Stavba

Postavit si sám koptéru není úplně triviální věc – musíte přinejmenším umět pájet a šroubovat. O vaše šroubovací schopnosti se nebojíme, ale umět správně pájet není úplně běžné. Pokud si nevěříte, požádejte nějakáho kamaráda, aby vám pomohl – případně aby vás pájet naučil. Nebo také můžete využít nějaký video kurs na internetu – a tím pájení opustíme.

Na stavbu máme připravené komponenty – postavíme si začátečnickou koptéru z následujících dílů: rám Mini 210, rozvodná deska MXK PDB s 5V 12V a LC filtrem, letový kontrolér (FC) SP Racing F3 Acro, regulátory (ESC) DYS Blheli_S XS20A, motory Readytosky 2204 2300KV, přijímač FrSky XSR, kamera Foxeer XAT600M HS1177 CCD, video vysílač Skyzone TS5813s 25mw 40ch, video anténa DYS 5.8G FPV RHCP, piezo bzučák, napájecí konektor XT60 s 14AWG kabelem a suchý zip na uchycení akumulátoru.

Jako RC vysílač jsme zvolili FrSky Taranis Q X7 a pohonný akumulátor značky Acehe, ideálně rovnou 4S s kapacitou 1500 mAh. Co se týče FPV brýlí a vy nevíte, jestli vás to úplně chytne, tak doporučíme levnou ale kvalitní „krabici“ Eachine VR D2 Pro. Pokud věříte že to myslíte vážně, můžete si rovnou pořídit třeba brýle Skyzone. Mimo uvedené komponenty budete dále potřebovat plastové vroubkované stahovací pásky (původně pro elektrikáře pro stahování kabelů k sobě), černou izolační elektrikářskou pásku, oboustrannou lepící pásku, smršťovací bužírku a lepidlo UHU Schrauben sicher nebo obdobné (Loctite). Celkově se jedná o „setup“, který je vhodný do začátku, nezlikviduje vám konto v bance, a přesto si s ním užijete spoustu zábavy.

Během stavby vám především doporučujeme průběžně zkoušet, zda v obvodu nemáte nějaký zkrat. Může vás to ochránit před nepříjemným zážitkem – ošklivým smradlavým kouřem z nějaké elektrické komponenty. Kontrolu zkratů provedete pomocí multimetru a to tak, že jej nastavíte pro měření polovodičových diod/zkratů a hroty multimetru přiložíte na kontakty PDB, kde se přivádí napětí z akumulátoru, nebo pak přímo na piny XT60 konektoru. Krátké zapípání multimetru je v pořádku, ale nepřerušovaný pískot znamená zkrat a vy musíte najít místo, kde je obvod zkratován a problém odstranit. Pusťme se tedy do toho.

Rozložení komponent a příprava rámu

Vždy když máte nový rám a neznáte jej, tak si nejprve z plastových sáčků vybalené komponenty rozložte tak, jak by měly být nainstalované. Může se vám stát, že se vámi vybrané VTx (videovysílač) do rámu nevejde, nebo jeho instalace bude složitá. Nebo drobná úprava rámu vám usnadní instalaci té či oné komponenty. Dále se přesvědčte, že máte všechny díly nutné pro stavbu. Občas se může stát, že čínští výrobci zapomenou přibalit šroubek nebo část rámu. V případě rámu Mini 210 jsme na bočnicích pro kameru vyvrtali díru 3mm vrtákem a pilníkem ji rozšířiil na 3.3mm – přesně pro výstupky na bocích kamery Foxeer. Tímto krokem si zajistíme, že můžeme snadno měnit úhel kamery. Ze začátku létejte s úhlem kamery do 30°.

Rozvodná deska a regulátory

Nyní si nachystáme PDB desku, jelikož ta bude pod FC. Na rám uchytíme pomocí 4 šroubků plastové distanční sloupky. Pamatujte, že jich potřebujete celkem osm. 4 pod PDB a 4 mezi PDB a FC. Nyní si pořádně prohlédněte PDB, abyste zjistili, kde se nachází výstupy a vstupy pro ostatní komponenty.  Zvolené PDB má výhodu děr, takže kabely se dají letovat zespodu a stavba bude vypadat „čistší“. PDB umístěte na připravené distanční sloupky a připravte si regulátory. Umístěte je na místo, kde budou uchyceny a prostrčte jejich napájecí kabely skrz příslušné kontakty na PDB. Přečnívající část kabelu ustřihněte přímo u PDB. Nechte si mírnou rezervu, jelikož pokud kabely zkrátíte moc, tak ESC nepřipevníte na požadované místo a budete muset kabely z ESC nahradit delšími. Pokud máte kabely zkráceny, tak odizolujte cca 2mm od konce a naneste cín s kalafunou. PDB sundejte z rámu a nyní všechny kabely pěkně zespod připájejte do příslušných děr po stranách PDB. Nakonec zkontrolujte zkraty pomocí multimetru.

Kamera a video vysílač

Nyní připájíme na PDB napájecí a signální kabely pro kameru a VTx. Ke kameře jsou dodány dva kabely. Jeden s joystickem pro ovládání nastavení kamery a druhý třížilový pro VTx. Ten zastrčte do konektoru v kameře přesně podle popisků na zadní straně, kameru pomocí samořezných šroubků uchyťte do předních bočních dílů rámu a opatrně dotáhněte. Nesmíte moc, jinak plast v kameře strhnete, což rozhodně nechcete. Boční díly s kamerou zasuňte do přední části rámu na své místo a natáhněte kabel k PDB k místu, kde se tři žíly kablíku budou pájet do PDB. Místo je označeno textem „FROM CAM.“ Symboly „S“ jako signál a + a – asi není třeba vysvětlovat. Kabelu z kamery nechte nějakou rezervu, aby se s kamerou dalo hýbat a nyní kabel přestřihněte. Teď už jej můžete vypojit z kamery a kameru dát zase stranou. Kabely odizolujte a zespod připájejte do PDB na příslušné místo. Jedno malé upozornění: tohle jsou většinou kabely, jejichž bužírka se rychle roztaví (jsou z PVC a ne z teplotě odolného silikonu), takže pájení musí být rychlé – jinak se vám kabel samovolně odizoluje.

Obdobně pokračujte s kabelem pro VTx. Kabel prostrčte pod PDB, zezadu dopředu, VTx si nachystejte do přibližné pozice pro instalaci a kabel zkraťte. Oproti kameře, VTx má pětižilový kabel. Dva pro napájení, žlutý signální pro video a bílý a černý je pro přenos zvuku. Vzhledem k tomu, že kamera nedisponuje mikrofonem, tak krajní bílý a černý opatrně odstraňte z konektoru vysunutím jeho pinů. Zbylé tři pak připájejte do PDB. Zkontrolujte zda nemáte zkrat.

Aby byly kamera a VTx napájeny správným napětím a dostali jsme obraz do video přijímače, je ještě spojit cínem drobné plošky, které se na PDB nacházejí. Kamera může být napájena napětím v rozmezí 5-22V. Proto nad nápisem „FROM CAM“ spájíme dohromady dvě plošky – prostřední a tu označenou „5V“. Tímto zajistíme napájení pro kameru napětím 5V. Obdobně provedeme to samé pro nápájení VTx, avšak námi zvolené má rozpětí napětí 7- 24V a proto spojíme prostřední a plošku s nápisem „12V.“ Nyní do třetice, spájíme plošky s označením „NO OSD,“ protože v tomto setupu žádné nemáme. Pokud bychom tyto plošky nespájeli, tak nedostaneme signál z kamery do VTx.

Napájecí kabel s konektorem XT60

Zatím to jde dobře, doufejme. Nyní do PDB připájíme 14AWG kabel s již připájeným XT60 konektorem. Kabel má délku 10cm, což je pro tento rám naprosto dostačující. Na pocínované konce obou kabelů naneste kalafunu a stejně tak na příslušné díry v PDB. Kabel je silnější a trvá mu, než se prohřeje. Naneste si na hrot pájky dostatečné množství cínu a konce kabelů připájejte zespodu PDB do děr. K tomuto se hodí tzv. třetí ruka, nebo někoho požádejte, aby vám PDB podržel. Na připájení těchto kabelů si opravdu dejte záležet, za kabel budete tahat při rozpojování akumulátoru a také bude namáhaný při haváriích, kdy pásek neudrží baterku a ta model opustí. Jako prevence poškození PDB při těchto pádech je vhodné přívodní kabely připevnit stahovacími pásky ke konstrukci rámu.

Napájení řídící jednotky a pípák

V tomto kroku si připravte piezo bzučák a dvoužilový kablík s JST konektorem pro měření napětí akumulátoru. Začněme bzučákem. Zkraťte jeho černý i červený kabel na cca 1,5cm, jak vidíte na obrázku. Konce kablíků odizolujte, naneste na ně kalafunu a cín a připájejte je zespodu FC, kde je nápis „buzzer.“ Ptáte se, proč jednoduše nepřipojíme druhý mikro JST konektor? Bohužel konektor je naopak a bzučák by bzučel bez přestání. Zbytky kabelů od bzučáku nevyhazujte, ty využijeme pro napájení FC.

Nyní zapojte mikro JST konektor do FC v místě s popisem „VBAT.“ Díky tomuto může FC měřit napětí akumulátoru a pípákem vás upozorní na nízké napětí. Na distanční sloupky, na nichž je nainstalováno PDB, přidejte další čtyři. Ty oddělí PDB od FC. Nyní na ně umístěte řídící jednotku s připojeným kabelem pro měření napětí. Kabely zkraťte tak, aby dosáhly na piny PDB, kde je připájen napájecí kabel k akumulátoru. Nechte si nějakou rezervu, ať se vám snáze s kabelem manipuluje. Odizolujte jej a připájejte nad napájecí kabel „+BAT-“. Pro teď jej vypojte z FC.

Na řadě je dvoužilový kabel pro napájení FC. Pamatujte, že FC se napájí 5V, nikoliv napětím z akumulátoru! Jinak vám shoří. Asi si pamatujete, že nám zbyl červenočerný kabel od pípáku. Připájejte je do děr v PDB označených „+5V-“ shora. Nyní si vezměte FC a zakroucené kablíky připájejte zespod do děr v pozici pro výstup 7. Černý na mínus a červený na plus. Proč zrovna výstup 7? Protože do signálních pinu na pozicích 1 – 4 budou připájeny signální konektory od ESC a vpravo od 8 pinu jsou tzv. boot piny. Takže napájení jednotky bude dostatečně daleko, od ESC i boot pinů. Ale samozřejmě je můžete připájet na kterýkoliv + a – pin pro PWM výstup z FC. Po připájení zkontrolujte zkraty.

ESC – signální konektory

Teď přijde na řadu možná ta nejobtížější operace. A tou je připájení signálních kabelů do FC na PWM výstupy. Nachystejte si FC a všechna ESC na svá místa, natáhněte bílé signální a černé zemní kablíky přibližně k pinům, kde je budete pájet a zkraťte je. Možná se ptáte, jaké ESC kam připájet. Je to jednoduché. Při pohledu na koptéru seshora, kdy kamera míří směrem od Vás, tak pravý zadní motor je jednička, pravý přední dvojka, levý zadní trojka a levý přední čtyřka.

Z toho plyne, jaké ESC, na jaký PWM výstup na FC napájet.  Zkrácené kablíky z ESC na konci odizolujte, naneste kalafunu a trochu cínu a připájejte je zespod FC na příslušné „S“ a zemní piny. Při pájení dávejte pozor na PVC izolaci kablíků, protože se snadno roztaví a tím vám odizoluje kablík více než byste rádi. Dále si dejte pozor, aby se vám navzájem nedotýkaly.

Poznámka: je také možné nezapojovat zemní kablíky regulátorů (černé) do desky FC – regulátory a FC mají společnou zem. Na vhodnost zapojení či nezapojení zemních kablíků regulátorů do FC se názory v komunitě koptérových letců různí, ale v obou případech by měla koptéra fungovat.

Přijímač XSR

Nyní je na řadě přijímač. FrSKY XSR je telemetrický plnohodnotný přijímač, a přitom je velmi malý a lehký. Jeho napájecí a datový kabel má celkem 5 žil, ale stejně jako u VTx využijeme jen tři. Bílý pro S.BUS, červený pro napájení a černý pro zem. Zbylé dva opatrně z konektoru vyndejte, protože pokud budete chtít vysílat do rádia FrSKY Taranis telemetrii, tak je budete potřebovat. Opět kablíky zkraťte, odizolujte, naneste kalafunu a trochu cínu a nyní je připájejte seshora do FC, a to konkrétně do děr pro UART3. Mínus pro černý, + pro červený a RX pro bílý kablík.

Motory

Z kapitoly o pájení signální kablíků známe rozložení motorů. Jednička a čtyřka jsou pravotočivé motory s utahováním šroubu upevnění vrtule doleva (tzv. CCW – CounterClockWise, proti směru hodinových ručiček) a dvojka a trojka jsou levotočivé motory s klasickým utahováním doprava (tzv. CW – ClockWise, ve směru hodinových ručiček). Z každého motoru vedou tři kabely, které je nutné přiletovat na plošky ESC. Zde nezáleží na polaritě, avšak přehozením kterýchkoliv dvou kabelů měníte směr otáčení motoru. To nás však nemusí trápit, protože směr otáčení motoru můžeme měnit pomocí nastavení firmwaru v ESC. Kabely z motoru pájíme vedle sebe přesně tak, jak jsou z něj vyvedeny. U některých motorů jsou vyvedené kabely lakovány. To způsobuje menší komplikace při pájení. Lakovaný kabel klasicky připájet nelze. Je nutné bud nožíkem opatrně lak seškrábat nebo konce drátu nahřát a ponořit do lihu. Když pájíme motory k ESC, postupujeme tak, že si motor k rámu přichytíme jedním šroubkem. Nastavíme si délku všech kablíků a zkrátíme je. Motor následně sundáme, konce kablíků odizolujeme, oškrábeme lak je-li to třeba, naneseme kalafunu a cín, stejně tak na plošky ESC a pak jednotlivé kablíky připájíme (můžeme si je podržet pinzetou nebo kleštičkami). Motor pak zajistíme znovu jedním šroubkem, aby nám nevisel na kablíkách. Takto postupujeme i u zbývajících třech motorů. Dejte si záležet hlavně při zkracování kablíků, protože pokud je zkrátíte moc, tak je budete muset nastavovat.

Motory máme připájeny a uchyceny k rámu. Během letu, nebo havárie se může stát to, že se list vrtule dostane tak nízko, až sekne do ESC. Tím může dojít k jeho zničení. Proto jsme v tomto případě použili plastové ochranné kryty, které k regulátorům Dys byly dodány. Pod kryt jsme nalepili oboustrannou pásku, ESC vložili do obalu a oboustranou páskou jsme jej přilepili na rameno rámu. Celý regulátor i s krytem jsme ještě pojisitili jednou plastovou stahovací páskou. Dalším způsobem, který občas používáme, je omotat ESC a rameno izolační elektrikářskou páskou, ta ale neposkytuje takovou ochranu.

Dokončení

To nejtěžší máme za sebou. Nyní zbývá pouze zašroubovat zbývající šroubky k motorům. Během letu koptéry dochází k vibracím od motorů a ty vám mohou šroubky doslova vytřepat. Proto je nutné všechny šroubky zajistit pomocí speciální lepidla na kovové spoje. Šroub nepřilepí úplně, jen zabrání jeho uvolnění vlivem vibrací. Používáme UHU Schrauben Sicher nebo Loctite (rozebratelný).

Nyní uchytíme VTx k vrchnímu platu rámu. Přišroubujte anténu k VTx a nastavte jej k rámu tak, abyste mohli bez problému nastavovat DIP přepínače pro změnu frekvence skrze okénko.  VTx přichyťte pomocí plastové stahovací pásky za RPSMA konektor. Pokud koptéra spadne na anténu, nemělo by dojít k odlomení konektoru přímo z VTx. Je také možnost použití prodlužovacího vf kabelu, tzv pigtailu. Zbytek stahovací pásky ustřihněte.

Nyní k rámu přišroubujte celkem 6 kovových sloupků (použijte lepidlo na zajištění šroubků) a do přední části zasaďte bočnice s kamerou a zastrčte do ní příslušný konektor. Dále k rámu přišroubujte vrchní díl, video vysílačem dolů. Do VTx můžete nyní zboku připojit konektor vedoucí do PDB. Nyní opatrně, třeba pomocí pinzety, prostrčte antény od přijímače skrze dvě ploché dírky v zadní části vrchního dílu rámu tak, aby se nekřížily. Dále zespodu stejnými dírkami prostrčte plastové stahovací pásky blíže vnější straně koptéry. Pásky zasuňte nadoraz a elektrikářskou páskou k nim přilepte pěkně na střed antény od Rx. Nyní pásky zkraťte na délku antén. Na pásku s anténou nasuňte smršťovací bužírku a zapalovačem nebo horkovzdušnou pistolí ji opatrně nechejte smrštit. Tímto by antény měly být dostatečně chráněny proti poničení, avšak i tak počítejte, že může dojít k jejich přestřižení a mějte raději náhradní.

Zbývá poslední věc, a to je, že napájecí kabel vedoucí do PDB je potřeba omotat elektrikářskou nebo textilní páskou v místě, kde je zasunut do vrchní části rámu. Rám má ostré hrany a při nárazu dochází k přeřezání napájecích kabelů. A jelikož je karbon vodivý, tak dojde ke zkratu. Raději hrany v místě, kde se mají dotýkat napájecích kabelů, malinko zaoblíme pilníkem. Vrtule nepřidělávejte, nemá to smysl. Koptéru budeme ještě nastavovat a je vhodné sundat i matky na dotažení vrtulí. Nyní proveďte ještě poslední test na zkraty a pokud multimetr nepřerušovaně nepíská, tak můžete zkusit připojit akumulátor. K rámu jej uchyťte pomocí pásku se suchým zipem. Jak poznáte, že je vše zapojené dobře? Zatím nijak, ale dobré znamení je, že koptéra bliká, pípá a nehoří.

A takhle by měl vypadat výsledek.

Další díl