Drona imprimabilă 3D: 4 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

Proiecte Tinkercad »

Zborul unei drone poate fi distractiv, dar ce zici de zborul unei drone proiectat de tine?

Pentru acest proiect, voi face o dronă în formă de parașutist, dar sunteți liber să vă lăsați creativitatea să curgă și să proiectați o dronă în formă de păianjen, dinozaur, scaun sau orice vă puteți gândi.

Proiectarea propriei drone poate fi destul de grea și ar putea dura câteva rame tipărite înainte ca totul să funcționeze și să se potrivească (ați putea folosi un fier de lipit pentru a corecta greșelile mici). Vă recomand cu tărie să vă „asamblați” drona în programul CAD înainte de a imprima pentru a verifica erorile (în loc de rotoare puteți utiliza un disc cu aceeași rază pentru a verifica potențialele coliziuni).

Provizii:

Lista materialelor:

• Controler de zbor (creierul dronei dvs.)
• Patru motoare fără perii (două în sensul acelor de ceasornic, două în sens invers acelor de ceasornic)
• Patru elice
• Controler electronic de viteză (ESC)
• Receptor și emițător RC
• Baterie
• Șuruburi, piulițe și distanțieri din nailon M3
• Benzi elastice și bandă
• Opțional: GPS, cameră, sonar sau LED-uri

Instrumente necesare:

• imprimantă 3d
• Ciocan de lipit
• Șurubelnițe
• cleşte

Pasul 1: Proiectarea dronei

Pentru acest proiect voi folosi Tinkercad, dar puteți alege orice program CAD 3D doriți, atâta timp cât îl puteți exporta la imprimanta dvs. 3D. Înainte de a începe, am schimbat dimensiunile rasterului la dimensiunile maxime ale imprimantei mele 3D, astfel încât să pot vedea cu ușurință dacă se potrivește sau nu.

Vă puteți proiecta drona în orice formă doriți, atâta timp cât structura este suficient de puternică și puteți monta toate componentele hardware necesare pe cadru. Fiți conștienți de diametrul rotorului atunci când localizați motoarele, astfel încât elicele dvs. să nu se ciocnească între ele sau cu structura dronei.

De asemenea:

• Țineți cont de locația conectorilor și cablurilor, astfel încât să aveți suficient spațiu.
• Asigurați-vă că șuruburile dvs. se vor potrivi (diametrul și lungimea corectă).
• Asigurați-vă că puteți ajunge la portul USB al controlerului de zbor pentru a modifica setările.
• Determinați locația pentru montarea receptorului RC și a bateriei (și opțional o cameră și GPS).

Pentru acest proiect, voi proiecta o dronă în formă de parașutist care zboară prin aer. Motoarele vor fi montate pe mâini și picioare, iar controlerul de zbor este situat în corp. Prima imagine este o captură de ecran a Tinkercad cu designul parașutistului și al suporturilor pentru motor deja finalizate.

Pentru a monta motorul pe cadru am nevoie de 4 găuri pentru șuruburi și suficient spațiu pentru cabluri, verificați specificațiile motorului pentru dimensionare și amplasarea acestor găuri (a doua imagine sunt dimensiunile motorului meu). În plus, am adăugat o gaură în mijlocul șuruburilor pentru axa motorului. În fișierul „Motor găuri.stl” puteți găsi dimensiunile corecte ale găurilor motorului meu. Pentru a adăuga aceste găuri la drona dvs. folosind Tinkercad, puteți schimba pur și simplu materialul în „gaură” și mutați-l în locația în care doriți să puneți motorul. Apoi selectați obiectul găurilor și obiectul în care doriți găurile și le grupați împreună (Ctrl + G).

Pentru a monta controlerul de zbor și 4-în-1 ESC, care sunt ambele 20x20mm și pot fi stivuite, am adăugat patru găuri în corpul parașutistului la o distanță de 2 cm (de la centru la centru).

Apoi, am adăugat câteva găuri la umeri și picioare superioare (imaginea a 3-a) pentru trenul de aterizare și capacul superior și am imprimat cadrul (imaginile a 4-a și a 5-a).

În cele din urmă, am proiectat capacul superior (ultima imagine) pentru drona care va transporta bateria și receptorul și am imprimat și această parte.

Am adăugat fișierele stl pentru cadru (SkydiverDroneFrame.stl) și montarea bateriei (SkydiverBatteryMount.stl) la acest pas. Dacă doriți să imprimați designul meu, verificați mai întâi dacă toate găurile sunt potrivite pentru configurarea dvs.

Pasul 2: Asamblare

Mai întâi am lipit toate motoarele către ESC. Cele două motoare în sensul acelor de ceasornic (CW) ar trebui să fie opuse între ele și cele două în sens invers acelor de ceasornic (CCW) (vezi prima imagine). Apoi montați ESC și motoare pe cadru. Dacă unul dintre motoare se rotește în direcția greșită, puteți schimba două fire sau puteți schimba acest lucru în setări (dacă este acceptat de ESC). Când verificați direcția motorului, faceți acest lucru fără elice!

ESC-ul meu rulează Dshot600 și poate modifica direcția motorului prin setări. Pentru a face acest lucru, trebuie mai întâi să conectați ESC la controlerul de zbor și să conectați controlerul de zbor la computerul dvs. prin USB. Apoi porniți BLHeliSuite și apăsați pe „Read Setup” (a treia imagine). Între butoanele de deconectare și verificare puteți selecta ESC-ul motorului făcând clic dreapta pe acesta și modificați direcția motorului în setări. După ce schimbați ceva, trebuie să faceți clic pe butonul Write Setup pentru a proteja modificările pe care le-ați făcut.

Verificați specificațiile controlerului de zbor pentru a găsi toate porturile și conexiunile controlerului de zbor. A patra imagine prezintă conexiunile controlerului de zbor Hakrc mini f4 pe care l-am folosit. Deoarece nu folosesc o cameră sau un GPS, aveam nevoie doar să îmi conectez receptorul (FlySky IBUS) și ESC la controlerul de zbor.

Ultimele trei imagini arată drona complet asamblată din unghi superior, inferior și lateral.

Pasul 3: Betaflight

Betaflight este un program pe care îl puteți utiliza pentru a modifica setările și a actualiza firmware-ul controlerului de zbor. În loc de Betaflight, puteți utiliza și inav sau cleanflight.

În fila Porturi puteți seta configurația pentru porturile dronei. Cel mai important din această filă este activarea Serial Rx pentru receptor. Conform specificațiilor Hakrc f4 mini (a se vedea a patra imagine pasul anterior), IBUS este conectat la RX6 ceea ce înseamnă că ar trebui să activez Serial Rx pentru UART6.

Fila de configurare vă permite să modificați configurația dronei. Parametrii importanți de verificat sunt:

• Fișierul mixerului (numărul de motoare, locația motoarelor și direcțiile motorului)
• Receptor (selectați protocolul utilizat, cum ar fi IBUS sau SBUS)
• Alte caracteristici (în cazul în care ați adăugat funcții precum LED, sonar de ex.)
• Caracteristici ESC / Motor (selectați protocolul ESC corect)
• GPS (activați dacă utilizați GPS)

Fila de setări PID vă permite practic să schimbați comportamentul dronei la o intrare stick. Un câștig proporțional mai mare va oferi un răspuns mai agresiv care poate duce la depășiri. Un câștig integral mai mare îl face mai stabil și reduce efectul vântului sau al unui CG deplasat, dar poate face ca răspunsul să fie lent și lent. Câștigul derivat amortizează toate mișcările, dar este sensibil la zgomotul giroscopului și poate provoca încălzirea și arderea motoarelor.

Pasul 4: Îmbunătățește

Felicitări cu drona ta.

Acum puteți începe să modificați setările PID în Betaflight pentru a-l zbura mai ușor, pentru a adăuga caracteristici precum LED-uri și GPS sau pentru a face unele modificări ale cadrului pentru a-l îmbunătăți și mai bine.

De asemenea, puteți încerca să vă proiectați și să imprimați propriile rotoare, dar acest lucru este destul de greu.

Adăugat la acest pas puteți găsi designul final al primei mele drone (după multe încercări), realizat în SketchUp. Este destul de ușor (aproximativ 25 de grame doar pentru cadru) și se potrivește cu elice de până la 6 . În plus, puteți extinde cu ușurință trenul de aterizare prin prindere pe unele trepte de viteză și puteți monta o cameră mică pe el (încă un work-in -progresa).