Como construir um drone:aqui estão alguns guias passo a passo corretos

O que é um drone?

Definição de drone

Um drone é uma aeronave não tripulada ou um robô voador e é oficialmente conhecido como veículos aéreos não tripulados (UAVs). O drone possui um controlador baseado em terra que controla e se comunica remotamente com a aeronave.

Embora a opção mais fácil seja comprar qualquer um dos drones disponíveis comercialmente, como as opções bind n fly (BNF) ou ready to fly (RTF), os aventureiros especialistas em tecnologia prefeririam construir uma visão em primeira pessoa ou um drone FPV do princípio.

A propósito, você não precisa ser engenheiro ou estudante de engenharia para construir um drone (embora isso seja uma grande vantagem). Todos os fãs de drones DIY podem, de fato, aproveitar a emoção de montar seus drones, desde que sejam pacientes o suficiente para seguir as instruções corretas.

Esta essência deste guia está além de obter um kit de drone e soldar peças pré-montadas. Em vez disso, é para engenheiros, designers e fãs de drones DIY que realmente desejam aprender as várias partes para construir um drone, como escolher essas peças e as etapas exatas para reunir todas as peças em um drone funcional que pode realmente voar .

Tenha em mente que aprender a construir um drone DIY não é a coisa mais fácil do mundo. Então, por mais simples que as instruções possam parecer, a verdade é que vai dar um trabalho sério, mas a satisfação final faz todo o esforço valer a pena.

Agora vamos ver brevemente os diferentes tipos de drones.

Tipos de drones

É importante saber que existe mais de um tipo de drone, assim como existem várias categorizações (como design, finalidade, tamanho e outras). Mas vamos restringir nosso escopo ao design de drones de consumo. Esses incluem:

Drones de helicóptero de rotor único:

Esses tipos de drones também são conhecidos como drones heli. Eles contam com apenas um rotor para permanecer no ar (caramba, está até no nome!).

Drones multi-rotores:

São drones com um corpo central e mais de um rotor que alimentam as hélices. Aqui está uma dica profissional:drones multi-rotor são sua melhor aposta se você quiser ter “olhos no céu”. É difícil argumentar com um drone multi-rotor quando se trata de fotografia aérea, porque eles oferecem grande controle sobre o enquadramento e a posição. Os tipos mais comuns de drones multi-rotor são aqueles com quatro rotores (quadcopter). Outros incluem tricopter (três rotores), hexacopter (seis rotores) e octocopter (oito rotores).

Drones de selfie:

Estes são essencialmente pequenos drones com uma câmera de boa qualidade com reconhecimento facial para tirar selfies. A operação de um drone selfie geralmente é feita a partir de aplicativos móveis baixados em um smartphone. Alguns exemplos incluem DJI Spark, DJI Mavic Pro, Skye Drone e JJRC H37 Elfie drone.

Drones de corrida:

Estes são drones FPV usados ​​em competições de corrida semelhantes a uma corrida de carros, exceto, é claro, que esta corrida é no ar. Cada participante usa uma tela montada na cabeça que mostra fluxos de transmissão ao vivo enquanto controlam o drone equipado com câmera. Os drones de corrida de boa qualidade incluem Walkera F210 3D, Eachine Wizard X220S, Holy Stone HS230 e ARRIS X-Speed ​​280 V2.

Ferramentas básicas necessárias para construir drones

Esteja você apenas montando peças já montadas ou construindo do zero, você precisará de algumas ferramentas básicas. Além disso, essas ferramentas são úteis quando você precisa reparar seu drone após um acidente.

Aqui estão algumas das ferramentas essenciais que você precisará para construir (e reparar) seu drone DIY.

Ferro de solda:

Você precisará de um ferro de solda para unir dois fios e também montar pedaços das partes do drone.

Fitas:

Eles servirão como o isolante necessário entre os conectores para evitar curtos-circuitos e travar seu drone. As opções incluem fitas dupla face, fitas isolantes e fitas Kapton.

CEP:

As gravatas zip são simples, mas necessárias para construir um drone com sucesso. ESCs e outros hardwares são mais fáceis de prender ao quadro usando braçadeiras.

Velcro:

Uma tira de velcro será útil quando você precisar prender a bateria ao quadro.

Multímetro:

Você precisará desta ferramenta para diagnosticar problemas elétricos e detectar tensão nas diferentes partes elétricas. Um multímetro é uma ferramenta essencial se o seu drone deve funcionar corretamente.

Ferramentas manuais (chaves sextavadas, chave de porca/chave, alicate):

Estas são ferramentas necessárias para proteger, modificar e desmontar os diferentes componentes do seu drone. É uma pura perda de tempo tentar construir um drone DIY sem essas ferramentas.

Isqueiro / Pistola de Calor:

Uma pistola de calor é uma boa opção, mas pode não ser muito necessário aplicar calor para encolher os fios ao redor dos fios. Um simples isqueiro também fará o trabalho muito bem.

Rolha de fumaça:

Estes são muito úteis para evitar danos que possam ocorrer em caso de curto-circuito. Se houver excesso de corrente, a lâmpada na rolha de fumaça queimará em vez de causar danos ao seu drone.

Pinças:

Você precisará deles para mover pequenos fios e pequenos componentes elétricos. Quanto maior o comprimento das pinças, mais fácil é acessar fios, componentes e botões que podem ser um pouco complicados.

Peças básicas de drones

Os componentes e acessórios necessários dependem do tipo de drone que você deseja construir e da função que deseja executar. No entanto, aqui estão as partes básicas para construir quase qualquer tipo de drone.

1.Quadro:

Tudo em seu drone repousa sobre o quadro. Você pode construir um você mesmo ou comprar um. Escolha um quadro que se adeque ao tamanho ideal do seu drone e lembre-se de que os braços devem corresponder ao número de motores que você deseja usar. Por exemplo, compre um quadro com quatro braços se quiser construir um quadricóptero.

2. Baterias:

Considere cuidadosamente o tipo e a capacidade da bateria que deseja usar. Uma bateria de polímero de lítio (Li-Po) é a escolha preferida devido à sua alta capacidade e saída.

3. Monitor de bateria:

Done pode voar sem um monitor de bateria, mas os monitores podem avisá-lo antecipadamente sobre os níveis de bateria, tornando-os bastante úteis. Você não quer que seu drone fique sem suco em um lago!

4. Câmera FPV:

Você precisará de uma câmera para fazer gravações durante o voo ou tirar fotos aéreas. As melhores câmeras de drone são do tipo 4K. Um gimbal também pode ser útil se você estiver usando um drone com uma câmera.

5. Conectores:

Você precisa de conectores de 4,5 mm para soldar o PDB e conectores de 3,5 mm para os ESCs e motores.

6. Controlador:

Este é o cérebro do seu drone. O controlador de voo é o hub para todo o hardware do seu drone, o que significa que distribui energia para todos os componentes e controla os motores simultaneamente. Certifique-se de escolher um com giroscópio e acelerômetro.

7. Controle eletrônico de velocidade (ESC):

O número de ESCs a serem usados ​​depende de quantos braços seu drone terá. Observe que você não precisa de ESC se estiver usando motores escovados.

8. Motores:

O número de motores que você precisa depende se você deseja um drone de rotor único ou um drone multi-rotor. No entanto, a principal coisa a notar sobre os motores é o tipo. Existem dois tipos principais, a saber, motores com escovas e sem escovas. Um motor sem escova é a escolha preferida para drones DIY porque é fácil na bateria do seu drone e dura mais. Motores escovados são mais baratos, porém, e são mais adequados para drones prontos para voar. A desvantagem é que eles se desgastam e quebram mais rápido do que as opções sem escova.

9. Base de montagem:

Isso reduzirá as vibrações durante o voo e é particularmente útil se você quiser que seu drone DIY tire fotos ou grave vídeos.

10. Quadros de distribuição de energia (PDB):

Este é o hardware que conecta seus principais componentes elétricos, como o conector da bateria e os ESCs.

11. Hélices:

Escolha hélices que combinem com a estrutura do seu drone. Embora você possa construir uma estrutura usando madeira, não encontrará hélices de madeira. Mas certifique-se de escolher hélices com materiais de qualidade que sejam adequados para o seu drone.

12. Transmissor e receptor RC:

O transmissor é o que você segura como piloto, enquanto o receptor RC permanece no drone para receber comandos de você, o piloto. O dispositivo se conecta ao controlador de vôo. Escolha um controlador RC com cerca de cinco a seis canais. Os canais de aceleração, inclinação, rotação e guinada ocuparão automaticamente quatro canais, deixando você com dois canais extras que você pode usar para outros controles.

13. Chave USB:

Se você quer um drone que tire fotos ou grave vídeos, você precisa de uma chave USB para salvar as fotos e vídeos.

Você também pode incluir um carregador de bateria e outros acessórios, dependendo do que deseja realizar.

Como escolher as peças certas?

Seu drone é tão bom quanto suas peças individuais, portanto, certifique-se de obter peças confiáveis ​​​​e de qualidade em uma loja autorizada.

Mas qualquer um pode juntar partes do drone com braçadeiras e outras ferramentas. A questão é:o drone voará e funcionará corretamente? Seu drone só pode funcionar como pretendido se você souber escolher as peças certas para ele.

Além de encontrar peças de qualidade e confiáveis, você deve considerar a relação entre impulso e peso do drone. Deve haver impulso para cima suficiente para levantar o peso do drone. Você pode determinar o peso total do seu drone adicionando o peso de todos os componentes que são usados ​​para construí-lo.

Para que esta pequena aeronave voe com sucesso, você precisa escolher o motor certo, o tamanho da hélice e, claro, a bateria correta para alimentar o drone. Esta é a maneira simples de fornecer impulso suficiente e está entre os fatores mais importantes que determinarão se seu drone voará ou não.

Sem arrastá-lo por todos os detalhes “chatos”, sempre escolha motores que vêm com tabelas de empuxo. Os dados ajudarão você a decidir qual motor e outros componentes escolher sem arrastar seu drone para baixo.

Uma proporção de empuxo para peso de 2:1 geralmente é ideal para voos suaves, mas você deve procurar proporções mais altas (por exemplo, 5:1) se quiser participar de corridas de drones. No entanto, o tempo de vôo mais alto também significa uma bateria maior (o que equivale a mais peso).

Ok, agora que você reuniu todas as peças e está pronto com as ferramentas necessárias, o próximo passo óbvio é começar a acoplar, soldar e unir as peças.

Como construir um drone

Existem muitas maneiras diferentes de construir um drone. As etapas e componentes podem variar com base em quanto do drone é realmente DIY. Mas o mais importante, o tipo de drone FPV que você deseja construir determinará como você o fará.

Para manter as coisas simples, este guia passo a passo se concentrará no tipo quadcopter ou drone de quatro rotores por alguns motivos.

Primeiro, é um dos tipos de drones mais populares e é bastante simples de construir. Além disso, todos os drones têm basicamente a mesma anatomia, o que significa que você pode adaptar este guia para praticamente qualquer tipo de drone que deseja construir.

Veja como construir um drone DIY.

Etapa 1:Montagem do quadro

Se você está construindo do zero, sua primeira tarefa é escolher um material para construir o quadro, e isso depende de quão robusto você deseja que seu drone seja. Suas opções incluem madeira, metal e plástico. Lembre-se de selecionar um material leve, mesmo se estiver usando metal.

Recorte dois de 60 cm de comprimento e 30 mm de largura do material de moldura escolhido e conecte-os em forma de “X” usando cola ou pregos, dependendo do material, que é a estrutura básica do quadcopter.

Você também pode optar por comprar um quadro para o seu drone (uma opção mais fácil) em vez de construir um você mesmo. Apenas certifique-se de escolher um quadro de alta qualidade.

O PDB geralmente fica em cima ou embaixo do quadro. Outros componentes se conectarão à placa de distribuição de energia. Antes de conectar o PDB ao quadro, é melhor fazer as conexões primeiro.

Solde os conectores aos seus ESCs e motores, após o que você também deve soldar os ESCs e a bateria pinagem , muitas vezes escrito como uma “pinagem” é uma referência cruzada entre os contatos de um conector elétrico e suas funções. Há uma comparação de pinos como um conector macho com o PDB. Com todos os conectores no lugar, agora você pode prender o PBD ao quadro usando braçadeiras.

Etapa 2:Monte os motores

Faça furos em seu quadro de drone DIY onde você montará cada motor. É uma excelente ideia fazer furos adicionais para permitir o movimento livre do clipe e do eixo se os motores não vierem com montagens. Claro, apenas pule isso se houver montagens no lugar.

Agora, é hora de montar os motores, mas é preciso observar com cuidado para não colocá-los no lugar errado. Seu quadricóptero terá quatro motores; dois motores CW (sentido horário) e dois CCW (sentido anti-horário). Instale-os corretamente, ou então você terá resultados menos do que satisfatórios.

Coloque os motores corretos na extremidade de cada braço e prenda-os usando parafusos e uma chave de fenda. Certifique-se de que eles não estão muito apertados.

Etapa 3:Monte o ESC

Em seguida, você precisa montar os controladores eletrônicos de velocidade. Um bom lugar para conectar o ESC é na parte inferior do quadro. Isso abrirá espaço na parte superior do drone para outros componentes.

Prenda os ESCs ao quadro usando braçadeiras para garantir que permaneçam no lugar durante o voo. Não se esqueça de conectar os conectores ESC aos motores.

Agora será um bom momento para testar se os motores CW e CCW estão girando corretamente. Troque as conexões se elas não estiverem girando na direção certa.

Etapa 4:instale um trem de pouso

Seu UAV deve pousar inteiro em vez de colidir com o solo quando descer. Os trens de pouso minimizarão significativamente o choque durante o pouso, e seu drone deve ter um.

Não há nenhuma regra dura e rápida sobre isso. Criatividade é o que é necessário aqui. O objetivo é reduzir o choque geral quando seu pequeno drone pousar.

Mas se você precisar de inspiração, aqui está uma ideia de como fazer um bom trem de pouso. Corte um tubo de metal em quatro anéis de cerca de 2 cm de espessura. Use fita adesiva para prender os anéis ao quadro. Você também pode usar plástico ou qualquer material forte, mas flexível, para criar um trem de pouso.

Etapa 5:anexar o controlador de voo

Monte um controlador de vôo pronto para uso na parte superior do quadro perto do meio do drone. Você pode obter um controlador de voo em kits de drones ou construir um você mesmo. Mas só faça isso se tiver certeza, pois o procedimento é bastante complicado e desafiador.

O controlador de voo permite estabilidade e processa as mudanças de direção durante o voo. Certifique-se de prendê-lo no lugar segurando-o com fitas adesivas de dupla face, braçadeiras ou parafusos.

As vibrações do motor podem impactar o controlador de vôo. Portanto, lembre-se de adicionar um pequeno pedaço de esponja sob o controlador de vôo ao montá-lo para reduzir as vibrações geradas pelo motor. Isso melhorará a estabilidade geral do seu drone durante o voo.

Agora conecte todos os fios e outros eletrônicos no controlador de vôo e calibre os ESCs. Este também é um bom momento para anexar as hélices. Não os instale com muita força, pois eles se apertarão automaticamente se você instalar o CW e o CCW corretamente. Certifique-se de que suas hélices estão empurrando o ar para baixo quando elas giram.

Etapa 6:escolha o sistema de controle remoto sem fio correto

Você precisará de um sistema de controle remoto para controlar seu UAV. Existem algumas opções disponíveis, então faça sua pesquisa e selecione uma das mais confiáveis, como Spektrum, Futaba, FlySky e muito mais.

Você também precisará de alguns canais para aceleração, rotação, inclinação e guinada, incluindo mais alguns se planeja usar câmeras de fotografia aérea. Um drone com uma câmera ou algum outro acessório útil é mais valioso do que apenas um pedaço de aeronave voando. Mas para o seu primeiro drone DIY, não há problema em construir um drone simples sem muitos aparelhos. Sempre há espaço para melhorias, portanto, não sobrecarregue seu primeiro drone DIY.

Etapa 7:Conecte o Open Pilot ao seu Drone

Em seguida, configure o controlador de vôo para o ESC e o sistema de controle remoto. Esta etapa envolve muita montagem, fiação e programação. Será útil se você encontrar vídeos tutoriais apropriados na web para obter instruções específicas sobre como fazer isso para sua escolha específica de controladores de voo.

Etapa 8:teste seu drone

Antes de colocar o drone em uso, você precisa testá-lo para garantir que tudo funcione bem. Você pode verificar todas as funções, incluindo sensores e outros componentes, usando OpenPilot, MissionPlanner ou qualquer outro bom software GCS.

Antes do teste, é melhor remover as hélices. Aqui está a coisa, você não pode ter certeza de que nada vai quebrar durante o julgamento. Pode ser frustrante começar tudo de novo depois de chegar tão longe. Portanto, remover os adereços reduz o risco de quebrar seu drone durante o teste.

Encontre um local adequado para testar seu pequeno drone. Faça isso a uma distância controlada e preste atenção nos cabos e braçadeiras enquanto testa o movimento do drone. Prenda qualquer componente que pareça instável ou se mova durante o teste. Quando tudo funcionar conforme o planejado, seu drone está pronto para decolar!

Etapa 9:Drone– Decolagem

O último passo é pilotar seu drone. É aqui que a borracha encontra a estrada ou, no caso, onde o dispositivo encontra o ar! Antes da decolagem, certifique-se de que a bateria esteja no lugar com segurança (de preferência usando uma tira de velcro). Você não quer que a bateria se mova durante o voo. Além disso, verifique se ele está conectado corretamente a todos os componentes e fornece energia suficiente. Certifique-se de que a bateria não esteja meio vazia antes da decolagem. Você definitivamente não quer ficar sem energia no ar.

Para o seu primeiro voo de teste, encontre uma área aberta para testar seu drone DIY. Uma área aberta minimizará os danos à sua pequena aeronave se ela cair. Além disso, se algo der errado, uma área aberta limitará o dano potencial que o drone pode causar. Certifique-se de testar seu drone onde você possa vê-lo durante toda a sessão de voo.

Coloque seu pequeno drone no chão, ligue os controles e faça seu primeiro voo. Lembre-se de acelerar o seu drone lentamente, certificando-se de mantê-lo em baixa altitude para começar. Isso evitará danos sérios caso seu drone fique fora de controle e caia.

Se você seguiu as instruções e fez a devida diligência (e salvo qualquer incidente inesperado), seu UAV deve decolar sem problemas.

Parabéns pelo seu primeiro voo!

Conclusão

Este artigo é sobre como construir um drone do zero. Há muitos fatores a serem considerados, mas começa por conhecer os diferentes componentes e como escolher as peças certas. Adicionar acessórios ao seu UAV, como câmeras, pode melhorar significativamente a funcionalidade do seu drone. Em vez de empinar uma pipa glorificada, um drone com uma câmera pode se tornar útil de várias maneiras.

O sucesso do design do seu drone começa com a relação entre impulso e peso. Lembre-se sempre de que os melhores drones são leves o suficiente para voar, mas pesados ​​o suficiente para permanecerem equilibrados no ar.

Tenha em mente que o procedimento da vida real para a construção de drones será um pouco diferente e até incluirá várias etapas pequenas ou intermediárias. Isso porque os componentes, acessórios, programas e tipos de drones variam de pessoa para pessoa. Além disso, as formas de construí-los e juntá-los dependem de quão simples ou complexo cada indivíduo pretende fazer seu drone.

Não há problema em acoplar peças de um kit de drone FPV, especialmente se você for um novato completo. Isso o ajudará a se acostumar com as diferentes partes e etapas envolvidas e também lhe dará uma ideia do que esperar quando decidir construir o seu do zero.

Seu primeiro drone DIY pode não ser perfeito, mas a prática leva à perfeição. E a emoção de vê-lo decolar é motivação mais do que suficiente para construir versões melhores no futuro.