0 | You can build a drone with less than 40 components

Carbon Aeronautics www.youtube.com

ملخص موجز

يقدم هذا الفيديو نظرة عامة على المكونات الضرورية لبناء طائرة رباعية المراوح، مع التركيز على الإطار، ونظام التحكم في الطيران، ومجموعة نقل الحركة، ونظام التحكم اللاسلكي. ويغطي تصميم وتصنيع إطارات الطائرة باستخدام برنامج EasyEDA، بالإضافة إلى اختيار المكونات الإلكترونية المناسبة، والمحركات، ووحدات التحكم في السرعة الإلكترونية (ESCs)، والمراوح. كما يناقش الفيديو أهمية مطابقة المراوح مع المحركات ووحدات التحكم في السرعة الإلكترونية لتجنب ارتفاع درجة الحرارة. وأخيرًا، يقدم معلومات حول البطاريات وأجهزة الشحن وأجهزة الإرسال والاستقبال اللاسلكية.

  • المكونات الرئيسية: الإطار، نظام التحكم في الطيران، مجموعة نقل الحركة، نظام التحكم اللاسلكي.
  • تصميم وتصنيع الإطارات باستخدام برنامج EasyEDA.
  • اختيار المكونات الإلكترونية المناسبة، والمحركات، ووحدات التحكم في السرعة الإلكترونية (ESCs)، والمراوح.
  • مطابقة المراوح مع المحركات ووحدات التحكم في السرعة الإلكترونية لتجنب ارتفاع درجة الحرارة.
  • معلومات حول البطاريات وأجهزة الشحن وأجهزة الإرسال والاستقبال اللاسلكية.

مقدمة

يقدم الفيديو نظرة عامة على المكونات اللازمة لبناء طائرة رباعية المراوح، والتي تنقسم إلى أربعة أنظمة رئيسية: نظام التحكم اللاسلكي، ونظام التحكم في الطيران، ومجموعة نقل الحركة، وإطار الطائرة. يتكون هذا المشروع من 38 مكونًا فريدًا، بالإضافة إلى سبعة مكونات إضافية ضرورية للاختبار.

مكونات الإطار

يتطلب بناء إطار الطائرة تسعة مكونات. الإطاران العلوي والسفلي مصممان خصيصًا لهذا المشروع ومطبوعان على شكل لوحات دوائر كهربائية (PCBs). مادة لوحة الدوائر المطبوعة خفيفة الوزن ومرنة بما يكفي للانحناء دون أن تنكسر عند سقوط الطائرة. يحمل الإطار العلوي معظم المكونات الإلكترونية، بينما يحمل الإطار السفلي مكونات مجموعة نقل الحركة. تم تحويل المخطط الإلكتروني الكامل للطائرة إلى لوحة الدوائر المطبوعة للإطار، حيث توزع الخطوط البيضاء والحمراء والزرقاء الطاقة من البطارية إلى وحدات التحكم في السرعة الإلكترونية الأربعة (ESCs)، بينما تربط الخطوط الأصغر المكونات الإلكترونية ببعضها البعض لنقل البيانات. تم تصميم ذلك باستخدام برنامج EasyEDA، وهو برنامج مجاني عبر الإنترنت لتصميم الأجهزة الإلكترونية يسمح بتصنيع التصميم. يمكن للإطار السفلي استيعاب محركات بمروحة من 3 إلى 4 بوصات. التصميمات متاحة على Open Source Hardware Lab.

تصميم لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) وطلبها

يمكن الوصول إلى تصميمات الإطار العلوي والسفلي ولوحة الدوائر المطبوعة (PCB) عبر Open Source Hardware Lab. لبدء استخدام برنامج EasyEDA، انقر فوق "فتح في المحرر". بعد التحميل، يمكنك تعديل التصميم أو طلب لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) نفسها. لطلب لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)، انتقل إلى "ملف" وانقر فوق "إنشاء ملف تصنيع لوحة الدوائر المطبوعة (PCB)". إذا لم تقم بإجراء أي تغييرات، فانقر فوق "إنشاء Gerber"، ثم انقر فوق "طلب" وانتظر حتى يتم تحميل ملفات Gerber. سيتم طلب لوحة الدوائر المطبوعة (PCB) من شركة JLCPCB، والتي تقدم أسعارًا تنافسية للنماذج الأولية للوحات الدوائر المطبوعة (PCBs). سيكلفك 5 إطارات سفلية للطائرة 14 دولارًا، بالإضافة إلى تكاليف الشحن.

مكونات التحكم في الطيران

تتكون المكونات الإلكترونية اللازمة لوحدة التحكم في الطيران من مكونات جاهزة ومتوفرة في العديد من المتاجر عبر الإنترنت. أهم المكونات هي وحدة التحكم الدقيقة TNC 4.0 ومستشعر التوجيه MPU 6050. بالإضافة إلى ذلك، ستحتاج إلى تضمين مقياس للضغط الجوي وبعض البراغي والصواميل لتثبيت كلا المستشعرين، بالإضافة إلى مصباح LED أخضر وأحمر مع عدد قليل من المقاومات. المكون الأندر في هذه القائمة هو مفتاح الطاقة Infineon BTS، والذي ستحتاج إلى شرائه من متجر إلكتروني متخصص عبر الإنترنت مثل Mouser. يمكن استخدام مفتاحي طاقة مختلفين من Infineon: BTS 580 أو BTS 555. إذا لم تتمكن من العثور على هذا المكون، فيمكنك ببساطة تجاوزه كما هو موضح في الدقائق الأخيرة من الجزء 9.

مجموعة نقل الحركة

تتكون مجموعة نقل الحركة من المحركات ووحدات التحكم في السرعة الإلكترونية (ESCs) والمراوح. يجب أن تستخدم محركات يمكنها توليد أكثر من 150 جرامًا من الدفع لكل منها ووحدات تحكم في السرعة الإلكترونية (ESCs) بحد تحميل يطابق الحد الأقصى للتيارات التي تسحبها المحركات. يمكن أن تتناسب المراوح التي يصل قطرها إلى 4 بوصات مع إطار الطائرة. إذا اخترت استخدام محركات GE PRC، فسيتم تضمين براغي التثبيت في العبوة. عند اختيار مروحة كبيرة جدًا لمحرك أو وحدة تحكم في السرعة الإلكترونية (ESC)، سيكون التيار الذي يسحبه المحرك مرتفعًا جدًا، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة المحرك ووحدة التحكم في السرعة الإلكترونية (ESC). على سبيل المثال، ستتسبب شفرة مقاس 4 بوصات في سحب المحرك 1105 تيارًا يبلغ 9 أمبير أو أكثر، في حين أن وحدة التحكم في السرعة الإلكترونية (ESC) مصممة فقط لـ 6 أمبير. ومع ذلك، فإن المحرك الأكبر 1206 المقترن بوحدة تحكم في السرعة الإلكترونية (ESC) بقدرة 12 أمبير قادر على تحمل التيارات اللازمة التي ستولدها بمروحة أكبر. في الختام، ستحتاج إلى إقران المحرك 1105 ووحدة التحكم في السرعة الإلكترونية (ESC) بقدرة 6 أمبير بالمروحة ذات الشفرتين مقاس 3 بوصات، بينما يمكن إقران المحرك الأكبر 1206 ووحدة التحكم في السرعة الإلكترونية (ESC) بقدرة 12 أمبير بمروحة مقاس 4 بوصات.

البطارية وجهاز الإرسال والاستقبال اللاسلكي

الأجزاء النهائية هي البطارية وشاحن البطارية، بالإضافة إلى جهاز إرسال واستقبال لاسلكي. يمكنك اختيار بطارية خليتين أخرى غير تلك المعروضة هنا إذا كنت تريد ذلك، ولكن تأكد من التحقق من الأبعاد. يمكن لخليج البطارية الموجود على الإطار السفلي للطائرة أن يحمل فقط بطاريات بأبعاد 2.5 × 3.4 × 8 سم.

الخلاصة

باستخدام هذه المكونات الجاهزة، يمكنك بناء وتكييف وحتى تصميم طائرتك الرباعية الشخصية. صفحة GitHub التي تمت الإشارة إليها سابقًا تعمل الآن أيضًا. ستجد روابط لجميع مقاطع الفيديو والتعليمات البرمجية التي تمت مناقشتها على GitHub. ما عليك سوى النقر فوق الجزء الذي تريد رؤيته وسيتم نقلك إلى المستودع حيث يمكنك فتح الرابط إلى مقاطع فيديو YouTube بالنقر فوق الصورة ونسخ رموز Arduino الكاملة بالنقر فوق رموز Arduino. سيتناول الفيديو التالي نوعًا مختلفًا من وحدات التحكم في الطيران حيث ستقوم بتثبيت الطائرة الرباعية بناءً على زواياها بدلاً من أوزان دورانها.

Summarize any YouTube video in seconds

Get summaries like this one for any video, in your language, with the free Summ app.

Download on the Apple Store
Get it on Google Play

Transcript

YouTube Transcript Generator

0:00 this part will give you an overview of all components necessary to build your own quadcopter in part 1 We already discussed the major components that are necessary for a quadcopter and divided them into the radio control system the flight control system the powertrain and the quadcopter frame that holds all components together now we will go into the details some more this quadcopter consists of 38 unique components and in order to be able to test everything you will need seven additional components let's start with the nine components necessary for the frame remember that all components are available commercially online on Amazon AliExpress or banggoods except for the

0:46 lower and the upper quadcopter frame both frames are tailor-made for this project and are actually just printed circuit boards a printed circuit board material is a perfect match for small quadcopter drones it is light and sufficiently flexible meaning that it will bend but not break when you crush your drone the upper frame holds the majority of the electronic components while the lower frame holds the powertrain components in part 10 we already explored the full electronic schematic for the quadcopter this schematic is converted in the printed circuit board of the frame the White Rhythm blue lines are the power distribution traces which distribute the energy from the battery to the four

1:33 electronic speed controllers the smaller traces link the electronic components to each other enabling the transfer of data this is done with easy Eda a free online electronic design automation software that enables you to manufacture Your Design as well the three-dimensional viewer allows you to see how your design would look like something similar can be done with a lower quadcopter frame the number of traces on this Frame is significantly less because you only need to link the electronic speed controller wires with the motor wires once again the three-dimensional representation gives you an ID of how your PCB will look like in real life the PCB that I

2:20 designed for this project is able to accommodate motors with a 3 to 4 inch propeller giving you some freedom to experiment with different Motors and propellers both the electronic schematics and the actual frame designs are open source as well and can be accessed on the Open Source Hardware lab through the link on the screen you can select each time between the upper and the lower quadcopter frame for both schematic and the design click on opening Editor to start the easy Eda browser software tool after some loading times the frame will appear and you can either add anything you want or order the PCB itself to order go to file and

3:07 click on generate PCB fabrication file if you didn't change anything you can click on generate Gerber click once again on order and wait some minutes until the Gerber files are finished loading the PCB will be ordered at glcpcb a company which has very competitive pricing for Prototype pcbs 5 lower quadcopter frames will only cost you 14 evidently you will have to take into account the shipping cost as well which depends on where you live now let's continue with the electronics necessary for the flight controller all parts are off-the-shelf components that are available in various online shops the

3:53 most important component here is of course the TNC 4.0 microcontroller and the mpu 6050 orientation sensor you will include a barometer and some screws and nuts to fasten both sensors a green and red LED is necessary as well together with a couple of resistors a number of additional electronic components are also important the rarest component in this list is the Infineon BTS power switch which you will have to buy in a dedicated electronic online shop such as Mauser two different Power switches from Infinium can be used the BTS 580 or the BTS 555 if you cannot

4:38 find this component you can simply bypass it as explained in the final minutes of Part 9 the powertrain consists of the motors electronic speed controllers and propellers you will need to use motors that can generate more than 150 grams of thrust each an electronic speed controllers with a load limit that matches the maximal currents drawn by the motors as already explained propellers with a diameter of up to 4 inch can fit on the quadcopter frame if you choose to use GE PRC Motors the fastening screws are included in the package in the table displayed on the screen the options for 2G PRC Motors two

5:25 electronic speed controllers and four different propellers are highlighted when you choose a too large propeller for a motor or ESC the current drawn by the motor will be too high and brought the motor and ESC will overheat this is evident for the 1105 motor a four inch blade will cause a motor to draw a current of 9 amps and more whereas the ESC is only designed for 6 amps however the larger 1206 motor paired with a 12 amp electronic speed controller is able to withstand the necessary currents that you will generate with a larger propeller in conclusion you will need to pair the 1105 motor and 6 amp ESC with

6:13 the two blades 3 inch propeller while the larger 1206 motor and 12 amp ESC can be paired with a 4 inch propeller the final parts are the battery and the battery charger together with a radio transmitter and receiver you can choose another two cell battery than the one displayed here if you want but make sure that you check the dimensions the battery Bay on the lower quadcopter frame Can Only Hold batteries with the dimension of 2.5 by 3.4 by 8 centimeters and that's it with this of the Shelf components you can build adapt and even design your own personal quadcopter the GitHub page where I was

7:01 referring to earlier is now up and running as well you will find the links to all videos and the code we discussed on GitHub just click on the part you want to see and you will enter the repository where you can open the link to the YouTube videos by clicking on the image and copy the full Arduino codes by clicking on Arduino codes in the next video we will have a look into a different type of flight controller where you will stabilize the quadcopter based on its angles instead of its rotation weights if you like this video series and want to learn more on quadcopter design and control Please Subscribe and see you next time

Share

YouTube Video Summaries