0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Квадрокоптер своими руками; пошаговая инструкция по сборке

Перед началом стоит вспомнить – а какие же есть способы получить свой квадрокоптер? На самом деле их пять.

RTF (ready to fly) – Просто купить готовый коптер. Тебе останется его просто достать из коробки и запустить в полёт. Это хороший вариант, если тебе не интересны эти конструкторы, и ты хочешь просто удовлетворить свою потребность в БПЛА. Однако, это далеко не так весело, как оставшиеся варианты.

Комплект «всё включено»

Такой комплект подойдёт тем, кто хочет сделать дрон своими руками, но не собирается часами разбираться в документациях, калькуляторах и прочих тонкостях. Там всё так-же рассчитано производителем и подогнано. Нужно только собрать и настроить. Если ты сейчас выбираешь свой первый квадрокоптер, то это определённо твой выбор.

Комплект ARF

ARF (Almost Ready to Fly) – Тут всё слегка сложнее. Бывают разные степени «готовности». Где-то нужно докупить контроллер, а где-то в комплекте идёт только рама коптера. Собрать квадрокоптер, настроить и откалибровать придётся самому. Вариант для тех, кто хочет углубиться в тему и поковыряться в своём БПЛА.

С нуля

Это выбор продвинутых юзеров. Строить коптер с нуля — значит самостоятельно подбирать оптимальные компоненты, разрабатывать и изготавливать раму и так далее. Это сложный, но очень интересный путь, особенно, если не брать готовый модуль управления, а попытаться использовать Arduino или raspberry pi.

Из подручных материалов

Мы не ищем лёгких путей. Дедушкин гараж, алиэкспресс и помойка электроники – наш выбор. Путь боли, ПВХ труб и хардкора, но в результате ты получишь полностью самодельный квадрокоптер. Тут полный простор для фантазии, а все необходимые комплектующие и чертежи квадрокоптеров можно найти в интернете.

Часть I. Аккумуляторы DJI: характеристика и советы по использованию

Несмотря на, казалось бы, широкое распространение компьютерных технологий в XXI веке, развивающейся робототехнике, многие пользователи до сих пор не знакомы со многими терминами и обозначениями. Еще чаще, люди, приобретая товар, редко изучают инструкцию по его эксплуатации, а попросту берут инициативу в свои руки. Далеко не всегда это приводит к хорошему результату, а в случае с дронами в особенности – ремонт такой игрушки обойдется вам колоссальными затратами и лишними нервами.

Во избежание “травм на производстве” мы подготовили данный обзор, в котором расскажем о первом использовании квадрокоптера, режиме гибернации и работе аккумуляторов DJI.

Общие сведения

Время полета квадрокоптера напрямую зависит от типа привода, а также источника питания. Большинство дронов потребительского класса подпитываются от одной аккумуляторной батареи литиевого типа. Среди таковых выделяются LiPo или LiIon АКБ. Батареи такого типа обладают большой емкостью, а при правильном использовании служат гораздо дольше, чем обычные аккумуляторы.

Минимальное напряжение одной ячейки в литиевых батареях составляет 2,5V, номинальное – 3,7V, максимальное – 4,2V. Ячейки литий-полимерных (LiPo) батарей имеют более высокую устойчивость к повреждениям, чем ячейки литий-ионных (Li-Ion), и могут работать при более значительных нагрузках.

А что DJI?

Все существующие квадрокоптеры DJI оснащены только литий-полимерными аккумуляторами. Как вы уже поняли, для дронов одной из важнейших составляющих являются батареи, поэтому в первую очередь производитель, создавая летательную конструкцию, заботится о производительности товара. За счет своей выносливости и бóльшей емкости идеальным вариантом для дронов DJI служат LiPo-аккумуляторы.

При этом производитель настоятельно рекомендует всем желающим приобрести квадрокоптер, что для работы с оригинальными АКБ DJI можно использовать только фирменные зарядные устройства. Также есть некоторые ограничения по работе с батареями DJI, чтобы квадрокоптер служил вам дольше. Об этом поговорим далее.

АКБ для DJI Mavic 2

Квадрокоптеры серии Mavic 2 оснащены умными батареями Mavic Intelligent Flight. Они рассчитаны на полет в 27 минут, а встроенные интеллектуальные функции предупредят вас о низком заряде, уровне повышенной или пониженной температуры, а также о возможных неисправностях. Полную информацию об этом можно в режиме онлайн отслеживать через приложение DJI GO. Батарея контролируется специальной защитой от перегрузки и внезапной разрядки. При длительном неиспользовании АКБ самостоятельно снизит уровень заряда до 50%, а при полетах в резких климатических условиях будет активирована соответствующая защита. Для восстановления полностью разряженного аккумулятора потребуется чуть более часа на его полную зарядку.

АКБ для DJI Mavic Аir

Mavic Air также оснащен умными батареями Mavic Intelligent Flight емкостью 2375 мАч. Кстати, интересным фактом является то, что производитель сумел достичь невозможного, сжав аккумулятор Mavic Air до размеров АКБ DJI Spark, обладающего емкостью в 1480 мАч.

Таким образом дрон способен парить в воздухе до 21 минуты и предупредит вас о снижении заряда, когда уровень достигнет 15%. На подзарядку батареи через ЗУ тратится один час. Для более длительного полета разработчик включил в состав Mavic Fly More Combo сразу три батареи, которые обеспечат почти непрерывный полет на протяжении почти часа.

Читать еще:  Как избавить компьютер от вируса. Как удалить вирус? Пошаговая инструкция для начинающих. Сканирование смартфона через компьютер

АКБ для DJI Spаrk

Работу АКБ для DJI Spark обеспечивает батарея Spark Intelligent Flight, оснащенная при своих небольших размерах высокой плотностью энергии. Емкость АКБ составляет 1480 мАч, чего хватает на 15-16 минут полета.

В состав Spark Fly More Combo также входят три аккумулятора, способные продлить летное время дрона.

АКБ для серии DJI Phantom

Батарея для Phantom 2 обладает емкостью в 5200 мАч и выходным напряжением 11,1 Вт. Одного аккумулятора хватает на 25 минут полета, также можно приобрести запасные для более длительной работы дрона.

АКБ для линейки DJI Phantom оснащены интеллектуальной системой управления, которая защищает батарею вашего квадрокоптера от перегревания или любой прочей неисправности.

В случае Phantom 3 емкость АКБ составляет 4480 мАч, способная на непрерывную работу до 23 минут. Устройство наделено световыми индикаторами, отображающими состояние батареи и степень ее заряда. Еще одной составляющей батарей данного типа является порядок ее включения. Запуск происходит путем двойного нажатия кнопки питания и удержанием ее в течение двух секунд. Такая система создана для устранения опасности непроизвольного включения или выключения аппарата.

Phantom 4 оснащен АКБ емкостью 5350 мАч, рассчитанной на 28 минут полета. Батарея версии Pro емкостью 5870 мАч работает на две минуты дольше. К тому же, она способна выдерживать температурные колебания от -10°C до +40°C. Отслеживать уровень заряда батареи и ее состояние можно через приложение DJI GO.

Первое использование квадрокоптера и режим хранения

Когда, наконец, у вас в руках оказался долгожданный подарок-квадрокоптер, или вы приобрели его сами, первым делом необходимо зарядить все аккумуляторы. Причем вам не придется беспокоиться, если в этот момент вам необходимо куда-то отойти. Так уж придумал производитель, что умная батарея зарядится до нужных 100%, после чего подача тока через ЗУ прекратится.

Многие задаются вопросом, а для чего же после распаковки сразу заряжать аккумулятор? Большинство продукции DJI поставляется пользователю в режиме хранения – то есть с 40-60% заряда от общего количество. Для полета во избежание нештатных ситуаций в идеале нужно иметь полные 100%.

Есть и другое мнение, что АКБ во время приобретение дрона находится в режиме гибернации (с англ. – “hibernation”, то есть “зимняя спячка”, бездействие) и перед первым использованием батареи нужно “разбудить”, чтобы в дальнейшем не переживать об их скорой поломке. Однако, данный факт является давно развеянным мифом, так как LiPo аккумуляторы нового поколения и без того оснащают умными микросхемами, а перед продажами тестируют на производстве. Таким образом, доля правды в этом только в том, что дроны поставляются пользователю не со стопроцентным зарядом, однако делается это только не из-за боязни испортить АКБ, а ради соблюдения правил транспортировки устройства.

Требования безопасности при проведении полетов

Как уже отмечалось, вся техника DJI наделена “интеллектуальными батареями”, которые предупредят вас о высоком расходовании энергии и в нужный момент вернутся “домой”. Важно! Срок службы батареи дрона зависит от трех основных факторов:

  1. как часто вы летаете;
  2. как вы заряжаете аккумуляторы;
  3. как и в каких условиях вы летаете.

В связи с этим ниже представляем вашему вниманию несколько полезных советов об использовании литий-полимерных (Li-Po) аккумуляторов на квадрокоптерах.

  • Всегда поднимайте в небо квадрокоптер только с полностью заряженной батареей. Это поможет избежать происшествий, а также позволит по-максимуму насладиться пейзажами с высоты птичьего полета.
  • Большую роль при пилотировании играет погода. Отдельные модели коптеров (Mavic 2 Pro и Zoom, Inspire 2) способны выдерживать температурные перепады (от -10°C до +40°C; от -20°C до +40°C для Inspire 2). Однако, чтобы быть уверенным в более продолжительной работе коптера и сохранении его батареи, необходимо следовать некоторым простым правилам ее хранения и эксплуатации. Об этом мы расскажем отдельно.
  • Немаловажно убедиться перед полетом, что аккумуляторы хорошо закреплены на устройстве. В противном случае вы не успеете сориентироваться и поймать в руки коптер, несущийся к земле на огромной скорости.
  • Перед зарядкой обязательно сначала выключите ваш дрон, а только после этого вынимайте батареи. Если по каким-то причинам квадрокоптер не включается после зарядки аккумулятора, не стоит пытаться самостоятельно разобраться с неполадкой — обратитесь в сервисный центр DJI.
  • Ну и наконец очень важно следить за уровнем заряда через приложении DJI GO. Во время пилотирования дрон несколько раз предупредит вас о снижении уровня заряда. Когда он достигнет показателя 10%, устройство вернется на заранее вами установленную “базовую точку” (в случае активации режима Return To Home). Вместе с тем, не стоит полностью перекладывать ответственность на робота. Следите за уровнем заряда сами, и лучше перестраховаться и самому “приказать” дрону вернуться на землю, чем ждать, что режим возвращения домой по тем или иным причинам не сработает, и ваш коптер вдребезги рухнет сам.

Пять правил по уходу за батареей

  • Для начала вернемся к второму пункту предыдущего подраздела. Мы говорили об использовании батареи при низких температурных условиях. Так, перед полетом следует поднять беспилотник в воздух на 1-2 минуты, чтобы он вошел в рабочий режим, подстроясь под окружающую погодную обстановку. Дальше всю работу дрон сделает за вас: “умные батареи” включают режим самонагрева автоматически (Внимание, не на всех моделях!).
  • Жара тоже имеет значение. Во время пилотирования при температуре свыше 40 °C следует обращать внимание на работу батареи через мобильное приложение. Если температура аккумулятора достигнет 65 °C, опустите ниже или посадите ваш дрон. А если значение перевалит за 70 °C, устройство может загореться или даже взорваться.
  • Храните батарею в сухом и прохладном месте при комнатной температуре от 20 °C до 28 °C. Не стоит также оставлять аккумуляторы вблизи источников тепла (дома у батареи, на солнце, возле открытого огня или на печи). Также избегайте контакта с водой и металлическими предметами.
  • Раз в три месяца, или по-другому, каждые десять — пятнадцать циклов зарядки, полностью разряжайте и заряжайте заново батарею. Это позволит продлить срок службы АКБ. Делать это можно двумя доступными способами:
    1. В первом варианте продолжайте полет пока заряд аккумулятора не упадет до 10%. Когда напряжение упадет до среднего значения в 3,5V или 5%, оставьте на небольшой высоте ваш дрон, дождитесь пока батарея полностью разрядится, а квадрокоптер в автоматическом режиме приземлится на землю.
    2. Второй вариант заключается в том, чтобы разрядить батарею до 10%, после чего посадить дрон, но не выключать, пока аккумулятор не разрядится полностью.
Читать еще:  Не активна кнопка «Расширить том» в Windows 7/10 – почему и что делать?

Кроме того, никогда не заряжайте батареи, когда они слишком горячие. Специально для таких случаев некоторые дроны (Phantom 4 и Phantom 3) оснащены световыми индикаторами, которые укажут, что аккумулятор перегрелся. Во избежание поломки, батарею следует оставить на несколько минут в покое, пока она остынет. Не стоит также пытаться охладить аккумулятор вручную, оставив его в холодильнике или под кондиционером. Таким образом, вы просто-напросто “убьете” свою батарею.

  • Во время путешествия следует разрядить батарею до 30%. Если аккумулятор будет перевозиться самолетом, этот показатель следует снизить до 5%. Для перевозки дрона и всех его составных частей существуют специальные сумки-переноски, многие из которых продаются вместе с самим устройством. Будьте внимательны при перевозке, чтобы не повредить ни сам дрон, ни его аккумуляторы.
  • Если вы не собираетесь пользоваться квадрокоптером более 10, то разрядите аккумуляторы до показателя в 40%. “Интеллектуальные батареи” вскоре сами поймут, что дрон не используется, и перейдут в режим хранения уровня заряда (Примечание: в линейке DJI Mavic значение, после которого АКБ погружаются в режим сна, устанавливается вручную).

В заключение стоит отметить, что несмотря на все преимущества работы литий-ионных и литий-полимерных батарей, они также имеют свой срок службы. Что характерно, эффект их старения проявляется даже при полном отсутствии нагрузок, зарядок-разрядок и прочих факторов. Именно поэтому нет смысла заранее приобретать множество запасных батарей, которые даже ввиду отсутствия использования будут также изнашиваться.

Если выражаться более научными терминами и цифрами, то в среднем в течение первого года использования АКБ их емкость снижается на 4-6%, а за последующие 2-3 года потери составляют от 10 до 20% от начального показателя. В среднем обычный аккумулятор рассчитан на 5000 полных циклов перезарядки (1000 – для литий-ионных АКБ). Вместе с тем, продлить не стоит ограничивать свои действия полным зарядом до 100% или полным разрядом с последующим отключением устройства. Например, регулярная зарядка АКБ при снижении его запаса до 50% позволит увеличить его продолжительность жизни до 1500 циклов, а в случае с 25% — до 2500. Также не стоит забывать о температурных режимах хранения и эксплуатации батареи, поскольку и сильные морозы, и невыносимая жара негативно влияют на ее емкость.

В случае неисправности или износа батареи подлежат их полной утилизации. Правила по утилизации включают в себя:

  • Полный разряд батареи до показателя в 1,0V или ниже. Если же АКБ поврежден, в результате чего надулся или раскололось его покрытие, то данный пункт можно пропустить и перейти сразу к следующему.
  • Погрузка аккумулятора в пластиковое ведро или контейнер, заполненный соленой водой. Далее накрыть емкость крышкой (без герметизации) и оставить на две недели. Такая процедура занимает длительное время, но является наиболее безопасной для утилизации.
  • После двух недель извлечь батарею из емкости с водой, завернуть в бумажное полотенце и выкинуть вместе с обычным мусором. Угрозы дальнейшего взрыва такая батарея больше не представляет.

Существует также физический способ утилизации батареи – это, например, ее намеренная поломка при помощи подручных средств (молоток, кирпич), однако такой способ представляет большую угрозу для самого “уничтожителя”. Риск того, что она взорвется от удара, велик, поэтому лучше использовать иные проверенные способны. Пусть и занимают они более длительное время.

Используйте вышеперечисленные средства, но будьте внимательны и соблюдайте правила безопасности. Если же у вас есть сомнения, обратитесь к специалисту.

Еще больше новостей и полезной информации вы найдете на наших страницах в социальных сетях:

Характеристики аккумулятора для квадрокоптера

Любой аккумулятор для квадрокоптера имеет определенные маркировки на своем корпусе. Они позволяют сравнивать свойства АКБ и помогают определить, какой купить для ваших нужд. Есть три основных параметра, которые вы должны уметь расшифровывать.

Напряжение и количество ячеек

Ячейка LiPo имеет номинальное напряжение 3,7 V. Номинальное напряжение – находится посередине между минимально безопасным зарядом и максимальным. LiPoзаряжаются полностью, когда достигают 4.2 V на ячейку, а минимум для них 3,0 V. Подробнее об этом мы обсудим далее. Для аккумулятора от квадрокоптера на картинке выше, 7.4 вольт означает, что есть два последовательных элемента (т.е. количество Вольт складывается из двух). Например, иногда говорят про АКБ 2S— это означает, что в серии есть 2 элемента. Блок с двумя ячейками (2S) равен 7.4 V, блок с тремя ячейками (3S) равен 11.1V и так далее.

Реже, но до сих пор встречаются маркировки, как «2S2P». Это означало, что на самом деле в АКБ четыре элемента. Два соединены последовательно, и еще два подключены к первым двум батареям параллельно (емкости складываются вместе). На данный момент, такая терминология мало используется, так как современные технологии позволяют держать гораздо больше энергии в отдельных ячейках, чем несколько лет назад. Тем не менее, полезно знать старые термины на случай, если вы столкнетесь с чем-то подобным.

Читать еще:  Как скрыть IP адре Что такое прокси-серве?

Напряжение аккумуляторного блока в основном определяет скорость квадрокоптера. Оно напрямую влияет на обороты электродвигателя. Бесщеточные двигатели обозначаются в кV (не путать с киловольт), что означает количество оборотов двигателя в минуту на один вольт.Если у вас бесщеточный электродвигатель с номинальным напряжением 3500 kV, вращение составит 3500 об / мин на каждый вольт, поданный на него. На элементах 2S LiPo скорость вращения составит около 25900 об / мин. На элементах с маркировкой 3S, электродвигатель будет крутиться 38850 оборотов в минуту. То есть, чем выше напряжение, тем быстрее обеспечивается скорость.

Емкость

Емкость — мера того, сколько энергии аккумулятор квадрокоптера может держать в себе. Можно это представить, как размер вашего топливного бака. Единица измерения здесь — миллиампер-час (мАч). Эта характеристика показывает, сколько энергии способен предоставить аккумулятор, разрядившись за один час. Обычно потребление моторов обсуждают в амперах (A), поэтому вот преобразование: 1000мАч = 1 Ампер час (1Ач)

Сравнение с топливным баком очень хорошо подходит, так как емкость тоже определяет, как долго может работать квадрокоптер, прежде чем потребуется перезарядка. Чем выше число, тем дольше можно пользоваться. Самолеты или коптеры не имеют общего стандарта для необходимой емкости элементов питания, потому что они бывают разных размеров и имеют разнообразное дополнительное оборудование. Но выбирая большую мощность, следует помнить про обратную сторону медали. А именно вес источника питания. Чем больше емкость, тем больше физический размер и вес. Еще важно учитывать накопление тепла в двигателе и контроль скорости в течение длительного периода. Если периодически не проверять накопление тепла и контролировать скорость, вы можете легко сжечь электродвигатель. Большинство людей не готово прерывать полет квадрокоптера, чтобы проверить его температуру.

Ток разряда

Напряжение и мощность оказывают непосредственное влияние на определенные аспекты летательного аппарата, будь то скорость или время работы. Это облегчает их понимание. Ток разряда (обозначается « C ») немного сложнее понять. Это привело к тому, что он является наиболее недооцененным и неправильно понимаемой характеристикой LiPo аккумуляторов.

Разрядный ток — это показатель того, насколько быстро аккумулятор допустимо разрядить безопасно и без причинения вреда ему. Одна из вещей, усложняющих задачу, заключается в том, что это не отдельный параметр. Требуется, знание емкости, для полного определения безопасного потребления тока. Как только вы знаете емкость, это в значительной степени математическая задача. Используйте пример и батарею, изображенную выше, для понимания примера расчетов: 50 C = 50 x Емкость (в Амперах). То есть 50 x 5 = 250 A

Полученное число — максимальный длительный ток разряда, допустимый для аккумулятора в нашем примере. В лучшем случае, превышение этого значения приведет к деградации батареи быстрее, чем обычно. В худшем случае он может загореться.

Сопротивление

Есть одна очень важная характеристика, о которой мы еще не говорили: сопротивление. Проблема в том, что вы не найдете его на аккумуляторе. Это потому, что оно меняется со временем, а иногда и из-за температуры. Несмотря на то, что нельзя прочесть его на батареи, не означает, что этот параметр неважен. В некотором смысле, внутреннее сопротивление является одним из наиболее важных показателей для батареи. Чтобы разобраться почему так, надо понять, что это такое.

Проще говоря, сопротивление — это мера, обозначающая сложность, с которой батарея доставляет энергию двигателю. Чем выше число, тем труднее энергии достичь желаемого места назначения. Энергия, не проходящая весь путь, теряется в виде тепла. Внутреннее сопротивление — является, своего рода, мерой эффективности батареи.

Внутреннее сопротивление измеряется в миллиОмах. 1000 мОм (mΩ) = 1 Ом (Ω)

Для измерение требуется специальный набор инструментов. Лучше всего, подойдет специальное зарядное устройство, измеряющее каждую ячейку отдельно или весь аккумуляторный блок целиком.

Первая причина, важности этих измерений, связано со здоровьем аккумулятора вашего квадрокоптера. При использовании аккумуляторов LiPo на внутренних клеммах образуется Li2O (оксид лития). По мере его накопления, сопротивление увеличивается, делая источник питания менее эффективным. После множества использований, АКБ просто изнашивается и не сможет удерживать энергию, добавленную во время зарядки. Большая ее часть будет потеряна в виде тепла. В таком случае, даже заряженный аккумулятор расходуется мгновенно.

Корреляция между током разряда и сопротивлением батареи

Множество людей заблуждаются, считая, что высокое значение разрядного тока сделает их квадрокоптер максимально быстрым. Из описанного выше, мы знаем, что нужно учитывать мощность электродвигателя для выбора правильного значения “ C ” на аккумуляторе. Но значит ли больше лучше? Многие скажут, что да. Но вряд ли найдутся точные обоснования для подобных заявлений, так как это просто неправда. Повышенный ток разряда не позволит вашему дрону летать быстрее.

Однако, существует корреляция между током разряда и сопротивлением батареи. В целом, источник питания с высоким значением разрядного тока, имеет низкое сопротивление. Это не всегда так, поскольку всегда допустимы различия в производстве, но общая идея, скорее верна. Данная корреляции не равна причинно-следственной связи. В действительности, низкий показатель миллиОм () помогает аккумулятору квадрокоптера работать эффективней.

Когда есть понимание маркировок энергетических параметров литий полимерных аккумуляторных блоков, убедитесь, что максимум энергии достигает мотора. К нам в сервисный центр по ремонту квадрокоптеров иногда приходят клиенты с отличной батареей, но подключенной к ужасному разъему. Плохие разъемы повышают сопротивление и препятствуют эффективному использованию квадрокоптером всей доступной мощности аккумулятора. О разъемах мы поговорим в другой статье. Если у вас остались или наоборот появились вопросы, просто позвоните нам и мы с удовольствием проконсультируем.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:

Adblock
detector