طائرة بدون طيار ثلاثية الأبعاد قابلة للطباعة: 4 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:36

مشاريع تينكركاد »

يمكن أن يكون تحليق طائرة بدون طيار ممتعًا ، ولكن ماذا عن قيادة طائرة بدون طيار من تصميمك؟

بالنسبة لهذا المشروع ، سأصنع طائرة بدون طيار على شكل قافز مظلي ، لكن لك مطلق الحرية في السماح لإبداعك بالتدفق وتصميم طائرة بدون طيار على شكل عنكبوت أو ديناصور أو كرسي أو أي شيء يخطر ببالك.

قد يكون تصميم الطائرة بدون طيار الخاصة بك صعبًا للغاية وقد يستغرق الأمر بضع إطارات مطبوعة قبل أن يعمل كل شيء ويناسبه (يمكنك استخدام مكواة لحام لتصحيح الأخطاء الصغيرة). أوصي بشدة بـ "تجميع" الطائرة بدون طيار في برنامج CAD الخاص بك قبل الطباعة للتحقق من الأخطاء (بدلاً من الدوارات ، يمكنك استخدام قرص بنفس نصف القطر للتحقق من وجود تصادمات محتملة).

اللوازم:

قائمة المواد:

• جهاز التحكم في الطيران (دماغ الطائرة بدون طيار الخاصة بك)
• أربعة محركات بدون فرش (اثنان في اتجاه عقارب الساعة ، اثنان في عكس اتجاه عقارب الساعة)
• أربع مراوح
• متحكم السرعة الإلكتروني (ESC)
• جهاز استقبال وجهاز إرسال RC
• بطارية
• مسامير وصواميل وفواصل من النايلون M3
• عصابات وشريط مطاطي
• اختياريًا: نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أو الكاميرا أو السونار أو المصابيح

أدوات المطلوبة:

• طابعة 3D
• لحام حديد
• المفكات
• كماشة

الخطوة 1: تصميم الطائرة بدون طيار الخاصة بك

بالنسبة لهذا المشروع ، سأستخدم Tinkercad ، ولكن يمكنك اختيار أي برنامج 3D CAD تريده ، طالما يمكنك تصديره إلى الطابعة ثلاثية الأبعاد الخاصة بك. قبل البدء ، قمت بتغيير أبعاد الخطوط النقطية إلى الأبعاد القصوى للطابعة ثلاثية الأبعاد الخاصة بي حتى أتمكن بسهولة من معرفة ما إذا كانت مناسبة أم لا.

يمكنك تصميم الطائرة بدون طيار الخاصة بك بأي شكل تريده طالما أن الهيكل قوي بما فيه الكفاية ويمكنك تركيب جميع الأجهزة المطلوبة على الإطار. كن على دراية بقطر الدوار عند تحديد موقع المحركات حتى لا تتصادم مراوحك مع بعضها البعض أو مع هيكل الطائرة بدون طيار.

أيضا:

• ضع في الاعتبار موقع الموصلات والكابلات بحيث يكون لديك مساحة كافية.
• تأكد من أن البراغي مناسبة (القطر والطول الصحيحين).
• تأكد من أنه يمكنك الوصول إلى منفذ USB الخاص بجهاز التحكم بالطائرة لتغيير الإعدادات.
• تحديد موقع لتركيب جهاز استقبال RC والبطارية (واختياريا الكاميرا ونظام تحديد المواقع).

بالنسبة لهذا المشروع ، سأصمم طائرة بدون طيار على شكل قافز مظلي يطير في الهواء. سيتم تركيب المحركات على يديه وقدميه ويوجد جهاز التحكم في الطيران في الجسم. الصورة الأولى عبارة عن لقطة شاشة لـ Tinkercad مع تصميم لاعب القفز بالمظلات وحوامل المحرك التي اكتملت بالفعل.

لتركيب المحرك على الإطار ، أحتاج إلى 4 فتحات للبراغي ومساحة كافية للكابلات ، تحقق من مواصفات المحرك لتحديد حجم هذه الثقوب وموقعها (الصورة الثانية هي أبعاد محرك سيارتي). بالإضافة إلى ذلك ، لقد أضفت ثقبًا في منتصف البراغي لمحور المحرك. في ملف "Motor hole.stl" يمكنك العثور على الأبعاد الصحيحة لثقوب محرك سيارتي. لإضافة هذه الثقوب إلى الطائرة بدون طيار الخاصة بك باستخدام Tinkercad ، يمكنك ببساطة تغيير المادة إلى "ثقب" ونقلها إلى المكان الذي تريد وضع محرك سيارتك فيه. بعد ذلك ، يمكنك تحديد كائن الثقوب والكائن الذي تريد وجود الثقوب فيه وتجميعها معًا (Ctrl + G).

لتركيب وحدة التحكم في الطيران و 4 في 1 ESC ، وكلاهما 20 × 20 مم ويمكن تكديسهما ، أضفت أربعة ثقوب في جسم لاعب القفز المظلي على مسافة 2 سم (من المركز إلى المركز).

بعد ذلك ، أضفت بعض الثقوب على الكتفين وأعلى الساقين (الصورة الثالثة) لمعدات الهبوط والغطاء العلوي ، وقمت بطباعة الإطار (الصور الرابعة والخامسة).

أخيرًا صممت الغطاء العلوي (الصورة الأخيرة) للطائرة بدون طيار التي ستحمل البطارية وجهاز الاستقبال ، وقمت بطباعة هذا الجزء أيضًا.

لقد أضفت ملفات stl للإطار (SkydiverDroneFrame.stl) وحامل البطارية (SkydiverBatteryMount.stl) إلى هذه الخطوة. إذا كنت ترغب في طباعة تصميمي ، فتحقق مما إذا كانت جميع الثقوب مناسبة لإعدادك أولاً.

الخطوة 2: التجميع

أولاً ، قمت بلحام جميع المحركات بـ ESC. يجب أن يكون المحركان في اتجاه عقارب الساعة (CW) معاكسين لبعضهما البعض ومحركين في اتجاه عقارب الساعة (CCW) أيضًا (انظر الصورة الأولى). بعد ذلك تقوم بتركيب ESC والمحركات على الإطار. إذا كان أحد المحركات يدور في الاتجاه الخاطئ ، فيمكنك تبديل سلكين أو تغيير ذلك في الإعدادات (إذا كان مدعومًا بواسطة ESC). عندما تتحقق من اتجاه المحرك ، افعل ذلك بدون مراوح!

يعمل نظام ESC الخاص بي على تشغيل Dshot600 ويمكنه تغيير اتجاه المحرك عبر الإعدادات. للقيام بذلك ، تحتاج أولاً إلى توصيل ESC بوحدة التحكم في الطيران وتوصيل وحدة التحكم في الطيران بجهاز الكمبيوتر الخاص بك عبر USB. بعد ذلك تبدأ BLHeliSuite وتضغط على "قراءة الإعداد" (الصورة الثالثة). بين أزرار الفصل والتحقق ، يمكنك تحديد ESC للمحرك عن طريق النقر بزر الماوس الأيمن فوقه وتغيير اتجاه المحرك في الإعدادات. بعد تغيير شيء ما ، تحتاج إلى النقر فوق الزر "كتابة الإعداد" لتأمين التغييرات التي أجريتها.

تحقق من مواصفات جهاز التحكم في الرحلة للعثور على جميع المنافذ والوصلات لوحدة التحكم في الرحلة. تُظهر الصورة الرابعة اتصالات وحدة التحكم في الطيران Hakrc mini f4 التي استخدمتها. نظرًا لأنني لا أستخدم الكاميرا أو نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، فقد احتجت فقط إلى توصيل جهاز الاستقبال (FlySky IBUS) و ESC بجهاز التحكم في الرحلة.

تظهر الصور الثلاث الأخيرة الطائرة بدون طيار مجمعة بالكامل من الزاوية العلوية والسفلية والجانبية.

الخطوة 3: Betaflight

Betaflight هو برنامج يمكنك استخدامه لتغيير الإعدادات وتحديث البرنامج الثابت لوحدة التحكم في الطيران. بدلاً من Betaflight ، يمكنك أيضًا استخدام inav أو Cleanflight.

في علامة تبويب المنافذ ، يمكنك ضبط التكوين لمنافذ الطائرة بدون طيار الخاصة بك. الأهم في علامة التبويب هذه هو تمكين Serial Rx لجهاز الاستقبال الخاص بك. وفقًا لمواصفات Hakrc f4 mini (انظر الخطوة السابقة للصورة الرابعة) ، يتم توصيل IBUS بـ RX6 مما يعني أنه يجب علي تمكين Serial Rx لـ UART6.

تتيح لك علامة تبويب التكوين تغيير تكوين الطائرة بدون طيار. المعلمات المهمة التي يجب التحقق منها هي:

• ملف الخلاط (عدد المحركات وموقع المحركات واتجاهات المحرك)
• جهاز الاستقبال (حدد البروتوكول المستخدم مثل IBUS أو SBUS)
• ميزات أخرى (في حالة إضافة ميزات مثل LED أو السونار على سبيل المثال)
• ميزات ESC / Motor (حدد بروتوكول ESC الصحيح)
• GPS (تمكين إذا كنت تستخدم GPS)

تتيح لك علامة التبويب إعدادات PID بشكل أساسي تغيير سلوك الطائرة بدون طيار إلى إدخال عصا. سيعطي الربح النسبي الأعلى استجابة أكثر عدوانية يمكن أن تؤدي إلى التجاوز. المكسب المتكامل الأعلى يجعله أكثر ثباتًا ويقلل من تأثير الرياح أو إزاحة CG ولكن يمكن أن يجعله بطيئًا وبطيئًا في الاستجابة. يثبط الكسب المشتق جميع الحركات ولكنه حساس لضوضاء الجيروسكوب ويمكن أن يتسبب في تسخين المحركات وحرقها.

الخطوة 4: التحسين

مبروك مع طائرتك بدون طيار.

يمكنك الآن البدء في تعديل إعدادات PID في Betaflight لجعلها تطير بسلاسة أكبر ، وإضافة ميزات مثل LEDs و GPS أو إجراء بعض التغييرات على الإطار لجعله أفضل.

يمكنك أيضًا محاولة تصميم وطباعة الدوارات الخاصة بك ولكن هذا صعب للغاية.

إضافة إلى هذه الخطوة ، يمكنك العثور على التصميم النهائي لأول طائرة بدون طيار (بعد العديد من التجارب) ، والتي تم إجراؤها في SketchUp. إنه خفيف جدًا (حوالي 25 جرامًا للإطار فقط) ويتسع لمراوح تصل إلى 6 بوصات. بالإضافة إلى ذلك ، يمكنك بسهولة تمديد أداة الهبوط عن طريق التقاط بعض التروس ويمكنك تركيب كاميرا صغيرة عليها (لا تزال تعمل في -تقدم).