Drone modulaire imprimé en 3D DIY : 16 étapes (avec photos)

2025 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2025-01-23 14:46

Salut à tous et bienvenue dans mon tout premier instructable.

J'ai toujours aimé le rc, et ces dernières années j'ai développé mes propres projets, généralement à partir de zéro, comprenant un bateau, des voitures et un avion (qui volait tous en deux secondes !). J'ai toujours eu un lien particulier avec les drones, j'ai donc décidé pendant les vacances d'hiver de créer un drone, à partir de zéro, sans aucun plan et peu d'expérience.

Avance rapide de deux ans (on et off) et je viens de terminer, après l'avoir complètement reconstruit deux ou trois fois. L'un des principaux objectifs était la réparabilité et la fiabilité, combinés à la limitation de la taille de mon imprimante 3D, seulement 140 mm dans chaque sens, il est devenu composé de nombreux modules individuels, afin que je puisse prendre des pièces cassées et mettre des pièces réparées sans avoir à réimprimer le tout, ainsi qu'augmenter considérablement la taille grâce à un drone presque 4 fois plus gros qu'un drone solide pourrait l'être

Alors voilà. Le drone modulaire imprimé en 3D. Environ dix minutes de vol, relativement rapide, même si je n'ai pas les outils pour mesurer une vitesse précise et un vrai plaisir de voler, surtout en sachant que vous l'avez fait à partir de zéro.

Attention: je n'inclus pas les instructions pour la soudure (dont il y en aura beaucoup). Ceci n'est pas recommandé pour les nouveaux soudeurs. La capacité de soudure est la seule connaissance préalable de cette instructable.

Étape 1: Outils

Ceci est principalement imprimé en 3D, donc une imprimante 3D est une exigence, à moins que vous n'ayez un bon makerspace local sur lequel vous pouvez passer de nombreuses heures à imprimer.

Je recommanderais certainement d'acheter une imprimante 3D si vous n'en avez pas, j'utilise la mienne pour tout. C'est un Flashforge Finder qui coûte actuellement moins de 400 $, et c'est génial quand il fonctionne, mais peut avoir des problèmes.

Vous aurez également besoin de:

Un fer à souder

Un assortiment de petites clés Allen et/ou tournevis et clés, selon les boulons que vous choisissez.

Une perceuse

Forets assortis

Pince à bec effilé

3x pinces crocodiles pour les tests

Multimètre, non requis, utilisé pour les tests

Pinces coupantes

Pince à dénuder

Servo-testeur, non requis, utilisé pour tester les moteurs. Si vous n'en avez pas, connectez simplement le câble d'asservissement au récepteur et allumez le récepteur et l'émetteur

Pistolet thermique

Ciseaux

Étape 2: Matériaux

Pour le drone vous aurez besoin de:

ASSORTI

300-500 grammes de filament de n'importe quelle couleur

Fil assorti

Thermorétractable assorti

Ruban gaffer, couleurs assorties

Ficelle ou ficelle solide

BOULONS ET ÉCROUS

Boulons 14x 20*5 mm ou équivalent impérial

8x 30*3mm boulons ou équivalent impérial

4x boulons 20*3mm ou équivalent impérial

4x boulons 16*5mm ou équivalent impérial

Des écrous pour tous vos boulons

Boulons pour vos moteurs

8x 3mm écrous moletés (molette)

CONSOMMÉ

5x xt60 paire de prises

1x tableau de distribution d'alimentation (PDB) -

1x contrôleur de vol (FC) -

Drone brushless 4x 2-4s 30 ampères, pas de BEC, contrôleur de vitesse électronique (ESC) -

4x moteurs 2600kv avec trous de montage de 19 mm sur 16 mm -

4x 3 rallonges bullet, 150 mm, couleur coordonnée -

1x récepteur

1x émetteur

ESC brossé 3x 20 ampères -

1x batterie 4s -

NON CONSOMMÉ

Brique

3x pinces crocodiles

Étape 3: Commençons l'impression

Pour le drone, vous devrez imprimer:

4x bras

1x corps

2x support de batterie

8x plaque - Si vous le pouvez, je vous recommande de la découper au laser dans de l'acrylique de 3 mm.

4x jambe - Je recommande d'imprimer à l'envers, avec des supports.

1x poussoir d'accessoire

Étape 4: Temps de l'électronique: Partie 0 - Panne

Ceci est un drone. Et en tant que tel, il a besoin de beaucoup de composants électroniques. Tous ces éléments nécessitent une soudure et une disposition soignée pour assurer une bonne gestion des fils. Soyez prêt à passer jusqu'à une heure à planifier et à souder vos pièces ensemble. Un conseil très utile pour les nouvelles soudures consiste à installer un petit ventilateur pour éliminer la fumée de soudure, cela vous rendra la vie beaucoup plus agréable et vous pourrez peut-être sentir après une longue session de soudure.

Il y a beaucoup d'électronique à faire, donc je l'ai décomposé en quelques parties.

La partie 1 sera la préparation et le marquage des bouchons.

La partie 2 soudera les fiches à l'ESC et au PDB

La partie 3 sera la direction du moteur et de l'ESC

La partie 4 sera la soudure du moteur et de l'ESC

La partie 5 obtiendra le FC et le PDB tous soudés

La partie 6 mettra tout en place. Ce sera beaucoup plus tard que le reste de l'électronique

Étape 5: Temps de l'électronique: Partie 1 - Préparation des prises

D'abord, vous voudrez disposer le corps et verrouiller le PDB, juste temporairement. Ensuite, déterminez quels moteurs le FC a où. écrire sur le corps quels coins correspondent à quel numéro de moteur. Placez ensuite la paire de fiches xt60 dans le corps entre le coin du bras et le point de soudure sur le PDB.

Avant de continuer, marquez la paire de fiches avec le numéro correspondant sur le corps. Cela vous facilitera la vie plus tard, lorsque vous devrez placer tous les ESC, ainsi que si vous devez débrancher vos ESC et les rebrancher à une date ultérieure.

Répétez avec les 3 autres paires de fiches.

Étape 6: Temps de l'électronique: Partie 2 - Prises + ESC + PDB

Prenez la paire de fiches 1 et placez-la dans le bon coin. Ensuite, placez un bras au ras de la base et un ESC au centre du bras avec les cordons d'alimentation et la prise servo face au corps principal.

Mesurez les fils de l'ESC à la prise et coupez-les avec un excès de contact de seulement quelques millimètres, les prises peuvent avoir plus à l'intérieur que prévu, mais il n'y a pas beaucoup d'espace à l'intérieur. Puis mesurez et coupez à la taille les fils que vous venez de couper pour passer entre le PDB et la prise xt60.

Étape 7: Temps de l'électronique: Partie 3 - Orientation moteur + ESC

C'est une partie difficile, car vous devez vous assurer que les moteurs tournent dans le bon sens. Les moteurs sont conçus pour tourner dans un sens, pour garder les écrous sur l'arbre, mais ce n'est pas toujours évident.

Les moteurs que j'ai ont des chevrons qui définissent la façon dont ils tournent, mais la méthode la plus fiable consiste à regarder le filetage du boulon. Placez l'écrou à mi-chemin dans l'arbre fileté, puis faites tourner le moteur tout en maintenant le boulon. Si l'écrou se détache, le moteur va dans l'autre sens, s'il se serre, le moteur va dans ce sens. Marquez les moteurs avec du ruban de couleur et notez une clé. Retirez ensuite l'écrou de l'arbre fileté. Répétez l'opération pour les trois autres moteurs.

Une fois que vous connaissez la direction des moteurs, regardez le schéma de configuration du moteur pour le FC et faites correspondre la direction du moteur au numéro ESC correct.

Ensuite, nous devons identifier les connexions entre le moteur et l'ESC. Dénudez les fils sur le moteur et l'ESC. Ensuite, connectez au hasard les fils entre l'ESC et le moteur. La commande n'a pas d'importance, car si elle est erronée, nous la réparerons. Ensuite, connectez le câble du servo à votre testeur de servo (si vous l'avez) ou à votre récepteur. Enfin, branchez l'ESC sur une alimentation de table ou sur votre batterie. Faites tourner le moteur avec précaution, juste assez pour savoir dans quel sens il va, puis arrêtez-le et débranchez l'ESC de l'alimentation ou de la batterie.

Si le moteur allait dans le bon sens, utilisez du ruban adhésif de couleur pour marquer les connexions, puis retirez les pinces crocodiles. Si le moteur n'allait pas dans le bon sens, inversez deux pinces crocodiles du côté du moteur. Cela inversera en fait le sens du moteur. Si vous voulez le remettre sous tension et vérifiez. Marquez ensuite avec du ruban de couleur. Répétez ensuite cette opération avec les 3 autres moteurs et contrôleurs.

Étape 8: Temps de l'électronique: Partie 4 - Moteur + ESC

Juste un petit pas ici, enfin. Prenez vos extensions bullet plug et coupez-les en deux. Un côté ira sur les moteurs, un côté ira sur les ESC. Cela permettra un remplacement facile des ESC et/ou des moteurs. Soudez vos bullet plugs sur les moteurs et les contrôleurs, assurant la coordination des couleurs. Choisissez l'une de vos couleurs de balles et mettez du thermorétractable rouge dessus si le moteur tourne dans le sens des aiguilles d'une montre et du thermorétractable noir si le moteur tourne dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Ceci est juste un autre marqueur pour vous aider à identifier les moteurs.

Étape 9: Temps de l'électronique: Partie 5 - FC + PDB

Allons-y pour un simple, soudez la prise de la batterie sur le PDB. Les fiches que j'ai utilisées sont livrées avec les fils pré-attachés, mais vous devrez peut-être souder vos propres fils.

Trouvez une pastille de cinq volts sur le PDB et soudez-la à la puissance d'entrée du FC.

Trouvez un pad VBat sur le PDB et soudez-le au moniteur de batterie sur le FC.

Trouvez la première prise de servomoteur du FC, ce sera celle avec un signal positif et négatif, pas seulement un signal. Coupez le positif et le négatif à la prise, car ils auraient alimenté le FC à partir de l'ESC BEC, mais les BEC sont gros et lourds, et nous n'en avons pas besoin de quatre, et le PDB a le sien, donc nous allons simplement l'utiliser. Trouvez un autre pad 5v sur le PDB et soudez les fils à celui-ci.

Étape 10: NOUS AVONS DES BRAS !! AVEC DES MOTEURS

Dans cette étape, nous effectuons une recherche majeure, bien qu'une sorte de partie simple du drone, en boulonnant les bras.

Faites d'abord passer le fil ESC à travers le trou dans le bras et le corps, en vous assurant que la fiche est au bon endroit pour rencontrer les fiches PDB, de sorte que l'ESC soit à l'intérieur du bras, tandis que la fiche xt60 est dans le corps. Saisir les plaques et les boulons 30*3 mm. Placez une plaque sur le dessus du bras et une en dessous, puis boulonnez-les.

Prenez le pied et utilisez les boulons de 16*3 mm pour boulonner les pieds.

Maintenant le moteur. Retournez le drone et alignez les moteurs, puis boulonnez-les sur le bras à travers les trous. Laissez les ESC libres pour l'instant.

Répétez l'opération pour les trois autres bras.

Étape 11: Préparation du montage de la batterie

Nous devons mettre les molettes dans le corps pour pouvoir mettre les supports de batterie. Procurez-vous votre fer à souder et chauffez-le jusqu'à 380 degrés Celsius, des températures plus basses devraient fonctionner si vous ne pouvez pas atteindre 380 degrés. Utilisez une pince à bec effilé pour maintenir les molettes contre les trous sur le côté du corps. Ensuite, poussez-les avec le fer à souder. Cela les réchauffe, ce qui chauffe le plastique, qui ensuite se refroidit et se reforme autour d'eux, les verrouillant en place.

Utilisez de la colle chaude (ou de la colle plastique si vous en avez) pour coller l'entretoise sur le bas du corps. Assurez-vous que le rectangle intérieur est centré autour des trous au centre du corps.

Étape 12: Temps de l'électronique: Partie 6 - ASSEMBLAGE FINAL

Branchez les xt60 ensemble. Boulonnez le FC et le PDB sur le corps avec la flèche tournée vers l'indentation pour le récepteur.

Branchez toutes les pièces jointes du FC dans le FC. Branchez les fils du servo d'entrée du FC dans le récepteur. Branchez les fils de servo de sortie du FC dans les fils d'entrée ESC numérotés en conséquence.

Étape 13: Assemblage central

Obtenez d'abord le FC et le PDB. Insérez les boulons fournis avec le PDB dans les trous intérieurs du PDB, puis placez des molettes de 3 mm aux extrémités et serrez-les jusqu'au PDB.

Passez les 20*3 mm dans les trous du FC, avec la flèche sur le côté des axes, puis placez les entretoises sur les boulons, placez le PDB dans les trous extérieurs, sous les entretoises et utilisez des molettes pour le serrer ensemble.

Étape 14: Assemblage final

Utilisez les trous triangulaires dans le corps pour attacher le récepteur. Boulonnez un support de batterie sur le corps, de sorte que la batterie aille sous le corps.

Faites glisser la batterie dans ce support, puis boulonnez l'autre batterie.

Sur chaque bras, rassemblez les câbles puis repliez-le pour qu'il repose à plat sous les côtés. Obtenez un morceau de ruban adhésif et du ruban adhésif sur les fils et l'ESC. Passez deux lignes de colle chaude sous le bras, à environ 10 mm d'intervalle. Ensuite, procurez-vous des attaches métalliques et attachez le ruban adhésif, de sorte que les attaches métalliques se trouvent entre les deux lignes de colle chaude.

Utilisez de la colle chaude pour vous assurer que toutes les attaches de fils restent dans leurs emplacements spécifiques.

Étape 15: Tester

NE METTRE PAS ENCORE D'ACCESSOIRES !!! Pour l'instant, nous testons simplement que tout fonctionne. Vous voudrez peut-être demander à un ami de tenir votre drone ou de le mettre dans un étau, afin qu'il ne vibre pas.

Branchez le FC sur votre ordinateur et ouvrez l'éditeur de logiciel FC. Branchez votre batterie dans le PDB. Accédez à la page de test des moteurs et faites tourner les moteurs, un à la fois. Vérifiez que chaque moteur est dans la bonne position et tourne dans le bon sens.

Faites tourner les quatre moteurs à la fois à un régime élevé et laissez-les fonctionner pendant une minute ou deux. Assurez-vous qu'ils tournent tous à grande vitesse et qu'ils ne sonnent pas. Puis débranchez tout.

Vérifiez enfin que tout est bien serré, les prises, les bras, les moteurs, la batterie montent tout. Serrez tout ce qui vacille.

Enfin, placez un arbre de moteur sur le poussoir d'hélice et poussez l'hélice sur le moteur. Serrez ensuite les écrous d'hélice. Répétez l'opération pour les autres moteurs.

Étape 16: Jeune fille

Je trouve agréable de nommer mes projets avant de savoir s'ils fonctionnent, de sorte que j'ai une bien plus grande envie de les voir fonctionner, et une bien plus grande détermination à les faire fonctionner, alors donnez un nom à votre drone. J'aime choisir quelque chose de pertinent pour le projet mais pas extrêmement évident à première vue. Le nom de mon drone est Falcon.

Ensuite, prenez une brique ou quelque chose d'autre de lourd et coupez un morceau de ficelle d'environ 1,5 m de long. Attachez un côté sur la brique et l'autre sur le support de batterie du drone. Cela garantira que s'il devient voyou, il ne blessera personne et ne cassera rien.

Emmenez-le quelque part sans personne pour le tester. Assurez-vous de rester à plusieurs mètres du drone.

Commencez très bas sur les gaz et augmentez doucement jusqu'à ce qu'il commence à décoller, utilisez votre trim pour annuler tout mouvement indésirable.

Au fur et à mesure que vous continuez à l'ajuster, allongez le morceau de ficelle pour vous donner plus d'espace pour le contrôle. Finalement, dénouez la ficelle.

BONNE CHANCE!!!!

Si vous rencontrez des problèmes, faites-le moi savoir et je ferai de mon mieux pour vous aider. N'oubliez pas qu'il y a beaucoup d'informations en ligne !!!

Finaliste du défi Make It Fly