DIY无人机需要哪些材料?

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核心部件清单

这些是构成无人机最基本、不可或缺的零件。

DIY无人机需要哪些材料?-第1张图片-广州国自机器人
(图片来源网络,侵删)

飞行控制器

这是无人机的“大脑”,负责处理所有传感器数据、接收遥控信号,并计算出每个电机应该以多快的速度旋转来保持飞行稳定。

  • 功能: 姿态稳定、自主飞行模式、接收遥控信号、控制电机。
  • 常见品牌/型号:
    • F4系列: 非常流行,性能强大,集成度高。Naze32, SP Racing F3/F4, KISS FC
    • F7系列: 更高性能的CPU,适合更复杂的飞行和高清图传。
    • 入门级: CC3D (经典入门,但已稍显过时), Holybro Kakute F7 (性价比高)。
  • 关键点: 选择带有陀螺仪加速度计的型号,并确保它支持你选择的飞行模式(如定高、GPS模式等)。

电调

这是“肌肉和神经”,它接收来自飞控的指令,并将飞控的低功率信号转换成能驱动高功率电机的三相交流电。

  • 功能: 连接飞控和电机,调节电机的转速。
  • 关键参数:
    • 电流: 必须大于或等于电机所需的最大电流,选择20A的电调用于最大电流18A的电机。
    • 电压: 必须与你的电池电压匹配(2S-6S LiPo电池)。
    • 数量: 四轴无人机需要4个电调。
  • 常见品牌: Hobbywing, T-Motor, RCX, BLHeli_S (固件)。

电机和螺旋桨

这是无人机的“引擎和翅膀”,提供升力和推力。

  • 电机:
    • 类型: 无刷电机 是DIY无人机的标准选择。
    • 尺寸: 以 2207 为例,22是定子直径(mm),07是定子高度(mm),数字越大,通常功率越强。
    • KV值: 表示电机在每伏特电压下的空载转速,KV值越高,转速越快,适合小尺寸、高转速的螺旋桨;KV值越低,转速越慢,扭矩越大,适合大尺寸、低转速的螺旋桨。
    • 关键点: 电机、螺旋桨、电池电压三者需要匹配,才能达到最佳效率。
  • 螺旋桨:
    • 尺寸: 以 5x4.7 为例,5是直径(英寸),7是螺距(英寸)。
    • 材质: 通常为塑料或碳纤维。
    • 旋转方向: 需要购买正反螺旋桨,对角线上的两个螺旋桨旋转方向相同,相邻的两个则相反。
    • 关键点: 螺旋桨非常锋利,安装和使用时务必小心!

电池

无人机的“油箱”,提供所有部件所需的能量。

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  • 类型: 锂聚合物电池 是目前DIY无人机的主流选择。
  • 关键参数:
    • S数: 代表电池内部串联的芯数,3S电池由3节电芯串联,电压约为11.1V。
    • 容量: 以 1500mAh 为例,代表电池可以持续输出1500毫安的电流1小时,容量越大,飞行时间越长,但重量也越大。
    • 放电倍率: 以 25C 为例,代表电池可以安全地以 1500mAh * 25 = 37.5A 的电流放电。
  • 关键点: 务必使用专用的平衡充电器充电,并注意安全,锂电池起火风险很高。

遥控器和接收器

这是你的“眼睛和手”,用于远程操控无人机。

  • 遥控器:
    • 通道: 至少需要4个通道(油门、副翼、升降、方向),建议选择6通道或以上,以支持飞行模式切换、相机控制等。
    • 协议: 现代遥控器通常支持 Crossfire, ELRS, ExpressLRS (长距离、低延迟) 或 FrSky (D8/D16) 等协议。
    • 品牌: FrSky, Taranis (开源固件), Radiomaster
  • 接收器:
    • 功能: 安装在无人机上,接收遥控器发出的信号,并将信号传递给飞控。
    • 关键点: 接收器必须与遥控器兼容并使用相同的协议。

可选但推荐的部件

这些部件能极大地提升你的飞行体验和无人机的功能性。

图传系统

让你在地面通过屏幕实时看到无人机第一视角画面的设备。

  • 组成:
    • 发射端: 安装在无人机上,连接摄像头。
    • 接收端: 连接地面显示器或眼镜。
  • 常见品牌: TBS (Unify Pro), RUSH, ImmersionRC (Tramp HV)

相机和录像机

无人机的“眼睛”,用于拍摄视频和照片。

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  • 类型:
    • FPV摄像头: 专为第一人称视角设计,通常输出模拟信号,连接图传系统。Caddx Turtle, Runcam Swift 2
    • 高清相机: 用于录制高质量视频。GoPro (需要云台和外壳), Runcam Phoenix 2

GPS模块

提供定位、悬停和自动返航功能,是新手飞行的“救命稻草”。

  • 功能: 连接到飞控后,可以实现GPS定位悬停、失控返航、指点飞行等高级功能。
  • 常见型号: Neo-M8N, u-blox系列。

电子调速器

飞控、电调、接收器等所有电子设备都需要电力分配,PDB负责将主电池的电压分配给各个部件。

  • 功能:
    • 分配电力。
    • 为飞控和接收器提供稳定的 5V 或 9V 电压。
    • 有时还带有电压表和电流表。
  • 类型: 可以是独立的PDB板,也可以是集成在飞控板上的PDB

机架

无人机的“骨骼”,用于固定所有电子部件。

  • 材质: 碳纤维 (轻便、坚固)、玻璃纤维、尼龙。
  • 尺寸: 以 250mm 为例,指对角线两个电机轴心之间的距离,尺寸越大,通常飞行更稳定,但更笨重。
  • 类型: X型、H型、正型等。

工具和耗材

必备工具

  • 焊台和焊锡: 用于焊接电机线、电调线和各种连接器,这是DIY过程中最关键的技能。
  • 剥线钳/剪线钳: 用于处理电线。
  • 螺丝刀套装: 包含内六角和外六角螺丝刀。
  • 扎带和魔术贴: 用于固定内部走线和电池。
  • 热缩管: 用于绝缘和保护焊接点。
  • 胶枪: 用于固定一些部件。

可选工具

  • 数字万用表: 用于测试电压、 continuity(通断)等。
  • 电池平衡充电器: 安全充电的必需品ISDT Q6 Nano, SkyRC B6
  • 螺丝胶: 用于防止螺丝在使用中松动。
  • 配重块: 用于调整无人机的重心,使其完美平衡。

给新手的建议

  1. 从“到手飞”套装开始: 如果你是完全的新手,强烈建议购买一个到手飞 的FPV无人机套件(如 TBS Source ONE, Holybro Kopis 2),这些套件已经为你选好了所有兼容的部件,省去了大量研究和匹配的麻烦,让你能专注于飞行乐趣。
  2. 学习焊接: 焊接是DIY无人机的核心技能,在开始项目前,先找些废旧的电路板练习一下,确保你能干净、可靠地完成焊接。
  3. 安全第一!
    • 螺旋桨危险: 螺旋桨高速旋转时极其危险,安装和拆卸时务必断开电池。
    • 锂电池安全: 锂电池有起火风险,请使用专用充电器在安全的地方充电,不要过充或过放,不要损坏电池外壳。
    • 飞行场地: 初学者应在开阔、人少的场地飞行,远离人群、建筑物和高压线。
  4. 利用社区: YouTube、Reddit (r/buildapc, r/drones, r/fpv)、国内的各种航模论坛和视频平台有海量的教程和经验分享,遇到问题多搜索,多提问。

祝你DIY成功,享受飞行的乐趣!

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