DIY DRONES

UWAGA

Pamiętaj o tym aby przy pracy zawsze zdejmować śmigła z silników koptera,nie rób niczego przy założonych silnikach. Silniki kręcą sie bardzo szybko a śmigła są bardzo ostre,więc nie mają trudności z przecięciem skóry albo obcięciem palców. Pamiętaj też, że elektronika jest zawodna
  AMP(Autopilot MultiPlatform) - Chyba najbardziej znany kontroler lotu w świecie modelarzy. Przez wielu uznany jako “Trudny”, ze względu na rozmaitość funkcji i możliwości. Na ten moment projekt to Open Source, czyli otwarte oprogramowanie dla programistów, dzięki czemu projekt cały czas jest rozwijany przez liczą społeczność. Do tej pory powstało już kilka wersji, lecz nie służy tylko dronom ale i łodzą, samochodom RC, samolotą no i oczywiście drony. Najnowszą wersją APM na ten moment jest wersja 2.8 a najstarsza to 3.1, która była pozbawiona magnetometru. ESC (Electronic Speed Controller) -  Czyli po prostu regulator prędkości obrotowej silnika. Ma za zadanie tak kontrolować napięcie, aby silnik kręcił sie z odpowiednia prędkością taką jaką ustawimy drążkiem gazu (PWM). Część składa się przeważnie z 8 trazystorów Mosfet, kondesatora elektrolitycznego o wartości 470 uF i 25 V i kilku innych bardzo drobnych elementów. Ze względu na trazystory Mosfet, górna część regulatora to radiator odprowadzający ciepło, dlatego też najlepiej umieszczać je blisko silnika, zaraz pod śmigłem, gdyż obracające sie śmigło, przy okazji będzie “regiel” chłodzić. W dronach muszą być 4,6 lub 8 w zależności od składanego drona (Quad,hexa, octa itp.). Istnieją na rynku również regulatory 4in1, które są wszytskim w jednym, wybór zależy już od użytkowanika, ponieważ zasada działa jest ta sama. Silnik Bezszczotkowy (Brushless Motor) - Silnik elektryczny, wykorzystany do obrotu śmigła, dzięki czemu wytworzenia siły nośnej. Różni sie od silników szczotkowych tym, że jest po prostu pozbawiony szczotek, a to przekłada sie na jego dłuższą eksploatacje. W silnikach bezszczotkowych, cały wał razem z obudową zewnętrzną obracają sie, w silnikach szczotkowych,prąd podawany jest na komutator silnika po przez szczotki, dzięki czemu wał obraca sie, a cała obudowa nie kręci sie wokół własnej osi. Istnieją dwa typy silników - CW (ClockWise) czyli kręcące sie zgodnie ze wskazówkami zegara i CCW (CounterClockWise) czyli przeciwnie do wskazówek zegara. W silnikach bezszczotkowych możemy obrócić polaryzację, dzięki czemu uzyskamy kierunek CW albo CCW

Teoria

Aparatura (Apka) - Urządzenie sterujące, przez początkujących nazywane “pilotem sterowania”. Służy do kontroli modelu latającego przez pilota. Dzisiejsze aparatury posiadają wiele kanałów do sterowania nie tylko wysokością i ruchem poziomym ale np. do sterowania kamerą, gimbalem, ledami itp. Bardziej zaawansowane aparatury posiadają duże wyświetlacze, na których sa w stanie wyswietlić np, dane telemetryczne, stan naładowania baterii oraz tryb FailSave (Tryb , który ma za zadanie ochronić nasz model w sytuacjach kryzysowych, np. gdy zgubi sygnał z aparatury to ma wykonać tzw RTL czyli Return To Lunch czyli powrót w miejsce startu.) Moja aparatura to model FlySky FS-T6 nie posiadająaca FailSave, ale posiadająca tylko 6 kanałów
GPS (Global Positioning System) - System pozycjonowania. W dzisiejszych dronach antena i modół GPS jest nie bezpowodu. Po za barometrem,  który określa wysokość modelu, żyroskopu który określa poziom i kompasu, który  określa kierunek, w jakim znajduje sie model to właśnie GPS ustabilizuje  nam model z dokładnością +- 1 metr. Przed startem należy odczekać z  3 minuty aby GPS mugł “złapać” wystarczającą ilość satelit (3D FIX czyli 3 satelity i  na podstawie 3  satel już jest w stanie określić położenie modelu.). GPS  przydaje sie w trybach tkj: - AltHolt czyli utrzymanie wysokości - Loiter, który utrzymuje dokładną pozycje i nic nie jest w stanie go z niej wytrącić - RTL czyli automatyczny powrót w miejsce startu
Telemetria - w sumie ten termin nie jest nam obcy, bo wykorzystywany nie tylko w modelarstwie. W modelarstwie jest wykorzystywany do przesyłania danych z modelu do komputera lub tabletu. Działają przeważnie na częsotliwości 433 Mhz lub 915 Mhz ale są również inne częstotliwości. Bardzo pomocne przy konfigurowaniu koptera np. kalibracja kompasu. Taka telemetria składa sie z dwóch części: Części do naziemnej stacji:
I części do drona:
Pakiet Li-Po - można by było powiedzieć że pakiety litowo-polimerowe to serce naszego  drona. Nie mniej jednak tak jest, ponieważ bez prądu nie polecimy nigdzie. Pakiety  litowo polimerowe przyjeły sie bardzo dobrze w świecie dronów i w świecie modelarzy ze względu na swoje liczne zalety. Między innymi rozładowywanie pakietu. Normalna bateria w latarce działa,i jak mamy latarkę zaświeconą, to wraz ze wzrostem czasu  ta latarka będzie powoli gasła bo po prostu będzie jej brakować prądu. W akumulatorach lipo tak nie ma. Latarka będzie świecić cały czas tak samo,aby na końcu zgasnąć całkiem. Również wydajność prądowa jest wyższa niż np. w akumulatorach 18650. Niestety mają  też swoje wady. Nawet nie wielkie przekłucie akumulatora powoduje dym i pożar. Nad pakietem lipo należy mieć stałą kontrole podczas ładowania,nie możemy jej ładować byle jaką ładowarką. Nie możemy też rozładować go tak, aby napięcie spadło poniżej 3,0 V na jedną cele. Ale musimy też coś wiedzieć na jej temat. Zrobiłem o pakietach lipo osobny temat, ale wytłumaczę troche teorii o nich. Przeważnie mają 3 oznaczenia. Wydajność prądowa wyrażoną literką “C”, pojemność pakietu oznaczone w mAh oraz ilość cel w pakiecie (Przykładowo - 3S lub 4S). Z oznaczeniem “S” nie ma problemu, “S” to poprostu cela,a liczba przed nią to ilość tych cel w pakiecie. Czyli jeżeli mamy pakiet 3S to znaczy że w pakiecie znajdują sie 3 akumulatory lipo po 3,7V (Nominalne 4,2). I tutaj w sumie wychodzi nam 11,1 V a w efekcie pakiet ma 12,6 V jeżeli dokonamy pomiaru multimetrem. Wydajność prądowa to inna sprawa, określa tak jak by wytrzymałość pakietu. Liczbę “C” mnożymy przez 5 i wychodzi nam liczba wyrażona w amperach (A). To ta wartość jest dla nas istotna, ponieważ wyraża to ile pakiet jest w stanie wytrzymać bez uszkodzenia. Ale spokojnie, pakiet 3S i 20C w zupełności wystarczy. Popatrzmy na to tak: 20C * 5 = 100 A Czyli pakiet wytrzyma prąd o maksymalnym natężeniu 100 amper. Teraz policzmy ile potrzebują silniki naszego drona. Zależy jakie silniki, średnio jest to maks do 18 amper przy maksymalnej prędkości,tak więc: 18 * 4 = 72 A Czyli silniki przy maksymalnych obrotach wygenerują prąd o natężeniu 72 ampery czyli sporo nam jeszcze zostaje. Teraz zostaje nam jeszcze pojemność. Oznacza się ją w mAh. Pojemność to jak sama nazwa mówi ilość “prądu” jaką jest w stanie pakiet pomieścić. I tutaj nie ma co sie opisywać.
Śmigła (Propeller) - Istotna część drona,z reszta nie ma się co dziwić, gdyż to właśnie śmigła mają za zadanie wytworzyć odpowiednią siłę nośną tak  aby model mógł unieść się w powietrze. Są różne rodzaje śmigieł, dwupłatowe, trzypłatowe i trafiają sie nawet 4 i 5 ale te śmigła są bardziej do samolotów RC niż do dronów. Trafiają sie czasem śmigła składane .Pisałem już wcześniej o śmigłach, mają one również swój kierunek. Muszą obracać sie w odpowiednim kierunku. Są śmigła tzw. Prawe i Lewe,albo prościej pchające i ciągnące. O tym wiele nie opowiem bo sam na ten temat mam  małą wiedzę, wiem że śmigła mają oznaczenia tkj. np 1045r. Tak jest w moim przypadku,10 to długość śmigła mierzona w calach a 45 to 4,5 cala, tutaj chodzi o skok śmigła. Do dużych dronów stosuje się większe śmigła z małym skokiem, gdyż duży dron nie potrzebuje szybkiej reakcji na zmiane kierunku lotu tak jak ma to miejsce w dronach typu Racing. Ogólnie im większy skok śmigła, tym chybszy jest dron bo wytwarza większą siłę nośną. Zbudowane są przeważnie z różnego rodzaju tworzyw sztucznych tkj. ABS albo Carbon lub Nylon. Musimy wybrać odpowiednie,tak aby były giętkie (Nie łamią się przy pierwszej kolizji),ale na tyle twarde by nie wpadały we flatter (Zjawisko występujące w wirnikowacach, prędkość obrotowa silnika powoduje drgania śmigła co bardzo nie kożystnie wpływa na model). Gdy montujemy śmigła na model, nie powinny one być uszkodzone tak jak na zdjęciu powyżej.
Oczywiście nie możemy zacząć budowy drona bez odpowiedniej wiedzy. W tym dziala opowiem wszytsko co i jak, same podstawowe tematy, bez których nie ruszymy z miejsca. Zaczynamy!
DIY DRONES
  Oczywiście nie możemy zacząć budowy drona bez odpowiedniej wiedzy. W tym dziala opowiem wszytsko co i jak, same podstawowe tematy, bez których nie ruszymy z miejsca. Zaczynamy! AMP(Autopilot MultiPlatform) - Chyba najbardziej znany kontroler lotu w świecie modelarzy. Przez wielu uznany jako “Trudny”, ze względu na rozmaitość funkcji i możliwości. Na ten moment projekt to Open Source, czyli otwarte oprogramowanie dla programistów, dzięki czemu projekt cały czas jest rozwijany przez liczą społeczność. Do tej pory powstało już kilka wersji, lecz nie służy tylko dronom ale i łodzą, samochodom RC, samolotą no i oczywiście drony. Najnowszą wersją APM na ten moment jest wersja 2.8 a najstarsza to 3.1, która była pozbawiona  magnetometru. ESC (Electronic Speed Controller) -  Czyli po prostu regulator prędkości obrotowej silnika. Ma za zadanie tak kontrolować napięcie, aby silnik kręcił sie z odpowiednia prędkością taką jaką ustawimy drążkiem gazu (PWM). Część składa się przeważnie z 8 trazystorów Mosfet, kondesatora elektrolitycznego o wartości 470 uF i 25 V i kilku innych bardzo drobnych elementów. Ze względu na trazystory Mosfet,  górna część regulatora to radiator odprowadzający ciepło, dlatego też najlepiej umieszczać je blisko silnika, zaraz pod śmigłem, gdyż obracające sie śmigło, przy okazji będzie “regiel” chłodzić. W dronach muszą być 4,6 lub 8 w zależności od składanego drona (Quad,hexa, octa itp.). Istnieją na rynku również regulatory 4in1, które są wszytskim w jednym, wybór zależy już od użytkowanika,ponieważ zasada działa jest ta sama. Silnik Bezszczotkowy (Brushless Motor) - Silnik elektryczny, wykorzystany do obrotu śmigła, dzięki czemu wytworzenia siły nośnej. Różni sie od silników szczotkowych tym, że jest po prostu pozbawiony szczotek, a to przekłada sie na jego dłuższą eksploatacje. W silnikach bezszczotkowych, cały wał razem z obudową zewnętrzną obracają sie, w silnikach szczotkowych, prąd  podawany jest na komutator silnika po przez szczotki, dzięki czemu wał obraca sie, a cała obudowa nie kręci sie wokół własnej osi. Istnieją dwa typy silników - CW (ClockWise) czyli kręcące sie zgodnie ze wskazówkami zegara i CCW (CounterClockWise) czyli przeciwnie do wskazówek zegara. W silnikach bezszczotkowych możemy obrócić polaryzację, dzięki czemu uzyskamy kierunek CW albo CCW

Teoria

Aparatura (Apka) - Urządzenie sterujące, przez początkujących nazywane “pilotem sterowania”. Służy do kontroli modelu latającego przez pilota. Dzisiejsze aparatury posiadają wiele kanałów do sterowania nie tylko wysokością i ruchem poziomym ale np. do sterowania kamerą, gimbalem, ledami itp. Bardziej zaawansowane aparatury posiadają duże wyświetlacze, na których sa w stanie wyswietlić np, dane telemetryczne, stan naładowania baterii oraz tryb FailSave (Tryb , który ma za zadanie ochronić nasz model w sytuacjach kryzysowych, np. gdy zgubi sygnał z aparatury to ma wykonać tzw RTL czyli Return To Lunch czyli powrót w miejsce startu.) Moja aparatura to model FlySky FS-T6 nie posiadająaca FailSave, ale posiadająca tylko 6 kanałów
GPS (Global Positioning System) - System pozycjonowania. W dzisiejszych dronach antena i modół GPS jest nie bezpowodu. Po za barometrem,  który określa wysokość modelu, żyroskopu który określa poziom i kompasu, który  określa kierunek, w jakim znajduje sie model to właśnie GPS ustabilizuje  nam model z dokładnością +- 1 metr. Przed startem należy odczekać z  3 minuty aby GPS mógł “złapać” wystarczającą ilość satelit (3D FIX czyli 3 satelity i  na podstawie 3 satelit już jest w stanie określić położenie modelu.).  GPS  przydaje sie w trybach tkj: - AltHolt czyli utrzymanie wysokości - Loiter, który utrzymuje dokładną pozycje i nic nie jest w stanie go z niej wytrącić - RTL czyli automatyczny powrót w miejsce startu
Telemetria - w sumie ten termin nie jest nam obcy, bo wykorzystywany nie tylko w modelarstwie. W modelarstwie jest wykorzystywany do przesyłania danych z modelu do komputera lub tabletu. Działają przeważnie na częsotliwości 433 Mhz lub 915 Mhz ale są również inne częstotliwości. Bardzo pomocne przy konfigurowaniu koptera np. kalibracja kompasu. Taka telemetria składa sie z dwóch części: Części do naziemnej stacji:
I części do drona:
Pakiet Li-Po - można by było powiedzieć że pakiety litowo-polimerowe to serce naszego  drona. Nie mniej jednak tak jest, ponieważ bez prądu nie polecimy nigdzie. Pakiety  litowo polimerowe przyjeły sie bardzo dobrze w świecie dronów i w świecie modelarzy ze względu na swoje liczne zalety. Między innymi rozładowywanie pakietu. Normalna bateria w latarce działa,i jak mamy latarkę zaświeconą, to wraz ze wzrostem czasu  ta latarka będzie powoli gasła bo po prostu będzie jej brakować prądu. W akumulatorach lipo tak nie ma. Latarka będzie świecić cały czas tak samo,aby na końcu zgasnąć całkiem. Również wydajność prądowa jest wyższa niż np. w akumulatorach 18650. Niestety mają  też swoje wady. Nawet nie wielkie przekłucie akumulatora powoduje dym i pożar. Nad pakietem lipo należy mieć stałą kontrole podczas ładowania,nie możemy jej ładować byle jaką ładowarką. Nie możemy też rozładować go tak, aby napięcie spadło poniżej 3,0 V na jedną cele. Ale musimy też coś wiedzieć na jej temat. Zrobiłem o pakietach lipo osobny temat, ale wytłumaczę troche teorii o nich. Przeważnie mają 3 oznaczenia. Wydajność prądowa wyrażoną literką “C”, pojemność pakietu oznaczone w mAh oraz ilość cel w pakiecie (Przykładowo - 3S lub 4S). Z oznaczeniem “S” nie ma problemu, “S” to poprostu cela,a liczba przed nią to ilość tych cel w pakiecie. Czyli jeżeli mamy pakiet 3S to znaczy że w pakiecie znajdują sie 3 akumulatory lipo po 3,7V (Nominalne 4,2). I tutaj w sumie wychodzi nam 11,1 V a w efekcie pakiet ma 12,6 V jeżeli dokonamy pomiaru multimetrem. Wydajność prądowa to inna sprawa, określa tak jak by wytrzymałość pakietu. Liczbę “C” mnożymy przez 5 i wychodzi nam liczba wyrażona w amperach (A). To ta wartość jest dla nas istotna, ponieważ wyraża to ile pakiet jest w stanie wytrzymać bez uszkodzenia. Ale spokojnie, pakiet 3S i 20C w zupełności wystarczy. Popatrzmy na to tak: 20C * 5 = 100 A Czyli pakiet wytrzyma prąd o maksymalnym natężeniu 100 amper. Teraz policzmy ile potrzebują silniki naszego drona. Zależy jakie silniki, średnio jest to maks do 18 amper przy maksymalnej prędkości,tak więc: 18 * 4 = 72 A Czyli silniki przy maksymalnych obrotach wygenerują prąd o natężeniu 72 ampery czyli sporo nam jeszcze zostaje. Teraz zostaje nam jeszcze pojemność. Oznacza się ją w mAh. Pojemność to jak sama nazwa mówi ilość “prądu” jaką jest w stanie pakiet pomieścić. I tutaj nie ma co sie opisywać.
Śmigła (Propeller) - Istotna część drona,z reszta nie ma się co dziwić, gdyż to właśnie śmigła mają za zadanie wytworzyć odpowiednią siłę nośną tak  aby model mógł unieść się w powietrze. Są różne rodzaje śmigieł,dwupłatowe,trzypłatowe i trafiają sie nawet 4 i 5 ale te śmigła są bardziej do samolotów RC niż do dronów. Trafiają sie czasem śmigła składane .Pisałem już wcześniej o śmigłach, mają one również swój kierunek. Muszą obracać sie w odpowiednim kierunku. Są śmigła tzw. Prawe i Lewe,albo prościej pchające i ciągnące. O tym wiele nie opowiem bo sam na ten temat mam  małą wiedzę, wiem że śmigła mają oznaczenia tkj. np 1045r. Tak jest w moim przypadku,10 to długość śmigła mierzona w calach a 45 to 4,5 cala, tutaj chodzi o skok śmigła. Do dużych dronów stosuje się większe śmigła z małym skokiem, gdyż duży dron nie potrzebuje szybkiej reakcji na zmiane kierunku lotu tak jak ma to miejsce w dronach typu Racing. Ogólnie im większy skok śmigła, tym chybszy jest dron bo wytwarza większą siłę nośną. Zbudowane są przeważnie z różnego rodzaju tworzyw sztucznych tkj. ABS albo Carbon lub Nylon. Musimy wybrać odpowiednie,tak aby były giętkie (Nie łamią się przy pierwszej kolizji),ale na tyle twarde by nie wpadały we flatter (Zjawisko występujące w wirnikowacach, prędkość obrotowasilnika powoduje drgania śmigła co bardzo nie kożystnie wpływa na model). Gdy montujemy śmigła na model,nie powinny one być uszkodzone tak jak na zdjęciu powyżej.