Dron DIY: Lekcja 5. Montaż..

Spis treści

Wstęp

Po wybraniu wszystkich głównych komponentów do swojego UAV, możesz rozpocząć montaż. W tym przewodniku omówiono typowe błędy podczas montażu wielowirnikowego bezzałogowego statku powietrznego, a także kilka pomocnych wskazówek dotyczących strojenia. Ta lekcja nie obejmie elementów takich jak kamera / system FPV, urządzenia dalekiego zasięgu lub inne akcesoria (omówimy w 7 lekcjach).

Komponenty, które musisz posiadać na tym etapie:

  1. Rama (zakupiona lub wykonana ręcznie)
  2. Silniki, ESC, śmigła, akumulator, ładowarka
  3. Tablica rozdzielcza/wiązka zasilania
  4. Kontroler lotu i urządzenie komunikacyjne (proponowane sterowanie radiowe)

Napęd

Aby osiągnąć cele tej lekcji, system napędowy twojego UAV będzie zawierał następujące elementy:

  • Silniki
  • ESC
  • Rozdział mocy (deska lub uprząż)
  • Akumulator
  • Kontroler lotu

Należy zauważyć, że śmigła nie są wymienione. Nie instaluj śmigieł na tym etapie! Główne śruby zostaną połączone dopiero w szóstej lekcji. Ponieważ jest to Twój pierwszy dron, zalecamy wykonanie „bezramowego” połączenia elektrycznego przed zainstalowaniem wszystkiego na ramie; w celu sprawdzenia wszystkich połączeń i usunięcia zidentyfikowanych usterek.

Akumulator. Dystrybucja zasilania

Połączenie między baterią a systemem dystrybucji zasilania powinno być stosunkowo proste, jeśli oba mają ten sam typ złącza. Jeśli tak, przejdź do następnego kroku. Jeśli złącza są różne, w żadnym wypadku nie przecinaj przewodów akumulatora, aby oddzielić złącze; może to spowodować zwarcie i nieprzyjemne porażenie prądem! Zamiast tego możesz podnieść adapter i używać go między złączem na akumulatorze a złączem na tablicy rozdzielczej zasilania. Inną opcją może być wyszukanie pasującego złącza do złącza akumulatora i kupienie go; następnie odetnij istniejące złącze od rozdzielacza zasilania i przylutuj zakupiony zamiennik, najpierw upewniając się, że nie ma połączenia między pinami dodatnimi i ujemnymi.

Należy zauważyć, że większość wielowirnikowych bezzałogowych statków powietrznych nie posiada włącznika/wyłącznika, więc zasilanie jest dostarczane i odłączane poprzez podłączenie i odłączenie głównego akumulatora od złącza rozdzielacza zasilania, więc ich złącza muszą być bezpiecznie zamocowane, a przewody / punkty lutownicze są dobrze izolowane za pomocą rurek termokurczliwych i / lub taśmy elektrycznej.

Przed przystąpieniem do dalszych czynności odłączyć akumulator od rozdzielacza prądu.

Silnik. WYJŚCIE. Dystrybucja zasilania

Płytka rozdzielcza zasilania (PDP) lub dystrybucja przewodowa służy głównie do dystrybucji energii z głównego akumulatora do każdego ESC. Napięcie jest dostarczane do ESC „tak jak jest”, więc nie ma potrzeby zwiększania (podwyższania) lub zmniejszania (zmniejszania) napięcia. Jeśli twój dron ma cztery silniki, powinieneś mieć cztery ESC, a zatem twoja tablica rozdzielcza / dystrybucja przewodów powinna ostatecznie podzielić główny akumulator na cztery połączenia. Jeśli twój PRP ma sześć połączeń i budujesz kwadrokopter, to po prostu nie musisz łączyć dwóch ostatnich. Jeśli budujesz heksakopter, Twój PDP powinien rozprowadzać energię z głównego akumulatora do sześciu połączeń. ESC zawiera następujące przewody:

  • Jedna 3-żyłowa taśma 0,1 cala ze złączem R/C, której czarny pin jest zwykle uziemiony, czerwony zapewnia wyjście 5V (przez BEC*) i żółty/biały to sygnał wejściowy.
  • Trzy oddzielne przewody łączą się z trzema przewodami w bezszczotkowym silniku prądu stałego (zwykle dostarczanym z żeńskimi złączami pociskowymi, które są już przylutowane lub dołączone).
  • Dwa złącza wejściowe do podłączenia akumulatora do PDB (niektóre zawierają złącza lutowane z lutowaniem, niektóre są w zestawie, a czasami wcale).

*ESC mają zwykle wbudowany obwód eliminacji akumulatora (BEC), który konwertuje napięcie głównego akumulatora na 5 V w celu zasilania odbiornika i kontrolera lotu. 5V jest zwykle zasilane przez złącze RC z ESC (zwykle środkowy / czerwony pin). Do zasilania kontrolera lotu potrzebny jest tylko jeden BEC.

Jeśli w rozdzielnicy zasilania zastosowano złącza, które nie pasują do złączy na ESC lub akumulatorze, to będziesz musiał zakupić adaptery (adaptery) lub zakupić nowe złącza i wymień je na ESC lub PRP. Zaletą pozostaje tablica rozdzielcza zasilania, której złącza pasują do złącza akumulatora i ESC. Najczęściej bateria litowo-polimerowa BSP może mieć złącze DEANSXT60EC3

Jeśli chcesz zasilić dodatkową elektronikę niskoprądową (oświetlenie LED, breloczek itp.), ale na Twojej rozdzielnicy nie ma wolnych złączy, możesz użyć kabla do ładowania akumulatora. Białe złącze ładowania zwykle ma jeden pin do masy i jeden pin na każde ogniwo (1S, 2S, 3S, itp.) zastosowane w zespole akumulatora LiPo. Chociaż to złącze tak naprawdę służy tylko do ładowania akumulatora, może zapewnić napięcie wyjściowe 3,7 V z każdego pinu i może być używane do zasilania niskoprądowej elektroniki, takiej jak wiązka przewodów lub diody LED.

  1. Usuń czerwony przewód z każdego 3-pinowego złącza R/C tempomatu z wyjątkiem jednego. Zaleca się, aby zrobić to w taki sposób, aby w razie potrzeby móc je ponownie podłączyć. Owiń koniec każdego wyłączonego przewodu taśmą elektryczną lub użyj rurki termokurczliwej do izolacji, aby później nie mogły wejść w kontakt z inną elektroniką. Jedyny czerwony przewód, który pozostanie nietknięty, będzie zasilał kontroler lotu używany w zespole.
  2. Podłącz dwa przewody zasilające każdego ESC do tablicy rozdzielczej, upewniając się, że czerwony przewód idzie do dodatniego (), a czarny do ujemnego (-).
  3. Jeśli rozdzielnica zasilania, której używasz ma własne złącza R/C, to w tym przypadku do Ciebie należy podłączenie pinów R/C każdego ESC do złączy R/C na tej płycie lub podłącz je bezpośrednio do kontrolera lotu.
  4. Podłączyć każde z trzech złączy silnika do trzech złączy ESC. Na chwilę obecną kolejność łączenia tych złączy nie jest istotna (jeśli ma to wpływ na kierunek obrotów, zostanie to później skorygowane w razie potrzeby).

Należy pamiętać, że jeśli zdecydujesz się usunąć lub ukryć okablowanie na tym etapie, możesz później uzyskać dostęp do niektórych połączeń zgodnie z procedurą opisaną w Lekcji 6, w szczególności zamień połączenia między ESC a silnikiem tak, aby silnik obracał się w przeciwnym kierunku.

ESC. Kontroler lotu.

Możesz teraz podłączyć wejścia R/C tempomatów do kontrolera lotu. Wybrany kontroler lotu powinien mieć schemat pokazujący, które styki kontrolera są podłączone do silników zespołu wielowirnikowego. Ten diagram powinien również pokazywać kierunek obrotu każdego silnika, ale znowu nie musisz na razie brać pod uwagę kierunku.

  1. Patrz schemat połączeń pomiędzy silnikami / ESC a kontrolerem lotu w instrukcji obsługi komputera.
  2. Podłącz złącza R/C każdego ESC do odpowiednich styków kontrolera lotu, upewnij się, że przewód uziemiający (zwykle czarny) łączy się z stykiem uziemienia kontrolera lotu i stykiem sygnałowym (biały lub żółty) łączy się z pinem sygnałowym na kontrolerze lotu...
  3. Tylko jedno ze złącz RC będzie miało czerwony pin (zasilanie).

Komunikacja

Odbiornik. Kontroler lotu.

Załóżmy, że w tej lekcji wybrałeś sterowanie radiowe jako urządzenie wejściowe. Jeśli chcesz korzystać z WiFi, Bluetooth lub innej metody wprowadzania, przeczytaj instrukcję obsługi kontrolera lotu i wyszukaj wejście szeregowe; W tej sekcji opisano, jak / gdzie podłączyć urządzenie wejścia szeregowego do kontrolera lotu. Najprawdopodobniej będziesz musiał znaleźć i podłączyć piny nadawania (Tx), odbioru (Rx), napięcia (5 V) i GND z urządzenia bezprzewodowego do nadajnika, umożliwiając Rx z jednego do drugiego Tx i odwrotnie.

Twój nadajnik RC musi być wyposażony w odpowiedni odbiornik RC. Odbiornik musi być połączony z nadajnikiem, aby można było usunąć zworkę wiązania z odbiornika (jeśli jest). W zestawie może znajdować się również uchwyt na baterie AA, który jest przeznaczony do zasilania odbiornika, ale nie będziemy go używać, ponieważ BEC będzie zasilał zarówno odbiornik, jak i kontroler lotu. Aby dowiedzieć się, które kanały odbiornika RC łączą się z jakimi pinami kontrolera lotu, musisz zajrzeć do instrukcji obsługi zarówno kontrolera lotu, jak i systemu RC.

Instrukcja kontrolera lotu wskaże lokalizacje następujących pinów, które należy dopasować i podłączyć do odbiornika:

  • Throttle
  • Pitch
  • Odchylenie
  • Przechylenie
  • Przełączniki Aux 1, 2, 3 itd.

Możesz teraz wykonać następujące połączenia:

  1. Przeczytaj instrukcję kontrolera lotu, aby zobaczyć, który pin wejściowy R/C jest podłączony z którą z powyższych funkcji.
  2. Przeczytaj instrukcję nadajnika, dla którego kanał jest powiązany z każdą funkcją.
  3. Niektóre nadajniki RC można przeprogramować, aby zmienić funkcję każdego kontaktu. Jeśli zdecydujesz się zmienić dowolne wejście (joystick lub przełącznik), zrób to dopiero po upewnieniu się, że wiesz, który kanał w odbiorniku odpowiada której funkcji. Throttle, Pitch, Yaw i Roll powinny być zawsze powiązane z dwoma drążkami / joystickami, a nie przełącznikami lub przyciskami.
  4. Podłącz kanał Throttle w odbiorniku do wejścia Throttle na kontrolerze lotu.
  5. Połącz kanał Pitch na odbiorniku z wejściem Pitch na kontrolerze lotu.
  6. Podłącz kanał odchylenia w odbiorniku do wejścia odchylenia w kontrolerze lotu.
  7. Połącz GND na kontrolerze lotu (zwykle trzeci rząd pinów) do GND na odbiorniku (zwykle trzeci rząd pinów).
  8. Jeśli będzie używane wejście pomocnicze, podłącz Aux 1 na odbiorniku do Aux 1 na kontrolerze lotu, i tak dalej.

Możesz użyć 3-pinowych przewodów serwo dla każdego kanału, ale tylko jeden z kanałów (może być dowolny) musi mieć napięcie i masę; reszta potrzebuje tylko przewodu sygnałowego. Wszystkie połączenia mogą być GND do GND, chociaż wymagane jest tylko jedno. Po raz kolejny odbiornik nie potrzebuje osobnej baterii, ponieważ będzie zasilany przez kontroler lotu, który jest zasilany przez BEC z jednego z ESC.

Montaż ramy

Jeśli budujesz własną ramę, możesz ją na tym etapie złożyć. W przypadku zakupu zestawu ramek postępuj zgodnie z instrukcją montażu. Należy pamiętać, że może być konieczne zdemontowanie niektórych obszarów w celu ułatwienia podłączenia lub usunięcia (ukrycia) elementów elektrycznych. Celem jest upewnienie się, że nic nie jest luźne, wszystkie przewody są bezpiecznie zamocowane i nic nie może wypaść z ramy ani się zaplątać.

Montaż

Lokalizacja akumulatora.

Bateria używana do zasilania jest często najcięższym elementem w UAV i może wynosić od 1/4 do 1/2 jego całkowitej wagi. Dlatego bardzo ważne jest miejsce jego instalacji. Idealne miejsce na główny akumulator powinno znajdować się w środku samolotu, aby wszystkie silniki mogły obsłużyć mniej więcej takie samo obciążenie. Jeśli akumulator znajduje się bliżej tyłu samolotu, silniki tylne będą musiały zapewnić większy ciąg niż silniki przednie, a zatem maksymalny ciąg całkowity będzie ograniczony (gdy silniki tylne będą pracowały z pełnym ciągiem, nie będzie na przednich silnikach). Podczas gdy typowym podejściem w projektowaniu wielowirnikowym jest utrzymanie samolotu symetrycznie względem linii środkowej (lub przynajmniej jednej osi), więc akumulator powinien być umieszczony wzdłuż tej linii środkowej, a nie przesunięty w jedną lub drugą stronę...

Następnie musisz zdecydować, na jakiej wysokości umieścić baterię. Jest kilka miejsc, w których można zamontować akumulator:

  1. Pod ramą (pod spodem samolot będzie ciężki, bardziej stabilny i mniej akrobatyczny).
  2. Bezpośrednio pod silnikami (zwykle wewnątrz ramy); prawdopodobnie jedno z najlepszych miejsc.
  3. Na tej samej wysokości co silniki lub wirniki (np. zamontowane na górze ramy).
  4. Nad śmigłami (BSP będzie cięższy na górze i bardziej podatny na przewracanie).

Aby uzyskać najlepszą wydajność, najlepiej, aby akumulator znajdował się w pozycji 3 powyżej. Pozycja 4 tworzy efekt odwróconego wahadła, a jeśli UAV przechyli się poza pewien kąt, dron będzie miał tendencję do przewracania się. Pozycja 1 stworzy dość stabilną platformę, która z natury ma tendencję do pozostawania na poziomie, ale jest wyjątkowo nieodpowiednia do akrobacji. Dlatego większość projektantów wybiera pozycję 2 i umieszcza baterię bezpośrednio pod ramą lub wewnątrz niej. Takie podejście zwalnia miejsce pod ramą na ładunki, takie jak system zawieszenia, oraz przestrzeń nad kontrolerem lotu i innymi urządzeniami elektronicznymi, aby były jak najbardziej dostępne.

Mocowanie akumulatora

Istnieje wiele powszechnych sposobów mocowania akumulatora do ramy, w tym:

  • Paski na rzepy
  • Samoprzylepne rzepy (jedna strona przyklejona do akumulatora, a druga do ramy)
  • W ramce

Pasy rzepowe najczęściej spotykane w przypadku średniego standardu „Drony na zamówienie” Podczas gdy obudowa ramy jest najczęściej spotykana w komercyjnych dronach, ramy takich UAV są tworzone pod ciśnieniem i pozostawiają w środku przestrzeń specjalnie dla określonej baterii. Najlepiej byłoby, gdyby rzepy były używane tylko wtedy, gdy bateria jest stosunkowo lekka; zamiast jednego krótkiego odcinka na środku zaleca się przyklejenie jednego paska na całej długości baterii. Jeśli używasz pasków na rzepy i zauważysz, że bateria ma tendencję do wyskakiwania z powodu braku przyczepności, zaleca się dodanie gumowych pasków w miejscu styku baterii z paskami. Nie zaleca się używania kleju do mocowania akumulatora do ramy. Jeśli nie używasz UAV, wyjmij baterię i przechowuj ją w bezpiecznej torbie LiPo lub zbiorniku ceramicznym.

Ładowanie baterii

Jest bardzo prawdopodobne, że wybrałeś baterię litowo-polimerową (LiPo) lub inną baterię litową. Większość akumulatorów LiPo powyżej 3,7 V ma oddzielny kabel ładujący z wielopinowym złączem do ładowania, natomiast kabel zasilający można rozpoznać po obecności dwupinowego złącza z większymi przewodami zdolnymi wytrzymać wysokie prądy rozładowania. Złącze ładowania ma zwykle jeden styk dla każdego banku akumulatorów, a także wspólny styk uziemienia.

Ze względu na zagrożenia związane z akumulatorami LiPo (wodór i elektryczność), powszechną praktyką jest całkowite wyjęcie akumulatora z drona, gdy nie jest on używany i umieszczenie go w torbie LiPo Safe. Ta sama torba służy do ładowania baterii (podłącz baterię do ładowarki, umieść baterię w torbie (pozostawiając ładowarkę na zewnątrz torby) i zamknij ją (zazwyczaj posiada klapkę na rzep).

Umiejscowienie i montaż kontrolera lotu

W idealnym przypadku kontroler lotu powinien znajdować się w środku drona na tej samej wysokości co silniki. Jeśli nie jest to możliwe, można go umieścić nieco wyżej lub niżej w lewo lub w prawo i unikaj montażu do przodu lub do tyłu. Jeśli kupiłeś ramę do UAV, często mają one otwory montażowe dla kontrolera lotu, które znajdują się w optymalnym miejscu. Kontroler lotu można przymocować na jeden z następujących podstawowych sposobów:

  • Śruby / nakrętki / wsporniki (podstawowe)
  • Taśma dwustronna (upewnij się, że jest wystarczająco mocna)
  • Dwustronna taśma piankowa (do osiągnięcia) efekt tłumienia)
  • Gumowe tuleje tłumiące (do wysokiego tłumienia)

Niektóre kontrolery lotu mają lub mogą mieć opcjonalną obudowę ochronną.

Na tym etapie powinieneś mieć w pełni zmontowany i podłączony UAV, z wyłączeniem śmigieł. Lekcja 6 obejmuje konfigurowanie i testowanie nadajnika, oprogramowania kontrolera lotu, sprawdzenie przed lotem i pierwszy lot.

.