Open-source 25 kg quadcopter met Python-gegenereerde onderdelen

Als het gaat om DIY-drones, denken mensen meestal aan kleine FPV-quads met Betaflight of generieke carbon frames van AliExpress. Maar wanneer je een machine nodig hebt die 5-8 kg nuttige lading kan dragen en een halfuur kan zweven, stuiten ontwikkelaars meestal op een muur van proprietaire industriële platforms met torenhoge prijskaartjes.

Het open-source Project Quiver van Arrow Air biedt een alternatieve aanpak. Dit is documentatie, bordbronbestanden en parametrische tekeningen voor het bouwen van een complete zware quadcopter met een maximaal startgewicht van 25 kg. De volledige repository wordt gepubliceerd onder de CERN Open Hardware Licence (CERN-OHL-S).

Wat er in de repository zit

In plaats van de typische map met slordig gedumpte Fusion 360- of SolidWorks-binaire bestanden, kozen ze voor een onconventionele aanpak in het mechanische ontwerp. De volledige CAD-assemblage is gebouwd met het Python-pakket build123d. Dit is een tool voor programmatische geometriebeschrijving die STEP-modellen genereert uit code. Deze aanpak maakt correcte Git-versiebeheer mogelijk voor fysieke frame-onderdelen.

De repository-bron bevat vier hoofdgebieden:

• src/quiver/ — programmatische CAD-assemblage van het frame en bevestigingsmiddelen in Python.
• src/pcb/ — KiCad PCB-projecten. De elektronica is verdeeld over vier afzonderlijke borden, dus als er iets kapot gaat hoef je niet de hele controller-eenheid te vervangen.
• src/printing/ — kant-en-klare profielen en instellingen voor 3D-printen van beschermende elementen en behuizingen.
• src/manufacturing/ — DXF-tekeningen voor CNC-koolstoffrezen en lasersnijden.

Hardware en vliegkenmerken

Het platform is ontworpen voor echt veldwerk, niet alleen voor eenmalige hangar-tests. Het frame is weerbestendig gemaakt, met een afgedichte elektronica-ruimte en doordachte regenafbuigingsgeometrie.

Hier is de uitsplitsing van specificaties en energiesysteem:

• Motoren en ESC's: Hobbywing X6 Plus
• Batterij: Tattu 14S 30Ah
• Zweeftijd: 25 tot 31 minuten afhankelijk van de belasting
• Navigatie: dual GNSS-modules met RTK-ondersteuning voor centimeter-nauwkeurige positionering
• Software: standaard ArduPilot-stack met besturing via QGroundControl of Mission Planner

Er worden drie snelkoppeling-interfaces (onder, links en rechts) geleverd voor nuttige lading-apparatuur. Hiermee kun je snel gimbals met camera's, lidars, grijpers of bezorgmodules verwisselen zonder de helft van de drone te demonteren.

Hoe de repository is georganiseerd

De projectstructuur is overzichtelijk, zonder onnodige rommel:

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

Afzonderlijk vermeldenswaard is de flight-test-map met echte vluchtlogboeken. Je kunt de telemetrie openen en zien hoe de drone zich in de lucht gedraagt voordat je koolstof en motoren bestelt.

Wie zal dit project in de praktijk nuttig vinden

Het bouwen van zo'n machine kost een flinke duit aan onderdelen: een 14S 30Ah-batterij en X6 Plus-motoren zijn niet goedkoop. Dus Project Quiver is waarschijnlijk niet geschikt voor een eerste kennismaking met quadcopters.

Maar het project zal zeker gewaardeerd worden door:

• Roboticateams die een betrouwbare basis nodig hebben voor zware sensoren of lidars.
• Bezorg- en monitoringsysteemontwikkelaars die moe zijn van proprietaire firmware op commerciële drones.
• Ingenieurs die programmatische hardware-ontwerpen leren via Python en KiCad.

De auteurs bieden ook kant-en-klare dev-kit-drones aan ontwikkelaars met interessante lading-projecten — ze hebben een subsidieprogramma en een Discord-kanaal hiervoor. Als je op zoek bent naar een open alternatief voor zware industriële platforms, verdient Quiver's broncode zeker een nadere blik.