پهپاد قابل چاپ سه بعدی: 4 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:51

پروژه های Tinkercad »

پرواز با پهپاد می تواند سرگرم کننده باشد ، اما پرواز با پهپاد طراحی شده توسط شما چطور؟

برای این پروژه ، من یک هواپیمای بدون سرنشین به شکل چترباز می سازم ، اما شما آزاد هستید که اجازه دهید خلاقیت خود را به جریان بیندازید و یک هواپیمای بدون سرنشین را طراحی کنید که شبیه عنکبوت ، دایناسور ، صندلی یا هر چیزی است که فکر می کنید.

طراحی هواپیمای بدون سرنشین خود می تواند بسیار سخت باشد و ممکن است چند قاب چاپ شده طول بکشد تا همه چیز درست و مناسب شود (برای اصلاح اشتباهات کوچک می توانید از لحیم کاری استفاده کنید). من اکیداً توصیه می کنم قبل از چاپ ، هواپیمای بدون سرنشین خود را در برنامه CAD خود "مونتاژ" کنید تا خطاها را بررسی کنید (به جای روتورها می توانید از دیسک با شعاع یکسان برای بررسی برخورد احتمالی استفاده کنید).

تدارکات:

فهرست مواد:

• کنترل کننده پرواز (مغز هواپیمای بدون سرنشین شما)
• چهار موتور بدون برس (دو عدد در جهت عقربه های ساعت ، دو در جهت عقربه های ساعت)
• چهار ملخ
• کنترل کننده الکترونیکی سرعت (ESC)
• گیرنده و فرستنده RC
• باتری
• پیچ نایلون M3 ، مهره و فاصله دهنده
• نوارها و نوارهای الاستیک
• به صورت اختیاری: GPS ، دوربین ، سونار یا LED

ابزار مورد نیاز:

• چاپگر سه بعدی
• آهن لحیم کاری
• پیچ گوشتی ها
• انبر

مرحله 1: طراحی هواپیمای بدون سرنشین

برای این پروژه از Tinkercad استفاده می کنم ، اما شما می توانید هر برنامه CAD سه بعدی را که دوست دارید انتخاب کنید ، به شرطی که بتوانید آن را به چاپگر سه بعدی خود صادر کنید. قبل از شروع ، ابعاد رستر را به حداکثر ابعاد چاپگر سه بعدی خود تغییر دادم تا بتوانم به راحتی ببینم آیا مناسب است یا خیر.

شما می توانید پهپاد خود را به هر شکلی که دوست دارید طراحی کنید تا زمانی که ساختار آن به اندازه کافی قوی باشد و بتوانید تمام سخت افزارهای مورد نیاز را روی قاب نصب کنید. هنگام قرار دادن موتورها از قطر روتور مطلع باشید تا پروانه های شما با یکدیگر یا ساختار هواپیمای بدون سرنشین شما برخورد نکنند.

همچنین:

• محل اتصال و کابل ها را در نظر بگیرید تا فضای کافی داشته باشید.
• اطمینان حاصل کنید که پیچ های شما مناسب (قطر و طول مناسب) هستند.
• مطمئن شوید می توانید برای تغییر تنظیمات به پورت USB کنترل پرواز خود برسید.
• محل نصب گیرنده RC و باتری (و اختیاری دوربین و GPS) را تعیین کنید.

برای این پروژه ، من یک هواپیمای بدون سرنشین را طراحی می کنم که شبیه چتربازی است که در هوا پرواز می کند. موتورها روی دست و پای او نصب می شوند و کنترل کننده پرواز در بدنه قرار دارد. تصویر اول ، اسکرین شاتی از Tinkercad است که طراحی چتربازی و پایه های موتور از قبل تکمیل شده است.

برای نصب موتور روی قاب به 4 سوراخ برای پیچ و فضای کافی برای کابل ها نیاز دارم ، مشخصات موتور را برای اندازه و محل این سوراخ ها بررسی کنید (تصویر دوم ابعاد موتور من است). علاوه بر این ، من یک سوراخ در وسط پیچ ها برای محور موتور اضافه کرده ام. در فایل 'motor hole.stl' می توانید ابعاد صحیح حفره های موتور من را بیابید. برای افزودن این سوراخ ها به هواپیمای بدون سرنشین خود با استفاده از Tinkercad ، می توانید مواد را به "حفره" تغییر دهید و آن را به محلی که می خواهید موتور خود را در آن قرار دهید ، منتقل کنید. سپس شیء و شیء مورد نظر را انتخاب کرده و آنها را با هم گروه بندی می کنید (Ctrl + G).

برای نصب کنترل کننده پرواز و 4 در 1 ESC که هر دو 20x20 میلی متر هستند و می توان آنها را روی هم قرار داد ، چهار سوراخ در بدنه چترباز به فاصله 2 سانتی متر (از مرکز به مرکز) اضافه کردم.

در مرحله بعد ، من تعدادی سوراخ در شانه ها و پاهای فوقانی (تصویر سوم) برای دنده فرود و جلد بالا اضافه کردم و قاب (عکس های چهارم و پنجم) را چاپ کردم.

سرانجام من جلد بالایی (آخرین تصویر) را برای هواپیمای بدون سرنشین طراحی کردم که باتری و گیرنده را حمل می کند و این قسمت را نیز چاپ کردم.

من فایلهای stl فریم (SkydiverDroneFrame.stl) و پایه باتری (SkydiverBatteryMount.stl) را به این مرحله اضافه کرده ام. اگر می خواهید طرح من را چاپ کنید ، ابتدا بررسی کنید که آیا همه سوراخ ها برای تنظیمات شما مناسب هستند یا خیر.

مرحله 2: مونتاژ

ابتدا همه موتورها را به ESC لحیم کردم. دو موتور در جهت عقربه های ساعت (CW) باید مخالف یکدیگر و دو موتور در جهت عقربه های ساعت (CCW) نیز باشند (تصویر اول را ببینید). سپس ESC و موتورها را روی قاب نصب می کنید. اگر یکی از موتورها در جهت اشتباه می چرخد ، می توانید دو سیم را عوض کنید یا این را در تنظیمات تغییر دهید (اگر توسط ESC پشتیبانی می شود). وقتی جهت موتور را بررسی می کنید ، این کار را بدون پروانه انجام دهید!

ESC من Dshot600 را اجرا می کند و می تواند جهت موتور را از طریق تنظیمات تغییر دهد. برای انجام این کار ابتدا باید ESC را به کنترلر وصل کنید و کنترلر پرواز را از طریق USB به رایانه خود وصل کنید. سپس BLHeliSuite را راه اندازی کرده و "Read Setup" (تصویر سوم) را فشار دهید. بین دکمه های قطع و وصل ، می توانید ESC موتور را با راست کلیک روی آن انتخاب کرده و جهت موتور را در تنظیمات تغییر دهید. پس از تغییر چیزی ، باید روی دکمه نوشتن راه اندازی کلیک کنید تا تغییرات ایجاد شده را حفظ کنید.

برای پیدا کردن همه پورت ها و اتصالات کنترل کننده پرواز ، مشخصات کنترل پرواز خود را بررسی کنید. تصویر چهارم ، اتصالات کنترل کننده پرواز مینی f4 Hakrc را نشان می دهد. از آنجا که من از دوربین یا GPS استفاده نمی کنم ، فقط باید گیرنده (FlySky IBUS) و ESC را به کنترلر پرواز وصل کنم.

سه تصویر آخر هواپیمای بدون سرنشین را نشان می دهد که از زاویه بالا ، پایین و جانبی کاملاً مونتاژ شده است.

مرحله 3: Betaflight

Betaflight برنامه ای است که می توانید از آن برای تغییر تنظیمات و به روز رسانی سیستم عامل کنترلر پرواز استفاده کنید. به جای Betaflight می توانید از پرواز inav یا تمیز نیز استفاده کنید.

در برگه پورت ها می توانید پیکربندی پورت های هواپیمای بدون سرنشین خود را تنظیم کنید. مهمترین نکته در این برگه فعال کردن Serial Rx برای گیرنده شما است. با توجه به مشخصات Hakrc f4 mini (به تصویر 4 مرحله قبل مراجعه کنید) ، IBUS به RX6 متصل است ، به این معنی که من باید Serial Rx را برای UART6 فعال کنم.

تب پیکربندی به شما امکان می دهد پیکربندی هواپیمای بدون سرنشین را تغییر دهید. پارامترهای مهم برای بررسی عبارتند از:

• فایل میکسر (تعداد موتورها ، محل قرارگیری موتورها و جهت موتور)
• گیرنده (پروتکل انتخابی مورد استفاده مانند IBUS یا SBUS)
• سایر ویژگی ها (در صورت افزودن ویژگی هایی مانند LED ، سونار به عنوان مثال)
• ESC/ویژگی های موتور (پروتکل صحیح ESC را انتخاب کنید)
• GPS (در صورت استفاده از GPS فعال کنید)

برگه تنظیمات PID اساساً به شما امکان می دهد رفتار پهپاد را به ورودی چوب تغییر دهید. افزایش نسبی بالاتر پاسخ تهاجمی تری را ارائه می دهد که می تواند منجر به فراتر رفتن شود. افزایش انتگرال بیشتر آن را پایدارتر می کند و اثر باد یا جابجایی CG را کاهش می دهد اما می تواند واکنش را کند و کند کند. افزایش مشتق همه حرکات را خنثی می کند اما به نویز ژیروسکوپ حساس است و می تواند باعث گرم شدن و سوختن موتورها شود.

مرحله 4: بهبود دهید

تبریک با هواپیمای بدون سرنشین شما

اکنون می توانید تنظیمات PID را در Betaflight تغییر دهید تا هموارتر پرواز کند ، ویژگی هایی مانند LED ها و GPS را اضافه کنید یا تغییراتی را در قاب ایجاد کنید تا حتی بهتر شود.

همچنین می توانید روتورهای خود را طراحی و چاپ کنید ، اما این بسیار سخت است.

به این مرحله اضافه شده است که می توانید طرح نهایی اولین هواپیمای بدون سرنشین من (پس از آزمایشات زیاد) ، ساخته شده در SketchUp را بیابید. بسیار سبک است (تقریباً 25 گرم فقط برای قاب) و تا 6 ملخ پروانه را در بر می گیرد. علاوه بر این ، می توانید دنده فرود را به راحتی با ضربه زدن روی برخی از چرخ دنده ها گسترش دهید و می توانید یک دوربین کوچک را روی آن نصب کنید (هنوز در حال کار است -پیش رفتن).