Otwartoźródłowy quadcopter 25 kg z częściami generowanymi w Pythonie

Jeśli chodzi o drony DIY, ludzie zazwyczaj myślą o małych quadach FPV z Betaflight lub zwykłych ramach węglowych z AliExpress. Ale gdy potrzebujesz maszyny zdolnej do przenoszenia ładunku 5-8 kg i zawisu przez pół godziny, programiści zazwyczaj napotykają ścianę zastrzeżonych platform przemysłowych z zawrotnymi cenami.

Otwartoźródłowy Projekt Quiver od Arrow Air oferuje alternatywne podejście. To dokumentacja, pliki źródłowe płyt i rysunki parametryczne do budowy kompletnego ciężkiego quadkoptera o maksymalnej masie startowej 25 kg. Całe repozytorium jest publikowane na licencji CERN Open Hardware Licence (CERN-OHL-S).

Co zawiera repozytorium

Zamiast typowego folderu z chaotycznie wrzucanymi plikami binarnymi Fusion 360 lub SolidWorks, wybrali nietypowe podejście do projektowania mechanicznego. Cały zespół CAD jest budowany przy użyciu pakietu Python build123d. To narzędzie do programatycznego opisu geometrii, które generuje modele STEP z kodu. To podejście umożliwia prawidłową kontrolę wersji Git dla komponentów fizycznej ramy.

Źródło repozytorium zawiera cztery główne obszary:

• src/quiver/ — programistyczny zespół CAD ramy i elementów złącznych w Pythonie.
• src/pcb/ — projekty PCB w KiCad. Elektronika jest podzielona na cztery oddzielne płytki, więc jeśli coś się zepsuje, nie będziesz musiał wymieniać całego modułu sterującego.
• src/printing/ — gotowe profile i ustawienia do drukowania 3D elementów ochronnych i obudów.
• src/manufacturing/ — rysunki DXF do frezowania CNC i cięcia laserowego węgla.

Sprzęt i charakterystyka lotu

Platforma jest zaprojektowana do prawdziwej pracy w terenie, nie tylko jednorazowych testów w hangarze. Rama jest uszczelniona, z zamkniętą wnęką elektroniczną i przemyślaną geometrią odchylania deszczu.

Oto zestawienie specyfikacji i systemu zasilania:

• Silniki i ESC: Hobbywing X6 Plus
• Bateria: Tattu 14S 30Ah
• Czas zawisu: 25 do 31 minut w zależności od obciążenia
• Nawigacja: podwójne moduły GNSS z obsługą RTK dla pozycjonowania z dokładnością do centymetra
• Oprogramowanie: standardowy stos ArduPilot z kontrolą przez QGroundControl lub Mission Planner

Trzy interfejsy szybkiego zwalniania (na dole, po lewej i prawej stronie) są przewidziane dla wyposażenia ładunkowego. Umożliwia to szybką wymianę gimbalów z kamerami, lidarów, chwytaków lub modułów dostawczych bez demontażu połowy drona.

Jak zorganizowane jest repozytorium

Struktura projektu jest przejrzysta, bez zbędnego bałaganu:

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

Oddzielnie warte uwagi jest folder flight-test z prawdziwymi dziennikami lotów. Możesz otworzyć dane telemetryczne i zobaczyć, jak dron zachowuje się w powietrzu, zanim zamówisz węgiel i silniki.

Kto znajdzie praktyczne zastosowanie tego projektu

Budowa takiej maszyny będzie kosztować sporo: bateria 14S 30Ah i silniki X6 Plus nie są tanie. Dlatego Projekt Quiver raczej nie będzie odpowiedni na pierwsze spotkanie z kopterami.

Ale projekt z pewnością przypadnie do gustu:

• Zespołom robotycznym, które potrzebują niezawodnej bazy dla ciężkich czujników lub lidarów.
• Programistom systemów dostawczych i monitoringu, którzy mają dość zastrzeżonego oprogramowania w komercyjnych dronach.
• Inżynierom uczącym się programatycznego projektowania sprzętu przez Pythona i KiCad.

Autorzy oferują również gotowe drony dev-kit programistom z interesującymi projektami ładunkowymi — mają program dotacyjny i kanał Discord do tego. Jeśli szukasz otwartej alternatywy dla ciężkich platform przemysłowych, kod źródłowy Quiver zdecydowanie zasługuje na bliższe spojrzenie.