Як зібрати FPV-дрон вдома: покроковий гайд

💡 Усі статті, обговорення, новини про оборонні технології — в одному місці. Приєднуйтесь до Defence tech спільноти!

Мене звати Вадим, я — CTO в Mate academy. У 2022 я робив проєкт про моніторинг пального на АЗК і писав про це статтю. Тоді це було щось корисне для цивільних, а зараз же думав, як, крім донатів, ми можемо ще допомагати нашим військовим.

Мені дуже відгукується теза Роми Апостола (CEO Mate academy), що наближати Перемогу треба не тільки донатами, а й хто чим вміє, зокрема ручками.

У дитинстві я з дідусем багато часу проводив з паяльником, складали різні схеми та конструктори. Тут якраз мій колега (Юро, привіт), пошейрив проєкт Social Drone. Ключова їхня теза — кожен може скласти FPV дрон, і це виходить значно дешевше. Треба вміти паяти та мати бажання.

У цьому блозі я розкажу про свій шлях від бажання щось зробити до готового дрона і про те, як налагодити систему закупівель комплектуючих для збірки.

Про проєкт

В основі Social Drone лежить школа пілотування FPV KazhanFLY. Вони пробували піти в комерційне виробництво дронів, але не могли зробити ціну нижчою ніж $425. Сюди входять комплектуючі, мито, податки, оплата праці, оренда, комуналка і т. д.

Проте ціна лише комплектуючих виходить суттєво нижча (~$250). У відео засновник Олексій Асанов детальніше розповідає про проєкт та ідею.

1 дрон нічого не вирішить на полі бою, але коли 100 людей збере по 1 дрону — це вже дуже суттєво.

Як почати

Так склалось, що знайомство з проєктом збіглося з початком відпустки наприкінці грудня минулого року, тому мав багато вільного часу.

Я подав заявку на сайті, мене додали в чат з телеграм-ботом і поставили кілька простих питань: звідки дізнався про проєкт, що хочу робити, що вмію робити, чи буду збирати для конкретного підрозділу. Я надіслав відповідь вранці, і до вечора мене вже додали в закриту групу в телеграмі.

У самій групі багато чатів і велике ком’юніті. Тут й інструкції, і фідбек зі збірки, відповіді на технічні питання та багато всього іншого. Протягом дня, поки чекав відповідь, дуже хотів чимшвидше зрозуміти, що потрібно, й почати щось робити «ручками».

Тому передивився їхній відеогайд і шукав «відкриті» списки деталей. Зробив замовлення на AliExpress. Чекати ще місяць, поки деталі доїдуть, теж не хотів, почав шукати деталі на OLX і в той самий день мав майже повний комплект на один дрон. Можна було починати складати.

З чого складається FPV-дрон

Насправді, будова FPV-дрона досить проста. Є політний контролер (FC), до якого підмикається периферія: камера, мотори, пропелери, регулятор обертів моторів (ESC), приймач радіосигналу (RX), передавач відео (VTX). Підмикається методом паяння 😀 Усе це монтується на раму.

Рама. Ми складаємо 7″ дрони, найпопулярніша рама тут — клон Mark4. До неї монтується все навісне обладнання.

Політний контролер (FC). Це мозок вашого дрона. Він спілкується з усією периферією, зокрема з моторами (через ESC). Дуже часто FC і ESC продаються парою. Це називається «політний стек». Найпопулярніший тут — SpeedyBee F405 V3. Виглядає приблизно так:

Камера. У нас буде аналогова камера. Важливо, щоб вона поміщалась в «раму» (там є спеціальне місце). Для 7″ дронів це 19 мм на 19 мм. Найпопулярніші тут — Caddx Ratel або Runcam Phoenix.

Мотори. Для 7″ дронів використовуються мотори на 1300kv. KV — це кількість обертів за хвилину, якщо на мотор подати 1V напруги. У нашому випадку — це 1300. У більших дронах це значення менше, в менших дронах — більше (мотори сильніше крутяться). Їх є дуже багато, але найпопулярніші, мабуть, — EMAX ECOII Series 2807. Важливо, щоб отвори в моторах відповідали отворам на рамі. В цьому випадку «2807» — це «розмір» мотора.

Пропелери. Те, що буде підіймати дрон. У комплект входять два з обертанням за годинниковою стрілкою (CW) і два — проти (CCW). Дуже важливо їх правильно встановити на дрон. Я беру HQprop 7040 7X4X3.

Приймач радіо сигналу (RX). Через нього команди з пульта потрапляють на дрон. Якщо складаєте для підрозділу, поцікавтесь, який вони використовують протокол і частоту. Зараз два найбільш розповсюджених: ELRS і Crossfire. Це важливо, бо інакше дрон не підімкнеться до пульта.

Відеопередавач (VTX). Використовується, щоб передати відеосигнал з камери на окуляри пілота. Ключові характеристики:

• кількість каналів (більше — краще);
• максимальна потужність (прямо впливає на якість сигналу і дальність польоту);
• мінімальна потужність.

Оскільки VTX використовуємо аналоговий, будь-хто може впіймати сигнал. Ідеально працювати з динамічною потужністю (вилітати на мінімальній і потім збільшувати). Інакше можна легко запалити свої позиції.

Ідеальна потужність: min 25 мВт, max 2,5 Вт (або 1,6 Вт).

48 каналів.

Тут дуже популярна модель — RUSH MAX SOLO 5.8 GHz 2,5 Вт. Але їх практично немає у наявності. Якщо знайшли в надійного продавця за адекватні гроші — сміливо беріть.

До відеопередавача ще треба докупити антену. Ніколи не подавайте напругу на дрон, поки не встановили антену на VTX, інакше останній згорить.

Складаємо дрон

Треба мати базові навички паяння і хороший паяльник (мінімум 60 Вт з регулюванням температури). Рекомендації щодо паяльника:

• Miniware TS-101;
• FNIRSI HS-01;
• Sequre S60;
• Pinecil v2;
• різні клони / аналоги для жал Hakko T12.

Я купив GVDA GD300.

Також подбайте про хороший флюс і припій. Я використовую припій Mechanic і флюс Amtech 559. Припій краще брати товстіше. Я спочатку взяв 0,5 мм і його йшло забагато, перейшов на 0,9-1 мм. Ви можете брати інших виробників, якщо вже звикли до них.

Не беріть паяльну кислоту або активний флюс. Їх обов’язково треба змивати, інакше є ризик пошкодити саму плату.

Хоча флюс і не потребує обов’язкового змивання, я все ж рекомендую купити ізопропиловий спирт. Він дуже гарно чистить плати та не залишає слідів змивання. Я взяв такий.

Дуже ймовірно, що перша пайка буде жахливою, якщо ви не робили цього раніше.

Щоб не вбити дорогу плату, рекомендую потренуватись на простих. На FlyMod продаються тренувальні плати спеціально під FPV

Також можна зібрати кілька конструкторів з паяльником. Перед початком обов’язково подивіться гайд з паяння.

Результат хорошої пайки — блискучі «бульки». Це значить, що припій розплавився і гарно прогрівся. Ось приклад:

Якщо «бульки» матові, дуже ймовірно, що пайка розвалиться від вібрацій, коли дрон буде летіти. У Social Drone є спеціальний канал, куди люди надсилають результати, і їм там дають фідбек, що і як покращити.

Найскладніше в складанні FPV дрона — припаяти силові кабелі. Я витратив дуже багато нервів і часу, щоб зробити їх правильно. Мій тодішній паяльник (найзвичайнісінький на 40 Вт) не прогрівав контакти, і виходило щось жахливе. Приклад гарної пайки:

Жала для паяльника. Я брав C4 для силових проводів і BC2 для всіх інших. Загалом можна використовувати K-варіант, воно більш-менш універсальне.

Також треба докупити викрутки, бокорізи, пінцети, стяжки, термозбіжні трубки, мультиметр, може ще щось. Список інструментів теж надають. Рекомендую облаштувати робоче місце з хорошою вентиляцією. Я спробував паяти в квартирі, і це було жахливо. Зараз це виглядає десь так:

Від батареї напряму залежить, як далеко буде летіти ваш дрон. Найрозповсюдженіші варіанти — 6s1p (шість елементів) на короткі відстані на камікадзе і 6s2p — на довші або на багаторазові дрони.

Якщо не знаєте, яку брати, краще переплатити та взяти «більшу». Врахуйте, що дрон буде нести до 1,5 кг подарунків окупанту, також може бути вітер + політ не завжди ідеальний. Буде прикро втратити дрон тільки через те, що зекономили 1,000 грн на батареї.

У Social Drone є волонтери, які роблять батареї практично за собівартістю, це дуже спрощує життя.

Також вам буде потрібен 3D друк під встановлення антени VTX і RX. Стандартні місця на дроні не дуже підходять. У Social Drone також є волонтери, які це роблять.

Наступні кроки

Після збірки дрону його треба налаштувати. Вам надають покрокові інструкції та прошивки. Якщо коротко, то треба, щоб мотори крутились в правильному напрямку і дрон бачив «периферію».

Ми робимо це в Betaflight. Вона є і під Mac, треба тільки скачати драйвери. Також важливо мати кабель саме для передачі даних. Я перепробував кілька USB-c, зокрема й офіційний від ноута, але воно не працювало. Потім знайшов «той самий», з яким усе працює і став трішки щасливішим :)

Завжди, ЗАВЖДИ знімайте пропелери з дрона перед подачею напруги. Інакше можна поранитись або взагалі залишитись без пальців.

Використовуйте Smoke Stopper, коли підмикаєте дрон вперше. Це вбереже вас від короткого замикання і залишить плату цілою. Їх є багато різних, обирайте на ваш смак і бюджет. Виглядає приблизно так:

Також після пайки і перед ввімкненням обов’язково «продзвоніть» контакти мультиметром. Як мінімум «+» і «-» не мають «коротити».

Ви отримаєте прошивку від Social Drone і покрокові інструкції, як прошити та налаштувати ваш дрон. Після цього його можна відправляти на тестування й обліт. Ви можете обрати — віддати дрон на проєкт чи передати в підрозділ. Якщо передаєте на підрозділ, в особистому кабінеті треба вказати, куди він поїде після тестів.

Обов’язково фотографуйте вміст посилки на пошті перед відправкою, це вбереже вас і отримувача від «сюрпризів».

Етап тестування

Після отримання вашого дрону фахівці Social Drone надають вам статус Received. Це означає, що його розпакували та поклали в чергу на тест. Етап калібрування та тестування дрону відбувається вже безпосередньо спеціалістами.

Тести займають до двох тижнів, а потім дрон або їде військовим, або допрацьовується. У моєму випадку на тесті з’ясувалось, що треба дещо перепаяти один провід, адже все працювало, але існував ризик, що в польоті під час якогось сильного вітру чи різкого повороту він міг дати про себе знати.

Тобто команда Social Drone реально проводить дуже детальні тести, щоб доставляти військовим винятково ефективні пташки. Цю зміну зробили вже самі фахівці Social Drone. Після того, як ваш дрон пройде всі етапи тестування і буде готовий до відправки, ви отримаєте таке повідомлення:

І тут уже рішення за вами, я ж передав дрон своєму колезі Роману, який з початку повномасштабної війни служить в ЗСУ, на Харківському напрямку. Що круто — це процеси комунікації, бо проєкт інформує тебе про кожен крок, і це допомагає розуміти, на якому етапі, що і як перебуває. От, приміром, сповіщення про відправку мого дрону:

Що далі

Я дуже хотів би налаштувати всі процеси так, щоб організувати нашим військовим системні поставки. Знайшов знайомих, кому потрібні дрони, серед них і підрозділ мого колеги Романа, якому я передав першу пташку.

Командою Mate academy ми вже закрили збір на п’ять дронів, а згодом я закрив ще один збір через банку на Mono. Звіти за витрачені кошти додаю в коментарі до свого посту в Facebook та в цій Excel-таблиці.

До речі, я продовжую збирати кошти на деталі для дронів. Якщо маєте бажання задонатити — ось реквізити, буду дуже вдячний за кожну гривню:
Посилання на банку
Номер картки банки: 5375 4112 1686 7585

Станом на час публікації цього блогу ще плюс чотири нових дрони я вже передав на тест.

Також у роботі ще одна пташка для військових, які збирають їх самі, але попросили допомогти, бо не вистачає рук.

Замість завершення

Коли будете робити збори, постіть їх всюди (соцмережі, робочі чати, чат ЖК). Один з найсильніших моментів був, коли люди з села на Кіровоградщині, де я виріс, почали збирати гроші готівкою, щоб передати їх на дрон.

Додатково описав цей процес в твітері.
А також запрошую вас на DOU Voice Chat: Збір FPV-дронів, що відбудеться вже в цей четвер о 19:00. У вас буде можливість безпосередньо запитати в мене все, що вас цікавить.

Якщо виникнуть питання, пишіть коментарі, буду радий на все відповісти та допомогти. Долучайтесь до проєкту. Зараз ми всі маємо працювати на Перемогу!