Трикоптер (Квадрокоптер своими руками: Часть II.2)

Я конечно помню что обещал написать третью часть про полеты по GPS и прочие плюшки, но так случилось что всё лето провел с сыном, паяльником и Arduino IDE, а не в поле с коптером, поэтому сейчас мой вольный перевод статьи швейцарца Девида Виндершталя (David Windestål, надеюсь правильно написал) о постройке трикоптера — пепелаца с тремя моторами и поворотным механизмом для компенсации вращения и управления поворотом. (большая просьба не ходить без особой надобности на сайт оригинала, так как он и без хабра часто падает, а так же под катом очень много картинок)

С момента постройки трикоптера первой версии я всё пытался найти способы улучшения конструкции: постоянно менял пропеллеры, моторы, регуляторы скорости, длину лучей, поворотный механизм и т.д. Часто я менял кучу всего перед каждым полетом. В общем постоянно пытался найти оптимальный для себя вариант.

Я обожаю стяжки. Они делают процесс постройки легким и быстрым. Они ломаются при падении, забирая на себя энергию и являются ключем к крашеустойчевому трикоптеру. Вместо того чтобы менять оси моторов, который погнуться — проще заменить оторванную стяжку. И главное — это очень просто сделать в поле.

Основные детали

(Прим.: вы можете использовать любые другие аналогичные детали)
Моторы: DT750 750kV
Регуляторы скорости: TURNIGY Plush 18amp
Аккумулятор: 3s Turnigy 25-35C 2200mAh LiPo
Серва: BMS-385DMAX Digital Servo Metal Gear
Пропеллеры: GWS 10*4.7 или GWS 11*4.7 если надо поднимать нечто потяжелее
Длинна лучше: около 50 см (от центра до оси мотора)
Взлетный вес: 860 грамм (включая батарейку или 670 грамм без неё)
Время полета: около 12 минут
Ток в висении: около 10 Ампер
Тест моторов: 13.2A@11.7V — 7770RPM — 1080 грамм на мотор (тяга)

Детали рамы

Мне все еще нравится центральная часть от трикоптера первой версии и друг с радостью нарезал для меня несколько на станке с ЧПУ.

Потребуется 10 штук M3x16 мм болтов.

И три луча одинаковой длинны. Я нарезал 48см лучи 10x10 мм из сосны.

Отверстия в передних лучах просверлены в 25мм от края. Это побольше чем планировалось по заготовке, но дополнительный материал добавляет прочность всему каркасу, как и маленький кусочек дерева спереди длинной 40мм.

Настало время всё это скрутить M3 гайками с фиксацией. Расставьте лучи, прежде чем затягивать гайки. Лучи должны соприкасаться с болтами в разложенном состоянии. Будьте осторожнее и не перетяните гайки, но они должны быть затянуты так, чтобы держали лучи во время полета. Ну вот и готова основная часть рамы.

Так же можно использовать более простую центральную часть. Заодно она пригодится, если придется навешивать много оборудования. Просто обведите основной чертеж по углам и будет проще нарезать, если нет станка с ЧПУ, так как все линии прямые.

Регуляторы скорости

Время «поправить» регуляторы скорости. Снимаем с них термоусадку (осторожнее, не повредите внутренности).

Удалите все провода (кроме 3х жильного) с двух регуляторов скорости, а на третьем оставьте еще и провода питания. Этот третий регуль будет на хвосте и так уж получилось, что длинны как раз хватает. (Прим.: проверьте хватит ли вам длинны с другими регуляторами скорости).

Используйте 16AWG кабель, чтобы удлинить провода. Так же рекомендую припаять конекторы для мотора. И воспользуйтесь термоусадкой, чтобы защитить регули от пыли и грязи.

Пришло время спаять все провода питания вместе. Чтобы не мучиться при пайке — обмотайте провода проволокой, это поможет удержать их вместе.

Припаиваем разъем питания и готово.

Программируем регуляторы скорости. Я использовал карту для программирования и такие настройки подходят для моих регуляторов скорости. (Прим.: не обязательно использовать карту для программирования контроллеров, можно использовать указания в вашей инструкции к регуляторам).

Поворотный механизм

Настало время для механизма поворота заднего мотора. Вот это пакетик с 40мм креплениями для передних колес. Всего 2.5$ за два с половиной узла поворота.

Возьмем две таких штучки и рассверлим в одном из них отверстие 4.2мм.

Удалим весь мусор после сверления и вставим 4мм ось (прим.: например карбоновую трубку от удочки). Она четко закрепляет в той части, которую не сверлили. Придется постараться чтобы вставить одно в другое.

Отпиливаем лишнее. Я использовал дремель с диском.

Стачиваем неровности на той части, которую сверлили.

Пришло время соединения поворотного механизма с сервой. Используемая серва пришла с крестовым креплением, которое отлично нам подойдет.

Сделаем крестовину плоской.

И приклеим к поворотному механизму, чтобы потом было проще сверлить, да и держаться покрепче будет. Пару важный вещей: крестовину клеим на ту часть, которую не сверлили и стараемся чтобы её отверстие совпадало с местом установки вала. Если не получиться, то будет лишняя нагрузка на серву.

А теперь просверлим два 1.2мм отверстия. Сверлите чуть глубже, чем длинна шурупов, которыми потом будете скреплять это.

И закрепим шурупами, например от мелкой сервы.

Срезаем лишнее.

Крепление DT750 очень хорошо подойдут для такого механизма. Только придется просверлить одно отверстие в поворотном механизме, куда будет укреплен мотор (и куда прикручена крестовина от сервы).

Три 2.5мм стяжки всё что необходимо для закрепления мотора. Стяжки лучше закрепить так, как показано на картинке, чтобы не мешать отклонению поворотного механизма.

А теперь немного переделаем серву, срезав нижнюю часть крепления. Чтобы серва подходила по высоте, придется добавить 0.8мм стеклотекстолита или сточить поворотный механизм на эти самые 0.8мм.

Поворотный механизм готов. Осталось только стяжками пристегнуть его к заднему лучу.

Серву притягиваем более толстыми стяжками. При установке стяжек сделайте так, чтобы замки стяжек были по разные стороны луча.

Моторы и сборка

Начнем припаивать коннекторы к DT750 моторам. Я обожаю DTшки. Они довольно эффективные, имею высокий крутящий момент. А это означает что пропеллеры смогут быстрее менять скорость вращения и трикоптер будет более устойчив и иметь хороший отклик. Так же мне нравится 4mm вал с резьбой, на который можно без лишних креплений установить пропеллеры.

А вот слабое место этих двигателей в месте соединения проводов с обмоткой. Если вы будете туда-сюда шевелить провода, то скорее всего они просто отвалятся. Чтобы поправить это и сделать двигатели более долговечными — закрепим это место эпоксидкой.

Ось двигателя немного выступает из мотормаунта, поэтому я сделал небольшое углубление в луче для предотвращения трения. Трение мотора об луч вызовет лишние вибрации, поэтому самый простой и быстрый способ — проделать небольшое углубление дрелью.

Присоединяем мотор 2.5мм стяжкой к лучу. Просто, дешево и быстро. А еще это спасет мотор во время столкновения с землей/асфальтом и т.д.

Оси моторов слишком длинные, что добавляет риск повредить мотор при падении (да и вибрации сильнее). Я отрезал лишнее, оставив примерно 21мм, этого достаточно для GWS пропеллеров и болта.

А теперь поставим двигатели на места. Всегда используйте что нибудь, чтобы закрепить болты, иначе от вибраций они раскрутятся в полете.

Установите задний мотор так, чтобы провода находились перпендикулярно лучу, тогда они не будут цепляться и тереться об серву.

Посадочные шасси закреплены стяжками и пропеллер установлен на мотор. Пропеллер придется расточить до 4мм. Используйте особые болты, чтобы со временем пропеллер не отвалился.

Устанавливаем регуляторы скорости, а так же удлинитель для сервы.

Такой хвостовой механизм поворота имеет малое трение и довольно прочный. Серва установлена вертикально, чтобы не сильно мешать потоку воздуха от винта. Мне нравиться прямой привод сервы, когда нет хлипких и лишних деталей.

Амортизация камеры и полетного контроллера

Пришло время рассказать о креплении батарейки и камеры (прим.: далее буду называть это подвесом). Для предотвращения вибраций я использовал 2 отрезка силиконовой трубки по 38мм (прим.: топливный шланг или трубка для аквариума зоомагазине). 8мм внешний диаметр и 3мм внутренний.

Я использовал 2.5мм стяжки (внезапно!) чтобы закрепить трубки на подвесе.

Подвес крепиться снизу все теми же 2.5мм стяжками.

Мне все еще нравиться КапитанКук (KK) контроллер, можно купить где угодно (прим.: а еще лучше купить например MultiWii или другой полетный контроллер с автоматическим выравниванием в горизонт).

Чтобы закрепить контроллер полета, я использовал квадратики из нескольких слоев толстого скотча. Просто наклейте их на него и на раму.

Добавляем батарейку и готовы к полету.

Рама в собранном виде. Довольно удобно для перевозок.

Надеюсь перевод понравился, на самом деле переводчик из меня так себе — в школе и университете еле-еле сдавал зачеты/экзамены

Немного видео полетов на этом трикоптере

и многое другое на канале автора на youtube.

Где найти детали?

Большинство деталей можно купить на сайте hobbyking.com, а так же не плохо сэкономить, воспользовавшись этим сайтом с buddy кодами для скидок.
А на goodluckbuy.com есть целый раздел для мультикоптеров, в частности там можно найти довольно дешевые полетные контроллеры (да и целые коптеры), но стоит учитывать, что не все контроллеры поддерживают трикоптерную раму.

Автор: SovGVD