Open Source Cinematography Quadcopter/ru

Цель этого кинематографического квадрокоптера — создать платформу с открытым исходным кодом, которую можно использовать для аэрофотосъемки и кинематографии, а также предоставить платформу, которую можно настраивать или модифицировать в зависимости от задач квадрокоптера.

Цель этого проекта — создание платформы для квадрокоптера с открытым исходным кодом, способной снимать фотографии и видео в разрешении 4K. Платформа основана на предыдущем оборудовании с открытым исходным кодом для управления программным обеспечением и электроникой квадрокоптера, а рама разработана с использованием программного обеспечения с открытым исходным кодом FreeCAD для изготовления 3D-печатной рамы. Использование 3D-печатной рамы и компонентов с открытым исходным кодом позволяет минимизировать стоимость проекта, сохраняя при этом надежную и настраиваемую платформу. Квадрокоптер также имеет функции, обеспечивающие его устойчивость к атмосферным воздействиям для увеличения срока службы.

На рынке представлен ограниченный выбор квадрокоптеров с поддержкой камеры 4K, и все они дороги. Используя стандартные компоненты квадрокоптеров и решения с открытым исходным кодом, данное решение позволяет обычному пользователю создать квадрокоптер, отвечающий его потребностям, на основе существующей платформы. Эта платформа позволяет пользователю изменять параметры рамы, используя программное обеспечение с открытым исходным кодом, доступное для всех. Это исключает дорогостоящие затраты на прототипирование и позволяет пользователю настраивать квадрокоптер, добавляя дополнительные полезные нагрузки.

Этот квадрокоптер позволяет пользователю создать индивидуальную платформу, отвечающую его потребностям в киносъемке. Он позволяет добавлять дополнительные полезные нагрузки или изменять размеры рамы, чтобы создать квадрокоптер большего или меньшего размера, подходящий для каждого сценария.

Цели проекта:

1. Создайте платформу на основе программного обеспечения с открытым исходным кодом.
   • Используйте FreeCAD для создания 3D-моделей рамы.
   • Используйте плагины с открытым исходным кодом в FreeCAD для создания 3D-модели рамы.
   • Используйте плагины с открытым исходным кодом в FreeCAD для выполнения анализа методом конечных элементов.
2. Выдержать падение во время полета
   • Для 3D-печати рамы используйте ПЭТГ-филамент.
3. Управляйте квадрокоптером с помощью ручного пульта дистанционного управления.
   • Для управления квадрокоптером используйте плату Arduino Uno R3.
4. Устойчивость к погодным условиям
   • Создайте крышку для размещения основных компонентов внутри центральной части квадрокоптера.
5. Убедитесь, что каждый компонент работает корректно как сам по себе, так и во взаимодействии друг с другом.
   • Создайте демонстрационный ролик полета квадрокоптера и посмотрите примеры фотографий и видео.

Будущие цели:

1. Создайте крепление для дополнительной полезной нагрузки.
   • Квадрокоптер будет иметь крепление на нижней стороне для установки дополнительных камер или оборудования.
   • Используйте систему крепления GoPro.
2. Прикрепите датчик LiDAR к квадрокоптеру.
   • Позволяет использовать функцию "Следуй за мной", а также автономное зависание.
3. Прикрепите GPS-устройство
   • Обеспечивает фиксацию местоположения по GPS при сопряжении с датчиком LiDAR для автономного зависания.

Поскольку этот квадрокоптер является проектом с открытым исходным кодом, компоненты, используемые для его сборки, должны быть доступны каждому. Поэтому была выбрана плата Arduino Uno R3, поскольку она основана на открытом исходном коде и отличается минималистичным дизайном. Эта плата Arduino используется в паре с программным обеспечением для дронов MultiWii, которое позволяет пользователю вводить выбранные компоненты в код и вносить корректировки. Поскольку для управления квадрокоптером было выбрано именно это программное обеспечение, были использованы типичные компоненты, чтобы упростить процесс прототипирования. Для квадрокоптера были выбраны двигатели Emax MT2213-935KV, поскольку каждый из них способен развивать максимальную мощность 935 кВ, создавая избыточную подъемную силу в паре с 10-дюймовыми пропеллерами. Эта комбинация позволяет квадрокоптеру нести дополнительную полезную нагрузку в виде камеры или другого оборудования без недостатка мощности. В связи с выбором этих мощных двигателей, для их питания были также выбраны регуляторы скорости BLHeli-S Rev16 V3 30A и литий-ионный аккумулятор 3S. Эти компоненты обеспечивают двигателям достаточную мощность для длительного полета. Для точного определения углов тангажа, рыскания и крена квадрокоптера был установлен 9-степенной инерциальный измерительный блок (IMU) GY85. Каждый из этих компонентов обеспечивает безопасный и эффективный полет квадрокоптера. После выбора этих компонентов необходимо было выбрать камеру для получения фотографий и видео в разрешении 4K. Для этой задачи была выбрана камера RunCam Hybrid Micro FPV. Камера использует встроенную карту microSD для записи фотографий и видео, что исключает необходимость использования внешнего модуля.

Поскольку этот квадрокоптер оснащен мощными двигателями, рама должна выдерживать не только нагрузку от двигателей, но и силу удара при падении или столкновении. Поэтому для изготовления квадрокоптера был выбран ПЭТГ (полиэтилентриглицерид) благодаря его впечатляющим материальным свойствам. Компоненты рамы были напечатаны на 3D-принтере Lulzbot Taz Pro с использованием сопла, принимающего филамент диаметром 2,85 мм.

Для того чтобы рама была достаточно прочной и выдерживала падение, используется высокая плотность заполнения. Была использована плотность заполнения 80% с треугольным рисунком заполнения. Такой рисунок и плотность заполнения позволяют раме быть достаточно прочной, чтобы выдержать падение, но при этом снижают вес по сравнению со 100% заполнением. Также использовался высокий уровень детализации с высотой слоя 0,18 мм.

Часть	Описание	Считать
	Нижняя пластина с креплением для FPV-камеры RunCam Hybrid Micro.	1
	Верхняя пластина с креплениями для Arduino Uno R3.	1
	Задние рычаги.	2
	Передняя левая рука.	1
	Передняя правая рука.	1
	Сдвижные крышки для подлокотников.	4
	Центральная крышка для защиты важной электроники.	1

Дипломный проект, разработанный Диланом Мерсье , Хоакином Ганосой и Харрисом Нейлом.