Самоделки Статьи

Как я строил самодельный FPV коптер

Самодельный коптер
Автор aeroadmin

В этой статье я расскажу о том, как построить самодельный FPV коптер на раме с вибро развязкой. Данный материал не претендует на эксклюзивность, но, надеюсь, поможет при вам сборке своей рамы. Основываясь на предыдущем опыте использования китайского клона рамы TBS и на статьях с форума понял, что единственный выход собрать хороший и дешёвый FPV коптер- это построить раму самому. Потом, опытным путём подобрать под общий вес коптера винто- моторную группу и аккумулятор. Это очень долгое и кропотливое занятие. Единственным способом  выбрать потимальную связку «винты- моторы- аккумулятор» являются практические тесты. Поэтому FPV коптер,  описанный ниже, в первую очередь, строился больше как «живой» стенд для испытаний винтов, моторов, регуляторов и подбора оптимального аккумулятора.

Компоненты FPV коптера

При изготовлении рамы основной упор был на техническую составляющую, а не на эстетическую. В качестве рамы был выбран H тип с лучами, складывающимися вдоль рамы. Рама состоит из двух частей.
На нижней части располагаются:
— лучи
— регуляторы
— силовая проводка
— антенна GPS
На верхней части располагаются:
— контроллер
— приёмник
— видео передатчик
— OSD
— аккумулятор для видео
Силовой аккумулятор крепится со внутренней стороны верхней пластины и находится в полости нижней. Такое решение позволит сэкономить место на раме и увеличить инертность верхней части рамы, избавив от желе на видео. Верхняя и нижняя пластины развязаны между собой с помощью демпферов, работающих на сжатие. После выбора комплектующих решено было сделать графический 3D чертёж и прикинуть расположение компонентов на будущей раме.

Моделирование

Самодельный коптер

Чертёж рамы FPV коптера и 3D вид

Самодельный коптер

Общий вид

FPV 3D Copter

Вид сбоку

FPV коптер на H раме

Вид снизу

Самодельный коптер

Вид в сложенном состоянии

 

От теории к практике- сборка рамы FPV коптера

Вес луча коптера

Лучи

Вес ребра рамы коптера

Рёбра рамы

Bottom Plate

Пластина нижней части рамы ( 4 штуки, почти одинаковые по конфигурации и весу)

SunnySky motor weight

ВМГ (Санни скай 980кВ, впоследствии заменил на тайгеры 750кВ, винты APC 10х4.7)

Screw weight

Крепёж (металлические болты и гайки М3)

В качестве материалов для рамы выбран алюминиевый профиль 12х1,5 мм и стеклотекстолит толщиной 1,5мм. Крепление деталей рамы выполнено с помощью винтов и гаек М3. Крепление электроники с помощью двухстороннего скотча и пластиковых стяжек. Перед началом сборки я попытался прикинуть конечный вес коптера, взвесив основные детали будущей машины.
Получилось так:

До взвешивания остальных деталей руки не дошли, не терпелось приступить к сборке рамы! Сам процесс сборки подробно описывать не буду.

FPV коптер в сборе

Самодельный коптер

Общий вид

Самодельный коптер

Верхняя пластина с контроллером

H frame Copter side wiev

Вид сбоку

Vibro compensator

Крепление верхней пластины к нижней

Самодельный коптер

Регуляторы, расположенные в нижней части рамы

Самодельный коптер

Вид снизу

Самодельный коптер

Крепление аккумулятора

Крепление аккумулятора на липучке в трёх местах. Такое решение позволяет надёжно крепить аккумуляторы разной длины. 

Такое решение позволяет надёжно крепить аккумуляторы разной длины.
Места внутри нижней части рамы достаточно для того, чтобы свободно смещать аккумулятор в нужную сторону, тем самым точно выставляя центр тяжести рамы. Например, мой коптер с контроллером Naza Lite без GPS висит в комнате ровно при отпущенных стиках. Общий вес рамы без FPV начинки и аккумулятора составил 1100 грамм.
Техническое видео выкладывать не буду. В нём нет ничего особенного. При полёте в комнате на отснятом материале желе не заметил. Взлетает в режиме Manual чуть больше половины газа.
Испытания проводил дома, в комнате, на скорую руку. Коптер не просто висел, а летал по комнате (насколько это возможно).

Некоторые результаты испытаний данной конструкции приведены ниже.

Опыт 1
Конфигурация:
регуляторы- Майтеч 25А ( прошивка с рекуперацией энергии)
движки- Тайгеры 750кВ
Винты- APC 10х4,7
Время полёта до включения пищалки (порог срабатывания ниже 3,5 вольта на банку ПОД нагрузкой):
5000мА 3s-14мин, 30 сек
2200мА 3s- 10 мин
2200мА 4s- 12 мин
Выводы:
Пока больше понравилось поведение коптера с батареей 4S 2200mA.
Дальнейшие результаты и видео буду добавлять по мере испытании данной конструкции.
Опыт 2
Конфигурация:
Конфиурация коптера та же, что описана в опыте 1 + добавил GoPro2 с аккумулятором.
Винты- неизвестной марки 12х4,7
Время полёта до включения пищалки (порог срабатывания ниже 3,5 вольта на банку ПОД нагрузкой)
5000мА 3s-10мин, 45 сек
2200мА 3s- 5 мин
Выводы:
Поведение коптера не понравилось. Время полёта, вопреки ожиданиям, уменьшилось.
Движки горячие, регули горячие.
Опыт 3
Конфигурация:
Винты- неизвестной марки 11х4,7
Время полёта до включения пищалки (порог срабатывания ниже 3,5 вольта на банку ПОД нагрузкой)
5000мА 3s-11мин,30 сек
2200мА 3s- 7 мин, 30 сек
2200мА 4s- 10 мин
2 параллельно соединённых 2200мА 3s- 13мин
Выводы:
Поведение коптера понравилось. Довольно резвый отклик на газ.
Движки тёплые, регули тёплые.
Опыт 4
Конфигурация:
Винты- карбон с RC Timer 10х4,7
Время полёта до включения пищалки (порог срабатывания ниже 3,5 вольта на банку ПОД нагрузкой)
5000мА 3s-11мин, 30 сек
2200мА 3s- 7 мин, 40 сек
2200мА 4s- не успел потестить
2 параллельно соединённых 2200мА 3s- 12мин, 30 сек

Общие результаты экспериментов

Поведение коптера с разными аккумуляторами в корне отличалось:
— с карбоном наблюдался неприятный звук от движков и началось сваливание, при поворотах по руддеру, причём с винтами того же размера 10х4.7 марки APC такого не наблюдалось.
— 5000мА 3S- коптер очень вялый, взлёт около 80% газа. При поворотах по руддеру проваливается на лучи.
После полёта двигатели и регуляторы горячие.
— 2х2200мА 3S- коптер чуть шустрее, чем с 5000мА. Сваливание коптера, при поворотах по руддеру наблюдается, но не такое сильное.
Двигатели и регуляторы тёплые.
— 2200мА 3S- вопреки ожиданиям, время полёта удивило. Коптер шустрый, провалов при поворотах нет.
Однако, отметку от 3,7 вольта на банку до 3,5 вольта коретре прошёл за несколько секунд.
Буквально рухнул на пол.
После полёта регули и движки чуть тёплые, аккумулятор значительно нагрелся. Сказывается малая токоотдача. В общем, движки 750кВ показали себя плохо в данном конфиге, не спасают даже 12 пропеллеры. Лучше всего зарекомендовала себя связка из параллельно соединённых 2х2200мА 3S.

В результате тестов было решено полностью сменить винтомоторную группу.

В результате тестов было решено полностью сменить винтомоторную группу. Как показали дальнейшие эксперименты, намного эффективнее на данной раме ведут себя движки с меньшими оборотами  и винтами большего размера. Также выгоднее использовать аккумуляторы большего напряжения (4S). Про оптимальную ёмкость и токоотдачу аккумуляторов сказать сложно. FPV коптер до определенного момента показывает увеличение времени полёта при увеличении ёмкости используемых аккумуляторов. Затем наступает момент, когда двигатели не могут нести такую нагрузку и время полёта снижается. При этом мы рискуем перегреть обмотки двигателей и сжечь регуляторы. При подборе комплектующих вы должны учесть,что самодельный FPV коптер должен отрываться от земли не более, чем при 40- 50% газа. Это и есть оптимальное соотношение винтомоторной группы, к общему весу коптера.

Удачных Вам Полётов!

Об авторе

aeroadmin