Flying Lego Quadcopter: 7 pasos (con imágenes)

2023 Autor: Alyssa Boolman | [email protected]. Última modificación: 2023-11-26 21:02

Amo LEGO.

Me encantan las maquinas voladoras

¿LEGO + lo hace volar? Todo es increíble, dos de mis pasatiempos favoritos combinados:)

Mi primer instructable tomará el helicóptero de transporte aéreo del Ártico Lego 60193 (¡quadcopter!) Y agregará la electrónica necesaria para que vuele de verdad como un modelo controlado por radio. El público objetivo de este instructivo es alguien que ya puede tener algo de experiencia de vuelo RC, pero si no lo hace, le daré consejos sobre dónde puede encontrar más información y, con algo de práctica en un quadcopter de juguete más pequeño / más barato, primero podría ¡Sin duda construya para esto!

La parte desafiante de esta construcción es mantener la mayor cantidad posible del aspecto del modelo LEGO original, mientras se aprietan todos los componentes electrónicos. Para hacer volar, por supuesto, necesitamos agregar motores, hélices, controladores de velocidad electrónicos (ESC) y un controlador de vuelo electrónico para administrar la estabilidad del modelo y convertir los comandos del transmisor RC en velocidades de hélice adecuadas para controlar el modelo.

La electrónica se ha elegido para adaptarse al espacio disponible, y las modificaciones de LEGO se han reducido al mínimo para conectar los motores.

¡Vámonos!

[Me han inspirado otros que han hecho algo como esto antes, pero todas las instrucciones escritas, fotos y videos son 100% mi propio trabajo]

Suministros

• Juguete de helicóptero de transporte aéreo del Ártico LEGO City - 60193 [$ 31]

  https://www.amazon.com/LEGO-Arctic-Transport-60193…

• Controlador de vuelo y combinación de ESC 20x20mm p. Ej. HGLRC XJB F428 Micro F4 AIO OSD [$ 63 +]

  https://www.banggood.com/20x20mm-XJB-F428-Micro-F4…

• Motores - 1806 motores sin escobillas - 4 en total (2x en sentido horario, 2x en sentido antihorario) [$ 30]

  https://www.banggood.com/4X-Racerstar-Racing-Editi…

• Hélices - 5 pulgadas: 5x4x3 3 palas

  https://www.banggood.com/10-Pairs-Kingkong-LDARC-5…

• Batería - Turnigy nano-tech 950mah 3S 25 ~ 50C Lipo [$ 10]

  https://hobbyking.com/en_us/turnigy-nano-tech-950m…

• Conector de batería y cable para conectar la batería al controlador de vuelo
• p.ej. JST RCY para que coincida con la batería Turnigy

• Transmisor y receptor de control de radio [aproximadamente $ 100]

  Si ya vuela un modelo de avión, aquí tendrá sus propias preferencias. Como mis pilotos de quadcopter, uso FrSky, p. Ej. el transmisor Taranis y el receptor FrSky XSR. Para aquellos con un presupuesto más pequeño que buscan equipos de entrada, los nuevos transmisores 'Jumper' tienen buenas críticas, y otros también usan FlySky

• Pernos M2 de 12 mm y 16 mm de largo (para sujetar los motores)
• Usé algunos tornillos de un conjunto mixto más grande

Paso 1: construye el kit de Lego y planifica la electrónica

¡Construir el kit LEGO es la primera y más rápida parte de esta construcción! Primero construí el modelo completo, junto con el bloque de hielo para el tigre dientes de sable y el pequeño quad que viene con él. Simplemente siga las instrucciones de LEGO (en caso de que esté interesado, están disponibles en línea:

Después de dejar que mis hijos jugaran con el modelo LEGO un rato, lo desmonté para ver cómo encajaba la electrónica y también la disposición de los accesorios y los motores.

Con el engranaje del cabrestante y otros bloques innecesarios retirados del interior, está relativamente abierto por dentro, lo que es ideal para colocar la batería (0.95Ah 3 celdas LiP) y la pila de 20x20 mm con controlador de vuelo y controlador de velocidad electrónico 4 en 1.

Con cualquier modelo volador, es importante tener el centro de gravedad correcto para que sea más fácil volar y recortar el modelo. Para un quadcopter, esto significa que el peso principal de la aeronave idealmente debería estar centrado entre los puntales. Con la batería colocada justo detrás del piloto y el controlador de vuelo en la parte posterior, esto ya está perfectamente equilibrado.

Paso 2: Taladre el Lego para permitir atornillar los motores

Aquí es donde se pone interesante. La ubicación de los orificios de fijación de un motor sin escobillas estándar 1806 es casi exactamente la misma que la de los pernos en una placa LEGO 2x2 estándar. Cada soporte de 'motor' en el quadcopter tiene una placa 2x2 gris piedra oscura tachonada (LEGO 3022), y en la parte superior una baldosa gris piedra gris mediana 2x2 con pasador vertical (LEGO 2460) que normalmente se sujetaría a los cubos de la hélice LEGO.

Para encajar los motores sin escobillas, perforé el LEGO siguiendo los siguientes pasos:

1. Encontré un buen taladro de pilar para facilitar la perforación precisa, en este caso tomé prestado el taller de mi padre, que tenía una pequeña combinación de taladro de pilar y tornillo de banco.
2. Se quitó el brazo del modelo completo con soporte de 'motor'
3. Se eliminó el mosaico gris medio con pasador vertical.
4. Midió la distancia requerida del agujero con calibradores y descubrió que era una fracción más grande que los centros de los postes de lego
5. Primero taladró agujeros en la placa de 2x2 y verificó los pernos colocados
6. Comprobé que los motores sin escobillas encajaban bien, en realidad solo necesitaban 2 pernos
7. Luego coloque la placa en el brazo y taladre hasta el final
8. Taladró 2 esquinas de la loseta gris media con un pasador vertical

9. Perfore el pasador vertical con un taladro más grande para proporcionar una sangría de modo que el pasador inferior y el anillo de seguridad del motor sin escobillas puedan girar libremente

10. Delantero: Atornillado a los motores con pernos largos de manera que atraviesen los brazos del quadcopter (1x M2x12 + 1x M2x16 para los dos motores frontales)
11. Trasero: Atornillado en los motores con pernos largos de modo que atraviesen todo el camino a través del montaje del motor lego levantado (2x M2x16 por motor trasero) No tenía pernos lo suficientemente largos como para atravesar todo el marco

Paso 3: elija la ubicación del brazo motor: corto y ancho o largo y estrecho

Al reorganizar los 'brazos' del quadcopter, es posible cambiar ligeramente el diseño para favorecer una ubicación más ancha o más estrecha de los motores y la cantidad de superposición de la hélice.

Corto y ancho (primera imagen, predeterminado)

La construcción predeterminada de LEGO (primera imagen) tiene los accesorios y los motores colocados a lo ancho (horizontalmente) con bastante superposición y relativamente cerca entre sí en relación con la longitud del cuerpo.

Largo y estrecho (segunda imagen, recomendada)

Al intercambiar los brazos desde los lados izquierdo y derecho, es posible cambiar el diseño a una configuración más estrecha (horizontalmente) y más espaciada, y con menos superposición, a lo largo del cuerpo. Prefiero esta configuración porque:

1. Espero que tenga una mejor estabilidad ya que el modelo es relativamente pesado a lo largo del cuerpo en comparación con el horizontal.
2. Hay menos superposición para los accesorios, lo que significa que es menos probable que haya un problema con el choque entre sí.

En última instancia, la elección es tuya y lo bueno de lego es que es fácil de ajustar y arriesgar esto ahora (pero un poco más difícil después de todo el cableado y la soldadura).

Paso 4: Conecte los componentes electrónicos

Ahora que los motores están instalados físicamente, es hora de hacer el cableado.

Motores

• Los cables incluidos en los motores traseros eran lo suficientemente largos para soldarlos directamente al controlador de velocidad electrónico (ESC). Es importante que el ESC esté orientado correctamente para hacer conexiones fáciles al motor correcto. Descubrí que con las pestañas de soldadura ESC a los lados, se ajusta bien al cuerpo del chasis de lego
• El valor predeterminado para Betaflight (firmware del controlador de vuelo) es tener el motor 1 en la esquina inferior derecha, girando en el sentido de las agujas del reloj (asegúrese de tener el mismo en cada diagonal), prefiero usar la configuración 'INVERTIDA' donde los motores delanteros Gire hacia afuera para que cualquier corte de césped sea arrojado hacia afuera y no hacia la cámara / frente del modelo.
• Los cables del motor delantero no eran lo suficientemente largos, así que extendí con un trozo corto de cable negro y una conexión termocontraíble para que estuviera ordenado.
• Cada motor sin escobillas tiene 3 cables, no importa en qué orden estén conectados, ya que la dirección del motor se puede corregir más adelante en la etapa de programación con el configurador BLheli

Conector de batería y condensador de suavizado

• Suelde el conector de alimentación apropiado al controlador de vuelo para que coincida con la batería, p. Ej. un JST RCY.
• Suelde el condensador de suavizado, si está incluido, para reducir el ruido eléctrico (opcional)

Receptor

Conéctese según corresponda, generalmente una conexión SBUS y, además, puede admitir telemetría. Consulte las instrucciones de su combinación de controlador de vuelo y receptor

Otro

• Beeper de 5v: opcional, útil para pitidos de error y alarma de batería baja
• En el futuro, también existe la opción de incluir una cámara pequeña con vista en primera persona (FPV) y un transmisor de video (VTX). La pila del controlador de vuelo HGLRC incluye una opción VTX;)

Una vez que haya terminado de soldar, verifique dos y tres veces sus conexiones, verifique y elimine cualquier cortocircuito (verificación de resistencia de varios metros en los terminales de la batería) antes de conectar la batería y / o usar un tapón de humo.

Al encenderlo, debería ver que las luces del controlador de vuelo se encienden y algunos pitidos de los ESC.

Paso 5: configurar el controlador de vuelo y hacer girar los motores

Motores traseros:

¿Pegamento? ¿Lego? Kragle?

Mal visto por la mayoría de los constructores de lego, he tratado de evitar el pegamento a toda costa. El único lugar donde realmente lo necesita son los bloques del motor trasero en los brazos (primera foto arriba). Todo lo demás está usando la magia de lego.

Los motores traseros están bien atornillados a estos 'bloques de motor', pero este trozo de lego debe fijarse al brazo y no volar. Usé un poco de pegamento caliente en el medio del plato donde se fija. Con suerte, esto no es permanente y se romperá si necesito hacer reparaciones.

Marco medio reforzado:

Usé algunas piezas extra de lego de otros modelos para agregar un poco de rigidez adicional al marco central para hacer frente mejor a las fuerzas. La disposición de los brazos no ha cambiado.

Controlador de vuelo / ESC atornillado:

El controlador de vuelo ya está ajustado, pero perforar un orificio y pasar un solo perno hasta la sección de la cola asegurará que no se mueva con vibraciones. Alternativamente, la espuma / cinta adhesiva de doble cara en el interior podría funcionar.

Paso 7: ¡Ve a volar

¡Todo lo que queda por hacer es sacarlo afuera, encontrar un espacio abierto y volar (*)! ¡Pídale a un amigo que lo grabe en video y espere que el lego no se desmorone!

El video vinculado es el primer vuelo, y como puedo ver en mi cara sonriente, ¡funcionó muy bien! Ciertamente tomó un poco más de tiempo armarlo de lo esperado, pero el resultado es algo especial. Puedo imaginarme haciendo algunas animaciones divertidas de misiones de rescate y películas de acción con mis hijos, su lego y este quadcopter volador.

Espero que hayas disfrutado de mi primer instructivo inspirado en la competencia 'hazlo volar', ¡comenta y haz cualquier pregunta

* Nota: si nunca ha volado antes, probablemente valga la pena practicar primero con algo más pequeño, más barato y más robusto como un Eachine E010. También consulte las leyes locales para Drone Safe Code o similar, en el Reino Unido https://dronesafe.uk/drone-code/ en los EE. UU. Https://www.faa.gov/uas/getting_started/. En la mayoría de los lugares, esto significa volar en espacios abiertos donde tiene permiso para volar y está lejos de personas, edificios y vehículos que no están bajo su control.

Primer premio en el desafío Make It Fly