Dron do druku 3D: 4 kroki (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:26

Projekty Tinkercad »

Latanie dronem może być świetną zabawą, ale co z lataniem zaprojektowanym przez Ciebie dronem?

Na potrzeby tego projektu zrobię drona w kształcie skoczka spadochronowego, ale możesz pozwolić swojej kreatywności płynąć i zaprojektować drona w kształcie pająka, dinozaura, krzesła lub czegokolwiek, co tylko wymyślisz.

Zaprojektowanie własnego drona może być dość trudne i może zająć kilka wydrukowanych ramek, zanim wszystko się ułoży i pasuje (możesz użyć lutownicy, aby poprawić małe błędy). Gorąco polecam „zmontować” drona w programie CAD przed drukowaniem, aby sprawdzić błędy (zamiast wirników możesz użyć dysku o tym samym promieniu, aby sprawdzić potencjalne kolizje).

Kieszonkowe dzieci:

Lista materiałów:

• Kontroler lotu (mózg twojego drona)
• Cztery silniki bezszczotkowe (dwa zgodnie z ruchem wskazówek zegara, dwa przeciwnie do ruchu wskazówek zegara)
• Cztery śmigła
• Elektroniczny regulator prędkości (ESC)
• Odbiornik i nadajnik RC
• Bateria
• Śruby, nakrętki i elementy dystansowe z nylonu M3
• Elastyczne opaski i taśma
• Opcjonalnie: GPS, kamera, sonar lub diody LED

Wymagane narzędzia:

• drukarka 3d
• Lutownica
• Wkrętaki
• szczypce

Krok 1: Projektowanie drona

Do tego projektu użyję Tinkercad, ale możesz wybrać dowolny program CAD 3D, o ile możesz go wyeksportować do drukarki 3D. Przed rozpoczęciem zmieniłem wymiary rastrowe na maksymalne wymiary mojej drukarki 3D, dzięki czemu mogę łatwo sprawdzić, czy się zmieści, czy nie.

Możesz zaprojektować swojego drona w dowolnym kształcie, o ile konstrukcja jest wystarczająco wytrzymała i możesz zamontować cały wymagany sprzęt na ramie. Podczas lokalizowania silników pamiętaj o średnicy wirnika, aby śmigła nie zderzyły się ze sobą ani ze strukturą drona.

Także:

• Weź pod uwagę położenie złączy i kabli, aby mieć wystarczająco dużo miejsca.
• Upewnij się, że śruby będą pasować (prawidłowa średnica i długość).
• Upewnij się, że możesz połączyć się z portem USB kontrolera lotu, aby zmienić ustawienia.
• Wyznacz miejsce montażu odbiornika RC i baterii (oraz opcjonalnie kamery i GPS).

Do tego projektu zaprojektuję drona w kształcie spadochroniarza lecącego w powietrzu. Silniki będą montowane na dłoniach i stopach, a kontroler lotu znajduje się w korpusie. Pierwsze zdjęcie to zrzut ekranu Tinkercada z ukończonym projektem skoczka spadochronowego i mocowania silnika.

Aby zamontować silnik na ramie, potrzebuję 4 otworów na śruby i wystarczającej ilości miejsca na kable, sprawdź specyfikację silnika pod kątem rozmiaru i lokalizacji tych otworów (2. zdjęcie to wymiary mojego silnika). Dodatkowo dodałem otwór w środku śrub na oś silnika. W pliku 'Motor holes.stl' możesz znaleźć prawidłowe wymiary otworów mojego silnika. Aby dodać te otwory do swojego drona za pomocą Tinkercad, możesz po prostu zmienić materiał na „dziurę” i przenieść go do miejsca, w którym chcesz umieścić silnik. Następnie wybierz obiekt z otworami i obiekt, w którym chcesz umieścić otwory i zgrupuj je razem (Ctrl + G).

Aby zamontować kontroler lotu i 4-w-1 ESC, które mają wymiary 20x20mm i można je sztaplować, dodałem cztery otwory w korpusie skoczka w odległości 2 cm (od środka do środka).

Następnie dodałem kilka otworów na ramionach i górnej części nóg (3 zdjęcie) na podwozie i górną pokrywę oraz wydrukowałem ramkę (4 i 5 zdjęcie).

W końcu zaprojektowałem górną pokrywę (ostatnie zdjęcie) drona, który będzie przewoził baterię i odbiornik, i wydrukowałem również tę część.

Do tego kroku dodałem pliki stl dla ramki (SkydiverDroneFrame.stl) i mocowania baterii (SkydiverBatteryMount.stl). Jeśli chcesz wydrukować mój projekt, najpierw sprawdź, czy wszystkie otwory są odpowiednie dla twojej konfiguracji.

Krok 2: Montaż

Najpierw przylutowałem wszystkie silniki do ESC. Dwa silniki prawoskrętne (CW) powinny znajdować się naprzeciwko siebie, a dwa przeciwnie do ruchu wskazówek zegara (CCW) również (patrz pierwszy rysunek). Następnie montujesz ESC i silniki na ramie. Jeśli jeden z silników obraca się w niewłaściwym kierunku, możesz zamienić dwa przewody lub zmienić to w ustawieniach (jeśli jest to obsługiwane przez ESC). Kiedy sprawdzasz kierunek silnika, rób to bez śmigieł!

Mój ESC obsługuje Dshot600 i może zmienić kierunek silnika za pomocą ustawień. Aby to zrobić, musisz najpierw podłączyć ESC do kontrolera lotu i podłączyć kontroler lotu do komputera przez USB. Następnie uruchamiasz BLHeliSuite i naciskasz „Read Setup” (3. zdjęcie). Pomiędzy przyciskami odłączania i sprawdzania możesz wybrać ESC silnika, klikając go prawym przyciskiem myszy i zmienić kierunek silnika w ustawieniach. Po zmianie czegoś musisz kliknąć przycisk Ustawienia zapisu, aby zabezpieczyć wprowadzone zmiany.

Sprawdź specyfikacje kontrolera lotu, aby znaleźć wszystkie porty i połączenia kontrolera lotu. Czwarte zdjęcie przedstawia połączenia używanego przeze mnie kontrolera lotu Hakrc mini f4. Ponieważ nie używam kamery ani GPS, wystarczyło podłączyć odbiornik (FlySky IBUS) i ESC do kontrolera lotu.

Ostatnie trzy zdjęcia pokazują drona w pełni zmontowanego od góry, dołu i boku.

Krok 3: Betalot

Betaflight to program, którego możesz użyć do zmiany ustawień i aktualizacji oprogramowania układowego kontrolera lotu. Zamiast Betaflight możesz również użyć inav lub cleanflight.

W zakładce portów możesz ustawić konfigurację portów swojego drona. Najważniejsze w tej zakładce jest włączenie Serial Rx dla twojego odbiornika. Zgodnie ze specyfikacją Hakrc f4 mini (patrz 4 zdjęcie w poprzednim kroku), IBUS jest podłączony do RX6, co oznacza, że powinienem włączyć Serial Rx dla UART6.

Zakładka konfiguracji pozwala na zmianę konfiguracji drona. Ważne parametry do sprawdzenia to:

• Plik miksera (liczba silników, lokalizacja silników i kierunki silników)
• Odbiornik (wybierz używany protokół, taki jak IBUS lub SBUS)
• Inne funkcje (w przypadku dodania funkcji, takich jak np. LED, sonar)
• ESC/Motor Features (wybierz właściwy protokół ESC)
• GPS (włącz, jeśli używasz GPS)

Zakładka ustawień PID w zasadzie pozwala zmienić zachowanie drona na wejście drążka. Większe wzmocnienie proporcjonalne zapewni bardziej agresywną reakcję, co może spowodować przeregulowanie. Większe wzmocnienie całkowe sprawia, że jest ono bardziej stabilne i zmniejsza wpływ wiatru lub przemieszczonego środka ciężkości, ale może powodować powolne i leniwe reakcje. Wzmocnienie pochodne tłumi wszystkie ruchy, ale jest wrażliwe na szum żyroskopu i może powodować nagrzewanie się i spalanie silników.

Krok 4: Poprawa

Gratulacje z dronem.

Teraz możesz zacząć dostosowywać ustawienia PID w Betaflight, aby latać płynniej, dodawać funkcje, takie jak diody LED i GPS lub wprowadzać pewne zmiany w ramce, aby była jeszcze lepsza.

Możesz także spróbować zaprojektować i wydrukować własne rotory, ale jest to dość trudne.

Dodany do tego kroku można znaleźć ostateczny projekt mojego pierwszego drona (po wielu próbach), wykonany w SketchUp. Jest dość lekki (około 25 gramów na samą ramę) i mieści do 6 śmigieł. Dodatkowo można łatwo wysunąć podwozie zapinając na niektóre biegi i zamontować na nim małą kamerę (nadal jest to praca-in -postęp).