Путівник зі збирання FPV-дронів в домашніх умовах для айтівців

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

Всім привіт! Мене звати Павло, я Middle.NET Developer у Lionwood.Software. Ви можете бути знайомі з моєю діяльністю завдяки LinkedIn або публікаціям на інших ресурсах. Для тих, з ким ми зустрічаємося вперше, розповім детальніше.

Окрім роботи програмістом, я збираю дрони. Впевнений, ви багато чули про їхню актуальність. FPV-дрони мають надзвичайно великий потенціал завдяки різноманітності деталей та можливих покращень із використанням штучного інтелекту. Вже зараз є дрони, які знищують розвідувальні БПЛА та гелікоптери, а також дрони на оптоволокні, які неможливо знищити засобами РЕБ. Тому вони ще довго залишатимуться ключовим засобом ураження і розвиватимуться надалі.

У цій статті я на реальних прикладах покажу, як починав свій шлях у збиранні дронів.

Обговоримо, які інструменти, навички та деталі знадобляться новачку у цій справі. А також скільки грошей потрібно та чи можливий розвиток у цій сфері.

Що знадобиться, щоб зібрати дрон

Спільнота

Першим і найважливішим пунктом перед збіркою самого дрона є пошук спільноти однодумців. Це може бути й ваша сторінка на LinkedIn, але частіше та простіше знайти групи можна в Телеграмі. Наприклад, Народний дрон. У таких групах ви знайдете приклади інструментів, магазини, де їх можна купити, відгуки про продавців. Я особисто рекомендую не поспішати з придбанням інструментів. Краще добре пошукати, переглянути Aliexpress, адже багато товарів звідти продаються в нас з націнкою. Також з хороших спільнот я б порадив Міністерство кухонних дронів. Дуже подобається контент і назва каналу, адже свої дрони я теж збирав на кухні. Надалі вам також може бути корисним канал військового Про зв’язок від Сергія Флеш .

Ваш настрій

Потрібно бути готовим до помилок. Особисто в мене їх було багато. Наприклад, при замовленні однієї з антен я переплутав частоти. Відповідно довелося шукати антену вже в Україні аби швидше закінчити збирання дрона. Важливо також вміти сприймати критику, адже з першого разу спаяти дрон ідеально — дуже важко. Саме паяння вимагає найбільшої концентрації та наполегливості.

У мене були випадки, коли вже опускались руки: ніяк не виходило запаяти силові кабелі до плати. Проте після обговорення цієї проблеми у спільноті я зрозумів, що проблема була у припої, який я використовував.

Гроші

Перший дрон краще збирати за власні кошти, щоб набити руку. Адже коли ви робите це вперше, жодна детальна інструкція не застрахує від помилок і пошкодження деталей. Я, наприклад, перегрів плату контролера моторів, коли паяв силові кабелі. Проте навіть для таких випадків вже є майстри. Наприклад, у групі DRONE BAZAR UA можуть допомогти відремонтувати ваші плати. В таких каналах буває й багато «бариг», тож будьте обережні й не поспішайте з покупкою деталей або послуг.

Інструменти

Саме на цьому пункті можна найбільше заощадити, якщо у вас невеликий бюджет. Я на початку використовував старий паяльник. Він справлявся нормально, хоч потрібен був час, щоб звикнути. В ролі килимка для паяння у мене був звичайний картон (з ним потрібно бути дуже обережним). Щоб чистити паяльник, найкраще купити спеціальну губку, вона недорога. Рекомендую паяти в захисних окулярах і рукавицях. Повірте, це дуже важливо не лише на початку, а й надалі.

Також вам знадобиться викрутка з шестигранними насадками. Інші інструменти, як-от плоскогубці, пінцет, кабель USB Type-C цілком вірогідно вже є у вас вдома.

До інструментів можна віднести й матеріали-розхідники: припій, флюс та ізопропіловий спирт для змивання флюсу (повірте, його дійсно доведеться змивати! Я це роблю старою зубною щіткою). Також вам знадобляться стяжки — бажано невеликого розміру, до 15 см. Посилання на інструменти зможете знайти в тематичних спільнотах.

Деталі для дрона

Які деталі потрібні, щоб зібрати дрон? Коротка відповідь: рама, мотори, пропелери, камера, відеопередавач, антена відеопередавача, ресівер, стек (плати, куди паятимуться всі інші деталі), конденсатор (в комплекті зі стеком іде один, але його якість бажає кращого). 95% всіх деталей для дронів зазвичай замовляють на Aliexpress. Звичайно, на інших китайських сайтах їх теж можна замовити, але найпопулярнішим залишається «алік». Рекомендую також шукати промокоди на знижки перед замовленням, зазвичай ними діляться в групах.

Є два шляхи, як вибрати деталі серед різних за якістю та характеристиками варіантів. Перший — прямо запитати військових, яким ви збираєтеся передавати дрон. Вони зможуть порекомендувати, що краще обрати. Якщо у вас немає знайомих військових, виходом є приєднання до спільнот. Там є цілі списки деталей із посиланнями, де що можна замовити.

Скільки коштує зібрати дрон

Зараз приблизна вартість 7-дюймового дрона без батареї з хорошими деталями складає біля 8 тисяч гривень. Останнім часом ціни впали, що не може не тішити. Батареї для 7-дюймового дрона коштують зазвичай від 2 до 3 тисяч гривень, проте ця ціна теж може змінюватися. На мою думку, зараз найвигідніший час, щоб купувати свій перший дрон. Адже деталі дійсно дешеві. Найдешевший 7-дюймовий дрон можна купити і за 6 тисяч (безпосередньо деталі), проте його цінність на полі бою буде менша.

Батарея — це окрема тема, в якій потрібно розбиратися. Важливими під час вибору є: елементи, з яких батарея складається (Samsung, Molicel та інші), ємність, напруга, струмовіддача, кількість елементів. Також важлива якість пайки: просіть продавців показати процес збірки. Навіть якщо ви не зможете самостійно встановити його якість, завжди можна запитати про це в групах.

З власного досвіду скажу, що проблем із батареями не мав. Проте від знайомих чув про випадки, коли батареї вибухали, хоч вони купляли у перевірених виробників. Тому тут стовідсоткової гарантії теж немає.

Як зібрати дрон вперше

Перше збирання дрона може зайняти багато часу. Після першого або другого разу процес скоріше за все займатиме до 2 годин або навіть менше.

Під час збирання важливо слідкувати за правильним встановленням гвинтиків на свої місця: вони дуже маленькі та схожі, тому переплутати надзвичайно просто. Зазвичай в комплекті з рамою йде інструкція, які саме гвинтики куди закручувати. Рекомендую міряти гвинтики лінійкою, якщо ви не впевнені, де потрібні 8, 10 чи 12 мм.

Після збірки рами можна закрутити на неї мотори, проте сильно не затягуйте. Може виявитись, що один з моторів бракований і доведеться його замінити, тому не поспішайти садити їх на фіксатор різьби. Також із власного досвіду рекомендую обгорнути мотори в маленький кульочок після встановлення. В них є магніт і буде дуже неприкольно, якщо туди потраплять краплі припою або ще якісь малі металеві предмети. Крім того, це дозволить вам не переживати, що гвинтик випаде, якщо ви десь носите з собою дрон.

Процес паяння, напевно, найбільше лякає саме початківців. Тут важливо не перегріти плату, не капнути припій на неї або раму (карбон проводить струм, тому потрібно бути обережним), не робити дроти надто короткими або задовгими (можуть чіплятися об гілки, що може їх обірвати).

Дуже рекомендую купити тренувальну плату. Вона недорога, але тепер до того ж є доволі точні копії оригінальної плати, на яких можна добряче натренуватися. Якщо немає коштів на це, рекомендую принаймні знайти вдома декілька негрубих проводів та спробувати поприпаювати та повідпаювати на будь-яких платах.

Ще раз зазначу — не забувайте заклеювати плати принаймні ізострічкою, щоб на них не капнуло нічого зайвого. Додатково можна використати 3D-друк для тримання проводів або «третю руку» (тримач).

Розгляньмо приклади хорошої пайки:

Тут ви бачите, що кулька однорідна та блискуча, тож можна бути впевненим, що така пайка надійна. Також проводи знаходяться чітко в лунці, під кутом, ніжки конденсатора не надто довгі. Паяння моторів легше, ніж паяння силових кабелів:

Проте воно теж має свої нюанси. Кабелі не повинні виходити за межі рами більше ніж на 1 см. Коли кабелі один на одному, потрібно слідкувати за висотою, щоб вони не торкалися верхньої плати. Наприклад:

А зараз приклад дуже поганої пайки, так робити не варто! Причин такого результату може бути багато: неправильний припій, поганий флюс, недостатня температура паяльника. Якщо ви вже й припаяли дроти погано, ні в якому разі не тягніть їх силою. Звичайно, є практика легенько перевіряти міцність, проте якщо не впевнені, краще утримайтеся і просто відпаяйте паяльником, додавши флюсу.

Тепер перейдемо до справді філігранної роботи, а саме паяння найменших проводів. В ідеалі на верхній платі вони мають бути подібними до цієї пайки:

Детальну інструкцію що саме і куди паяти рекомендую знайти на ютубі або ж у згаданих вище спільнотах.

Перевірка і налаштування дрона

Для повного налаштування й перевірки дрона потрібні батарея, кабель USB Type-C, монітор або окуляри, апаратура (пульт). Можна обійтися без пульта, якщо ви не плануєте «вчитися літати» і не маєте відкритого місця десь у селі. Окуляри теж дорогі, а от найпростіший монітор для перевірки відео можна купити за 1000-1500 грн. Також перед включенням дрона до батареї обов’язково перевіряйте його смоук-стопером (300-500 грн). Можна перевірити дрон і мультиметром.

Після смоук-тестування та перевірки роботи камери (тут важливою є наявність антени відеопередавача перед підключенням дрона до батареї) можна перейти до прошивки дрона. Для цього вам потрібне програмне забезпечення BetaFlight Configurator або ExpressLRS Configurator (якщо плануєте підключити дрон до пульта). Якщо у вас немає батареї, відповідно ви не зможете перевірити мотори та камеру.

Під час перевірки моторів пропелери обов’язково мають бути зняті. Взагалі я не рекомендую самостійно їх чіпляти, якщо не вмієте правильно закручувати й не налітали хоч 30 годин в симуляторі.

Процес налаштування займає трохи часу, потрібно уважно йти за інструкцією, тому залишу тут посилання на відео. У більшості завжди виникають помилки під час налаштування дрона. Це нормально, ПЗ не досконале, та й від людського фактору ніхто не застрахований. Тут ми знову повертаємося до важливості спільноти однодумців, де вам зможуть дати поради досвідченіші учасники.

Я використовував безкоштовні симулятори FlowState, FPV Speed Drone. Коли пройдете карти в них, можна вибрати зручний для вас платний симулятор. Їх можна легко скачати в Steam. Після тренувань я «обльотую» свої дрони в селі. Не на велику відстань, проте мінімальну перевірку із навантаженням проходять. Якщо ви не вмієте літати, є варіант відправити дрон на тестування в проєкт «Народний дрон», який я вже згадував вище. У військових, яким я передаю дрони, теж є можливість облітати дрон заздалегідь. Тому тут все дуже індивідуально.

Висновки

Вітаю всіх, хто прочитав цей короткий вступ в процес передавання дронів у військо.
Я старався викласти вам мій особистий досвід із невеликою кількістю технічних нюансів, щоб нікого не злякати. Дрони — це не так страшно, проте вони дійсно вимагають особистих фінансових і часових вкладень. Тому бажаю вам успіхів і наснаги.

А тим, хто дочитав сюди, залишу посилання на відео роботи мого першого дрона.

*Заголовок статті — відсилання автора на книгу Дугласа Адамса «Путівник по галактиці для космотуристів» :)