Строительство тяжелого FPV квадрокоптера собственной конструкции на базе рамы Spidex

Предпосылки и потребности для самостоятельного строительства авиа дрона квадрокоптера  следующие:

  • На старом коптере не хватает места под навесное оборудование
  • Хочется поставить большой аккумулятор и летать дольше и дальше
  • Хочется иметь максимально жесткую раму, но обеспечивать виброизоляцию камеры от моторов.
  • Хочется сделать квадрик с привлекательным видом, а не монстра на стандартной крестовидной раме с узлом проводов.
  • Хочется сделать квадрокоптер легче конструкций на базe X525 но с большим аккумулятором

aviadron-kvadrokopter-fp-3Праобразом бщей формы авиа дрона послужила рама Spidex v2. Она имеет удачное расположение компонентов в одном уровне — камера спереди, потом смещенный вперед центр, и подвешенный сзади аккумулятор. Эта компоновка позволяет расположить камеру так, что пропеллеры не болтались на экране при любом наклоне коптера. Кроме того схема имеет хороший способ виброизоляции — камера и аккумулятор подвешиваются к двум горизонтальным трубам, которые в свою очередь монтируются на центр с помощью резиновых изоляторов. Масса аккумулятора помогает уменьшить вибрации, передающиеся нa камеру. И наконец все это смотрится весьма прилично и внушительно. Но полностью копировать Spidex не имеет смысла. В числе его недостатков гнущиеся даже без аварий (просто под нагрузкой) алюминиевые трубки. Да и использование широко распространенной GoPro Hero HD2, без защитного корпуса Spidex не предусматривает. Как результат целесообразнее от Spdex берем общую компоновку а раму собираем самостоятельно, используя стеклопластиковые пластины и карбоновые трубы с aviadron-kvadrokopter-fpv-1зажимами. Вам понадобятся карбоновыe трубки (16×14 мм, метровой длины, три штуки — для рамы нужны будут две, ну и про запас), зажимы для них вместе с подходящими винтами/гайками (из набора FCP HL от Flyduino), провода для прокладки через трубки к моторам, виброизоляторы (сайлент-блоки под М3), и куча всякой друго мелочевки по списку.
Электроника в составе коптера следующая:

  • Моторы: 4x NTM 28-30 750kv
  • Контроллеры моторов: 4x HobbyKing Blue Series 30A, с прошивкой SimonK
  • Пропеллеры: 4x Graupner E-Prop 11×5
  • Плата управления: Crius MultiWii SE v0.1, с MultiWii 2.2
  • Аккумуляторы: Turnigy Nanotech 4S 4500mAh 25-35C
  • Камера: GoPro HD Hero2
  • Видеопередатчик: ImmersionRC 5.8G 25mW
  • Антенна: Clowerleaf 5.8G, DIY от умельца на местном форуме
  • OSD: MinimOSD с прошивкой KV Team OSD для MultiWii 2.2
  • GPS: Drotek I2C GPS
  • Радиоприемник: Graupner HoTT GR-16, под мой передатчик (MX-16)

Процесс сборки

aviadron-kvadrokopter-fpv-2Для начала пилим трубки под нужную длину — 22см и 28см, все четыре пилим из одной метровой трубки. Пилкой для металла с мелкими зубьями идет очень хорошо. Примеряем зажимы к нижнему центру. Центр собираем для проверки, все ли стыкуется как надо.  Прикручиваем все остальные части рамы. Похоже, что почти готово? Но… Оси моторов обрезаем — они выступают с задней стороны, и мешают установке сверху трубок. Обклеиваем мотор клейкой лентой, дабы не допустить попадания металлических опилок внутрь… … и Дремелем его, Дремелем. Дремель режет 3-миллиметровую ось как нож масло. Главное защитные очки одеть обязательно. Снимаем термоусадку с контроллеров моторов, чтобы припаять новые провода. Провода нарезаны под нужную длину. Припаиваем разъмы для моторов. По три фазы на мотор, паять надо много — и это всeго лишь квадрик. Размещаем контроллеры на нижней полураме. Прикручиваем мотор и проводим кабеля через трубку. Всe собирается, как запланировано! Изолируем контроллеры новой термоусадкой, когда все кабеля на месте. Устанавливаем контроллеры моторов на aviadron-kvadrokopter-fpv-4их окончательную позицию. Проводов многовато, но достаточно чисто. Разводка проводов от аккумулятора, методом RCExplorer. Сначала собираем провода от контроллеров пучком… Далее стягиваем тонкой медной проволокой… Далее спаиваем, и изолируем термоусадкой. Соединение получается механически крепкое, и хорошо проводящее.  Примеряем итоговую сборку: все совпадает! Верхняя полурама еще не прикручена, просто лежит сверху. Верхняя полурама с управляющей электроникой в центре (контроллер и GPS) и виброизолированными трубками с камерой и аккумулятором. Видеооборудование нa нижней стороне верхнего центра: видеокабель из камеры идет в MinimOSD, там на него накладывается информация из полетного контроллера, и дальше в видеопередатчик. Нижняя полурама готова к установке верхней. Моторы приподняты, чтобы зажимы в центре не распались, когда будут откручены временные гайки. Устанавливаем и прикручиваем верхнюю полураму. Затягиваем гайки, соединяем всe провода… Ура все готово! Облегчить конструкцию не удалось, однако все сомнения были полностью развеяны во время первого полета.

Аппарат получился удачный.

Подробности разработки и сборки с большими фотографиями можно скачать здесь…