Hoe een drone te bouwen:hier zijn een paar correcte stapsgewijze handleidingen

Wat is een drone?

Drone-definitie

Een drone is een onbemand vliegtuig of een vliegende robot en staat officieel bekend als onbemande luchtvaartuigen (UAV's). Drones hebben een op de grond gebaseerde controller die het vliegtuig op afstand bestuurt en ermee communiceert.

Hoewel de gemakkelijkste optie zou zijn om een ​​van de in de handel verkrijgbare drones te kopen, zoals de bind n fly (BNF) of ready-to-fly (RTF) opties, zou de avontuurlijke techneut liever een first-person view of FPV-drone bouwen helemaal opnieuw.

Je hoeft trouwens geen ingenieur of student ingenieur te zijn om een ​​drone te bouwen (hoewel dat een enorm voordeel is). Alle doe-het-zelf-drone-fans kunnen inderdaad genieten van de sensatie van het in elkaar zetten van hun drones, zolang ze maar geduldig genoeg zijn om de juiste instructies op te volgen.

De essentie van deze handleiding gaat verder dan het verkrijgen van een drone-kit en het aan elkaar solderen van voorgemonteerde onderdelen. In plaats daarvan is het voor ingenieurs, ontwerpers en doe-het-drone-fans die echt de verschillende onderdelen voor het bouwen van een drone willen leren, hoe ze die onderdelen moeten kiezen en de exacte stappen om alle onderdelen samen te brengen in één functionele drone die echt kan vliegen .

Houd er rekening mee dat het leren bouwen van een doe-het-zelf-drone niet de gemakkelijkste zaak van de wereld is. Dus, hoe eenvoudig de instructies ook lijken, de waarheid is dat het serieus werk zal vergen, maar de uiteindelijke voldoening maakt het allemaal de moeite waard.

Laten we nu kort kijken naar de verschillende soorten drones.

Soorten drones

Het is belangrijk om te weten dat er meer dan één type drone is, net zoals er een handvol categorieën zijn (zoals ontwerp, doel, grootte en andere). Maar laten we ons toepassingsgebied beperken tot het ontwerp van consumentendrones. Deze omvatten:

Helikopterdrones met enkele rotor:

Dit soort drones worden ook wel heli-drones genoemd. Ze vertrouwen op slechts één rotor om in de lucht te blijven (ach, het zit zelfs in de naam!).

Drones met meerdere rotoren:

Dit zijn drones met een centraal lichaam en meer dan één rotor die de propellers aandrijft. Hier is een professionele tip:drones met meerdere rotors zijn de beste keuze als je "ogen in de lucht" wilt hebben. Het is moeilijk om ruzie te maken met een drone met meerdere rotors als het gaat om luchtfotografie, omdat ze je geweldige controle geven over kadrering en positie. De meest voorkomende typen drones met meerdere rotors zijn die met vier rotors (quadcopter). Andere zijn tricopter (drie rotors), hexacopter (zes rotors) en octocopter (acht rotors).

Selfie-drones:

Dit zijn in wezen kleine drones met een camera van goede kwaliteit met gezichtsherkenning voor het maken van selfies. Het bedienen van een selfie-drone gebeurt meestal vanuit mobiele apps die op een smartphone zijn gedownload. Enkele voorbeelden zijn DJI Spark, DJI Mavic Pro, Skye Drone en JJRC H37 Elfie drone.

Racedrones:

Dit zijn FPV-drones die worden gebruikt in racewedstrijden die vergelijkbaar zijn met een autorace, behalve dat deze race natuurlijk in de lucht is. Elke deelnemer draagt ​​een op het hoofd gemonteerd display dat live-feedstreams toont terwijl ze de met camera uitgeruste drone besturen. Racedrones van goede kwaliteit zijn onder meer Walkera F210 3D, Eachine Wizard X220S, Holy Stone HS230 en ARRIS X-Speed ​​280 V2.

Basistools die nodig zijn voor het bouwen van een drone

Of u nu alleen reeds geassembleerde onderdelen aan elkaar plakt of helemaal opnieuw bouwt, u hebt een aantal basisgereedschappen nodig. Bovendien zijn deze tools handig als je je drone moet repareren na een crash.

Hier zijn enkele van de essentiële tools die je nodig hebt om je DIY-drone te bouwen (en te repareren).

Soldeerbout:

Je hebt een soldeerbout nodig om twee draden met elkaar te verbinden, en ook om stukjes en beetjes van de drone-onderdelen te monteren.

Banden:

Deze zullen dienen als de broodnodige isolator tussen connectoren om kortsluiting te voorkomen en je drone te laten crashen. De opties omvatten dubbelzijdige tapes, elektrische tapes en Kapton-tapes.

Ritssluitingen:

Ritssluitingen zijn eenvoudig maar vereist om met succes een drone te bouwen. ESC's en andere hardware zijn gemakkelijker aan het frame te bevestigen met behulp van kabelbinders.

Klittenband:

Een strook klittenband is handig wanneer u de batterij aan het frame moet bevestigen.

Multimeter:

U hebt deze tool nodig om elektrische problemen te diagnosticeren en spanning in de verschillende elektrische onderdelen te detecteren. Een multimeter is een essentieel hulpmiddel als je drone goed moet functioneren.

Handgereedschap (zeskantschroevendraaiers, moersleutel/moersleutel, tang):

Dit zijn benodigde hulpmiddelen voor het beveiligen, aanpassen en uit elkaar halen van de verschillende componenten van uw drone. Het is pure tijdverspilling om te proberen een DIY-drone te bouwen zonder deze tools.

Aansteker/heteluchtpistool:

Een heteluchtpistool is een goede optie, maar is misschien niet zo nodig om warmte toe te passen op krimpkousen rond draden. Een eenvoudige aansteker zal het werk ook goed doen.

Rookstoppers:

Deze zijn erg handig om schade te voorkomen die kan optreden in geval van kortsluiting. Als er teveel stroom is, zal de lamp op de rookstop doorbranden in plaats van schade aan je drone te veroorzaken.

pincet:

Je hebt deze nodig om kleine draden en kleine elektrische componenten te verplaatsen. Hoe langer de lengte van het pincet, hoe gemakkelijker het is om toegang te krijgen tot draden, componenten en knoppen die misschien wat lastig zijn.

Basisonderdelen voor drones

Welke componenten en accessoires je nodig hebt, hangt af van het type drone dat je wilt bouwen en de functie die je wilt dat hij uitvoert. Hier zijn echter de basisonderdelen voor het bouwen van bijna elk type drone.

1.Frame:

Alles in je drone rust op het frame. Je kunt er zelf een bouwen of er een kopen. Kies een frame dat past bij jouw ideale dronemaat en onthoud dat de armen moeten passen bij het aantal motoren dat je wilt gebruiken. Koop bijvoorbeeld een frame met vier armen als je een quadcopter wilt bouwen.

2. Batterijen:

Denk goed na over het type en de capaciteit van de batterij die u wilt gebruiken. Een lithium-polymeerbatterij (Li-Po) heeft de voorkeur vanwege de hoge capaciteit en output.

3. Batterijmonitor:

Done kan vliegen zonder batterijmonitor, maar monitoren kunnen u vroegtijdig waarschuwen voor batterijniveaus, waardoor ze best handig zijn. Je wilt niet dat je drone zonder sap komt te zitten over een vijver!

4. FPV-camera:

Voor het maken van opnamen tijdens de vlucht of het maken van luchtfoto's heeft u een camera nodig. De beste drone-camera's zijn van het type 4K-kwaliteit. Een gimbal kan ook handig zijn als je een drone met een camera gebruikt.

5. Connectoren:

Je hebt 4,5 mm connectoren nodig voor het lassen van de PDB en 3,5 mm connectoren voor de ESC's en motoren.

6. Controller:

Dit is het brein van je drone. De vluchtcontroller is de hub voor al je drone-hardware, wat betekent dat hij de stroom naar alle componenten verdeelt en de motoren tegelijkertijd bestuurt. Zorg ervoor dat je er een kiest met een gyroscoop en versnellingsmeter.

7. Elektronische snelheidsregeling (ESC):

Het aantal ESC's dat moet worden gebruikt, hangt af van het aantal armen van uw drone. Merk op dat je ESC niet nodig hebt als je geborstelde motoren gebruikt.

8. Motoren:

Het aantal motoren dat je nodig hebt, hangt af van of je een drone met één rotor of een drone met meerdere rotors wilt. Het belangrijkste om op te merken over motoren is echter het type. Er zijn twee hoofdtypen, namelijk geborstelde en borstelloze motoren. Een borstelloze motor is een voorkeurskeuze voor doe-het-zelf-drones omdat het gemakkelijk is voor je drone-batterij en langer meegaat. Geborstelde motoren zijn echter goedkoper en meer geschikt voor vliegklare drones. Het nadeel is dat ze sneller slijten en kapot gaan dan de borstelloze opties.

9. Montage pad:

Dit vermindert de trillingen tijdens de vlucht en is vooral handig als u wilt dat uw doe-het-drone foto's maakt of video's opneemt.

10. Stroomverdeelborden (PDB):

Dit is de hardware die uw belangrijkste elektrische componenten verbindt, zoals de batterijconnector en ESC's.

11. Schroeven:

Kies propellers die passen bij het frame van je drone. Hoewel je een frame kunt bouwen met hout, zul je geen houten propellers vinden. Maar zorg ervoor dat je propellers kiest met hoogwaardige materialen die goed bij je drone passen.

12. Zender en RC-ontvanger:

De zender is wat je vasthoudt als piloot, terwijl de RC-ontvanger op de drone blijft om commando's van jou, de piloot, te ontvangen. Het apparaat wordt aangesloten op de Flight-controller. Kies een RC-controller met ongeveer vijf tot zes kanalen. De gas-, pitch-, roll- en yaw-kanalen nemen automatisch vier kanalen in beslag, waardoor u twee extra kanalen overhoudt die u voor andere bedieningselementen kunt gebruiken.

13. USB-sleutel:

Als je een drone wilt die foto's maakt of video's opneemt, heb je een USB-stick nodig om de foto's en video's op te slaan.

U kunt ook een batterijlader en andere accessoires toevoegen, afhankelijk van wat u wilt bereiken.

Hoe kies je de juiste onderdelen?

Je drone is net zo goed als de afzonderlijke onderdelen, dus zorg ervoor dat je betrouwbare en kwaliteitsvolle exemplaren koopt bij een geautoriseerde winkel.

Maar iedereen kan drone-onderdelen samenvoegen met kabelbinders en ander gereedschap. De vraag is, zal de drone vliegen en goed functioneren? Je drone kan alleen werken zoals bedoeld als je weet hoe je de juiste onderdelen ervoor moet kiezen.

Afgezien van het vinden van kwaliteit en betrouwbare onderdelen, moet u rekening houden met de verhouding tussen stuwkracht en gewicht van de drone. Er moet voldoende opwaartse stuwkracht zijn om het gewicht van de drone op te tillen. Je kunt het totale gewicht van je drone bepalen door het gewicht op te tellen van alle componenten die nodig zijn om hem te bouwen.

Om dit kleine vliegtuig succesvol te laten vliegen, moet je de juiste motor, propellergrootte en natuurlijk de juiste batterij kiezen om de drone van stroom te voorzien. Dit is de eenvoudige manier om voldoende stuwkracht te leveren en het is een van de belangrijkste factoren die bepalen of uw drone zal vliegen of niet.

Zonder je door alle "saaie" details te slepen, kies altijd motoren die worden geleverd met stuwkrachttabellen. De gegevens helpen je te beslissen welke motor en andere componenten je moet kiezen zonder je drone naar beneden te slepen.

Een verhouding tussen stuwkracht en gewicht van 2:1 is meestal ideaal voor rustig vliegen, maar je moet streven naar hogere verhoudingen (bijvoorbeeld 5:1) als je wilt deelnemen aan droneraces. De hogere vliegtijd betekent echter ook een grotere batterij (wat gelijk staat aan meer gewicht).

Oké, nu je alle onderdelen hebt verzameld en klaar bent met het gereedschap dat je nodig hebt, is de volgende voor de hand liggende stap om te beginnen met het koppelen, solderen en verbinden van de onderdelen.

Een drone bouwen

Er zijn veel verschillende manieren om een ​​drone te bouwen. De stappen en componenten kunnen variëren op basis van hoeveel van de drone inderdaad doe-het-zelf is. Maar het belangrijkste is dat het type FPV-drone dat je wilt bouwen, bepaalt hoe je het aanpakt.

Om het simpel te houden, zal deze stapsgewijze handleiding zich om een ​​aantal redenen concentreren op het drone-type quadcopter of vier rotors.

Ten eerste is het een van de meest populaire drone-types en het is vrij eenvoudig te bouwen. Bovendien hebben alle drones in principe dezelfde anatomie, wat betekent dat je deze handleiding kunt aanpassen aan zowat elk type drone dat je wilt bouwen.

Hier leest u hoe u een doe-het-zelf-drone kunt bouwen.

Stap 1:Het frame monteren

Als je helemaal opnieuw bouwt, is je eerste taak het kiezen van een materiaal om het frame te bouwen, en dit hangt af van hoe robuust of stevig je wilt dat je drone is. Uw opties zijn hout, metaal en kunststof. Vergeet niet om een ​​licht materiaal te kiezen, zelfs als je metaal gebruikt.

Knip twee 60 cm lange en 30 mm brede framematerialen uit en verbind ze in een "X"-vorm met lijm of spijkers, afhankelijk van het materiaal, de basisstructuur van de quadcopter.

Je kunt er ook voor kiezen om een ​​frame voor je drone te kopen (een makkelijkere optie) in plaats van er zelf een te bouwen. Zorg er wel voor dat je een frame van hoge kwaliteit kiest.

De PDB gaat meestal boven of onder het frame. Andere componenten worden aangesloten op het stroomverdeelbord. Voordat u de PDB aan het frame bevestigt, kunt u het beste eerst de aansluitingen maken.

Soldeer de connectoren aan uw ESC's en motoren, waarna u ook de ESC's en batterij pinout moet solderen , vaak geschreven als een "pinout" is een kruisverwijzing tussen contacten van een elektrische connector en hun functies. Er is een vergelijking van pinnen als een mannelijke connector met de PDB. Als alle connectoren op hun plaats zitten, kunt u de PBD nu met kabelbinders aan het frame bevestigen.

Stap 2:Monteer de motoren

Boor gaten in je DIY-droneframe waar je elke motor monteert. Het is een uitstekend idee om extra gaten te maken zodat de clip en de as vrij kunnen bewegen als de motoren niet met bevestigingen worden geleverd. Sla dit natuurlijk gewoon over als er bevestigingen zijn.

Nu is het tijd om de motoren te monteren, maar u moet goed opletten dat u ze niet kwijtraakt. Uw quadcopter heeft vier motoren; twee CW (met de klok mee) en twee CCW (tegen de klok in) motoren. Installeer ze correct, anders heb je minder dan bevredigende resultaten.

Plaats de juiste motoren aan het uiteinde van elke arm en zet ze vast met schroeven en een schroevendraaier. Zorg ervoor dat ze niet te strak zitten.

Stap 3:Monteer de ESC

Vervolgens moet u de elektronische snelheidsregelaars monteren. Een goede plek om de ESC aan te sluiten is aan de onderkant van het frame. Als je dit doet, ontstaat er aan de bovenzijde van de drone ruimte voor andere componenten.

Bevestig de SER's aan het frame met behulp van kabelbinders om ervoor te zorgen dat ze tijdens de vlucht op hun plaats blijven. Vergeet niet de ESC-connectoren op de motoren aan te sluiten.

Dit is een goed moment om te testen of de CW- en CCW-motoren correct draaien. Verwissel de verbindingen als ze niet in de goede richting draaien.

Stap 4:installeer een landingsgestel

Je UAV moet heelhuids landen in plaats van tegen de grond te botsen wanneer hij afdaalt. Landingsgestellen zullen schokken tijdens het landen aanzienlijk minimaliseren, en je drone zou er een moeten hebben.

Hier is geen vaste regel over. Creativiteit is wat hier nodig is. Het doel is om de algehele schok te verminderen wanneer je kleine drone landt.

Maar als je wat inspiratie nodig hebt, hier is een idee van hoe je een goed landingsgestel maakt. Snijd een metalen pijp in vier ringen van ongeveer 2 cm dik. Gebruik ducttape om de ringen aan het frame te bevestigen. Je kunt ook plastic of een ander sterk maar flexibel materiaal gebruiken om een ​​landingsgestel te maken.

Stap 5:Bevestig de Flight Controller

Monteer een kant-en-klare vluchtcontroller aan de bovenkant van het frame in de buurt van het midden van de drone. Je kunt een vluchtcontroller in dronekits krijgen of er zelf een bouwen. Maar doe dit alleen als je er zeker van bent, want de procedure is behoorlijk lastig en uitdagend.

De flight controller zorgt voor stabiliteit en verwerkt de richtingsveranderingen tijdens een vlucht. Zorg ervoor dat u het op zijn plaats vastzet door het vast te houden met dubbelzijdig plakband, ritssluitingen of schroeven.

De trillingen van de motor kunnen invloed hebben op de vluchtcontroller. Denk er daarom aan om tijdens het monteren een klein stukje spons onder de vluchtcontroller te plaatsen om de trillingen van de motor te verminderen. Als u dit doet, verbetert u de algehele stabiliteit van uw drone tijdens de vlucht.

Sluit nu alle draden en andere elektronica aan op de vluchtcontroller en kalibreer de ESC's. Dit is ook een goed moment om de propellers te bevestigen. Installeer ze niet te strak, want ze worden automatisch vastgedraaid als u de CW en CCW correct installeert. Zorg ervoor dat je propellers lucht naar beneden duwen wanneer ze draaien.

Stap 6:Kies het juiste draadloze afstandsbedieningssysteem

Je hebt een afstandsbedieningssysteem nodig om je UAV te bedienen. Er zijn nogal wat opties beschikbaar, dus doe je onderzoek en selecteer een van de betrouwbaardere opties, zoals Spektrum, Futaba, FlySky en meer.

Je hebt ook enkele kanalen nodig voor gas geven, rollen, stampen en gieren, inclusief een paar meer als je van plan bent luchtfotografiecamera's te gebruiken. Een drone met een camera of een ander handig accessoire is waardevoller dan alleen een vliegend stuk vliegtuig. Maar voor je eerste doe-het-zelf-drone is het prima om een ​​eenvoudige drone te bouwen zonder al te veel gadgets. Er is altijd ruimte voor verbetering, dus overbelast je eerste DIY-drone niet.

Stap 7:sluit de Open Pilot aan op uw drone

Configureer vervolgens de vluchtcontroller naar de ESC en het afstandsbedieningssysteem. Deze stap omvat veel montage, bedrading en programmeren. Het is handig als u geschikte instructievideo's op internet vindt voor specifieke instructies over hoe u dit kunt doen voor uw specifieke keuze aan vluchtcontrollers.

Stap 8:Test je drone

Voordat je de drone in gebruik neemt, moet je hem testen om er zeker van te zijn dat alles goed werkt. U kunt alle functies, inclusief sensoren en andere componenten, controleren met OpenPilot, MissionPlanner of andere goede GCS-software.

Voor de test kunt u het beste de propellers verwijderen. Hier is het ding, je kunt er niet zo zeker van zijn dat er niets zal breken tijdens de proef. Het kan frustrerend zijn om helemaal opnieuw te beginnen nadat je zo ver bent gekomen. Daarom vermindert het verwijderen van de rekwisieten het risico dat je drone tijdens de proef breekt.

Zoek een geschikte plek om je kleine drone te testen. Doe dit binnen een gecontroleerde afstand en let op de kabels en kabelbinders terwijl je de beweging van de drone test. Zet elk onderdeel vast dat onstabiel lijkt of beweegt tijdens de test. Als alles volgens plan werkt, is je drone klaar om op te stijgen!

Stap 9:Drone– Opstijgen

De laatste stap is het vliegen met je drone. Dit is waar het rubber de weg raakt, of in het geval waar het apparaat de lucht raakt! Controleer voor het opstijgen of de batterij goed op zijn plaats zit (bij voorkeur met een strook klittenband). Je wilt niet dat de batterij tijdens de vlucht gaat schuiven. Zorg er ook voor dat deze goed is aangesloten op alle componenten en voldoende stroom levert. Zorg ervoor dat de batterij niet half leeg is voor het opstijgen. Je wilt absoluut niet zonder stroom komen te zitten in de lucht.

Zoek voor je eerste testvlucht een open ruimte om je DIY-drone te testen. Een open ruimte minimaliseert de schade aan je kleine vliegtuig als het neerstort. En als er iets misgaat, zal een open gebied de potentiële schade die de drone kan veroorzaken, beperken. Zorg ervoor dat je je drone test waar je hem tijdens de vluchtsessie kunt zien.

Zet je kleine drone op de grond, zet de besturing aan en maak je eerste vlucht. Vergeet niet om je drone langzaam op te drijven en zorg ervoor dat je hem om te beginnen op een lage hoogte houdt. Als u dit doet, voorkomt u ernstige schade voor het geval uw drone uit de hand loopt en neerstort.

Als je de instructies hebt gevolgd en je due diligence hebt gedaan (en eventuele onverwachte incidenten buiten beschouwing gelaten), zou je UAV soepel moeten opstijgen.

Gefeliciteerd met je eerste vlucht!

Conclusie

Dit artikel gaat over het bouwen van een drone vanuit het niets. Er zijn veel factoren waarmee rekening moet worden gehouden, maar het begint met het kennen van de verschillende componenten en het kiezen van de juiste onderdelen. Het toevoegen van accessoires aan uw UAV, zoals camera's, kan de functionaliteit van uw drone aanzienlijk verbeteren. In plaats van een verheerlijkte vlieger te besturen, kan een drone met een camera op meer dan één manier nuttig zijn.

Het succes van uw drone-ontwerp begint met de verhouding tussen stuwkracht en gewicht. Onthoud altijd dat de beste drones licht genoeg zijn om te vliegen en toch zwaar genoeg om in evenwicht te blijven in de lucht.

Houd er rekening mee dat de real-life procedure voor het bouwen van drones enigszins zal verschillen en zelfs meerdere kleine of tussenstappen zal bevatten. Dat komt omdat de componenten, accessoires, programma's en soorten drones van persoon tot persoon verschillen. Ook zijn de manieren om ze te construeren en in elkaar te zetten afhankelijk van hoe eenvoudig of complex elk individu van plan is zijn drone te maken.

Het is prima om onderdelen van een FPV-dronekit te koppelen, vooral als je een complete beginner bent. Als je dit doet, kun je wennen aan de verschillende onderdelen en stappen die erbij komen kijken en krijg je ook een idee van wat je kunt verwachten als je besluit om de jouwe helemaal opnieuw op te bouwen.

Je eerste DIY-drone is misschien niet perfect, maar oefening baart kunst. En de sensatie om het van de grond te zien komen, is meer dan genoeg motivatie om in de toekomst betere versies te bouwen.