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Cos’è un drone?
Definizione di drone
Un drone è un tipo di aereo senza pilota o robot volante, ufficialmente chiamato drone. I droni hanno controlli a terra che consentono di controllare e comunicare con l’aereo da remoto.
Mentre l’opzione più semplice è quella di acquistare qualsiasi drone commerciale come bind n fly oPreparazione per il decollo (RTF)Opzione, i tecnici avventurosi preferiscono costruire una visione in prima persona o un drone FPV da zero.
A proposito, non devi essere un ingegnere o uno studente di ingegneria per costruire un drone (anche se questo è un enorme vantaggio). Infatti, con abbastanza pazienza per seguire le istruzioni corrette, tutti gli appassionati di droni DIY possono godere del piacere di mettere insieme un drone.
L’essenza di questa guida non è solo l’acquisizione di un kit di droniSaldare le parti preassemblate insieme. Invece, è per ingegneri, progettisti e appassionati di droni DIY che vogliono sinceramente imparare le varie parti di un drone, come scegliere queste parti e i passaggi esatti per assemblare tutte le parti in un drone funzionale che può effettivamente volare.
Ricorda, imparare a costruire un drone DIY non è la cosa più facile del mondo. Quindi, non importa quanto semplici possano sembrare queste istruzioni, la verità è che questo richiede un lavoro serio, ma la soddisfazione finale rende tutto questo sforzo valsa la pena.
Ora parliamo brevemente dei diversi tipi di droni.
Tipi di aerei senza pilota
È importante sapere che ci sono più di un tipo di drone, proprio come ci sono molte classificazioni (come design, uso, dimensioni, ecc.). Ma restringiamo il campo alla progettazione di droni per i consumatori. tra cui:
elicotteri monopropulsori senza equipaggio;
Questi tipi di droni sono anche chiamati droni elicotteri. Si basano su un solo rotore per mantenere il volo in aria (merda, è anche nel nome!) ) .
UAV multi-rotore;
Questi droni hanno un corpo centrale e più di un rotore che alimenta l’elica. Ecco un suggerimento professionale: se vuoi avere un “occhio nel cielo”, un drone multi-rotore è la scelta migliore per te. Quando si tratta di fotografia aerea, è difficile discutere con i droni multi-rotore, poiché ti danno un buon controllo sul set e sulla posizione. Il tipo più comune di droni multi-rotore è un drone con quattro rotori (quattro assi). Altri velivoli includono elicotteri a tre ali (tre rotori), elicotteri a sei ali (sei rotori) e elicotteri a otto ali (otto rotori).
Il drone fotografato:
Questi sono essenzialmente piccoli droni con fotocamere di alta qualità con funzionalità di riconoscimento facciale che possono essere utilizzati per i selfie. L’operazione di un drone selfie viene solitamente eseguita tramite un’applicazione mobile scaricata su uno smartphone. Alcuni esempi includono DJI Spark, DJI Mavic Pro, Skye Drone e JJRC H37 Elfie drone.
Le corse senza pilota:
Questi sono droni FPV che vengono utilizzati per una gara simile a una gara automobilistica, tranne che, ovviamente, questa gara si svolge in aria. Ogni partecipante indossava un monitor montato sulla testa che mostrava un flusso in diretta mentre controllavano un drone dotato di telecamere. I droni da corsa di alta qualità includono il Walkera F210 3D, l’Eachine Wizard X220S, il Holy Stone HS230 e l’ARRIS X-Speed 280 V2.
Gli strumenti essenziali necessari per costruire un drone
Sia che tu stia semplicemente raccogliendo parti che hai già assemblato o che tu stia iniziando da zero, hai bisogno di alcuni strumenti di base. Inoltre, questi strumenti sono utili quando hai bisogno di riparare un drone dopo un incidente.
Ecco alcuni degli strumenti di base che dovrai utilizzare per costruire (e riparare) il tuo drone DIY.
Il ferro:
Avrai bisogno di un ferro per collegare due fili e di assemblare le parti del drone.
Il nastro:
Questi fungeranno da isolanti molto necessari tra i connettori per prevenire cortocircuiti e danni al tuo drone. Le opzioni includono nastro a doppia faccia, nastro elettrico e nastro Kapton.
Cinghia:
La cerniera è semplice, ma è una condizione necessaria per una produzione di successo di droni. Il sistema di controllo elettronico della stabilità e altri componenti hardware sono più facili da collegare al telaio con cerniera.
di Velcro:
Quando è necessario montare la batteria sul telaio, un Velcro è utile.
Orologio universale:
Avrai bisogno di questo strumento per diagnosticare problemi elettrici e rilevare la tensione in diverse parti elettriche. Se il tuo drone deve funzionare correttamente, un multimetro è uno strumento indispensabile.
Strumenti manuali (fucili a sei angoli, cacciavite/chiavi, pinze):
Questi sono gli strumenti necessari per fissare, modificare e smontare i diversi componenti del drone. Cercare di costruire un drone DIY senza questi strumenti è una pura perdita di tempo.
Accendini / Pistola di calore:
Una pistola ad aria calda è un’ottima opzione, ma potrebbe non essere necessario riscaldare la contrazione termica attorno al filo. Un semplice accendino può anche fare un buon lavoro.
Il fumo:
Questi sono molto utili per prevenire danni che possono verificarsi in caso di cortocircuito. Se la corrente è troppo alta, la lampadina sul dispositivo anti-fumo brucerà invece di danneggiare il drone.
Le puttane:
Ne avrete bisogno per spostare piccoli fili e piccoli componenti elettronici. Più lunga è la lunghezza della pinza, più facile sarà l’accesso a fili, componenti e pulsanti che potrebbero essere un po ‘difficili.
Componenti di base per droni
I componenti e gli accessori necessari dipendono dal tipo di drone che si desidera costruire e dalle funzioni che si desidera eseguire. Tuttavia, qui sono i componenti essenziali per la fabbricazione di quasi ogni tipo di drone.
a) Quadro di riferimento:
Tutto ciò che c’è nel tuo drone è sul telaio. Puoi crearne uno o comprarne uno. Scegli una cornice che si adatta alla dimensione ideale del tuo drone e ricorda che le braccia dovrebbero corrispondere al numero di motori che desideri utilizzare. Ad esempio, se vuoi costruire un quad, acquista un telaio con quattro braccia.
2) Batterie:
Considera attentamente il tipo e la capacità della batteria che desideri utilizzare. Le batterie al polimero di litio (Li-Po) sono la prima scelta per la loro elevata capacità e potenza.
3) Monitoraggio della batteria:
Done può volare senza un display della batteria, ma il display può avvertirti in anticipo del livello della batteria, il che li rende molto utili. Non vuoi che il tuo drone esaurisca la batteria sopra lo stagno!
Le fotocamere FPV:
Avrete bisogno di una fotocamera per registrare o scattare foto aeree durante il volo. Le migliori fotocamere per droni sono il tipo di qualità 4K. Se si utilizza un drone con una telecamera, il telaio universale potrebbe anche essere utile.
5) Connettori:
È necessario un connettore da 4,5 mm per saldare il PDB e un connettore da 3,5 mm per il sistema di controllo della sospensione elettronica e il motore.
b) Controller:
Questo è il cervello del tuo drone. Il controller di volo è il fulcro di tutto l’hardware del drone, il che significa che distribuisce l’alimentazione a tutti i componenti e controlla il motore allo stesso tempo. Assicurati di scegliere un prodotto con giroscopio e accelerometro.
Controllo elettronico della velocità (ESC):
Il numero di ESC dipende dal numero di braccia del drone. Si prega di notare che se si utilizza un motore con spazzole, non è necessario alcun ESC.
8) Elettrico:
Il numero di motori di cui hai bisogno dipende dal fatto che tu voglia un drone a rotolo singolo o multirotore. Tuttavia, il problema principale a cui è necessario prestare attenzione sui motori è il tipo. Esistono due tipi principali, cioè motori con spazzole e motori senza spazzole. I motori senza spazzole sono la prima scelta per i droni DIY, in quanto sono facili da usare per le batterie dei droni e hanno una durata maggiore. Tuttavia, i motori con spazzole sono più economici e più adatti per i droni pronti per il volo. Lo svantaggio è che si usano e si danneggiano più velocemente rispetto alle opzioni senza spazzole.
9) Installazione di tappetini:
Ciò ridurrà le vibrazioni durante il volo, che è particolarmente utile se si desidera che il drone DIY scatti foto o registri video.
La scheda di distribuzione elettrica (PDB):
Questo è l’hardware che collega i principali componenti elettrici come le batterieConnettorie l’ESC.
11) Elica:
Selezionare l’elica che corrisponde al telaio del drone. Mentre puoi costruire una cornice con legno, non troverai un’elica di legno. Ma assicurati che l’elica che scegli abbia un materiale di qualità adatto per il drone.
Trasmettitore e ricevitore RC:
Il trasmettitore è qualcosa che hai come pilota, mentre il ricevitore a distanza rimane sul drone per ricevere i comandi da te (il pilota). Il dispositivo è collegato al controller di volo. Scegli un controller RC con circa cinque o sei canali. I canali di accelerazione, inclinazione, rotolamento e deviazione occupano automaticamente quattro canali, lasciando due canali aggiuntivi a disposizione per i controlli aggiuntivi.
La chiave USB:
Se vuoi un drone in grado di scattare foto o registrare video, hai bisogno di una chiavetta USB per salvare foto e video.
A seconda del compito che desideri completare, puoi anche includere un caricabatterie e altri accessori.
Come scegliere i pezzi di ricambio giusti?
Il tuo drone è buono come le sue singole parti, quindi assicurati di acquistare droni affidabili e di alta qualità da negozi autorizzati.
Ma chiunque può collegare le parti del drone insieme con cerniere e altri strumenti. La domanda è: i droni possono volare e funzionare normalmente? Solo se sai come scegliere le parti giuste, il tuo drone funzionerà come previsto.
Oltre a cercare parti affidabili e di qualità, è necessario considerare anche il rapporto di spinta del drone. Deve esserci una spinta verso l’alto sufficiente per aumentare il peso del drone. Puoi determinare il peso totale del drone aggiungendo il peso di tutti i componenti che fanno il drone.
Per consentire a questo piccolo aereo di volare con successo, è necessario scegliere il motore, le dimensioni corrette dell’elica e, naturalmente, la batteria giusta per il drone. È un modo semplice per fornire una spinta sufficiente e uno dei fattori più importanti per determinare se il tuo drone può volare.
Senza trascinare attraverso tutti i dettagli “noiosi”, scegli sempre un motore con un misuratore di spinta. Questi dati ti aiuteranno a decidere quale motore e altri componenti scegliere senza trascinare il tuo drone.
Un rapporto di spinta 2:1 è generalmente l’ideale per un volo liscio, ma se vuoi partecipare a una gara di droni, dovresti lottare per un rapporto di spinta più alto (ad esempio 5: 1). Tuttavia, un tempo di volo più lungo significa anche una batteria più grande (che significa più pesante).
Bene, ora che hai raccolto tutte le parti e gli strumenti necessari, il prossimo passo ovvio è iniziare a accoppiare, saldare e legare le parti.
Come costruire un drone
Ci sono molti metodi diversi per costruire un drone. I passaggi e i componenti possono variare a seconda del livello di DIY effettivo del drone. Ma soprattutto, il tipo di UAV FPV che si desidera costruire determinerà come si inizia a produrre.
Per semplicità, questoGuida passo-passoPer diversi motivi, ci concentreremo su quad o quad droni.
Innanzitutto, è uno dei tipi di droni più popolari e facile da costruire. Inoltre, tutti i droni hanno sostanzialmente la stessa anatomia, il che significa che puoi applicare questa guida a qualsiasi tipo di drone che desideri costruire.
Ecco come costruire un drone DIY.
Fase 1: Assemblaggio del framework
Se stai costruendo da zero, la tua prima priorità è scegliere i materiali per costruire il telaio, a seconda di quanto sia robusto il tuo drone. Le tue scelte includono legno, metallo e plastica. Anche quando si utilizza il metallo, ricordarsi di scegliere materiali leggeri.
Tagliare due telai di 60 cm di lunghezza e 30 mm di larghezza dal materiale del telaio scelto e, a seconda del materiale, collegarli in una forma “X” con una colla o un chiodo, che è la struttura di base del quad.
Puoi anche scegliere di acquistare un telaio per il tuo drone (l’opzione più semplice) piuttosto che costruirlo da solo. Assicurati di scegliere un framework di alta qualità.
Il PDB è solitamente posizionato sopra o sotto il telaio. Altri componenti saranno collegati al pannello di distribuzione. Prima di installare il PDB sul framework, è meglio connettersi.
Il connettore viene saldato al sistema di controllo della sospensione elettronica e al motore, seguito da una saldatura del sistema di controllo della sospensione elettronica e del cavo di derivazione della batteria, spesso scritto come “cavo di derivazione” è un riferimento incrociato tra i contatti del connettore elettrico e la sua funzione. C’è una metafora che paragona i pin agli uominiConnettoriVai al PDB. Una volta che tutti i connettori sono in posizione, il PBD può ora essere fissato al telaio utilizzando la cerniera.
Passo 2: Installazione del motore
Perforare un foro sul telaio del tuo drone DIY, dove è installato ogni motore. Se il motore non ha un componente di montaggio, è meglio colpire alcuni fori aggiuntivi in modo che la pinza e l’albero possano muoversi liberamente. Se è già installato, salta questo passaggio.
Ora, è il momento di installare il motore, ma devi guardare attentamente e non sbagliare le posizioni. Il tuo quad avrà quattro motori; Due motori in senso orario e due in senso antiorario. Si prega di installarli correttamente, altrimenti i risultati non saranno soddisfacenti.
Posizionare il motore corretto all’estremità di ogni braccio e fissarlo con una vite e un cacciavite. Assicurarsi che non siano troppo stretti.
Passaggio 3: Installazione di ESC
Successivamente, è necessario installare un controllo di velocità elettronico. La parte inferiore del telaio è un ottimo posto per collegare il sistema elettronico di controllo della stabilità. Ciò consente di liberare spazio sul lato superiore del drone per altri componenti.
Il sistema di controllo della stabilità elettronico è fissato al telaio con una cerniera per garantire che rimangano immobile durante il volo. Non dimenticare di collegare il connettore di controllo della sospensione elettronica al motore.
Ora sarà un buon momento per testare se i motori in senso orario e antiorario ruotano correttamente. Se il giunto non ruota nella direzione corretta, sostituire il giunto.
Fase 4: installazione del carrello di atterraggio
Il tuo drone dovrebbe atterrare completamente, piuttosto che colpire il suolo durante la discesa. Il carrello di atterraggio ridurrà notevolmente le vibrazioni durante l’atterraggio e il tuo drone dovrebbe avere uno.
Non ci sono disposizioni obbligatorie a questo riguardo. Ciò che serve qui è creatività. L’obiettivo era ridurre le vibrazioni complessive durante l’atterraggio di un piccolo drone.
Ma se hai bisogno di un po ‘di ispirazione, ecco un’idea di come fare un buon carrello di atterraggio. Tagliare un tubo di metallo in quattro anelli di circa 2 cm di spessore. Fissare l’anello al telaio con nastro adesivo. Puoi anche usare plastica o qualsiasi altro tipo di solido.flessibile.Materiale per la fabbricazione del carrello di atterraggio.
Fase 5: Collegare il controller di volo
Un controller di volo pronto all’uso è installato sulla parte superiore del telaio vicino al centro del drone. Puoi ottenere un controller di volo in un kit di droni o crearne uno da solo. Ma farlo solo se sei sicuro, perché il processo è piuttosto complicato e impegnativo.
I controller di volo forniscono stabilità durante il volo e gestiscono i cambiamenti di direzione. Assicurati di tenerlo in posizione con un nastro a doppia faccia, una cerniera o una vite.
Le vibrazioni del motore influenzano i controller di volo. Pertanto, quando si installa un controller di volo, ricordarsi di aggiungere una piccola spugna sotto di esso per ridurre le vibrazioni generate dal motore. Questo migliorerà la stabilità complessiva del tuo drone durante il volo.
Ora collegare tutti i cavi e altri dispositivi elettronici al controller di volo e calibrare il sistema di controllo elettronico della stabilità. È anche un buon momento per installare l’elica. Non montare troppo stretto, perché se installato correttamente in senso orario e in senso antiorario, si stringono automaticamente. Assicurati che l’elica spinga l’aria verso il basso mentre ruota.
Fase 6: Selezionare il sistema di controllo remoto wireless adatto
Hai bisogno di un sistema di controllo remoto per controllare il tuo drone. Ci sono un numero considerevole di opzioni disponibili, quindi fai una ricerca e scegli una delle opzioni più affidabili come Spektrum, Futaba, FlySky e così via.
Avrai anche bisogno di alcuni canali per acceleratore, rotolamento, inclinazione e deviazione, e alcuni canali se hai intenzione di utilizzare una fotocamera aerea. Un drone con una fotocamera o un altro accessorio utile è più prezioso di un aereo in volo. Ma per il tuo primo drone DIY, è possibile creare un drone semplice senza molte piccole invenzioni. C’è sempre spazio per miglioramenti, quindi non sovraccaricare il tuo primo drone DIY.
Passo 7: Collegare il Pilot aperto al tuo drone
Successivamente, il controller di volo viene configurato con il controllo elettronico della stabilità e il telecomando. Questo passaggio comporta numerosi assemblaggi, cablaggi eprogrammazione; Organizzazione. Se trovi un video tutorial appropriato online, è utile sapere come fornire istruzioni specifiche per il controller di volo che hai scelto.
Passo 8: Prova il tuo drone
Prima di utilizzare il drone, è necessario testarlo per assicurarsi che tutto funzioni correttamente. Puoi controllare tutte le funzioni, tra cuisensoriUsare OpenPilot, MissionPlanner o qualsiasi altro buon software GCS.
Prima del test, è meglio rimuovere l’elica. Il fatto è che non puoi essere troppo sicuro che nulla accadrà durante il processo. Ricominciare dopo aver raggiunto questo punto può essere frustrante. Pertanto, la rimozione degli oggetti riduce il rischio di danneggiare il drone durante il periodo di prova.
Trova un posto adatto per testare il tuo piccolo drone. Fare questo a distanza controllata e prestare attenzione ai cavi e alle cerniere quando si verificano i movimenti dei droni. Durante il test, fissare eventuali parti instabili o in movimento. Quando tutto funziona secondo i piani, il tuo drone può decollare!
9° passo: decollo del drone
L’ultimo passo è quello di far volare il drone. Questo è dove la gomma entra in contatto con la superficie stradale o, in questo caso, l’attrezzatura entra in contatto con l’aria! Prima di decollare, assicurarsi che le batterie siano in posizione sicura (preferibilmente con Velcro). Non vuoi che la batteria si muova durante il volo. Inoltre, assicurarsi che sia collegato correttamente a tutti i componenti e che fornisca un’alimentazione adeguata. Prima di decollare, assicurarsi che la batteria non sia mezzo vuota. Sicuramente non vuoi essere senza elettricità in aria.
Per il tuo primo volo di prova, trova un’area aperta per testare il tuo drone DIY. Se il tuo piccolo aereo si schianta, l’area aperta riduce al minimo i danni. Inoltre, in caso di problemi, l’area aperta limiterà i potenziali danni che i droni possono causare. Assicurarsi che il drone sia visibile durante tutto il volo per i test.
Metti il tuo piccolo drone a terra, accendi il controller e fai il tuo primo volo. Ricorda di aumentare lentamente l’acceleratore del drone, assicurandosi di rimanere a bassa quota all’inizio. In questo modo si possono prevenire danni gravi nel caso in cui il drone si schianta fuori controllo.
Se hai fatto la dovuta diligenza secondo le istruzioni (a meno che non si verifichi un incidente imprevisto), il drone dovrebbe decollare senza problemi.
Congratulazioni per il primo volo!
conclusione
Questo articolo è su come costruire un drone da zero. Ci sono molti fattori da considerare, ma prima di tutto è importante conoscere i diversi componenti e come scegliere la parte giusta. L’aggiunta di accessori al tuo drone, come una fotocamera, può migliorare significativamente le funzionalità del drone. Un drone con una telecamera può funzionare in molti modi, piuttosto che lanciare un aquilone.
Il successo della progettazione dei droni inizia con il rapporto di spinta. Ricorda sempre che i migliori droni sono abbastanza leggeri da volare, ma abbastanza pesanti da mantenere l’equilibrio in aria.
Tieni presente che l’effettivo processo di fabbricazione di un drone sarà leggermente diverso e comprenderà anche alcuni piccoli passi o passaggi intermedi. Ciò è dovuto al fatto che i componenti, gli accessori, le procedure e i tipi di droni variano da persona a persona. Inoltre, il modo in cui vengono costruiti e uniti dipende dalla semplicità o dalla complessità con cui ogni persona intende costruire un drone.
È bene accoppiare le parti da un kit di droni FPV, soprattutto se sei un principiante completo. In questo modo ti aiuterà ad abituarti alle diverse parti e ai passaggi coinvolti e ti darà un’idea di cosa accadrà quando deciderai di costruire il tuo sistema da zero.
Il tuo primo drone DIY potrebbe non essere perfetto, ma la preparazione può arrivare. L’emozione di vederlo decollare è sufficiente per motivarci a sviluppare versioni migliori in futuro.
