Операция по трансплантации: мучаем квадрокоптер CXHobby CX-20. Часть 1

Спустя некоторое время после написания обзора на квадрокоптер CXHobby CX-20 решено было модернизировать этот аппарат. Особой потребности на то не было, но так как чесались руки, то почему бы и нет? Да и штатный, хрупкий, корпус совсем ни куда не годится — одно-другое падение и выкладывай 30 долларов за новый. В последствии было решено разбить статью на несколько частей. Повествование буду вести от первого лица, т.е. обычный рассказ (guideline) иллюстрированный фото и дополненный советами/полезными ссылками по сборке. You're Welcome, как говорится. :)

Attention! У меня, внезапно, появились проблемы с камерой из-за чего сильно пострадало качество фото в статье — снимал на iPhone. Также текст может содержать и наверняка содержит грамматические, орфографические, пунктуационные и другие виды ошибок, включая смысловые. Я всячески прошу читателей указывать на эти ошибки и поправлять меня посредством личных сообщений. Предварительно советую ознакомиться с моим обзором квадрокоптера CXHobby CX-20 для лучшего понимания происходящего.

В начале зимы я разобрал аппарат для повторного изучения, но так и не вернул его в прежнее состояние. :) Пару месяцев детали пылились в коробке, пока не были собраны все необходимые комплектующие.

Старый корпус, пусть и после ремонта по прежнему жив и пригоден для эксплуатации, о причине крушения и сотворении «франкекоптера» (так его нарекли в комментариях) я писал в обзоре.

Новая рама — DJI F330, а точнее копия оной. Покупал на Banggood за 10 долларов (рефералка).

Основой рамы является печатная плата из текстолита толщиной 2 мм, которая служит распределителем питания от аккумулятора к связке ESC-мотор.

Ну, а скупой, как это случается — платит дважды. Один белый луч (правый), мягко скажем, «кривоват», что может повлиять на поведение аппарата в воздухе. Посмотрим, что из этого выйдет.

Собственной персоной электронная начинка квадрокоптера. Часть оной будет выпилено для усовершенствования и облегчения конструкции.

Начинаю с отключения «лишних» модулей. Снимаю абсолютно странный переходник с MicroUSB, которых сейчас дома навалом, на MiniUSB, которого в комплекте с аппаратом нет. Тут же удлинители доп. каналов от ресивера для управления подвесом, например.

BeStar GPS общается с контроллером по UART (можно использовать в домашних поделках). Тоже снимаю.

Подключил к остаткам электроники лабораторный блок питания дабы снять все опорные напряжения. Изначально я собирался разобраться в работе платы управления светодиодом и пищалкой, но позже это желание приутихло и решено было избавиться от нее.

Напряжение на примере ESC с зелеными светодиодами (авось кому понадобится). К контроллеру скорости подключено 2 пары по 3 провода, одни толстые (PWR) — для питания, другие тоньше (signal) — для взаимодействия с контроллером.
PWR: Black-White (постоянное свечение светодиодов) — 1.93V; Black-Red — совпадает с бортовым напряжением.
signal: Black-White — 2.56V; Black-Red — 5.25V.

Теперь по очереди отключаю ESC от платы питания и от контроллера. Попутно все фотографирую, дабы потом не залипать в мануал по настройке. Напоминаю, что в мультироторных системах от расположения почти всего и вся (моторы, контроллер, компас) зависит полетит ли ваш аппарат в будущем.

Снимаю индикаторы Arming и GPS.

У одного из ESC был дополнительный красный провод подключенный к микроконтроллеру. Ясно, что провод как-то связан с управлением бортовой индикацией и пищалкой, но разбираться дальше в китайской самодеятельности желания особого не было.

С детальками для квадрика было закуплено немножко инструмента (а еще часть «подогнали» на обзор некоторые магазины). Так что я периодически буду разбавлять опус вставками о новых девайсах. Вот, например, годный паяльник предоставленный бесплатно магазином Eachbuyer. Я на него давно «облизывался» из-за компактности и поддержки стандартных жал Hakko.

Еще из плюсов TOMIZAWA FZ-880С: керамическая грелка, быстрый нагрев, контроль температуры по сопротивлению нагревателя (поддержка заданой температуры), гибкий провод пусть и с AU-вилкой. Хороший обзор этого паяльника на mysku с замерами температуры тут. Кстати, вот эту подставку под этот паяльник брать не советую — она пластиковая, очень легкая и постоянно ерзает по столу. Позже на барахолке нашел металлическую от паяльной станции AOYUE, пусть и чуть дороже, но зато много удобнее.

Тем временем я уже почти «расщепил» электронику квадрокоптера.

Питание контроллеру от преобразователя на плате распределения питания передается через ресивер радиоаппаратуры. «Мозги» работают от импульсного преобразователя на микросхеме MP1593.

Собственно сама плата распределения питания:

Устанавливаю моторы. Тут нужно помнить, что у нас 2 разных пары моторов — одни вращаются по часовой (CW), другие против (CCW). Отличить их можно по цвету верхней гайки (черная — по часовой) или по точке под этой самой гайкой (если есть, то по часовой, если нет, то против). В крайнем случае по резьбе: она обратна вращению мотора.

Забегая наперед решил примерить заведомо приобретенные в GearBest самозатягивающиеся пропеллеры 9443. Брал не особо думая и из расчета на то, что они точно подходят для DJI Phantom. 9 долларов не жалко, конечно, ибо локально продать и дороже можно. :)

Провода от моторов к ESC пропускаю через прорези в лучах рамы. Аналогично исходной конструкции они будут намертво припаяны к плате регуляторов скорости. Лайфхак: провода толстые, припоя на пятачках много и чтоб не обжечь пальцы я использую простой одноразовый пластырь для повышения теплоизоляции оных. Тисков нет и пока не предвидится, да. :(

Примерка модулей:

Точной информации относительно характеристик контролеров скорости нет, но следуя информации с зарубежных форумов ESC рассчитаны на ток до 15А. Информация на случай замены моторов.

Белый силовой провод был отпаян, т.к. в финальной версии своего аппарата я решил не задействовать светодиоды на ESC. По сути, провода от моторов можно подключить «один к одному» и настроить все это дело программно, но лучше воспользоваться способом смены мест крайних проводов у пары CW или CCW моторов ака сделать как было в аппарате-доноре.

Временно креплю контроллеры скорости кабельными стяжками дабы не мешались во время установки остальных регуляторов.

Попутно припаиваю провода питания к основе рамы.

Длинны оригинальных проводов от ESC к плате распределения питания, к сожалению, не хватает. Опять же нужно будет закупить проводов разного диаметра с термостойкой оболочкой.

А пока выкручиваюсь при помощи толстого аудиокабеля (16 AWG). По спецификации он должен держать ток до 22А, а с нашими моторами такого даже в пик не получить. Посмотрим на результаты в первых тестовых полетах. Лайфхак: паять толстые провода на большие полигоны «дедовским» методом (набирая припой на жало паяльника) совсем неудобно, да и коряво получается. Поэтому для начала обильно залуживаю площадку и провод, а после спаиваю нагреванием площадки через провод.

Уверенности ради закрепил конденсаторы на плате ESC термоклеем:

Аналогично поступил с сигнальным проводами:

Все это упаковываю в термоусадочную трубку и креплю снизу луча посредством нескольких стяжек.

Сигнальные провода пропускаю через прорезь у места крепления луча к раме.

А общая картина первых двух дней выглядит следующим образом:

EachBuyer, которые заслали мне на обзор паяльник и подставку для оного (рассказывал о них выше) также подкинули десяток Т-образных силовых разъемов на которые я думал перейти с XT60, да так и не сложилось. Разъемы вроде не плохие, но пока не понадобились.

Балансировка пропеллеров

На момент сборки в наличии был комплект родных винтов (3), noname 8045 (первые две цифры — длинна пропеллера, в моем случае 8 дюймов) пропеллеры приобретенные в магазине BangGood (4), пара CW&CCW пропеллеров от DJI (2) и 9.4-дюйомвые винты из GearBest (1), которые не подходят к этой раме.

Балансировка пропеллеров производится для уменьшения уровня вибраций квадрокоптера, которые негативно влияют на работу бортовых датчиков. Балансировать будем всё, что еще можно использовать для полетов.

Балансир выбрал первый попавшийся с хорошими отзывами, брал в TomTop за 6 долларов.

Между двумя магнитами устанавливается штифт на который посредством двух резьбовых конусов крепится пропеллер для балансировки.

Ставлю пропеллер с BangGood. В целом держится не плохо, устанавливаю его параллельно поверхности — одна из лопастей перевешивает другую.

Балансировать можно стачивая часть пластика с пропеллера наждачной бумагой (вот тут хорошо описан этот способ и в целом процесс балансировки) или просто наклеивая скотч на более легкую лопасть. Я использую медную самоклейку:

Клею на лопасть, которая оказывается вверху при балансировке.

Проверяю:

Идеально! Пропеллер не перекашивает ни в одну из сторон. Аналогичная процедура производиться с остальными винтами. Вот, например, последний «живой» пропеллер из комплекта к квадрокоптеру CX-20. Он был ужасно разбалансирован:

Кстати, оригинальные винты от DJI тоже достаточно сильно перекашивало, а лучше всего себя показали банггудовские, которые, к сожалению, из коробки не подошли к моим моторам. В каждом пришлось расточить отверстие. Слева на право: DJI, BangGood до модификации, после модификации.

На сегодня все. Через неделю расскажу о других косметических работах, установке «мозгов», создании и установке собственного источника питания для контроллера и первых тестах.

Все интересующие вас вопросы и пожелания можно также задавать в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Instagram (кстати, подписывайтесь — тут также иногда проскакивают интересные девайсы).