwege de gevaren die verbonden zijn aan LiPo-batterijen (waterstof en elektriciteit), is het gebruikelijk om de batterij volledig uit de drone te verwijderen wanneer deze niet in gebruik is en deze in een LiPo Safe-tas te plaatsen. Dezelfde tas wordt gebruikt bij het opladen van de accu (sluit de accu aan op de oplader, plaats de accu in de tas (laat de oplader buiten de tas) en sluit deze (meestal heeft deze een flap met klittenband).

Plaatsing en montage van de vluchtcontroller

Idealiter zou de vluchtcontroller in het midden van de drone moeten worden geplaatst op dezelfde hoogte als de motoren. Als dit niet mogelijk is, kan de controller worden geplaatst iets hoger of lager richting de linker- of rechterkant, en vermijd montage naar voren of naar achteren. Als je een frame voor een UAV hebt gekocht, hebben deze vaak bevestigingsgaten voor de vluchtcontroller, die op de optimale plaats zitten. De vluchtcontroller kan op een van de volgende basismanieren worden bevestigd:

  • Schroeven / Moeren / Staanders (basis)
  • Dubbelzijdige tape (zorg ervoor dat deze sterk genoeg is)
  • Dubbelzijdige schuimtape (om te bereiken) dempingseffect)
  • Rubberen dempingsbussen (voor hoge demping)

Sommige vluchtcontrollers hebben of kunnen een optionele beschermhoes hebben.

In dit stadium zou u een volledig geassembleerde en aangesloten UAV moeten hebben, exclusief de propellers. Les 6 omvat het opzetten en testen van de zender, flight controller software, pre-flight check en first flight.

.