Open-Source-Quadrocopter mit 25 kg und Python-generierten Teilen

Wenn es um DIY-Drohnen geht, denken die meisten an kleine FPV-Quadrocopter mit Betaflight oder generische Carbonrahmen von AliExpress. Doch wenn Sie eine Maschine benötigen, die 5-8 kg Nutzlast tragen und eine halbe Stunde schweben kann, stoßen Entwickler meist auf eine Mauer aus proprietären Industriplattformen mit astronomischen Preisen.

Das Open-Source-Project Quiver von Arrow Air bietet einen alternativen Ansatz. Dies ist Dokumentation, Board-Quelldateien und parametrische Zeichnungen zum Bau eines vollständigen schweren Quadrocopters mit einem maximalen Abfluggewicht von 25 kg. Das gesamte Repository wird unter der CERN Open Hardware Licence (CERN-OHL-S) veröffentlicht.

Was sich im Repository befindet

Statt des typischen Ordners mit wahllos abgelegten Fusion 360- oder SolidWorks-Binärdateien haben sie einen unkonventionellen Ansatz für das mechanische Design gewählt. Die gesamte CAD-Baugruppe wird mit dem Python-Paket build123d erstellt. Dies ist ein Werkzeug zur programmatischen Geometriebeschreibung, das STEP-Modelle aus Code generiert. Dieser Ansatz ermöglicht eine ordnungsgemäße Git-Versionskontrolle für physische Rahmenkomponenten.

Das Repository enthält vier Hauptbereiche:

• src/quiver/ — Programmatische CAD-Baugruppe des Rahmens und der Befestigungselemente in Python.
• src/pcb/ — KiCad-PCB-Projekte. Die Elektronik ist auf vier separate Platinen aufgeteilt, sodass Sie bei einem Defekt nicht die gesamte Steuereinheit ersetzen müssen.
• src/printing/ — Fertige Profile und Einstellungen für den 3D-Druck von Schutzelementen und Gehäusen.
• src/manufacturing/ — DXF-Zeichnungen für CNC-Carbonfräsen und Laserschneiden.

Hardware und Flugeigenschaften

Die Plattform ist für echte Feldarbeit konzipiert, nicht nur für einmalige Hangartests. Der Rahmen ist wetterfest, mit einem abgedichteten Elektronikfach und durchdachter Regenabweisungsgeometrie.

Hier ist die Aufschlüsselung der Spezifikationen und des Antriebssystems:

• Motoren und ESCs: Hobbywing X6 Plus
• Batterie: Tattu 14S 30Ah
• Schwebeflugzeit: 25 bis 31 Minuten je nach Last
• Navigation: Dual-GNSS-Module mit RTK-Unterstützung für zentimetergenaue Positionierung
• Software: Standard-ArduPilot-Stack mit Steuerung über QGroundControl oder Mission Planner

Drei Schnellwechsel-Schnittstellen (unten, links und rechts) sind für Nutzlastgeräte vorhanden. Dies ermöglicht einen schnellen Austausch von Gimbals mit Kameras, Lidars, Greifern oder Liefermodulen, ohne die halbe Drohne zu demontieren.

Wie das Repository organisiert ist

Die Projektstruktur ist aufgeräumt, ohne unnötiges Durcheinander:

project-quiver/
├── docs/                    # Документация и отчеты
├── src/
│   ├── quiver/              # CAD-сборка на build123d
│   ├── pcb/                 # Платы KiCad (4 модуля)
│   ├── printing/            # Профили для 3D-печати
│   └── manufacturing/       # DXF и файлы для ЧПУ
├── flight-test/             # Логи реальных летных испытаний
└── task-grant-bounty/       # Задачи, баунти и спецификации

Separat erwähnenswert ist der Ordner flight-test mit echten Flugprotokollen. Sie können die Telemetriedaten öffnen und sehen, wie sich die Drohne in der Luft verhält, bevor Sie Carbon und Motoren bestellen.

Wem dieses Projekt in der Praxis nützen wird

Der Bau einer solchen Maschine kostet eine hübsche Summe an Komponenten: Eine 14S 30Ah-Batterie und X6 Plus-Motoren sind nicht billig. Daher ist Project Quiver kaum für einen ersten Kontakt mit Quadrocoptern geeignet.

Aber das Projekt wird definitiv geschätzt werden von:

• Robotik-Teams, die eine zuverlässige Basis für schwere Sensoren oder Lidars benötigen.
• Liefer- und Überwachungssystementwicklern, die proprietäre Firmware auf kommerziellen Drohnen leid sind.
• Ingenieuren, die programmatisches Hardware-Design durch Python und KiCad erlernen.

Die Autoren bieten auch fertige Dev-Kit-Drohnen für Entwickler mit interessanten Nutzlastprojekten an — sie haben ein Förderprogramm und einen Discord-Kanal dafür. Wenn Sie nach einer offenen Alternative zu schweren Industriplattformen gesucht haben, verdient Quivers Quellcode definitiv einen genaueren Blick.