14/1. Пошаговая сборка 10-дюймового FPV-дрона.

Шаг 4: Планирование и установка полетного стека

Теперь нам нужно распланировать компоненты между собой. И начнем с полетного стека.

Эта рама имеет отверстия такие же, как стек, но у нас в сборке планируется еще система управления сервоприводом (СУС), и для нее на раме нет отдельного крепления. В таком случае смонтируем на одних шпильках СУС с полетным стеком.

Примеряем всю нашу систему, все ли подходит по отверстиям.

Далее очень важно примерить высоту нашего стека, чтобы длина шпилек могла покрыть всю высоту стека.

Вышло почти впритык, но этого достаточно.

Далее нужно приложить верхнюю пластину рамы, чтобы посмотреть, какой зазор остается по высоте от полетного контроллера до верхней пластины для размещения ремня аккумулятора.

Здесь у нас есть свободное место, поэтому можно сажать гайки на фиксаторе резьбы и приступать к примерке других компонентов дрона.

Шаг 5: Установка двигателей

Начнем с двигателей. Крепим их к лучам. Нужно быть очень внимательным с длиной винтов, чтобы они не касались обмотки статора. Если это произойдет и винты пробьют обмотку, то двигатель непременно сгорит.

Фиксируем винты фиксатором резьбы и по очереди крепим их к лучам.

Шаг 6: Подключение двигателей к регулятору оборотов (ESC)

Теперь нам нужно распланировать размещение компонентов между собой. Начнем с полетного стека 1.

Видеопередатчик разместим сзади 2. Там же и приемник управляющих  сигналов 3. Камера спереди 4. Предусмотрим место под конденсаторы 5.

Начнем с проводов двигателей. Их нужно соединить с регуляторами оборотов (ESC).

Провода двигателя разложите на луче в том же самом порядке, как они выходят из него.

Нужно верно рассчитать длину проводов двигателей и метод укладки их на раме. Можно сделать это как через внутреннюю часть стека, так и снаружи. Я буду это делать внутренним методом. На мой взгляд, он более аккуратно выглядит.

Для удобства работы можно зафиксировать изоляционной лентой в двух местах силовые провода от двигателей на каждом луче.

Шаг 7: Пайка двигателей к ESC

Паять провода к регулятору оборотов я буду в том же самом порядке, как они выходят из двигателя. Отрезаем лишнюю длину силовых проводов и оставляем запас в 5 мм для его зачистки и лужения. Делаем так же для других проводов двигателей.

Далее нужно зачистить концы силовых проводов. Для удобства можно использовать специальный инструмент. Оголяем провод примерно на 3 миллиметра для лужения. Делаем так на всех силовых проводах от двигателей.

Теперь нам нужно разместить силовой провод для регулятора оборотов.

Он будет выходить на бок рамы к аккумулятору. Длины провода должно быть достаточно.

Теперь начинаем готовить лужение нашего регулятора оборотов и силовых проводов от двигателей. Регулятор оборотов оставляем на раме. На контакты наносим немного флюса для качественной пайки проводов.

Берем наш паяльник. Выбираем толстое жало. Для лужения площадок под силовые провода от двигателей. Температуру паяльника выставляем на 350 градусов.

Берем припой и начинаем прогревать площадку контакта и делать аккуратные бугорки, добавляя немного припоя на нее.

Главное — долго не держать паяльник на одном месте, потому что это может вызвать перегрев регулятора оборотов и выход его из строя. Нужно работать паяльником быстро и четко.

Так делаем со всеми площадками под двигатели на регуляторе оборотов. Главное — не допустить, чтобы произошло замыкание площадок между собой. В дальнейшем, при подаче напряжения питания регулятор оборотов может сгореть.

Наносим флюс на силовые площадки на регуляторе оборотов.

Прогреваем немного площадку и добавляем припой на них. Размазываем припой по площадке. Не перегревайте плату, следите за ее температурой. 

Площадки под моторы и силовые провода залужены.

Шаг 8: Пайка силовых проводов и установка конденсаторов

Теперь нужно залудить силовые провода. Производители регуляторов оборотов уже с завода предоставляют в комплекте залуженные провода, но из тугоплавкого припоя. Поэтому лучше их прогреть повторно и нанести еще раз припой.

Паяем по очереди плюс к плюсу и минус к минусу. Главное — не перепутать, потому что в худшем случае плата сгорит.

Готово! Теперь переворачиваем плату и делаем то же самое. Это нужно для того, чтобы пайка была надежной и создать дополнительное место под пайку для конденсатора.

Все электролитические конденсаторы имеют полярность: плюс и минус. На корпусе, как правило, обозначен минусовой вывод.

Для начала нам нужно надеть термоусадку на ножки для предотвращения короткого замыкания. Нагреваем термоусадку и залуживаем ножки.

Далее нам нужно надеть термоусадку на сам конденсатор для предотвращения короткого замыкания в случае падения дрона или касаний корпусом рамы.

Теперь нам нужно припаять конденсатор к регулятору оборотов. Начнем с нижней стороны. Прикладываем конденсатор к регулятору оборотов. Обратите внимание на полярность: они должны совпадать между регулятором оборотов и конденсатором.

Немного прогреваю площадку, чтобы контакты конденсатора прилипли к контактам регулятора оборотов. Теперь нажимаю на контакт конденсатора сверху. Прогреваю припой на плате и немного нажимая, жду, когда конденсатор не провалится ножками в припой. Вы это почувствуете.

Готово! Теперь можно поставить регулятор оборотов на раму и посмотреть, как вписывается в раму вся конструкция. Наша рама имеет нишу, в которую удобно ложится конденсатор. 

Теперь нам нужно залудить концы проводов от двигателей и по очереди,  припаять их к регулятору оборотов.

Шаг 9: Очистка и проверка ESC

Сейчас нам нужно отмыть флюс с регулятора и от возможных остатков припоя. Для этого используем изопропиловый спирт и зубную щетку. Отмываем плату и сушим ее тряпкой.

После того как припаяли, нужно проверить визуально и мультиметром, не замкнуты ли случайно между собой контакты. Переводим мультиметр в режим проверки диодов (прозвонки). Если будет короткое замыкание, то мы услышим звуковой сигнал.

На самом деле, на каждом двигателе все контакты будут между собой имеют минимальное сопротивление ("почти замкнуты"). И мультиметр будет пищать.

Это нормально, поскольку обмотка двигателя для мультиметра - это просто кусок кабеля с сопротивлением для постоянного тока близким к нулю. Главное, чтобы не было короткого замыкания между обмотками (проводами) разных двигателей. Проверяем их между собой. Звукового сигнала от мультиметра быть не должно.

Также проверяем контакты силовых проводов.

1. Проверяем сопротивление между двумя силовыми проводами от аккумулятора (красным и черным)
2. Проверяем сопротивления между плюсом (красный провод) от аккумулятора и каждым из выводов на двигатели
3. Проверяем сопротивления между минусом от аккумулятора (черный провод) и каждым из выводов на двигатели

Звукового сигнала быть не должно.

 Как произвести диагностику ESC можно посмотреть в конспекте Диагностика ESC

Теперь попробуем включить наш регулятор оборотов. Сделаем это с помощью Smoke Stopper. Подключаем его к регулятору оборотов. Далее подключаем аккумулятор.

Если все сделали правильно, мы должны услышать звуковой сигнал от двигателей, что свидетельствует об инициализации их регулятором оборотов.

Если нет звукового сигнала, это означает, что неисправен сам регулятор оборотов или неверно припаяны двигатели. Если у вас пошел дым из двигателей или регулятора оборотов, это означает, что у нас бракованный регулятор оборотов или существует другая более серьезная проблема. Произведите диагностику.

Шаг 10: Установка полетного контроллера

Теперь важно не забыть вставить сигнальный кабель от регулятора оборотов к полетному контроллеру, пока удобно это сделать.

Теперь можно подсоединить полетный контроллер.

Главное — не забыть выставить его стрелочкой по направлению к камере (указатель передней части).

Теперь можно надеть гайки на болты шпилек, на которых держится стек, предварительно смазав кончики болтов фиксатором резьбы. Главное — сильно не затягивать гайки для того, чтобы полетный контролер свободно двигался на резиновых демпферах.

Если сильно затянуть гайки, то все вибрации сразу будут передаваться на гироскоп и акселерометр полетного контроллера, что создаст лишние помехи для полета дрона.

Шаг 11: Монтаж видеопередатчика

Теперь переходим к монтажу видеопередатчика. Для этого нам нужно установить задний держатель антенн видеопередатчика и приемника. Для удобства заранее устанавливаю пигтейл на него и фиксирую его болтами.

Сейчас нам нужно распланировать размещение видеопередатчика, который имеет высокую рабочую температуру, и создать ему идеальные условия для охлаждения подальше от других электронных компонентов дрона.

Поднимем немного конденсатор, чтобы подсунуть под него видеопередатчик и освободить место на раме под приемник. Видеопередатчик будем фиксировать на стяжку.

Одной стяжки достаточно для надежной фиксации видеопередатчика. Но для того чтобы сделать более долговечную конструкцию, особенно при падениях дрона, можно под видеопередатчик наклеить двусторонний скотч.

Сигнальные провода от видеопередатчика по длине должны доставать до полетного контроллера.

В нашем случае они имеют идеальную длину, и их не нужно укорачивать. Главное — оставить небольшой запас провода - примерно 1 сантиметр.

На полетном контроллере нам нужны для видеопередатчика следующие пины (контакты):

• Контакты питания: 9 вольт (красный провод) и Ground (земля, черный провод).

• Пин Video IN, который на аналоговом видеопередатчике используется для приема видеосигнала от камеры или другого источника. У меня он желтого цвета и соединяется с пином VTX на полетном контроллере.

• Пин Data на аналоговых видеопередатчиках в большинстве случаев используется для передачи дополнительных данных, например, для отображения телеметрии или другой информации на экране очков.

У нас это пин синего цвета. Для него выберем первый UART на полетном контроллере T1.

Лудим на полетном контроллере пины 5V, GND, VTX и T1.

Покрываем их флюсом. Далее лудим провода от передатчика, и главное — снимаем изоляцию не более нескольких миллиметров, чтобы не произошло их случайного касания.

Провода скручиваем в косу. Теперь их соединяем согласно порядку, который мы обсуждали ранее, с помощью тонкого жала на паяльнике и держим концы проводов пинцетом, чтобы не обжечь пальцы и было удобнее паять.

Готово. Теперь берем мультиметр. Выставляем на нем режим проверки диодов (прозвонки). Проверяем припаянные пины, чтобы не было между ними короткого замыкания.

Шаг 12: Установка и подключение видеокамеры

Теперь монтируем к раме видеокамеру. Верх и низ камеры можно идентифицировать по рисунку и надписям на тыльной стороне камеры.

Покрываем болты фиксатором резьбы и затягиваем болты так, чтобы камера не болталась в разные стороны и могла физически менять угол наклона.

Теперь нам нужно подключить камеру к полетному контроллеру. Для этого нам нужны пины VCC и Ground на камере, которые отвечают за ее питание. Пин VID на камере отвечает за выход видеосигнала. Он передает аналоговый композитный видеосигнал к передатчику.

На полетном контроллере выбираем ближайшие к камере пины: 5V (красный), GND (черный) и пин CAM (желтый), через который передается видеоизображение на видеопередатчик.

Примеряем провода от камеры до полетного контроллера. Так же должно оставаться 1 сантиметр запаса, для того чтобы можно было менять угол камеры, не натягивая провода.

Наносим флюс на пины полетного контроллера и лудим их. Красный провод к 5 вольт, Ground (землю) в GND. Желтый провод на пин CAM на полетном контроллере. Припаиваем их. Проверяем натяг проводов, достаточный ли запас.

Мультиметром проверяем контакты, нет ли между ними короткого замыкания.

Шаг 13: Установка и подключение приемника

Теперь нам нужно разместить приемник на раму. Целесообразно его разместить за видеопередатчиком, так как здесь есть свободное место, и длина антенн будет достаточна, чтобы добраться до держателя антенн. В крайнем случае, можно его прикрепить на двусторонний скотч или хомут под низом рамы.

Для начала нам нужно надеть антенны на свои посадочные места на держателе. Этот дрон будет иметь крестообразное расположение антенн для управления, чтобы увеличить диапазон покрытия сигнала в разных плоскостях дрона в воздухе.

Теперь смотрим, достают ли коннекторы антенн до приемника.

Все хорошо, теперь замеряем длину проводов, чтобы они доставали до полетного контроллера. Зачищаем провода с обоих концов. Делаем косу.

Далее нам нужно припаять провода к приемнику: 5 вольт будет красный провод, Ground — черный, RX — белый, TX — желтый.

Покрываем флюсом приемник и лудим пины под пайку проводов. Лудим сами провода с обеих сторон. Теперь припаиваем провода к приемнику.

Вставляем в приемник антенны. Надеваем на приемник термоусадку и осторожно нагреваем ее.

Можно приемник прикрепить на двусторонний скотч 3M. Этого достаточно, чтобы он надежно держался на одном месте. Для подстраховки можно еще стяжкой обтянуть, если вы не уверены в надежности двустороннего скотча.

Теперь нужно выбрать место для пайки этих проводов на полетном контроллере.

Покрываем флюсом выбранные пины на полетном контроллере. И паяем:

• Ground приемника провод черного цвета припаиваем на ground (землю) полетного контроллера.
• 5 вольт приемника (у нас красный) паяем на 5V на полетном контроллере.
• TX приемника (желтый) паяем на R6.
• RX приемника (белый) паяем на T6. 

Готово! Теперь нужно проверить мультиметром, нет ли короткого замыкания между пинами.

Шаг 14: Подключение системы СУС (системы управления сервоприводом)

Последнее, что нам осталось припаять — это СУС. Она имеет 3 пина: это 5 вольт красного цвета, Ground и сигнальный пин желтого цвета. Сервопривод "спалить" очень просто, если перепутать между собой пины питания.

Для питания сервопривода выбираем место на полетном контроллере, где есть 4.5V (допустимое напряжение для питания сервопривода) и пин Ground.

Для сигнального провода это, например, пин S9. Это девятый сигнальный выход, который можно использовать как PWM-канал, например, для сервопривода или BEC. Альтернативные сигнальные пины для сервопривода могут быть от S5 до S9, LED, CAM или свободные пины от M5 до M9.

Покрываем флюсом пины 4-5V, Ground и S9. Лудим их. Зачищаем провода от сервопривода. Также лудим их.

Припаиваем их к полетному контроллеру в порядке, который мы уже обсуждали ранее.

• 5V от сервопривода паяем к 4-5V на полетном контроллере.
• Ground в Ground.
• Сигнальный провод от сервопривода к пину S9 на полетном контроллере.

Проверяем мультиметром, нет ли короткого замыкания между проводами.

Все, пайка закончена.

Теперь нужно отмыть наш полетный контроллер изопропиловым спиртом от флюса и остатков припоя.

Шаг 15: Первое включение

Теперь сделаем первое включение нашего дрона. Сначала наденьте антенну на видеопередатчик, чтобы он не сгорел при включении дрона.

Включать дрон будем через Smoke Stopper.

Подключаем аккумулятор. Все работает, дым не пошел и ничего не запахло.

Начинаем теперь настройку дрона в программе Betaflight. Верхнюю пластину не прикручиваем, потому что в случае ошибки при пайке будет удобно переделать.

Соединяем наш полетный контроллер через порт USB Type-C с кабелем к компьютеру.

Процесс настройки собранного дрона будет во второй части занятия.