Como construir um quadcoptor. (NTM 28-30S 800kV 300W e Arducopter APM 2.6 e 6H GPS 3DR Radio e FlySky TH9X): 25 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Este é um tutorial sobre como construir um Quadcopter usando motores NTM 28-30S 800kV 300W e Rádio Arducopter APM 2.6 & 6H GPS & 3DR. Tentei explicar cada etapa com várias imagens. Se você tiver dúvidas ou comentários, responda nos comentários ou envie um e-mail para rautmithil [arroba] gmail [ponto] com. Você também pode entrar em contato comigo @mithilraut no twitter.

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Etapa 1: Lista de componentes

Motor Propeller e ESC

1. Motor NTM Prop Drive 28-30S 800KV / 300W Brushless (versão de eixo curto) 4PCS.
2. Pacote de acessórios 4PCS do NTM Prop Drive série 28 (obtenha 2 extras porque eles se danificam ou entortam durante a colisão).
3. Afro ESC 30Amp Multi-rotor Motor Speed Controller (SimonK Firmware) 4PCS.
4. Lâmina de hélice APC 1147 para helicóptero RC Multi-Copter Quadcopter 2Pair (obtenha 4 pares extras se você espera bater o drone com frequência)

Rádio e à prova de falhas

1. Transmissor FlySky FS-TH9X 2.4G 9CH atualizado com FS-R9B RM002 Modo 2
2. Turnigy TrackStar Epic Fail Safe para carros e barcos
3. Pacote Turnigy 2650mAh 3S 1C Lipoly Tx (Futaba / JR) OU Pacote de transmissor HobbyKing 1500mAH LiFe 3S 9.9v.

Quadro

1. Tubo quadrado de alumínio (280-395x10mm) 4 peças. OU Tubo quadrado de fibra de carbono 750x10mm 4 unidades

2. Placas centrais desta estrutura (Inicialmente eu construo o quadroter usando esta estrutura, mas os braços eram feitos de alumínio de baixo grau que dobrou durante uma das batidas. Agora estou usando apenas as placas centrais superior e inferior dessa estrutura. Todos aqueles orifícios em as placas centrais são necessárias. Você pode construir a sua própria placa de fibra de carbono ou Lexan usando esses designs.) OU

   1. Você pode comprar essas placas disponíveis no mercado Hobbyking X550 Placa superior de fibra de vidro da estrutura principal 1 PC
   2. Placa inferior da estrutura principal de fibra de vidro Hobbyking X550 1 unidade
3. F450 F550 SK450 Z450 TL450 Engrenagem deslizante universal de pouso alto 1 Pacote (vem com 4 trens de pouso)

Fiação e energia

1. ZIPPY Flightmax 5000mAh 3S1P 20C 1PC (adquira uma sobressalente se não quiser esperar para recarregar a bateria)
2. Alarme de baixa tensão lipolítica (2s ~ 4s)
3. Fio de silicone 12AWG Turnigy de alta qualidade de 1 m (vermelho)
4. Fio de silicone 12AWG Turnigy de alta qualidade de 1 m (preto)
5. 5X Pairs 4mm Gold Bullet Conector Banana Plug (não precisa de tantos, mas é bom ter sobressalente)
6. 10x 3,5 mm Gold Bullet Banana Connector Plug (não precisa de tantos, mas é bom ter sobressalente)
7. XT60 para 4 x 3,5 mm bullet Multistar ESC Cabo de fuga de força
8. Plugues Conector Bala Macho / Fêmea XT60 2 pares

Flight Controller Arducopter kit APM

1. APM Flight Controller Set APM 2.6 & 6H GPS & OSD & 3DR Radio 1 set
2. APM2.5 / 2.6 / 2.8 MWC Flight Controller Light & Buzzer Indicator V1.0 1PC.

Ferramentas

1. Jogo de chaves de fenda
2. Decapador de Arame
3. Alicate
4. Chave Allen ou Conjunto de chaves hexadecimais (obtenha um conjunto, pois exigimos 2 tamanhos diferentes)

Parafusos de porcas e diversos

1. Espaçador de nylon com diâmetro interno de 3,5 mm * 2 polegadas 4 unidades.
2. Parafuso sextavado de 3,5 mm x 25 mm e porcas de autotravamento compatíveis (vêm com a estrutura, mas você pode comprar outras semelhantes em uma loja de ferragens) * 20
3. Parafusos de cabeça chata de 3,5 mm * 10 mm (que vão nos espaçadores de náilon) e porcas compatíveis * 15pcs
4. Carregador de bateria (se ainda não tiver um)
5. Tubo retrátil de 5 mm vermelho e preto
6. Braçadeiras de cabo 6inches 25pcs.
7. Amarras de cabo 12inches 5pcs.
8. Serrote (se você planeja cortar os tubos quadrados)
9. Furadeira
10. Broca (3,5 mm)
11. Ferro de solda
12. Fio de solda
13. Pistola e vara de cola quente.
14. Mais leve
15. Fita adesiva de lado único e duplo

Etapa 2: Montagem do motor * 4

Ferramentas necessárias:

1. Conjunto de chaves Allen
2. Jogo de chaves de fenda

Desembale o conjunto de acessórios. O suporte do motor será fixado na base do motor usando os parafusos prateados. O adaptador da hélice será fixado na parte superior do motor usando parafusos sextavados. O anel e a porca do protetor de hélice irão para a parte superior do adaptador.

Repita isso para todos os 4 motores.

Etapa 3: Montagem do braço * 4

Ferramentas necessárias

1. Serra de corte (se você não tiver os tubos cortados no comprimento específico)
2. Conjunto de chaves Allen
3. Furadeira
4. Broca (3,5 mm)
5. Alicate

Pegue o tubo quadrado e corte-o em 4 pedaços do mesmo comprimento entre 280mm-395mm. 280 mm é o comprimento mínimo porque a distância motor a motor recomendada para esses motores e a hélice é de 560 mm. Guardei os 115 mm extras para anexar um protetor de hélice, mas isso é opcional.

A distância entre os 2 orifícios para o braço na minha placa central é de 20 mm.

A distância entre os 2 orifícios opostos do suporte do motor é de 34 mm.

Portanto, de uma extremidade fiz quatro furos de 3,5 mm com centro em 5 mm, 25 mm, 221 mm e 255 mm. Os primeiros 2 orifícios são para prender o braço à placa de base. Os últimos 2 orifícios são para fixação do motor. Ajuste a distância entre os primeiros 2 furos de acordo com a distância entre os furos na placa central.

Fixe o conjunto do motor a cada braço usando a porca e os parafusos hexagonais, a chave allen e o alicate de forma que os fios do motor fiquem no centro do quadricóptero.

Repita esta etapa para todos os quatro braços.

Etapa 4: montagem do corpo

Ferramentas necessárias

1. Chave allen
2. Alicate

Pegue os braços montados na etapa anterior e prenda-os entre as placas centrais de forma que formem uma forma de 'X'. Os braços são colocados em um ângulo de 90 graus com os braços adjacentes. Use os parafusos sextavados, porcas e arruelas para prender os braços a ambas as placas centrais.

Vou prender o trem de pouso no final.

Etapa 5: conectores de solda

Ferramentas necessárias

1. Ferro de solda
2. Fio de solda
3. Pistola de cola quente
4. Mais leve
5. Descascador de fios

Soldando os conectores da bateria:

A bateria mencionada na lista de componentes (ZIPPY Flightmax 5000mAh 3S1P 20C) possui conectores bullet de 4 mm como plugue de descarga. Esses conectores não são diretamente compatíveis com os conectores XT60 usados na maioria dos casos. Portanto, iremos soldar um pequeno conversor desses componentes

1. Par de conectores de bala de 4 mm * 1

2. Conectores de bala fêmea de 3,5 mm * 2 (os conectores de bala de 3,5 mm são compatíveis com os conectores XT60). Como alternativa, você pode usar um conector XT60 fêmea.

3. 10cms de fio 12 AWG (preto e vermelho, respectivamente) * 1

No lado esquerdo dos fios vermelho e preto, solde os conectores bullet fêmea de 3,5 mm.

No lado direito do fio vermelho, solde o conector macho de 4 mm.

No lado direito do fio preto, solde o conector bullet fêmea de 4 mm.

Depois que todos os conectores estiverem soldados, insira pequenos cortes de tubo termorretrátil de 5 mm na conexão e aqueça-o usando o isqueiro.

Soldando o módulo de energia:

O kit APM 2.6 possui um módulo de energia que monitora a tensão da bateria em vôo. Ele também possui um BEC embutido que alimenta a placa principal. A extremidade de entrada vai para a bateria e a extremidade de saída vai para os ESC's.

Corte 2 pedaços de 5cms cada do cabo 12AWG vermelho e 2 pedaços de 5cms cada do cabo 12AWG preto.

Solde a extremidade de ambos os fios vermelhos na parte superior do módulo de energia (o lado superior é aquele onde 'módulo de energia' está impresso). Da mesma forma, solde uma extremidade de ambos os fios pretos na parte inferior do módulo.

Insira o tubo termorretrátil em todos os quatro fios.

No lado da entrada, solde um conector XT60 macho verificando a polaridade do conector com o fio vermelho e preto. No lado da saída, solde um conector fêmea XT60 mais uma vez verificando a polaridade do conector com o fio vermelho e preto.

Reduza a quente as conexões soldadas de ambos os conectores XT60. No módulo de potência, aplique camadas de cola quente para isolar as conexões soldadas.

Etapa 6: Conectando os ESCs ao motor e à bateria

A telemetria 3DR Radio consiste em um receptor e um transmissor. O transmissor tem fios saindo dele, conforme mostrado na imagem. O receptor possui uma saída USB macho em sua extremidade. O pacote também vem com 2 antenas que devem ser conectadas ao final de cada módulo.

Pegue um pedaço de fita adesiva dupla-face e cole em qualquer lugar na borda da placa central. Em seguida, cole o módulo transmissor na fita e pressione com firmeza. Aponte a antena para fora e verticalmente para baixo.

Etapa 11: Anexando a luz e indicador sonoro APM

O indicador luminoso e sonoro ajuda o usuário a conhecer os modos de operação por uma mudança na cor, mesmo durante o vôo. A cigarra soa em caso de baixa tensão. Uma vez que a luz deve ser visível durante o vôo, é recomendável que o indicador seja colocado na parte inferior do corpo. Usei um pedaço de fita adesiva dupla-face para prender o indicador na placa inferior. Passo os fios por um dos muitos orifícios presentes na placa.

Etapa 12: Prendendo o trem de pouso

O trem de pouso tem 4 orifícios na parte superior que podem ser usados para prendê-lo aos braços. No entanto, como o braço tem 10 mm de largura e a distância entre os furos é maior que 10 mm, usei 2 abraçadeiras para prender o trem de pouso ao braço e também prender o ESC.

Coloque o trem de pouso na parte inferior do braço a 50 mm de distância da extremidade da placa e passe uma braçadeira pelos 2 orifícios, passe-a sobre o braço e prenda a braçadeira. Passe a segunda braçadeira pelos outros 2 orifícios, passe-a sobre o braço, coloque o ESC no braço e prenda a braçadeira. Desta forma, o ESC fica preso ao braço.

Etapa 13: prenda o conjunto do módulo de alimentação

Conecte o lado "OUT" do conjunto do módulo de energia soldado na Etapa 5 ao conector XT60 da distribuição de energia XT60-4x3,5 mm. Cole o módulo do conector de alimentação entre as duas placas (usando fita dupla-face) para que não fique pendurado para fora.

Conecte o lado de 3,5 mm dos conectores da bateria (soldados na etapa 5) ao lado "IN" do módulo de alimentação.

Etapa 14: conecte a bateria

Use uma tira de velcro com cerca de 25 cm de comprimento e insira-a nas fendas da placa inferior de forma que haja um espaço de 5 a 8 cm para a bateria se encaixar. Coloque a bateria na abertura e prenda-a usando o velcro. Se a bateria escorregar, use 2 abraçadeiras para prendê-la em ambas as extremidades.

Etapa 15: Conectando o Módulo Receptor de Rádio 2.4 G

O Transmissor FlySky FS-TH9X 2.4G 9CH vem com um receptor FS-R9B de 8 canais. Este rádio é responsável por enviar comandos de navegação e controle ao quadricóptero. Usaremos cabos servo para fazer as conexões entre o módulo receptor e a placa APM. Como esses cabos têm 12,5 cm de comprimento, cole o módulo receptor próximo à placa APM usando uma fita dupla-face. Prenda a antena voltada verticalmente para baixo em um braço usando uma fita.

Etapa 16: Conectando os Módulos à Placa Principal

Conectando o módulo GPS

O módulo GPS possui 2 saídas. Uma saída fornece a leitura do GPS. A outra saída fornece a leitura da bússola. A saída GPS vai para o slot "GPS" superior. A saída da bússola vai para o slot "I2C".

Conectando o rádio de telemetria 3DR

A saída de 4 pinos do rádio de telemetria vai para o slot "Telem" no canto superior esquerdo da placa APM.

Conectando o módulo de energia

A saída de 6 pinos do módulo de energia vai para o slot "PM" no canto esquerdo inferior da placa APM.

Etapa 17: Conectando os ESCs à placa APM

O quadcopter é construído em uma configuração "X". Conecte o cabo de sinal de 3 pinos de cada ESC ao slot correspondente na saída, conforme mostrado no diagrama. Conecte o ESC de cada motor a esses pinos.

Um canto superior direito --------- Pino 1

D Superior esquerdo ----------- Pino 3

C Inferior Esquerdo ------ Pino 2

B Inferior Direito ---- Pino 4

O cabo de sinal consiste em 3 pinos

Marrom - GND

Vermelho - VCC

Amarelo - Sinal

Da borda das placas conecte o cabo conforme mostrado na imagem.

Etapa 18: Conectando o receptor de rádio

O APM precisa de comandos de pelo menos 5 canais. Os outros 3 canais podem ser conectados opcionalmente. Os 5 canais necessários são

Canal de entrada - canal receptor

1 - 1 (Roll / Aileron)

2 - 2 (inclinação / elevador)

3 - 3 (acelerador)

4 - 4 (guinada / leme)

5 - 5 (auxiliar - usado para alternar modos)

6 - 6

7 - 7

8 - 8

Use quatro cabos servo de 3 pinos para conectar o lado do sinal do módulo receptor ao lado do sinal da placa APM. O módulo receptor é alimentado pela placa APM, portanto, certifique-se de que pelo menos 1 dos conectores de 3 pinos esteja conectado horizontalmente em todas as 3 colunas.

Etapa 19: Montagem do transmissor de rádio

O Fly Sky TH9X vem com

1. FlySky FS-TH9X 2.4G 9CH Transmissor Modo 2
2. Receptor FS-R9B 8CH 2,4 GHz
3. Módulo RM002 2,4 GHz
4. Plugue de ligação

O módulo RM002 se conecta no slot atrás do Transmissor. Ele vem com uma antena conectada.

Conecte a bateria do transmissor e coloque-a no compartimento da bateria conforme mostrado na imagem.

Se esta for a primeira vez que você está configurando o sistema de rádio, você terá que realizar o procedimento de ligação para ligar o transmissor ao receptor. As etapas do procedimento são mencionadas aqui.

Você também pode assistir a este vídeo e fazer o mesmo.

Etapa 20: Conectando o indicador LED e a campainha

Conecte o par de jumpers Vermelho e Preto no pino '+' e '-' do APM. Os outros três fios se conectam aos pinos de sinal.

Branco - pino 5

Azul - Pino 6

Vermelho - pino 7

Os indicadores acenderão ou piscarão correspondendo ao status do GPS e ARM. A campainha soará quando estiver ARMANDO, bateria fraca ou problemas de conectividade GPS.

Etapa 21: Configurando o Transmissor de Rádio

O FlySky TH9X é um transmissor de rádio de 9 canais de nível básico. No modo 2, o stick do acelerador está à esquerda. Para corresponder às conexões feitas na etapa anterior, o transmissor precisa ser configurado para indicar qual stick controla qual função. Use as teclas de seta PARA CIMA, PARA BAIXO, +, - e MENU, SAIR para operar o transmissor.

Configuração de sistema

Para definir o "Tipo" siga estes passos

1. Menu Configurações do Sistema Tipo Sele ACRO

Pressione MENU para confirmar. SAIR duas vezes para retornar à tela inicial.

Para definir o "Modo", siga estas etapas

1. Menu Configurações do Sistema Modevat PPM

Pressione MENU para confirmar. SAIR duas vezes para retornar à tela inicial.

Para configurar o "Stick set", siga estas etapas

1. Menu Configurações do Sistema Stick Set MODE 2

Pressione MENU para confirmar.

2. Quando questionado sobre "Thro Reverse", pressione Sair.

SAIR duas vezes para retornar à tela inicial.

Configuração de função

Para definir o "E. POINT"

1. Configurações de funções do menu E. POINT THR

2. Mova o stick do acelerador para baixo e pressione "+" até que o valor se torne 120%.

3. Mova o stick do acelerador para cima e pressione "+" até que o valor se torne 120%.

Deixe todos os outros valores em 100%.

Pressione MENU para salvar e SAIR duas vezes para retornar à tela inicial.

Para configurar o AUX-CH

Os canais 1-4 são usados para Roll, Pitch, Throttle e Yaw. Os outros 5 canais podem ser atribuídos a diferentes interruptores e potes no controle remoto. O APM fornece vários modos de voo, conforme mencionado aqui. Iremos definir 2 modos de vôo "Stabilize Mode" e "Altitude Hold Mode", pois estes são os básicos recomendados ao usar a chave GEAR. Outros e mais de 2 modos de vôo podem ser configurados usando os potes que fornecem mais alcance e flexibilidade para fornecer um valor.

1. Menu Funções Configurações AUX-CH CH52. Defina CH5 para GEAR usando '+' '-'. Pressione MENU para salvar e SAIR duas vezes para retornar à tela inicial.

P. S. A maioria dos transmissores fornece uma chave de 3 posições, mas você pode encontrar instruções aqui para configurar uma chave de modo de vôo de 6 posições que permite definir e alternar modos adicionais no APM.

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Etapa 22: Configurando o Planejador de Missão

O planejador de missão é a GUI usada para configurar a placa APM. As instruções de download e instalação são fornecidas aqui.

Inicie o Mission Planner, conecte a placa APM ao computador usando um cabo Micro USB. Aguarde até que os drivers sejam detectados e a porta COM seja atribuída. Você pode verificar a porta COM atribuída através do Gerenciador de Dispositivos no sistema baseado em Windows. No canto superior direito do planejador, selecione a porta COM apropriada, defina a taxa de transmissão para 115200 e clique em conectar. A placa APM se conectará e carregará vários parâmetros.

1. Na "Tela de configuração inicial", selecione "APM Copter V 3.x.x Quad" e aguarde o download e a instalação do firmware.

2. Assim que o firmware for carregado, selecione a opção "Wizard" à esquerda. Isso abrirá uma nova janela e o guiará para realizar a configuração inicial.

3. Uma vez no assistente, siga a série de imagens para fazer a configuração em cada etapa.

Etapa 23: Monitoramento com Radiotelemetria 3DR

Você pode realizar o monitoramento em vôo e emitir certos comandos usando a Radiotelemetria, também conhecida como MAVLink. O MAVLink permite a conexão de sensoriamento remoto em um canal sem fio. O receptor possui uma saída USB macho em sua extremidade. Conecte o receptor e espere que o Windows procure os drivers. Caso contrário, os drivers podem ser baixados aqui.

Abra o gerenciador de dispositivos para verificar a porta COM atribuída ao receptor. Inicie o Mission Planner e selecione a porta COM apropriada no canto superior direito. Clique em conectar.

Etapa 24: Verificação da direção de rotação do motor e conexão das hélices

Conforme mostrado no diagrama, os motores 1 e 2 devem girar no sentido anti-horário.

Os motores 3 e 4 devem girar no sentido horário. Arme a placa APM e empurre o manche do acelerador apenas o suficiente para que os motores dêem partida. Verifique o sentido de rotação. Se algum motor estiver girando na direção oposta, simplesmente troque quaisquer duas conexões entre o motor e o ESC.

A última etapa para terminar esta construção é conectar as hélices.

Ferramentas necessárias

Chave allen

O par de hélices vem com um conjunto de 4 anéis adaptadores que servem para encaixar perfeitamente a hélice no eixo do motor. Antes de torcer o anel para fora da embalagem, insira o anel na hélice e verifique qual deles se encaixa perfeitamente. Torça esse anel para fora da embalagem e insira-o na parte de trás da hélice (o lado que não tem nada escrito). O anel vai se encaixar bem. Faça isso para todas as quatro hélices.

Para prender as hélices, coloque as hélices (com o lado escrito voltado para cima) no eixo do motor, insira o anel de ajuste da hélice de cabeça para baixo e aperte a porca do protetor da hélice com firmeza usando a chave Allen.

Nos motores 1 e 2, conecte as hélices com a etiqueta 11x4.7. Estas são as hélices girando no sentido anti-horário.

Nos motores 3 e 4, conecte as hélices identificadas como 11x4.7R. Estas são as hélices girando no sentido horário.

Etapa 25: Lista de verificação e avisos de pré-voo

Lista de controle

• As hélices do motor estão conectadas corretamente e seguras.
• As baterias do transmissor de rádio e do Quadcopter estão carregadas.
• Todas as antenas estão voltadas na direção correta.
• Todas as ligações e conexões mecânicas, como porcas e parafusos, são adequadas.
• Os trens de pouso estão firmemente presos.
• APM, GPS e módulo de bússola estão voltados na direção correta (para frente).
• A polaridade de todas as conexões está correta e os pinos estão nos slots apropriados.
• Todos os acessórios de braçadeiras de cabos estão seguros.
• O acelerômetro, bússola / mag são calibrados.
• Certifique-se de que não haja interferência elétrica com a bússola / mag.
• No transmissor de rádio, todas as alavancas, interruptores e potenciômetros estão nas posições padrão.
• Certifique-se de que a recepção do sinal de rádio é boa e responsiva.
• Certifique-se de que os Failsafes estejam programados corretamente.

Avisos

1. Certifique-se de que você não está voando dentro ou ao redor de uma zona proibida para voar.
2. Verifique os regulamentos de seu país em relação à operação de veículos aéreos não tripulados.
3. Não chegue perto do quadricóptero quando os motores estiverem girando.
4. Não voe alto em espaços povoados. Há chances de Flyaways que podem causar danos a pessoas ou propriedades.
5. Siga o aviso da campainha e pouse o helicóptero para verificar se há problemas.
6. Se você não estiver usando FPV (visão em primeira pessoa), não deixe o quadricóptero fora de sua vista durante o vôo.
7. Certifique-se de voar dentro do alcance das antenas.
8. Não voe em condições de chuva / neve.
9. Não voe à noite ou em áreas com pouca iluminação.
10. Não invada a privacidade das pessoas / animais.
11. Seja um piloto responsável e voe com segurança.