Cómo construir un Quadcoptor. (NTM 28-30S 800kV 300W y Arducopter APM 2.6 & 6H GPS 3DR Radio y FlySky TH9X): 25 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

Este es un tutorial sobre cómo construir un Quadcopter usando motores NTM 28-30S 800kV 300W y Arducopter APM 2.6 & 6H GPS & 3DR Radio. He intentado explicar cada paso con varias imágenes. Si tiene alguna pregunta o comentario, responda en los comentarios o envíe un correo electrónico a rautmithil [at] gmail [dot] com. También puedes ponerte en contacto conmigo @mithilraut en twitter.

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Para saber más sobre mí: www.mithilraut.com

Paso 1: lista de componentes

Hélice de motor y ESC

1. Motor sin escobillas NTM Prop Drive 28-30S 800KV / 300W (versión de eje corto) 4PCS.
2. Paquete de accesorios de la serie NTM Prop Drive 28, 4 piezas (obtenga 2 adicionales porque se dañan o se doblan durante el choque).
3. Controlador de Velocidad de Motor Multirrotor Afro ESC 30Amp (Firmware SimonK) 4PCS.
4. APC 1147 Propeller Blade para RC Multi-Copter Helicopter Quadcopter 2Pair (Obtenga 4 pares adicionales si espera chocar el dron con mucha frecuencia)

Radio y a prueba de fallas

1. Transmisor FlySky FS-TH9X 2.4G 9CH actualizado con FS-R9B RM002 Modo 2
2. Turnigy TrackStar Epic Fail Safe para coche y barco
3. Paquete Turnigy 2650mAh 3S 1C Lipoly Tx (Futaba / JR) O Paquete de transmisor HobbyKing 1500mAH LiFe 3S 9.9v.

Cuadro

1. Tubo cuadrado de aluminio (280-395x10mm) 4 PCS. O Tubo cuadrado de fibra de carbono 750x10mm 4PCS

2. Placas centrales de este marco (Inicialmente construí el quadroter usando este marco, pero los brazos estaban hechos de aluminio de baja calidad que se dobló durante uno de los choques. Ahora estoy usando solo las placas centrales superior e inferior de ese marco. Todos esos agujeros en las placas centrales son necesarias. Puede construir la suya propia con placa de fibra de carbono o Lexan utilizando estos diseños).

   1. Puede comprar estas placas de estante Hobbyking X550 Placa superior del marco principal de fibra de vidrio 1 pieza
   2. Placa inferior del marco principal de fibra de vidrio Hobbyking X550 1 pieza
3. F450 F550 SK450 Z450 TL450 Paquete de 1 tren de deslizamiento de aterrizaje alto universal (viene con 4 trenes de aterrizaje)

Cableado y energía

1. ZIPPY Flightmax 5000mAh 3S1P 20C 1PC (Obtenga un repuesto si no quiere esperar a que se recargue la batería)
2. Alarma de bajo voltaje Lipoly (2s ~ 4s)
3. Cable de silicona Turnigy de alta calidad 12AWG 1 m (rojo)
4. Turnigy Cable de silicona de alta calidad 12AWG 1 m (negro)
5. 5 pares de conectores tipo bala de oro de 4 mm, conector banana (no necesita tantos, pero es bueno tener repuesto)
6. Enchufe conector banana de bala dorada de 10 x 3,5 mm (no necesita tantos, pero es bueno tener repuesto)
7. XT60 a 4 X 3.5 mm bullet Multistar ESC Power Breakout Cable
8. Conectores Bullet macho / hembra XT60 2 pares

Controlador de vuelo Arducopter kit APM

1. Juego de controlador de vuelo APM APM 2.6 y 6H GPS y OSD y radio 3DR 1 juego
2. APM2.5 / 2.6 / 2.8 MWC Luz de controlador de vuelo y indicador de zumbador V1.0 1PC.

Instrumentos

1. Juego de destornilladores
2. Pelacables
3. Alicates
4. Juego de llaves Allen o hexagonales (obtenga un juego ya que requerimos 2 tamaños diferentes)

Tuercas, pernos y misceláneos

1. Espaciador de nailon de 3,5 mm de diámetro interno * 2 pulgadas 4 uds.
2. Perno hexagonal de 3,5 mm x 25 mm y tuercas autoblocantes compatibles (estos vienen con el marco, pero puede comprar otros similares en la ferretería) * 20
3. Pernos de cabeza plana de 3,5 mm * 10 mm (que van en los espaciadores de nailon) y tuercas compatibles * 15 piezas
4. Cargador de batería (si aún no tiene uno)
5. Tubo retráctil de 5 mm de color rojo y negro.
6. Bridas para cables 6 pulgadas 25 uds.
7. Bridas para cables 12 pulgadas 5 uds.
8. Sierra para metales (si planeas cortar los tubos cuadrados)
9. Taladro eléctrico
10. Broca (3,5 mm)
11. Soldador
12. Alambre de soldar
13. Pistola de pegamento caliente y barra.
14. Encendedor
15. Cinta adhesiva de una y dos caras

Paso 2: Montaje del motor * 4

Herramientas necesarias:

1. Juego de llaves Allen
2. Juego de destornilladores

Desembale el juego de accesorios. El soporte del motor se fijará en la base del motor con los tornillos plateados. El adaptador de la hélice se fijará en la parte superior del motor con tornillos hexagonales. El anillo y la tuerca protectora de la hélice se colocarán en la parte superior del adaptador.

Repita esto para los 4 motores.

Paso 3: Montaje del brazo * 4

Herramientas necesarias

1. Sierra de corte (si no tiene los tubos cortados a una longitud específica)
2. Juego de llaves Allen
3. Taladro eléctrico
4. Broca (3,5 mm)
5. Alicates

Tome el tubo cuadrado y córtelo en 4 piezas de la misma longitud entre 280 mm y 395 mm. 280 mm es la longitud mínima porque la distancia motor a motor recomendada para estos motores y la hélice es de 560 mm. He guardado los 115 mm adicionales para colocar un protector de hélice, pero esto es opcional.

La distancia entre los 2 orificios para el brazo en mi placa central es de 20 mm.

La distancia entre los 2 orificios opuestos del soporte del motor es de 34 mm.

Por lo tanto, desde un extremo, perforé cuatro orificios de 3,5 mm con el centro a 5 mm, 25 mm, 221 mm y 255 mm. Los primeros 2 orificios son para sujetar el brazo a la placa base. Los 2 últimos orificios son para sujetar el motor. Ajuste la distancia entre los primeros 2 orificios de acuerdo con la distancia entre los orificios de la placa central.

Fije el conjunto del motor a cada brazo usando la tuerca hexagonal y los pernos, la llave Allen y los alicates de manera que los cables del motor apunten al centro del cuadricóptero.

Repita este paso para los cuatro brazos.

Paso 4: Montaje del cuerpo

Herramientas necesarias

1. llave Allen
2. Alicates

Tome los brazos ensamblados en el paso anterior y colóquelos entre las placas centrales de manera que forme una 'X'. Los brazos están unidos en un ángulo de 90 grados a los brazos adyacentes. Utilice los pernos hexagonales, las tuercas y las arandelas para sujetar los brazos a las dos placas centrales.

Adjuntaré el tren de aterrizaje al final.

Paso 5: conectores de soldadura

Herramientas necesarias

1. Hierro de soldadura
2. Alambre de soldar
3. Pistola de silicona
4. Encendedor
5. Pelacables

Soldar los conectores de la batería:

La batería mencionada en la lista de componentes (ZIPPY Flightmax 5000mAh 3S1P 20C) tiene conectores de bala de 4 mm como enchufe de descarga. Estos conectores no son directamente compatibles con los conectores XT60 utilizados en la mayoría de los casos. Por lo tanto, soldaremos un pequeño convertidor de estos componentes.

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

2. Conectores de bala hembra de 3,5 mm * 2 (los conectores de bala de 3,5 mm son compatibles con los conectores XT60). Alternativamente, puede utilizar un conector XT60 hembra.

3. 10 cm de cable 12 AWG (negro y rojo respectivamente) * 1

En el lado izquierdo de los cables rojo y negro, suelde los conectores de bala hembra de 3,5 mm.

En el lado derecho del cable rojo suelde el conector bala macho de 4 mm.

En el lado derecho del cable negro, suelde el conector de bala hembra de 4 mm.

Una vez que todos los conectores estén soldados, inserte pequeños cortes de tubo termorretráctil de 5 mm en la conexión y caliéntelo con el encendedor.

Soldar el módulo de potencia:

El kit APM 2.6 tiene un módulo de potencia que monitorea el voltaje de la batería en vuelo. También tiene un BEC incorporado que alimenta la placa principal. El extremo de entrada va a la batería y el extremo de salida va a los ESC.

Corte 2 piezas de 5 cm cada una del cable rojo 12AWG y 2 piezas de 5 cm cada una del cable negro 12AWG.

Suelde un extremo de ambos cables rojos en la parte superior del módulo de potencia (el lado superior es el que está impreso "módulo de potencia"). De manera similar, suelde un extremo de ambos cables negros en la parte inferior del módulo.

Inserte un tubo termorretráctil en los cuatro cables.

En el lado de entrada, suelde un conector XT60 macho verificando la polaridad del conector con el cable rojo y negro. En el lado de salida, suelde un conector hembra XT60 una vez más verificando la polaridad del conector con el cable rojo y negro.

Encoja con calor las conexiones soldadas de ambos conectores XT60. En el módulo de potencia, aplique capas de pegamento caliente para aislar las conexiones soldadas.

Paso 6: Conexión de los ESC al motor y la batería

La telemetría de radio 3DR consta de un receptor y un transmisor. El transmisor tiene cables que salen como se muestra en la imagen. El receptor tiene una salida USB macho en su extremo. El paquete también viene con 2 antenas que se conectarán al final de cada módulo.

Tome un trozo de cinta adhesiva de doble cara y péguelo en cualquier lugar del borde de la placa central. Luego pegue el módulo transmisor en la cinta y presione firmemente. Apunte la antena hacia afuera y mirando verticalmente hacia abajo.

Paso 11: Colocación de la luz y el indicador de zumbador de APM

El indicador de luz y zumbador ayuda al usuario a conocer los modos de funcionamiento mediante un cambio de color incluso durante el vuelo. El zumbador suena en caso de bajo voltaje. Dado que la luz debe ser visible durante el vuelo, se recomienda colocar el indicador en la parte inferior del cuerpo. Usé un trozo de cinta adhesiva de doble cara para asegurar el indicador en la placa inferior. Paso los cables a través de uno de los muchos orificios presentes en la placa.

Paso 12: Colocación del tren de aterrizaje

El tren de aterrizaje tiene 4 orificios en la parte superior que se pueden usar para sujetarlo a los brazos. Sin embargo, dado que el brazo tiene 10 mm de ancho y la distancia entre los orificios es superior a 10 mm, utilicé 2 bridas para sujetar el tren de aterrizaje al brazo y también asegurar el ESC.

Coloque el tren de aterrizaje en el lado inferior del brazo a 50 mm del extremo de la placa y pase una brida de cables a través de los 2 orificios, póngala sobre el brazo y asegure la brida. Pase la segunda brida a través de los otros 2 orificios, póngala sobre el brazo, coloque el ESC en el brazo y asegure la brida. De esta manera, el ESC se une al brazo.

Paso 13: coloque el conjunto del módulo de alimentación

Conecte el lado "OUT" del ensamblaje del módulo de energía soldado en el Paso 5 al conector XT60 de la distribución de energía XT60-4x3.5mm. Pegue el módulo del conector de alimentación entre ambas placas (con cinta adhesiva de doble cara) para que no cuelgue afuera.

Conecte el lado de 3,5 mm de los conectores de la batería (soldados en el paso 5) al lado "IN" del módulo de alimentación.

Paso 14: coloque la batería

Utilice una tira de velcro de unos 25 cm de largo e insértela a través de las ranuras de la placa inferior de forma que quede un espacio de 5-8 cm para que quepa la batería. Coloque la batería en el espacio y asegúrela con el velcro. Si la batería se desliza, use 2 bridas para asegurar la batería en ambos extremos de la batería.

Paso 15: Conexión del módulo receptor de radio de 2,4 G

El transmisor FlySky FS-TH9X 2.4G 9CH viene con un receptor FS-R9B de 8 canales. Esta radio es responsable de enviar comandos de navegación y control al quadcopter. Usaremos cables servo para realizar las conexiones entre el módulo receptor y la placa APM. Dado que esos cables tienen una longitud de 12,5 cm, pegue el módulo receptor cerca de la placa APM con una cinta de doble cara. Asegure la antena mirando verticalmente hacia abajo a un brazo con una cinta.

Paso 16: Conexión de los módulos con la placa principal

Conexión del módulo GPS

El módulo GPS tiene 2 salidas. Una salida da la lectura del GPS. La otra salida da la lectura de la brújula. La salida de GPS entra en la ranura superior "GPS". La salida de la brújula va en la ranura "I2C".

Conexión de la radio de telemetría 3DR

La salida de 4 pines de la radio de telemetría va a la ranura "Telem" en la esquina superior izquierda de la placa APM.

Conexión del módulo de potencia

La salida de 6 pines del módulo de potencia va a la ranura "PM" en la esquina inferior izquierda de la placa APM.

Paso 17: Conexión de los ESC a la placa APM

El quadcopter está construido en una configuración "X". Conecte el cable de señal de 3 pines de cada ESC a la ranura correspondiente en la salida como se muestra en el diagrama. Conecte el ESC de cada motor a estos pines.

A Arriba a la derecha --------- Pin 1

D Arriba a la izquierda ----------- Pin 3

C Abajo a la izquierda ------ Pin 2

B Abajo a la derecha ---- Pin 4

El cable de señal consta de 3 pines

Marrón - GND

Rojo - VCC

Amarillo - Señal

Desde el borde de las placas conecte el cable como se muestra en la imagen.

Paso 18: Conexión del receptor de radio

El APM necesita comandos de al menos 5 canales. Los otros 3 canales se pueden conectar opcionalmente. Los 5 canales requeridos son

Canal de entrada - Canal receptor

1-1 (rollo / alerón)

2-2 (paso / ascensor)

3 - 3 (acelerador)

4 - 4 (guiñada / timón)

5-5 (Auxiliar: se utiliza para cambiar de modo)

6 - 6

7 - 7

8 - 8

Utilice cuatro cables servo de 3 pines para conectar el lado de la señal del módulo receptor al lado de la señal de la placa APM. El módulo receptor se alimenta a través de la placa APM, así que asegúrese de que al menos 1 de los conectores de 3 clavijas esté conectado horizontalmente en las 3 columnas.

Paso 19: Montaje del transmisor de radio

El Fly Sky TH9X viene con

1. Transmisor FlySky FS-TH9X 2.4G 9CH Modo 2
2. Receptor FS-R9B 8CH 2.4GHz
3. Módulo RM002 2.4GHz
4. Enlazar enchufe

El módulo RM002 se conecta en la ranura detrás del transmisor. Viene con una antena adjunta.

Conecte la batería del transmisor y colóquela en el compartimiento de la batería como se muestra en la imagen.

Si es la primera vez que configura el sistema de radio, tendrá que realizar el procedimiento de vinculación para vincular el transmisor con el receptor. Los pasos del procedimiento se mencionan aquí.

También puede ver este video y hacer lo mismo.

Paso 20: Conexión del indicador LED y el zumbador

Conecte el par de puentes rojo y negro en el pin '+' y '-' del APM. Los otros tres cables se conectan en los pines de señal.

Blanco- Pin 5

Azul-- Pin 6

Rojo-- Pin 7

Los indicadores brillarán o parpadearán según el estado del GPS y ARM. El zumbador sonará cuando ARMADO, batería baja o problemas de conectividad GPS.

Paso 21: Configuración del transmisor de radio

El FlySky TH9X es un transmisor de radio de nivel de entrada de 9 canales. En el modo 2, la palanca del acelerador está a la izquierda. Para que coincida con las conexiones realizadas en el paso anterior, el transmisor debe configurarse para indicar qué palanca controla qué función. Use las teclas de flecha ARRIBA, ABAJO, +, - y las teclas de selección MENÚ, SALIR para operar el transmisor.

Configuración del sistema

Para configurar el "Tipo", siga estos pasos

1. Configuración del sistema de menú Tipo Sele ACRO

Presione MENÚ para confirmar. SALIR dos veces para volver a la pantalla de inicio.

Para configurar el "Modo", siga estos pasos

1. Menú Configuración del sistema Modevat PPM

Presione MENÚ para confirmar. SALIR dos veces para volver a la pantalla de inicio.

Para configurar el "Juego de palos", siga estos pasos

1. Menú de configuración del sistema Stick Set MODE 2

Presione MENÚ para confirmar.

2. Cuando se le pregunte acerca de "Thro Reverse", presione Salir.

SALIR dos veces para volver a la pantalla de inicio.

Ajuste de función

Para configurar el "E. POINT"

1. Configuración de funciones de menú E. POINT THR

2. Mueva la palanca del acelerador hacia abajo y presione "+" hasta que el valor sea del 120%.

3. Mueva la palanca del acelerador hacia arriba y presione "+" hasta que el valor sea del 120%.

Deje todos los demás valores al 100%.

Presione MENÚ para guardar y SALIR dos veces para regresar a la pantalla de inicio.

Para configurar el AUX-CH

Los canales 1-4 se utilizan para Roll, Pitch, Throttle y Yaw. Los otros 5 canales se pueden asignar a diferentes interruptores y potenciómetros en el control remoto. APM proporciona varios modos de vuelo como se menciona aquí. Configuraremos 2 modos de vuelo "Modo de estabilización" y "Modo de retención de altitud", ya que estos son los básicos recomendados una vez que se utiliza el interruptor GEAR. Se pueden configurar otros y más de 2 modos de vuelo utilizando los potenciómetros, lo que proporciona más alcance y flexibilidad para proporcionar un valor.

1. Configuración de funciones de menú AUX-CH CH52. Configure CH5 en GEAR usando '+' '-'. Presione MENÚ para guardar y SALIR dos veces para regresar a la pantalla de inicio.

PD La mayoría de los transmisores proporcionan un interruptor de 3 posiciones, pero aquí puede encontrar instrucciones para configurar un interruptor de modo de vuelo de 6 posiciones que le permite configurar y cambiar modos adicionales en APM.

norte

Paso 22: Configurar el planificador de misiones

El planificador de misiones es la GUI que se utiliza para configurar la placa APM. Las instrucciones de descarga e instalación se dan aquí.

Inicie Mission Planner, conecte la placa APM a la computadora con un cable Micro USB. Espere a que se detecten los controladores y se asigne el puerto COM. Puede verificar el puerto COM asignado a través del Administrador de dispositivos en un sistema basado en Windows. En la esquina superior derecha del planificador, seleccione el puerto COM apropiado, configure la velocidad en baudios en 115200 y haga clic en conectar. La placa APM se conectará y cargará varios parámetros.

1. En la "pantalla de configuración inicial", seleccione "APM Copter V 3.x.x Quad" y espere a que se descargue e instale el firmware.

2. Una vez cargado el firmware, seleccione la opción "Asistente" de la izquierda. Esto abrirá una nueva ventana y lo guiará para realizar la configuración inicial.

3. Una vez en el asistente, siga la serie de imágenes para realizar la configuración en cada paso.

Paso 23: Monitoreo usando telemetría de radio 3DR

Puede realizar un monitoreo de vuelo y emitir ciertos comandos utilizando la Radio Telemetría, también conocida como MAVLink. MAVLink permite la conexión de detección remota a través de un canal inalámbrico. El receptor tiene una salida USB macho en su extremo. Conecte el receptor y espere a que Windows busque controladores. De lo contrario, los controladores se pueden descargar desde aquí.

Abra el administrador de dispositivos para verificar el puerto COM asignado al receptor. Inicie Mission Planner y seleccione el puerto COM apropiado en la esquina superior derecha. Haga clic en conectar.

Paso 24: Verificación de la dirección de rotación del motor y conexión de las hélices

Como se muestra en el diagrama, los motores 1 y 2 deben girar en sentido antihorario.

Los motores 3 y 4 deben girar en el sentido de las agujas del reloj. Arme la placa APM y empuje la palanca del acelerador lo suficiente para que arranquen los motores. Verifique el sentido de giro. Si algún motor gira en dirección opuesta, simplemente cambie dos conexiones entre el motor y el ESC.

El último paso para terminar esta construcción es conectar las hélices.

Herramientas necesarias

llave Allen

El par de hélices viene con un juego de 4 anillos adaptadores que se utilizan para encajar perfectamente la hélice en el eje del motor. Antes de sacar el anillo del paquete, inserte el anillo en la hélice y compruebe cuál de ellos encaja perfectamente. Gire ese anillo fuera del paquete e insértelo en la parte posterior de la hélice (el lado que no tiene nada escrito). El anillo encajará bien. Haga esto para las cuatro hélices.

Para colocar las hélices, coloque las hélices (con el lado escrito hacia arriba) en el eje del motor, inserte el anillo de ajuste a presión de la hélice al revés y atornille la tuerca protectora de la hélice firmemente con la llave Allen.

En los motores 1 y 2, coloque las hélices etiquetadas como 11x4.7. Estas son las hélices que giran en sentido antihorario.

En los motores 3 y 4, coloque las hélices etiquetadas como 11x4.7R. Estas son las hélices que giran en el sentido de las agujas del reloj.

Paso 25: Lista de verificación previa al vuelo y advertencias

Lista de Verificación

• Las hélices del motor están colocadas correctamente y aseguradas.
• Las baterías tanto del transmisor de radio como del cuadricóptero están cargadas.
• Todas las antenas están orientadas en la dirección correcta.
• Todas las uniones y conexiones mecánicas, como tuercas y tornillos, son adecuadas.
• Los trenes de aterrizaje están bien sujetos.
• El APM, el GPS y el módulo de brújula están orientados en la dirección correcta (hacia adelante).
• La polaridad de todas las conexiones es correcta y los pines están en las ranuras adecuadas.
• Todos los accesorios de las bridas para cables son seguros.
• El acelerómetro, brújula / mag están calibrados.
• Asegúrese de que no haya interferencia eléctrica con la brújula / mag.
• En el transmisor de radio, todos los sticks, interruptores y potenciómetros están en las posiciones predeterminadas.
• Asegúrese de que la recepción de la señal de radio sea buena y receptiva.
• Asegúrese de que las cajas de seguridad estén programadas correctamente.

Advertencias

1. Asegúrese de no volar en o alrededor de una zona de exclusión aérea.
2. Consulte las regulaciones de su país con respecto a la operación de vehículos aéreos no tripulados.
3. No se acerque al quadcopter cuando los motores estén girando.
4. No vuele alto en espacios poblados. Hay posibilidades de que se produzcan Flyaways que pueden causar daños a personas o bienes.
5. Cumpla con la advertencia del timbre y aterrice el helicóptero para verificar si hay algún problema.
6. Si no está utilizando FPV (vista en primera persona), no pierda de vista el quadcopter cuando vuele.
7. Asegúrese de volar dentro del alcance de las antenas.
8. No vuele en condiciones de lluvia o nieve.
9. No vuele de noche o en áreas con poca iluminación.
10. No invada la privacidad de las personas / animales.
11. Sea un piloto responsable y vuele seguro.