Сборка классического FPV-дрона типоразмера 3, 5 или 7-дюймов — нетривиальный процесс, требующий хотя бы базовых навыков пайки, логики и работы с электроникой. Однако, это не так страшно и сложно, как кажется на первый взгляд. В этой статье мы поэтапно пройдемся по сборке традиционной пятерки из современных компонентов. Вторая часть здесь.
Дисклеймер: материал основан на собственном горьком и сладком опыте по сборке исключительно дронов типоразмера пять дюймов. Многие примененные решения не являются единственно возможными и кому-то могут показаться не оптимальными: использование клея Б7000, термоусадка на лучах, пайка проводов от моторов без заворачивания за болты стека, порядок монтажа компонентов. Вы можете быть поклонниками других способов гидроизоляции, начинать сборку стартуя с монтажа периферии, оборачивать лучи изолентой, а провода — вокруг болтов стека. Но я привык и люблю собирать именно так.
Кратко о компонентах
По итогу всех упражнений с паяльником и отверткой, у нас должна получиться 6S-пятерка на цифре DJI O4 Pro, на полетнике с F722, с регулем, прошитым на BL32, с пред-топовыми моторами с щадяще-фристайловым значением kv в 1750 и, конечно, с ELRS 2.4. Стильно, модно, молодежно. И весьма недешево. Такой сетап вполне выдержит проверку временем, так как в ближайшее время на FPV-горизонтах не намечается чего-то сверхпрорывного. Да, есть еще Kiss Ultra и Voltara, новейшие ELRS-приемники с поддержкой Gemini Xrossband, 8S-батареи и моторы для таких батарей. Но, положа пропеллер на сердце, я не вижу особого смысла ни в чем из вышеперечисленного. Точные названия всех компонентов — в галерее ниже.
Первая сборка? Чтобы как можно меньше капать слезами досады на нежную электронику, нужно еще до сборки дрона озаботиться комплектом инструментов и материалов. Проверить себя по списку можно в статье «Инструменты и материалы для сборки FPV-дрона».
Шаг первый(нулевой): герметизация стека
Герметизация — это покрытие электроники дрона неким составом, который защитит ее от контакта с водой и спасет ваш кошелек. Шаг не является обязательным, если вы живете там, где нет дождей (например, пустыня Гоби) или вы очень уверены в том, что дрон никогда не столкнется с H2O в своей жизни. Я не уверен, а потому покрываю электронику клеем Б7000.
Процесс простой — берем плату и льем клей с одной стороны. Наклоняем плату в разные стороны, чтобы клей растекся во все щели. Кончиком тюбика размазываем клей туда, куда его не доставила гравитация. Оставляем платку в покое на 3-5 часов. Повторяем процедуру с обратной стороной. Оставляем все сохнуть еще часов на пять, а лучше на день.
Нюансы по герметизации полетника следующие: не нужно покрывать герметиком сам процессор (он греется) и, если вы планируете летать с барометром (например Ardupilot), то не нужно заливать и его. Очевидно, что не нужно заливать клеем и разъемы на плате — а то в них потом больше никогда ничего не получится засунуть. Боковые площадки можно заливать, а можно и нет — в зависимости от того планируете ли вы что-либо паять к ним в процессе дальнейшей сборки. После пайки всей электроники можно дополнительно загерметизировать "остатки".
Шаг второй: сборка основы
После герметизации нам нужно собрать фундамент, основу всей последующей конструкции: нижняя дека, лучи и средняя дека. Нижняя дека, понятное дело, располагается снизу дрона, обычно на нее сверху крепятся лучи. Средняя дека — это то, что прижимает собой лучи сверху. Про верхнюю деку, стойки, клетку камеры и все остальное пока можно забыть.
В моей сборке к этому добавляется еще одна процедура — надеть на лучи рукава термоусадки ДО женитьбы этих лучей с нижней декой. Если вместо термоусадки вы используете изоленту или ничего, то прикручивать лучи можно сразу.
На этом этапе нелишне взглянуть на инструкцию от производителя. Болтов в раме — целая куча и они разной длины. Сверившись со схемой, отложите поближе те болты, которые отвечают за монтаж лучей к декам, а так же болты стека. Все остальное можно убрать обратно в коробку/пакет от рамы, чтобы не сбивало с толку.
Если используете раму типа Deadcat (DC), то тщательно проверьте какие лучи задние, а какие передние. Лучи не обязательно притягивать к нижней деке намертво, лучше оставить допуски и только после монтажа средней деки докрутить болты как следует.
Скручивайте нижнюю деку-лучи и среднюю деку, полагаясь на инструкцию производителя. По итогу у вас должен получится карбоновый крестик. Теперь в соответствующие дырки нужно вкрутить болты стека, четыре штуки. Естественно, что схема вкрученных болтов стека должна соответствовать схеме монтажа самого стека. У меня в раме дырки 30x30 и стек тоже 30x30. Зайдет как родной.
Здесь есть важный нюанс — болты из комплекта стека могут быть слишком длинными для этой рамы. Для проверки: вкручиваем болты стека в рамку, так, чтобы они торчали из креста сверху. Вкручиваем 2-3 стойки из комплекта рамы, то есть "ноги" на которых будет стоять верхняя дека. Если верхняя дека спокойно встает на свои стойки, а болты стека не касаются ее, то все хорошо. Если верхняя дека не встает из-за слишком длинных болтов стека, то нужно найти болты покороче.
Шаг третий: пробный монтаж стека и выбор места силового разъема
Убираем обратно в пакет верхнюю деку, откручиваем стойки, чтобы не мешались (болты стека не убираем). Теперь нужно решить куда с верхней деки будет выведен силовой разъем для подключения АКБ. На плате ESC есть две крупных площадки для пайки силовых проводов (а также 12 площадок для моторов поменьше). Решив куда вы будете выводить силовой кабель (в "перед" или в "зад") вы также должны решить как установить в раму ESC.
Если разъем для АКБ спереди, то регуль (ESC) нужно повернуть площадками для пайки силовых проводов вперед. Но тогда вам, скорее всего, придется точно так же развернуть и полетник. Почему? Потому что регуль и полетник соединяются шлейфом. И редко когда он бывает достаточной длины, чтобы тянуть его с одной стороны на другую.
Да и вообще, тянуть какие-либо провода с одной стороны на другую в коптере — плохая затея, все должно быть рядом. По умолчанию, схема моторов ESC и ориентация полетника рассчитаны на то, что силовые площадки будут сзади. Имейте это в виду, при выборе ориентации регуля и полетника. При выборе опции "все вперед" (и площадки регуля, и полетника) нужно будет кое-что настроить в Betaflight на заключительном этапе сборки.
В моей сборке все будет традиционно: регуль "смотрит" площадками силовых кабелей назад, разъем XT60 будет выведен на верхнюю деку сзади, полетник и регуль согласованы 8-pin разъемами по одной стороне.
Шаг четвертый: пайка силового кабеля и кондера
Самое сложное в сборке коптера новичком — это пайка. Поэтому перед тем как брать в руки паяльник впервые стоит потренировать навык правильного нагрева площадок для пайки, распределения по ней олова и "внедрения" проводов. Делать это лучше на отживших свое платах или с помощью специальных плат для тренировки пайки. Потренируйтесь как следует, посмотрите обучающие видео и потом уже приступайте к пайке ESC.
Сначала припаяем силовой шлейф к ESC. Это два самых толстых провода, которые одни концом паяются к силовым площадкам регуля, а другим концом паяются к разъему XT60. Именно сюда поступает питание от АКБ и дрон вращает моторы. В хороших стеках силовые провода уже припаяны к разъему XT60 и достаточно просто припаять эти провода другим концом к ESC.
Совершенно очевидно, что под такие толстые провода вам нужно толстое жало. Мелкое жало (например BC2) просто не сможет отдать достаточное количество тепла, чтобы быстро нагреть гигантские кончики проводов. Я использую для пайки силовых жало C4.
Капаем флюсом на площадки и размазываем. Греем площадки толстым жалом паяльника на 370-400 градусов и разливаем нагретое олово по площадкам.
По итогу на вашем регуле должны появиться две аккуратные "бульки" олова. Важно при этом избежать висящих соплей снизу. Если они появились, переворачивайте ESC, грейте сопли-бульки и убирайте лишнее.
Вторым этапом соединяем красный провод с площадкой +, а черный с площадкой -. Не перепутайте полярность! Перепутанные + и - мгновенно сожгут регуль при подключении АКБ.
Итоговый результат пайки силовых к ESC может выглядеть примерно так.
Следующее — монтаж кондера. Заранее определите в какую сторону он будет торчать и не будет ли он мешать установленной позднее электронике (например, юниту DJI). Помните, что минус кондера паяется к минусу площадки на регуле. Короткая нога кондера — минус, длинная — плюс. Можно ориентироваться и по маркировке на корпусе (полоска или знак -).
Ноги кондера паяются к уже сформированным контактам силовых кабелей и площадок регуля плохо. Пара лайфхаков. Определившись с местом размещения кондера, прижмите его стяжкой к силовым проводам и выведите контакты прямо на контакты силовых на ESC. Так вам не придется его держать пальцами при пайке. Снизьте температуру жала или вообще используйте жало поменьше. Если паять кондер толстым жалом на максимальной температуре, то силовые провода попросту отойдут от площадок регуля.
В раме, которую я собираю, предусмотрено специальное место для кондера между нижней и средней декой, а потому я паяю кондер снизу ESC так, чтобы при монтаже регуля в рамку он просто вошел туда.
Шаг пятый: монтаж и подготовка проводов моторов
Регуль установлен на крест, кондер торчит куда надо, а из регуля выведены силовые провода с разъемом XT60. Нужно проверить, что плата регуля не касается карбона. Если касается, то нужно установить на болты стека резиновые кольца.
Теперь достаем из упаковок моторы. У хороших дорогих моторов как правило в комплекте есть два комплекта болтов разной длины. Я беру короткие болты, так как не использую пластиковую защиту моторов на лучах. Да и в комплекте к этой раме она так себе.
С установленным в раму регулем прикручиваем на пару болтов (всего их 4 на каждый мотор) все моторы на все лучи. Продеваем все три провода каждого мотора под термоусадкой (если вы ей пользуетесь) и выводим их к ESC, то есть к центру рамы. Затем прижимаем провода каждого мотора стяжкой, предварительно вытянув их как следует, чтобы позади стяжки ничего не торчало. Спереди стяжки они будут торчать будь здоров, но это временно.
Провода на моторах слишком длинные для нашей пятерки, явно больше чем требуется. А значит нужно примерить каждый провод к "своей" площадке на ESC и обрезать. Используем простое правило: провод мотора должен на 4-5 мм уходить к центру платы ESC от края своей площадки, то есть с хорошим запасом. Аккуратно прислоняем провод к регулю в том месте так, чтобы он проходил ровно через свою будущую площадку пайки. Отступаем 4-5 мм от края площадки будущей пайки этого провода. Делаем надрез канцелярским ножом — так будет понятно где его потом отрезать.
Повторяем операцию для второго и третьего проводов мотора, а затем — для трех оставшихся моторов. Далее можно просто отрезать провод ножницами по линии надреза, сделанной ранее на каждом проводе. Обратите внимание, что при правильном подходе у вас получится разная итоговая длина каждого из трех проводов. Поскольку площадки расположены на регуляторе на разном удалении от луча, то и провода тянутся к ним по-разному (дальние от мотора провода будут длиннее). Можно не заморачиваться с этим и, пометив отрез первого провода (дальнего от луча), вытянуть все три провода пальцами и отрезать скопом. Но если хотите, чтобы сборка выглядела аккуратно, лучше заморочиться с индивидуальным подбором длины каждого провода.
Теперь провода нужно подготовить к пайке к регулю. Аккуратно снимаем с кончиков каждого провода мотора 3-4 мм изоляции. Для этого я слегка беру провод ножницами, легонько сжимаю их, вращаю провод в "тисках" ножниц, чтобы изоляция немного поддалась, а затем уже ногтями снимаю кусок изоляции. Оголенный кончик провода нужно обязательно закрутить пальцами, чтобы не распушивался. Повторяем операцию для оставшихся 11 проводов.
Теперь аккуратно смажьте каждый закрученный кончик флюсом. Все готово к залуживанию. Расположите жало паяльника так, чтобы провод мотора свободно доставал до него. Я обычно кладу паяльник рядом с проводами и придавливаю его чем-нибудь тяжелым, чтобы он не катался по столу.
Как залуживать провода? Нужно взять смазанный флюсом кончик провода, прислонить его к раскаленному жалу паяльника. Другой рукой прислонить кончик мотка олова прямо в раскаленный кончик провода мотора. Одна секунда и олово растечется по кончику провода. Немедленно убираем залуженный кончик и повторяем операцию со следующим проводом.
Получившиеся кончики уже годятся для пайки к площадкам. Но они могут быть слишком длинными. А нам достаточно, чтобы оголенная часть провода выступала за пределы изоляции на 3 мм. Отрежьте излишки ножницами или бокорезом и обязательно уберите эти кусочки со стола, чтобы они не попали в сборку.
Шаг шестой: пайка проводов моторов к ESC
Теперь нужно подготовить площадки ESC к пайке. Проделываем стандартную операцию с каждой из 12 площадок на регуле: флюс на площадку, нагрев площадки, олово на площадку. По итогу должны получится аккуратные шарики на каждой из площадок. Припоя не должно быть слишком много — помните, что он у нас уже есть и на кончиках проводов.
Если вы все сделали правильно, то сама пайка проводов моторов к площадкам на ESC пройдет как по маслу. Я паяю их жалом BC2 на 370 градусов. Аккуратно берем каждый провод пинцетом, греем припой на регуле, "вставляем" кончик провода в бульку, ждем. Повторяем процедуру 11 раз.
По итогу у нас должен получится крест из лучей и двух дек, в центре которого расположен ESC с припаянными моторами. Теперь можно установить на те же болты стека полетник. Обязательно используйте входящие в комплект стека резинки — полетник должен быть изолирован от вибраций рамы и, конечно же, не должен касаться регуля. В следующей части мы поставим юнит и приемник ELRS, дособерем раму и закрепим намертво, все что болтается.
Спасибо за внимание! В комментариях приглашаю всех желающих поделиться своим опытом сборки дрона. Ведь этот процесс очень индивидуален, как индивидуальны и ошибки возникающие по ходу дела.