3D drukājams drons: 4 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Tinkercad projekti »

Lidot bezpilota lidaparātu var būt jautri, bet kā būtu ar jūsu izstrādāta bezpilota lidaparāta lidošanu?

Šim projektam es izveidošu bezpilota lidaparātu, kas līdzinās izpletņlēcējam, taču jūs varat brīvi ļauties radošumam un izstrādāt bezpilota lidaparātu, kas veidots kā zirneklis, dinozaurs, krēsls vai viss, ko vien varat iedomāties.

Izstrādāt savu bezpilota lidaparātu var būt diezgan grūti, un var paiet pāris drukāti rāmji, pirms viss izdosies un derēs (nelielu lodīšu labošanai varat izmantot lodāmuru). Es ļoti iesaku pirms drukāšanas “samontēt” savu dronu CAD programmā, lai pārbaudītu kļūdas (rotora vietā varat izmantot disku ar tādu pašu rādiusu, lai pārbaudītu iespējamās sadursmes).

Piegādes:

Materiālu saraksts:

• Lidojuma kontrolieris (jūsu drona smadzenes)
• Četri sukas nesaturoši motori (divi pulksteņrādītāja virzienā, divi pretēji pulksteņrādītāja virzienam)
• Četri dzenskrūves
• Elektroniskais ātruma regulators (ESC)
• RC uztvērējs un raidītājs
• Akumulators
• Neilona M3 skrūves, uzgriežņi un starplikas
• Elastīgas lentes un lente
• Pēc izvēles: GPS, kamera, hidrolokators vai gaismas diodes

Nepieciešamie rīki:

• 3D printeris
• Lodāmurs
• Skrūvgrieži
• knaibles

1. darbība: drona projektēšana

Šim projektam es izmantošu Tinkercad, taču jūs varat izvēlēties jebkuru 3D CAD programmu, kas jums patīk, ja vien varat to eksportēt uz savu 3D printeri. Pirms darba uzsākšanas es nomainīju rastra izmērus uz 3D printera maksimālajiem izmēriem, lai es varētu viegli redzēt, vai tas derēs vai nē.

Jūs varat izveidot savu dronu jebkurā formā, kas jums patīk, ja vien struktūra ir pietiekami izturīga un jūs varat uzstādīt visu nepieciešamo aparatūru uz rāmja. Novietojot motorus, ņemiet vērā rotora diametru, lai jūsu dzenskrūves nesadurtos viena ar otru vai jūsu drona struktūru.

Arī:

• Ņemiet vērā savienotāju un kabeļu atrašanās vietu, lai jums būtu pietiekami daudz vietas.
• Pārliecinieties, ka jūsu skrūves ir piemērotas (pareizs diametrs un garums).
• Pārliecinieties, vai varat piekļūt lidojuma kontroliera USB portam, lai mainītu iestatījumus.
• Nosakiet RC uztvērēja un akumulatora (un pēc izvēles kameras un GPS) uzstādīšanas vietu.

Šim projektam es izstrādāju bezpilota lidaparātu, kas līdzinās izpletņlēcējam, kas lido pa gaisu. Motori tiks uzstādīti uz rokām un kājām, un lidojuma kontrolieris atrodas korpusā. Pirmais attēls ir Tinkercad ekrānuzņēmums ar izpletņlēcēja un motora stiprinājumu dizainu.

Lai uzstādītu motoru uz rāmja, man ir vajadzīgi 4 caurumi skrūvēm un pietiekami daudz vietas kabeļiem, pārbaudiet motora specifikācijas šo caurumu izmēriem un atrašanās vietai (2. attēls ir mana motora izmēri). Turklāt skrūvju vidū esmu pievienojis caurumu motora asij. Failā "Motor holes.stl" varat atrast pareizos mana motora caurumu izmērus. Lai pievienotu šos caurumus dronam, izmantojot Tinkercad, jūs varat vienkārši nomainīt materiālu uz “caurumu” un pārvietot to uz vietu, kur vēlaties ievietot motoru. Tālāk jūs izvēlaties caurumu objektu un objektu, kurā vēlaties caurumus, un grupējiet tos kopā (Ctrl + G).

Lai uzstādītu lidojuma kontrolieri un 4-in-1 ESC, kas abi ir 20x20 mm un var tikt sakrauti, es pievienoju četrus caurumus izpletņlēcēja ķermenī 2 cm attālumā (no centra līdz centram).

Tālāk es pievienoju dažus caurumus pie pleciem un augšstilbiem (3. attēls) šasijai un augšējam vākam, un izdrukāju rāmi (4. un 5. attēls).

Visbeidzot, es izstrādāju drona augšējo vāku (pēdējo attēlu), kas nesīs akumulatoru un uztvērēju, un arī izdrukāju šo daļu.

Šim solim esmu pievienojis rāmja (SkydiverDroneFrame.stl) un akumulatora stiprinājuma (SkydiverBatteryMount.stl) stl failus. Ja vēlaties izdrukāt manu dizainu, vispirms pārbaudiet, vai visi caurumi ir piemēroti jūsu iestatīšanai.

2. solis: montāža

Vispirms es pielodēju visus motorus pie ESC. Abiem motoriem pulksteņrādītāja virzienā (CW) jābūt pretī viens otram un abiem pretēji pulksteņrādītāja virzienam (CCW) (skatiet pirmo attēlu). Tālāk jūs uzmontējat ESC un motorus uz rāmja. Ja viens no motoriem griežas nepareizā virzienā, varat nomainīt divus vadus vai mainīt to iestatījumos (ja to atbalsta ESC). Pārbaudot motora virzienu, dariet to bez dzenskrūvēm!

Mans ESC vada Dshot600 un var mainīt motora virzienu, izmantojot iestatījumus. Lai to izdarītu, vispirms jāpievieno ESC lidojuma kontrolierim un lidojuma kontrolieris jāpievieno datoram, izmantojot USB. Pēc tam palaidiet BLHeliSuite un nospiediet "Lasīt iestatījumus" (3. attēls). Starp atvienošanas un pārbaudes pogām varat izvēlēties motora ESC, ar peles labo pogu noklikšķinot uz tā un mainot motora virzienu iestatījumos. Kad esat kaut ko mainījis, noklikšķiniet uz pogas Rakstīšanas iestatīšana, lai saglabātu veiktās izmaiņas.

Pārbaudiet lidojuma kontroliera specifikācijas, lai atrastu visas lidojuma kontroliera pieslēgvietas un savienojumus. Ceturtajā attēlā parādīti manis izmantotā lidojuma kontroliera Hakrc mini f4 savienojumi. Tā kā es neizmantoju kameru vai GPS, man vajadzēja tikai savienot uztvērēju (FlySky IBUS) un ESC ar lidojuma kontrolieri.

Pēdējos trīs attēlos redzams, ka drons ir pilnībā samontēts no augšas, apakšas un sānu leņķa.

3. darbība: Betaflight

Betaflight ir programma, kuru varat izmantot, lai mainītu lidojuma kontroliera iestatījumus un atjauninātu programmaparatūru. Betaflight vietā jūs varētu izmantot arī inav vai cleanflight.

Cilnē Ostas varat iestatīt sava drona portu konfigurāciju. Vissvarīgākais šajā cilnē ir Serial Rx iespējošana jūsu uztvērējam. Saskaņā ar Hakrc f4 mini specifikācijām (sk. 4. attēla iepriekšējo soli), IBUS ir savienots ar RX6, kas nozīmē, ka man ir jāiespējo Serial Rx UART6.

Konfigurācijas cilne ļauj mainīt drona konfigurāciju. Svarīgi pārbaudāmie parametri ir:

• Maisītāja fails (motoru skaits, motoru atrašanās vieta un motora virzieni)
• Uztvērējs (tiek izmantots izvēlēts protokols, piemēram, IBUS vai SBUS)
• Citas funkcijas (ja pievienojāt tādas funkcijas kā LED, sonārs, piemēram)
• ESC/motora funkcijas (izvēlieties pareizo ESC protokolu)
• GPS (iespējojiet, ja izmantojat GPS)

Cilne PID iestatījumi būtībā ļauj mainīt drona uzvedību uz nūjas ievadi. Lielāks proporcionāls pieaugums sniegs agresīvāku reakciju, kas var izraisīt pārsniegšanu. Lielāks integrālais pieaugums padara to stabilāku un samazina vēja vai pārvietotā CG ietekmi, taču var lēnāk un lēnāk reaģēt. Atvasinātais pastiprinājums slāpē visas kustības, bet ir jutīgs pret žiroskopa troksni un var izraisīt dzinēju sildīšanu un dedzināšanu.

4. solis: uzlabojiet

Apsveicu ar jūsu dronu.

Tagad jūs varat sākt pielāgot PID iestatījumus Betaflight, lai tas lidotu vienmērīgāk, pievienot tādas funkcijas kā gaismas diodes un GPS vai veikt dažas izmaiņas rāmī, lai padarītu to vēl labāku.

Jūs varētu arī mēģināt izveidot un izdrukāt savus rotorus, taču tas ir diezgan grūti.

Šim solim pievienots mana pirmā bezpilota lidaparāta galīgais dizains (pēc daudziem izmēģinājumiem), kas izgatavots programmā SketchUp. Tas ir diezgan viegls (aptuveni 25 grami tikai rāmim) un piemērots līdz 6 collu dzenskrūvēm. Turklāt jūs varat viegli pagarināt šasiju, piespiežot dažus pārnesumus, un uz tā varat uzstādīt nelielu kameru (joprojām ir iestrādāta) -progress).