CUSTOMELECTRONICS.RU
Информационно-учебный блог о разработке электроники
Эл. почта: info@customelectronics.ru

Часть 2. Элементы квадрокоптера

В этой части цикла мы постараемся максимально подробно описать, как выбрать детали для постройки будущей винтокрылой машины.

1. Полетный контроллер

Полетный контроллер самая важная часть. Если вы новичок в строительстве коптеров, то очень желательно купить хороший полетный контроллер. Стабильность полета и управляемость на девяносто процентов зависит от способностей полетного контроллера.
Не менее важно то, как настраивается полетный контроллер.
Широко распространены полетные контроллеры семейства MultiWii. Они достаточно дешевые и дают приемлемое качество работы, но настраивать их крайне неудобно. Они совместимы с Arduino и для того, чтобы установить свои настройки вам необходимо будет скачать готовый проект, поправить в нем константы, раскомментировать или закомментировать определенные части кода и залить прошивку на плату. Во время всех этим манипуляций очень велик шанс ошибиться, но если вы не готовы тратится, то вполне можно использовать полетный контроллер MultiWii.
Для нашего коптера мы используем полетный контроллер DJI NAZA. Для работы с ним есть специальная утилита в которой можно очень тонко менять многие настройки. А также он дает хорошую стабилизацию полета. Стоит он при этом около 230$.

DJI NAZA

Полетный контроллер DJI NAZA

2. Аппаратура радиоуправления

Представляет собой передатчик с пультом и приемник. Отличаются друг от друга количеством каналов и частотой. Частота может быть 433МГц, либо 2,4ГГц. В первом случае придется повозиться с длиннющими антеннами, поэтому лучше покупать передатчик на 2,4ГГц. Аппаратура радиоуправления штука очень полезная и на ней лучше не экономить, так как она вполне может пригодиться в других проектах. Для своих задач мы приобрели самый оправданный и распространенный вариант — Turnigy 9x. Стоимость такого пульта 54$. К пульту желательно сразу купить специальные аккумуляторы, но можно воспользоваться и простыми батарейками типоразмера AA, которых потребуется 8 штук.

Пульт радиоуправления Turnigy 9x

Пульт радиоуправления Turnigy 9x

3. Двигатели и регуляторы скорости

В коптерах используют бесколлекторные двигатели наружного вращения (Brushless Outrunner Motor). Выбор двигателей определяется размерами будущего аппарата. Мы оценивали массу нашего коптера около 2кг, поэтому необходимо было выбрать двигатель с тягой не менее одного килограмма. Вероятность поломки двигателя очень высока, поэтому их стоит брать с запасом. Мы купили шесть вот таких моторов на 20А:

Бесколлекторный двигатель наружного вращения

Бесколлекторный двигатель наружного вращения

Стоили они около 13$. Ссылку привести возможности нет — они сняты с производства. Это еще одна причина, по которой стоит приобрести запасные двигатели.

Для управления двигателем служат электронные регуляторы скорости (Electronic Speed Controller, ESC). Их рабочий ток должен быть больше максимального тока двигателей. Их тоже стоит купить больше чем нужно. Мы купили пять регуляторов на 25А по 12$, которые, к сожалению, тоже сняли с производства.

Регулятор скорости вращения двигателя квадрокоптера

Регулятор скорости

При выборе как двигателей, так и регуляторов, необходимо учитывать то, с какими аккумуляторами они могут работать, а точнее, с каким напряжением.

4. Винты

Винтов покупать стоит с большим запасом. У нас большинство первых полетов заканчивались не потому что сели аккумуляторы или надоело, а потому что надо менять очередной сломанный винт. Благо, стоит они недорого. При покупке необходимо учитывать размер и направление вращения. Лучше брать комплекты стандартного и обратного вращения. Мы приобрели три комплекта по 3$ вот таких пропеллеров:

Винты для квадрокоптера

Винты

5. Аккумуляторы

Для питания в полете применяют специальные литий-полимерные (LiPoly) аккумуляторы. При выборе аккумуляторов следует учитывать их емкость, количество ячеек и максимальный разрядный ток. Емкость (в амперах) напрямую влияет на продолжительность полета, но не стоит увлекаться — чем больше емкость, тем больше масса! Для нашего коптера мы покупали аккумуляторы на 3А. Количество банок определяет выходное напряжение. Каждая банка может быть заряжена до 3-4 В. Необходимо понимать, что 3х баночный аккумулятор на 3А запасает в три раза больше энергии, чем однобаночный, но и тяжелее в три раза. Максимальный разрядный ток — это максимальный ток, который может выдавать аккумулятор в течении 10с. Мы купили аккумуляторы с разрядным током 40С. Это значит, что он сможет выдавать до 120А тока в пике. Это больше чем могут потреблять двигатели (четыре по 20А). Аккумуляторов тоже стоит купить парочку, чтобы менять по мере использования. Мы купили два по 22$.

Литий-полимерный аккумулятор

Литий-полимерный аккумулятор

Дополнительно нам пришлось докупить коннекторов по 3$. Мы сделали это из-за того, что наши аккумуляторы продавались с нестандартными разъемами. Но даже если у вас используются эти разъемы, лучше докупить, чтобы установить на раме коптера или использовать их в других проектах.

6. Прочее

Выше перечислены те элементы, которые непосредственно необходимы для постройки коптера. Кроме этого понадобятся некоторые аксессуары, например, зарядное устройство для аккумуляторов за 23$. LiPoly-аккумуляторы нуждаются в специализированных зарядниках. Это связано с тем, что все ячейки аккумулятора должны быть заряжены равномерно и имеют дополнительный разъем для балансировки. Зарядники эти универсальны, то есть их можно использовать также для зарядки свинцовых автомобильных аккумуляторов, или других. Еще одна приятная особенность — они умеют разряжать аккумуляторы и проверять их емкость. Одна беда — питаются эти зарядные устройства, обычно от 12В. То есть необходим еще и сетевой блок питания. Мы купили обычный блок питания от MeanWell примерно за 20$ и соединили их раз и навсегда:

Зарядное устройство для LiPoly-аккумуляторов

Зарядное устройство

Также совершенно необходимо купить тестер для батареи (около 4$). Он поможет быстро проверить остаток заряда и состояние ячеек. Можно закрепить его на раме коптера — при разряде он будет издавать громкий звуковой сигнал.

Для удобства балансировки винтов можно обзавестись специальным инструментом — балансиром. Он поможет проверить равенство плеч.

Балансир и тестер

Балансир и тестер

Итоги

Полетный контроллер — 230$
Пульт радиоуправления — 54$
Двигатели — 6х13$ = 78$
Регуляторы скорости — 5х12$ = 60$
Винты — 3х3$ = 9$
Аккумуляторы — 2х22$ = 44$
Зарядное устройство — 23$
Блок питания — 20$
Тестер — 3$
Таким образом нам коптер обошелся в 521$. Доставка такого набора стоила около 40$. Обратите внимание, что аккумулятор, зарядник и аппаратуру радиоуправления вполне можно использовать и в других проектах. Двигатели и регуляторы оборотов также стандартные и могут быть использованы для строительства других летающих моделей.
Ссылки на остальные части цикла статей о квадрокоптерах:
Часть 1. Что такое квадрокоптер
Часть 3. Все об аккумуляторах для квадрокоптеров
Часть 4. Рама квадрокоптера
Часть 5. Подсветка коптера
Часть 6. Подключение элементов квадрокоптера
Часть 7. Настройка пульта Turnigy9x для коптера
Часть 8. Настройка регуляторов оборотов бесколлекторного двигателя
Часть 9. Настройка полетного контроллера DJI NAZA
Часть 10. Гиростабилизированный подвес для камеры SJ4000

Мы будем очень рады, если вы поддержите наш ресурс и посетите магазин наших товаров shop.customelectronics.ru.

Метки: , Просмотров: 25444