Технології

Інженер з нуля створив дрон-кулю розміром з долоню: розганяється до 108 км/год

20 лип•ProstoMob

Є проєкти, які роблять “для себе”, а є ті, що одразу хочеться повторити. ESP-BLAST від творця, який працює під псевдонімом Max Imagination, точно належить до другої категорії. Це мініатюрний дрон у формі кулі, зібраний практично з підручних деталей і одного мікроконтролера ESP32, який розганяється швидше за деякі бюджетні мотоцикли — понад 100 км/год.

Автор проєкту надихався роботами команд із Південної Африки та Австралії, які вже роками змагаються за рекорди швидкості серед FPV-дронів великого розміру. Ідея була простою на словах і надзвичайно складною на практиці: чи можна впакувати ту саму швидкість у щось настільки маленьке, щоб поміщалося в кишеню?

Що всередині цієї “кулі”Корпус ESP-BLAST — це обтічна булетоподібна форма, надрукована на 3D-принтері з PETG-пластику. Матеріал обрали не випадково: він міцніший за звичайний PLA і значно краще тримає нагрів, який неминуче виникає під час швидкісних польотів.

Усередині цього корпусу заховано чотирикулерну плату, розроблену повністю з нуля. Серце системи — модуль ESP32-S3, який одночасно виконує роль польотного контролера:

обробляє дані з датчиків, керує моторами і відповідає за зв’язок.

  • Чотири мініатюрні безколекторні мотори типорозміру 1104
  • Триблейдові пропелери діаметром 2,5 дюйма
  • Мікро-регулятори швидкості (ESC) на 8 ампер кожен
  • Інерціальний вимірювальний модуль (IMU) — акселерометр, гіроскоп та магнітометр
  • Барометр для точного вимірювання висоти
  • Компактний GPS-модуль для відстеження швидкості
  • Понижувальний перетворювач напруги для стабільного живлення від акумулятора
Уся електроніка розпаяна дуже тонким 30-калібровим силіконовим дротом — інакше вага просто не вписалася б у обмеження проєкту. Живиться дрон від невеликої 3S-батареї LiPo ємністю 450 мАг, яка акуратно ховається в хвостовій частині корпусу.

Не просто швидкість — а вертикальний стартНайцікавіша фішка ESP-BLAST не в самій швидкості, а в тому, як дрон стартує. Замість звичного горизонтального зльоту він піднімається вертикально, майже як справжня ракета, а вже потім переходить у горизонтальний швидкісний політ.

Щоб пілот міг стежити за польотом у режимі FPV навіть під час такого маневру, конструктор передбачив систему з моторизованою камерою:

невеликий лінійний сервопривід автоматично нахиляє камеру вгору, коли дрон переходить із вертикального підйому в швидкісний горизонтальний рух.

Компактний, але повністю функціональний дрон, який поєднує сучасний мікроконтролер із системою безколекторних моторів — проєкт, що приваблює як новачків, готових до серйозного виклику, так і досвідчених майстрів у пошуку нового завдання.

Прошивка та налаштування — окрема історіяНа програмному рівні ESP-BLAST працює на відкритій прошивці ESP-FC, яку збирають через PlatformIO і налаштовують за допомогою звичного для FPV-спільноти Betaflight. Після збирання автору довелося провести чимало тестових польотів і вручну підганяти параметри PID-регулятора — інакше дрон “гуляв” по курсу та вібрував під час різкого прискорення.

Саме ця частина забирає найбільше часу в подібних проєктах. Зібрати плату й надрукувати корпус — половина справи. Змусити дрон літати стабільно на швидкості понад 100 км/год, не втрачаючи орієнтацію в повітрі, — це вже інженерна робота, яка вимагає терпіння і десятків тестових вильотів.

Скільки це коштує і чи варто повторювати

Загальна вартість усіх компонентів для збірки ESP-BLAST становить приблизно 150 доларів — сума, за яку готовий бюджетний дрон від відомих брендів навряд чи дасть навіть половину такої швидкості. Для порівняння: популярний споживчий FPV-дрон середнього рівня в найкращому разі розганяється до 70–80 км/год, і то з допомогою попутного вітру.

При цьому готовий апарат важить менше 5 унцій — це трохи більше за півкварту молока. Уся конструкція, від друкованої плати до пропелерів, зроблена автором самостійно, включно зі схемою у програмі Flux, за допомогою якої проєктувалася електроніка.

Файли у відкритому доступіТворець проєкту не залишив рішення при собі. Повний набір матеріалів — 3D-моделі корпусу, схема друкованої плати у форматі Gerber, прошивка та покроковий гайд з налаштування — викладено у відкритий доступ, а докладна відеоінструкція з поясненнями кожного кроку збірки опублікована на його YouTube-каналі.

Тобто повторити цей проєкт технічно може будь-хто, у кого є базові навички паяння, доступ до 3D-принтера і достатньо терпіння для тонкого налаштування польотної електроніки. Складно? Так. Але, судячи з фінального результату, точно того варте.

Запис Інженер з нуля створив дрон-кулю розміром з долоню: розганяється до 108 км/год спершу з'явиться на ProstoMob.

курс

Читайте ще