Сборка квадрокоптера на раме ZMR250 (часть 1) - выбор комплектующих

Полная версия статьи со всеми фотками находиться тут, а фотоальбом отдельно - здесь.

Угробив свой Blade 350QX и так и не добившись от него повторной взаимности, я впал в долгое размышления, куда двигаться дальше. Сначала было желание собрать квадрик или гексу размером 450 или больше на Naza-M и продолжить летать с подвесом, но теперь уже по FPV. А потом как-то достаточно неожиданно для себя я прикинул, а почему бы не пойти в сторону 250-х гоночных квадрокоптеров опять же с FPV?

Собирать самому или купить готовый?
Первоначально я присматривался к уже готовым моделям. Больше всех понравилась Walkera Runner 250 (обзор от Игоря Рубина). Но почти все готовые модели обладали огромным минусом: плата с полётным контроллером по совместительству была деталью рамы. То есть, если она ломалась при падении (а квадрокоптеры такого класса падают едва ли не чаще всех остальных), то ремонт обходился неоправданно дорого. Да и вообще, общение с Блэйдом научило меня, что проприетарные детали - зло и трата денег. А в случае с Валкерой были ещё и негативные отзывы на форумах (например, это и это).
Короче, как ни верти, надо было собирать квадрик самому и я начал искать информацию. Оказалось, что статей и обучающих видео много. Правда, многие статьи больше похожи на фото-отчёты с минимумом текста. Из видео в первую очередь попались ролики от Юлиана Гиневского о трёх частях: первая часть, вторая часть и третья, она же заключительная. Ролики очень подробные, тем они и нравятся новичкам вроде меня. На форумах иногда обсуждаются эти уроки и не все из числа умудрённых опытом с ними согласны, но в целом резюмированные высказывания выглядят примерно так: “подбор деталей сейчас уже устаревший, детали выбирались подешевле, получился добротный народный квадрик”. Я комплектующие брал почти те же самые, но сейчас, потратив немало времени на чтение форумов, кое-что бы переиграл. О комплектующих, рекомендуемых на момент написания статьи можно узнать здесь. И ещё пара полезных ссылок:</p>

Поисковик деталей для квадрокоптеров. Удобно, что сразу показывает цены в разных магазинах.
Drone Configurator - калькулятор конфигурации. Очень забавный инструмент, позволяющий выбрать комплектующие, а потом на их основе отображающий массу, тягу и прочие параметры квадрокоптера. Каталог деталей пока не очень большой, но для каждого товара есть ссылка на магазины, где его можно приобрести.

Подбор комплектующих
На момент, когда все детали были заказаны, а часть уже и получена, появился весьма пользительный FAQ по подбору комплектующих. Там много полезных ссылок, но мало (надеюсь, пока) объяснений “почему именно так, а не иначе”.
Первоначально я заказал детали непосредственно для самого квадрокоптера, а FPV-оборудование решил заказать и установить позднее (об этом будет следующая часть статьи). Итак, мой список комплектующих таков:

карбоновая рама ZMR250 (искать в других магазинах) и пара запасных лучей (искать в других магазинах) (конкретно эти лучи - вариант сомнительный, так как их парафинят за низкое качество), 29€ + €5
полётный контроллер OpenPilot CC3D EVO (искать в других магазинах) (чуть подробнее о полётных контроллерах читайте ниже), 15€
4 мотора DYS 1806 (искать в других магазинах), 4 * 9€. Они хороши для первого квадрика “на пробу”, но всё же я поспешил. Мощности этих моторов хватает только на пропеллеры 5030, на 5040 они уже будут греться. Намного предпочтительнее использовать моторы размера 2204 (1806 и 2204 - это размеры статора мотора: 18мм x 6мм и 22мм x 4мм соответственно), которые обладают большей мощностью. Рекомендуемый вариант - Cobra 2204 (искать в других магазинах)
4 регулятора RCTimer 12A SimonK (искать в других магазинах), 4 * 10€. Для купленных мной моторов они подходят отлично, хотя и большеваты по размерам. А вот для мотора 2204 их силы может быть недостаточно (зависит от пропеллеров), разумнее брать 20А. Вдобавок, новые регуляторы имеют такие функции, как OneShot и активное торможение и имеют более современную прошивку BlHeli вместо SimonK. Также при выборе регулятора надо смотреть, если в названии есть аббривиатура OPTO, значит регулятор не имеет своего BEC’а (регулятора бортового питания) и тогда придётся использовать дополнительный.
2 комплекта пропеллеров Gemfan 5x3 (искать в других магазинах), 2 * 2€. Для моторов 1806 это оптимальный размер. Опять же, если используете моторы 2204, можно выбрать пропеллеры 5040. На форумах очень хвалят эти пропеллеры. Также не следует покупать трёхлопастные и карбоновые пропеллеры. Первые делают квадрокоптер маневреннее, но очень сложно балансируются. Со вторыми всё ещё сложнее. Во-первых, они достаточно дороги, а учитывая, что пропеллер в 250-м классе - расходник, в итоге полёты выйдут очень накладными. Во-вторых, что важнее, они весьма прочные и при аварии, вместо того, чтобы погасить удар, передадут его дальше. Результатом будет погнутый вал мотора или сломанная рама.
плата распределения питания Diatone ZMR250 PDB (искать в других магазинах), 6€
3S батарея Turnigy nano-tech 1300mAh 3S 45~90C с разъёмом XT60 (искать в других магазинах), 16€ (вместе с доставкой). Вообще, такой объём пойдёт только для достаточно спокойных полётов. При более агрессивном пилотаже - 1500-1800. На форумах рекомендуют синие Turnigy и синие или желтые Zippy.
“пищалка” для батареи, 2€
разъём XT60 с проводом (искать в других магазинах), 2€
2 “фары” (это своего рода дань Walkera Runner 250, передние фары которой мне очень понравились и захотелось сделать нечто похожее), 2 * 3€
приёмник FrSky D4R-II (искать в других магазинах), 22€ (вместе с доставкой)
шасси, 4€

Из мелочей понадобилось следующее: пластиковые болтики/проставочки (искать в других магазинах), металлические болтики и гаечки (гайки M5 с нейлоновым уплотнителем и болты M2 x 6мм, M3 x 15мм, M3 x 20мм и M3 x 35мм) и термоусадочные трубки разных диаметров, стяжки для проводов и двухсторонний скотч. Также в обязательном порядке необходимы “синий” Loctite (средней фиксации) и диэлектрелизующий лак Plastik 70.
На самом деле, деталей было куплено больше, но многие не пригодились, так как идеи компановки несколько раз менялись до начала и непосредственно в процессе сборки. В частности, уже после заказа львиной доли комплектующих, подумалось, что использование 3D-печати сильно мне поможет. Таким образом я заказал у 3D-печатников следующие детали:

проставку для нижней части рамы с местом под разъём XT60 (конкретно детали из файлов Unibody_CC3D.stl и Unibody_CC3D_XT60.stl)
4 защитных кожуха для моторов (предотвращают попадание грязи внутрь мотора, правда, конкретно эти кожухи чуть великоваты, так как расчитаны на 2204 моторы)

На момент подготовки статьи, на Banggood’е появились в продаже распечатанные проставки, так что если у вас нет доступа к 3D-принтеру, не всё потеряно.
Подобъём финансы: 178€ за комплектующие (цены округлял до целых в большую сторону) + 35€ за 3D-печать. Мелочи не из списка и расходники не учитываю.

Naze32 или CC3D?
Перед тем как приступить к сборке, как и обещал, немного о полётных контроллерах. Наиболее популярными и массовыми для 250-х квадрокоптеров являются CC3D и Naze32. Вкратце, вот чем они отличаются:

проект OpenPilot (ПО для CC3D) фактически закрыт, а команда разделилась на два отдельных проекта: Tau Labs занимается новыми OpenPilot Revolution, LibrePilot - более старыми CC3D
поддержка CC3D прекращена
проект Cleanflight (ПО для Naze32) активно развивается и имеет бОльшую аудиторию, следовательно, легче найти настройки под похожий конфиг коптера
CC3D можно перепрошить на Cleanflight, но места на чипе впритык и новые версии (1.10 бета) туда просто не влезают. Сам я по пока не планирую этого делать, но вот пара видео-уроков по установке и настройке
в Naze32 есть контроль заряда батареи и “пищалка”
у Naze32 есть бародатчик для удержания высоты, но, насколько я понял, на 250-х квадрокоптерах его использование сомнительно
Naze32 хорошо работает с телеметрией (например, для Taranis вообще не нужно никаких дополнительных датчиков). С CC3D, если хочется видеть не только время полёта и заряд батареи, нужно искать кастомную прошивку для OSD, которая не факт что дальше вообще будет поддерживаться
CC3D не может работать одновременно с OneShot и PWM приемниками. Это кажется нелогичным, так как регуляторы и приёмник никак не связаны между собой. Всё дело в процессоре CC3D, где недостаточно таймеров чтобы обрабатывать столько каналов приёмника и одновременно с этим управлять регуляторами с большой частотой

Здесь можно почитать подробнее о различиях между Naze32 и CC3D, но и так видно, что Naze32 предпочтительнее. Так почему же я выбрал CC3D? Из-за цены. Оригинальная Naze32 в самой “бедной” версии (минимальное количество датчиков) в 2 раза дороже CC3D, а с “полным фаршем” - под 50€. Есть дешёвый клон под названием Flip32, но в его адрес много нареканий на форумах. В первую очередь жалуются на то, что USB-разъём для прошивки отваливается от платы. Поэтому для себя я решил: появится более доступная версия Naze32 или лишние деньги - куплю, а пока буду летать на CC3D.