Сегодня в интернете множество статей на тему "собрать квадрокоптер своими руками", а самый лёгкий способ сделать квадрокоптер, для новичка, это сделать его "по инструкции", поэтому достаточно найти качественную статью-инструкцию и попытаться повторить творение автора. Главное не только знать какой летательный аппарат Вам нужен, но и на какие перспективы Вы рассчитываете. Я хотел коптер "с запасом", чтоб была возможность повесить камеру (типа Gopro) на бесколлекторный подвес и транслировать видео "на землю". А "Пустой" же т.е. не нагруженный, смог летать максимально длительное время. Найти готовую статью не смог, поэтому пришлось "перелопатить" груду материалов.

Эта статья о квадрокоптере предназначенного для FPV - полет с камерой от первого лица и аэрофотосъёмки. Аэрофотосъемка планируется нетолько с GoPro (и аналоги), но и с возможностью погрузить на борт более менее приличную "мыльницу" (150-250 грамм). Плюс чтоб время полета было длительным и чтоб в экстренных и любых непредвиденных случаях автопилот возвращал аппарат "домой".

Самое сложное в сборке первого квадрокоптера это принять решение "какой коптер" и "для каких целей" он нужен, сделать заказ и оплатить, сумма выходит не малая.

Виды квадрокоптеров: основные типы, виды и цели

Далее речь, в этой статье, пойдет о среднем коптере, размером рамы 450 мм, весом 1.4 - 2.3 кг.

Рама и силовая часть с пропеллерами.

- Рама для квадрокоптера F450 - 450mm

- Двигатель AX-2810Q 750кв

- Регулятор оборотов ESC Turnigy Multistar 40A V2 Slim BLHeli Multi-Rotor Brushless OPTO 2-6S

- Пропеллеры 12x4,5 SF (цвет чёрный) 2шт. стандартного вращения / 2шт. обратного вращения

- Пропеллеры 12x6 карбон, дешевые, с Aliexpress

Полетный контроллер (мозг) - я выбрал APM 2.6:

- замечательный бюджетный вариант. Хотя есть более дешевые варианты, но APM (ardu pilot mega) обладает всеми функциями "продвинутого" полетного контроллера. К нему подключаю GPS модуль для того, чтоб автопилот мог вернуть коптер "домой" в случае пропадания связи.

Для полета по камере также устанавливаю OSD - это наложение, на транслируемое видео, телеметрических данных: скорость полета, высота, стрелочка указывающая путь домой и самое главное данные о заряде батареи - с земли можно видеть энергопотребление и прогноз насколько долго еще хватит батареи.

Так же для получения данных о состоянии батареи необходим модуль питания:

FPV комплект для трансляции видео с квадрокоптера на землю включает в себя комплект приемник и передатчик:

Рабочая частота 5.8 ГГц. Мощность передатчика (на фото с права) 600 мВт - что при нормальных антеннах должно в прямой видимости держать устойчивый прием на растоянии свыше 5 км. Изначально этот комплект я расчитывал для самолета и полета на 10 км, поэтому он черезчур мощный и тяжеловат. Вес передатчика 40 гр вместе со штатной антенной.

В таком комплекте лучше сменить штатные штырьевые антенны(диполь) на современные антены круговой поляризации называющиеся - "клевер" они обеспечивают более стабильный прием/передачу сигнала, т.е. на видео будет меньше шумов:

На земле смотреть изображение планирую в дешевом видео шлеме:

Поставляется шлем в разобранном виде, как на фото справа. Что собой представляет шлем: пенопластовый корпус (EPO), ЖК экран (5") и линза френеля. Т.е. линза позволяет более-менее комфортно смотреть на экран на близком расстоянии (5-6 см), в итоге Вы видите большой экран. Из за такой линзы есть небольшие искажения по краям видимой области. Из минусов этого шлема - это ЖК экран низкого разрешения 640 точек, чувствуется зернистость, поэтому любители и энтузиасты заменяют стандартный экран на экран такого же размера, но большего разрешения, например 840 точек на дюйм, главное, чтоб в нем отсутствовал черный или синий экран при отсутствуии сигнала, т.к. при плохом приеме важно видеть хотяб очертания изображения сквозь помехи.

Стоимость такого шлема (монитора) составляет около 2000 руб (35$). Существуют и другие модели шлемов с разрешением экрана 1280, качество и ощущение присутствия в таких на высшем уровне, но и цена выше.

Что касается видео очков, то их качество оценивается весьма крупной стоимостью (за счет компактности). Нормальный очки Fatshark (640 dpi) по качеству будут не намного выше шлема за 2000 руб, а цена их будет держаться около 8000 руб. Дешевые видео очки с aliexpress больше подойдут "пассажиру" нежеле чем пилоту.

Производитель заявляет, что в очках имитируется виртуальный дисплей диагональю 52 дюйма, это так и есть (но на растоянии 5-6 метров), смотреть кино абсолютно приемлемо, но в полетах с камерой нужно не только в пространстве ориентироваться, но и на местности, а так же небходимо отвлекаться на данные OSD, которые на маленьком зернистом экране выглядят мелкими. Новичку такие очки не советую. Цена описаных очков 100$, их разрешение всего 320х240.

Камера на квадрокоптере, для записи и трансляции видео будет установлена на 2х осевом бесколлекторном подвесе с алиэкспресса. Камера выбрана SJ5000.

Ожидается, что получится примерно такой дрон:

Различные мелочи:

Антивибрационная патформа для APM - апм принято устанавливать на антивибрационную подставку, это улучшает стабильность работы контроллера.

BEC - это стабилизатор питания преобразующий входящие 11.1 или 14.8 вольт в 5 вольт, которые используются для питания приемника, полетного контроллера и д.р. Он необходим т.к. мои ESC (регулятор оборотов бесколлекторного двигателя) без встроенного BEC.

Вес моего коптера составил:

- рама, 4 двигателя, 4 ESC, 1 BEC, APM, плата разводки питания с коннекторами XT60, приемник, "ноги" - 990 гр.

- FPV набор: minimosd-6гр, курсовая камера-20гр, передатчик видео с антенной-30гр, GPS модуль-30гр.

- Видеосъемка: двух осевой подвес-212гр, камера SJ4000-70гр.

- Аккумулятор: 5000мАч 4S 30C - 650гр.

Итого пустой: 1 кг - с аккумулятором 1650 гр.

с FPV комплектом - 1100 и 1750гр с аккумулятором.

с бесколлекторным подвесом и камерой-2,1 кг.

Длительность полета так же хочется увеличить за счет больших винтов. Поэтому тестировать буду в следующей комплектации: двигатели описаны выше, винты 12х4.5 с питанием 3s (11.1 вольт) и второй вариант винты 10х4.5 питание 4s (14.8).

Как выбрать двигатель/раму для квадрокоптера?

Вы должны знать вес будущего летательного аппарата, вес полностью загруженного - рама, двигатели, регуляторы, приемник, видеопередатчик, OSD, GPS, контроллер полетный, камера, аккумулятор, подвес для камеры и т.д. Под этот вес выбираются двигатель/пропеллер - ВМГ - винтомоторная группа и аккумулятор.

Винтомоторная группа развивает определенную тягу в граммах, обычно продавец или производитель публикует технические характеристики: потребляемый ток, вольтаж/пропеллер, сила тяги в граммах.

Пример: вертикально расположена шкала тяги в граммах, по горизонтали потребление тока в амперах. Вольтаж 14.8 (4S), два графика - один для пропеллера 11х4.7 второй для 10х4.7

К сожалению не на каждый двигатель найдутся данные о силе тяги или они могут быть не совсем корректны. Зачастую эти данные выкладывают в комментариях, энтузиасты поводящие замер. И в принципе это правильно, купил двигатель установил на стенд с весами и начинаешь тестирование, перебирая варианты пропеллеров, заявленные производителем, на каком из пропеллеров выше тяга и умеренный нагрев тот и подойдет.

Например Вы нашли двигатель с тягой 1 кг, в квадро-коптере 4 двигателя соответственно 4 кг тяги. Тяговооруженность - это запас можности по тяге, т.е. если квадрик будет весить 4 кг и тяга составляет 4 кг, то тяговооруженность равна единице (1 - не полетит), для коптеров нужно от 2 до 3.