Panduan Membangun Drone FPV Sendiri: Langkah demi Langkah untuk Pemula dan Pakar

Apa itu Drone?

Definisi Drone

Drone adalah pesawat tak berawak atau robot terbang yang secara resmi dikenal sebagai kendaraan udara tak berawak (UAV). Drone memiliki pengontrol berbasis darat yang mengontrol dan berkomunikasi secara jarak jauh dengan pesawat tersebut.

Meskipun opsi termudah adalah membeli drone komersial yang tersedia, seperti opsi bind n fly (BNF) atau ready to fly (RTF), para pecinta teknologi yang berani cenderung memilih membangun drone first-person view (FPV) dari nol.

Tidak perlu menjadi insinyur atau mahasiswa teknik untuk membangun drone (meskipun itu adalah keuntungan besar). Semua penggemar DIY drone tentu dapat menikmati sensasi merakit drone mereka sendiri, asalkan cukup sabar untuk mengikuti instruksi yang benar.

Inti dari panduan ini bukan sekadar mendapatkan kit drone dan menyelami bagian yang sudah dirakit sebelumnya. Sebaliknya, panduan ini untuk insinyur, desainer, dan penggemar drone DIY yang benar-benar ingin mempelajari berbagai bagian untuk membangun drone, cara memilih bagian tersebut, dan langkah-langkah tepat untuk menyatukan semua bagian menjadi satu drone fungsional yang sebenarnya dapat terbang.

Ingatlah bahwa mempelajari cara membangun drone DIY bukan hal termudah di dunia. Jadi, seberapa sederhana pun instruksi yang tampak, kenyataannya membutuhkan usaha serius, tetapi kepuasan akhir layak dengan semua upaya tersebut.

Sekarang mari kita lihat secara singkat berbagai jenis drone.

Jenis-jenis Drone

Penting untuk diketahui bahwa ada lebih dari satu jenis drone, sama seperti ada beberapa klasifikasi (seperti desain, tujuan, ukuran, dan lainnya). Namun, mari kita sederhanakannya pada desain konsumen drone. Ini meliputi:

Drone Helikopter Rotor Tunggal:

Jenis drone ini juga dikenal sebagai drone helikopter. Mereka mengandalkan hanya satu rotor untuk tetap terbang (hal itu bahkan sudah ada dalam namanya!).

Drone Multi-Rotor:

Ini adalah drone dengan badan tengah dan lebih dari satu rotor yang menggerakkan propeller. Ini adalah tips profesional: drone multi-rotor adalah pilihan terbaik jika Anda ingin memiliki "mata di langit." Sulit untuk membantah drone multi-rotor ketika soal fotografi udara karena mereka memberi Anda kontrol yang besar atas pengaturan dan posisi. Jenis drone multi-rotor yang paling umum adalah yang memiliki empat rotor (quadcopter). Lainnya termasuk tricopter (tiga rotor), hexacopter (enam rotor), dan octocopter (delapan rotor).

Drone Selfie:

Ini adalah drone kecil yang pada dasarnya memiliki kamera berkualitas baik dengan pengenalan wajah untuk mengambil selfie. Mengoperasikan drone selfie biasanya dilakukan dari aplikasi seluler yang diunduh pada ponsel. Beberapa contohnya termasuk DJI Spark, DJI Mavic Pro, Skye Drone, dan drone JJRC H37 Elfie.

Drone Balap:

Ini adalah drone FPV yang digunakan dalam kompetisi balap yang mirip dengan balap mobil, kecuali, tentu saja, balap ini dilakukan di udara. Setiap peserta memakai layar tampilan yang dipasang di kepala yang menunjukkan streaming langsung saat mereka mengontrol drone yang dilengkapi kamera. Drone balap berkualitas baik termasuk Walkera F210 3D, Eachine Wizard X220S, Holy Stone HS230, dan ARRIS X-Speed 280 V2.

Alat Dasar yang Diperlukan untuk Membangun Drone

Apakah Anda hanya merakit bagian yang sudah disusun atau membangun dari nol, Anda akan membutuhkan beberapa alat dasar. Selain itu, alat-alat ini berguna ketika Anda perlu memperbaiki drone setelah tabrakan.

Berikut adalah beberapa alat penting yang akan Anda butuhkan untuk membangun (dan memperbaiki) drone DIY Anda.

Soldering Iron:

Anda akan memerlukan soldering iron untuk menyambungkan dua kabel, dan juga merakit potongan-potongan bagian drone.

Tapes:

Ini akan berfungsi sebagai isolator yang dibutuhkan antara konektor untuk mencegah rangkaian pendek dan membuat drone Anda runtuh. Opsinya termasuk double-sided tapes, electrical tapes, dan Kapton tapes.

Zip ties:

Zip ties adalah alat sederhana namun diperlukan untuk membangun drone dengan sukses. ESC dan perangkat keras lainnya lebih mudah dipasang pada frame menggunakan zip ties.

Velcro:

Sebuah irisan Velcro akan berguna ketika Anda perlu memasang baterai pada frame.

Multimeter:

Anda akan membutuhkan alat ini untuk mendiagnosis masalah listrik dan mendeteksi tegangan pada bagian-bagian listrik yang berbeda. Multimeter adalah alat penting jika drone Anda harus berfungsi dengan baik.

Hand Tools (Hex drivers, Nut Driver / Wrench, Pliers):

Ini adalah alat yang diperlukan untuk mengamankan, memodifikasi, dan membuka berbagai komponen drone Anda. Ini adalah buang-buang waktu untuk mencoba membangun drone DIY tanpa alat-alat ini.

Lighter / Heat Gun:

Heat gun adalah opsi yang baik tetapi mungkin terlalu tidak perlu untuk memberikan panas pada heat shrinks di sekitar kabel. Pelengap sederhana juga akan menyelesaikan pekerjaan dengan baik.

Smoke Stoppers:

Ini sangat berguna untuk mencegah kerusakan yang mungkin terjadi dalam hal rangkaian pendek. Jika ada arus berlebih, lampu pada smoke stopper akan terbakar alih-alih menyebabkan kerusakan pada drone Anda.

Tweezers:

Anda akan membutuhkan ini untuk memindahkan kabel kecil dan komponen listrik kecil. Semakin panjang lengket, semakin mudah untuk mengakses kabel, komponen, dan tombol yang mungkin sedikit sulit.

Bagian Dasar Drone

Komponen dan aksesori yang Anda butuhkan tergantung pada jenis drone yang ingin Anda bangun dan fungsi yang ingin Anda capai. Namun, berikut adalah bagian-bagian dasar untuk membangun hampir setiap jenis drone.

1.Frame:

Semua dalam drone Anda menumpuk pada frame. Anda dapat membangunnya sendiri atau membelinya. Pilih frame yang cocok dengan ukuran drone ideal Anda dan ingat bahwa lengan harus cocok dengan jumlah motor yang ingin Anda gunakan. Misalnya, beli frame dengan empat lengan jika Anda ingin membangun quadcopter.

2. Baterai:

Berikan pertimbangan cermat pada jenis dan kapasitas baterai yang ingin Anda gunakan. Lithium Polymer Battery (Li-Po) adalah pilihan yang disukai karena kapasitas dan outputnya yang tinggi.

3. Battery monitor:

Drone dapat terbang tanpa battery monitor, tetapi monitor dapat memberi peringatan dini tentang tingkat baterai, membuatnya cukup berguna. Anda tidak ingin drone Anda kehabisan daya di atas kolam!

4. FPV Camera:

Anda akan membutuhkan kamera untuk membuat rekaman selama penerbangan atau mengambil foto udara. Kamera drone terbaik adalah jenis kualitas 4K. Sebuah gimbal juga mungkin berguna jika Anda menggunakan drone dengan kamera.

5. Connectors:

Anda memerlukan konektor 4.5 mm untuk menyambung PDB dan konektor 3.5 mm untuk ESC dan motor.

6. Controller:

Ini adalah otak dari drone Anda. Flight controller adalah pusat untuk semua perangkat keras drone Anda, yang berarti mendistribusikan daya ke semua komponen dan mengontrol motor secara bersamaan. Pastikan untuk memilih yang memiliki gyroscope dan accelerometer.

7. Electronic Speed Control (ESC):

Jumlah ESC yang akan digunakan tergantung pada berapa banyak lengan drone Anda akan miliki. Perhatikan bahwa Anda tidak membutuhkan ESC jika Anda menggunakan brushed motors.

8. Motors:

Jumlah motor yang Anda butuhkan tergantung pada apakah Anda ingin drone rotor tunggal atau drone multi-rotor. Namun, hal utama yang perlu diperhatikan tentang motor adalah jenisnya. Ada dua jenis utama, yaitu brushed dan brushless motors. Brushless motor adalah pilihan yang disukai untuk drone DIY karena mudah terhadap baterai drone Anda dan bertahan lebih lama. Brushed motor lebih murah, meskipun, dan lebih cocok untuk drone ready-to-fly. Kelemahannya adalah mereka aus dan rusak lebih cepat daripada opsi brushless.

9. Mounting pad:

Ini akan mengurangi getaran selama penerbangan, dan sangat berguna jika Anda ingin drone DIY Anda mengambil foto atau merekam video.

10. Power distribution boards (PDB):

Ini adalah perangkat keras yang menghubungkan komponen listrik utama Anda, seperti konektor baterai dan ESC.

11. Propellers:

Pilih propeller yang cocok dengan frame drone Anda. Meskipun Anda dapat membuat frame menggunakan kayu, Anda tidak akan menemukan propeller kayu. Tetapi pastikan Anda memilih propeller dengan bahan berkualitas yang cocok untuk drone Anda.

12. Transmitter and RC receiver:

Transmitter adalah apa yang Anda pegang sebagai pilot, sementara RC receiver tetap berada pada drone untuk menerima perintah dari Anda, pilot. Perangkat ini dihubungkan ke Flight controller. Pilih pengontrol RC dengan sekitar lima hingga enam saluran. Saluran throttle, pitch, roll, dan yaw akan secara otomatis mengambil empat saluran, sehingga Anda tinggal dengan dua saluran tambahan yang dapat Anda gunakan untuk kontrol lainnya.

13. USB Key:

Jika Anda ingin drone yang akan mengambil foto atau merekam video, Anda membutuhkan USB key untuk menyimpan foto dan video.

Anda juga dapat menyertakan charger baterai dan aksesori lainnya, tergantung pada apa yang ingin Anda capai.

Cara Memilih Bagian yang Tepat?

Drone Anda setara dengan bagian-bagian individu, jadi pastikan untuk mendapatkan bagian yang handal dan berkualitas dari toko resmi.

Tetapi siapa pun dapat menyatukan bagian drone dengan zip ties dan alat lainnya. Pertanyaan adalah, apakah drone akan terbang dan berfungsi dengan baik? Drone Anda hanya dapat bekerja sesuai yang diinginkan jika Anda tahu cara memilih bagian yang tepat untuknya.

Selain menemukan bagian berkualitas dan handal, Anda harus mempertimbangkan rasio dorongan drone terhadap beratnya. Harus ada dorongan ke atas yang cukup untuk mengangkat berat drone. Anda dapat menentukan total berat drone dengan menambahkan berat semua komponen yang digunakan untuk membangunnya.

Untuk pesawat kecil ini terbang dengan sukses, Anda perlu memilih motor yang tepat, ukuran propeller, dan tentu saja, baterai yang benar untuk mendayai drone. Ini adalah cara sederhana untuk memberikan dorongan yang cukup, dan ini adalah salah satu faktor terpenting yang akan menentukan apakah drone Anda akan terbang atau tidak.

Tanpa membawa Anda melalui semua detail "membosankan", selalu pilih motor yang dilengkapi dengan tabel dorongan. Data akan membantu Anda memutuskan motor dan komponen lain yang akan dipilih tanpa membebani drone Anda.

Rasio dorongan terhadap berat 2:1 biasanya ideal untuk penerbangan lembut, tetapi Anda harus mengincar rasio yang lebih tinggi (misalnya, 5:1) jika Anda ingin berpartisipasi dalam balapan drone. Namun, waktu penerbangan yang lebih tinggi juga berarti baterai yang lebih besar (yang sama dengan lebih banyak berat).

Oke, sekarang setelah Anda mengumpulkan semua bagian dan siap dengan alat yang Anda butuhkan, langkah selanjutnya yang jelas adalah memulai penyatukan, pengelasan, dan pengikatan bagian-bagian bersama-sama.

Cara Membangun Drone

Ada banyak cara berbeda untuk membangun drone. Langkah-langkah dan komponen dapat bervariasi tergantung pada seberapa banyak drone yang benar-benar DIY. Namun yang terpenting, jenis drone FPV yang ingin Anda bangun akan menentukan bagaimana Anda melakukannya.

Untuk menjaga kesederhanaan, panduan langkah demi langkah ini akan fokus pada jenis drone quadcopter atau empat rotor untuk beberapa alasan.

Pertama, ini adalah salah satu jenis drone yang paling populer, dan cukup sederhana untuk dibangun. Selain itu, semua drone pada dasarnya memiliki anatomi yang sama, yang berarti Anda dapat menyesuaikan panduan ini dengan hampir setiap jenis drone yang ingin Anda bangun.

Ini adalah cara membangun drone DIY.

Step 1: Assembling the Frame

Jika Anda membangun dari nol, tugas pertama Anda adalah memilih bahan untuk membangun frame, dan ini tergantung pada seberapa kuat atau kokoh Anda ingin drone Anda. Opsi Anda termasuk kayu, logam, dan plastik. Ingat untuk memilih bahan ringan bahkan jika Anda menggunakan logam.

Potong dua bahan frame yang dipilih dengan panjang 60 cm dan lebar 30 mm dan hubungkan mereka menjadi bentuk "X" menggunakan lem atau palu tergantung pada bahan, yang merupakan struktur dasar quadcopter.

Anda juga dapat memilih untuk membeli frame untuk drone Anda (opsi yang lebih mudah) alih-alih membangunnya sendiri. Cukup pastikan Anda memilih frame berkualitas tinggi.

PDB biasanya diletakkan di atas atau di bawah frame. Komponen lain akan terhubung ke papan distribusi daya. Sebelum Anda melekatkan PDB ke frame, lebih baik untuk membuat koneksi terlebih dahulu.

Selami konektor ke ESC dan motor Anda, setelah itu Anda juga harus menyelami ESC dan baterai pinout, sering ditulis sebagai "pinout" adalah referensi silang antara kontak konektor listrik dan fungsinya. Ada penyebutan pin sebagai konektor jantan ke PDB. Dengan semua konektor yang ada, Anda sekarang dapat mengamankan PBD ke frame menggunakan zip ties.

Step 2: Mount the Motors

Buat lubang pada frame drone DIY Anda tempat Anda akan memasang setiap motor. Ini adalah ide bagus untuk membuat lubang tambahan untuk memungkinkan gerakan bebas klip dan poros jika motor tidak dilengkapi dengan pemasang. Tentu saja, lewati saja jika sudah ada pemasang.

Sekarang, saatnya memasang motor, tetapi Anda perlu mengawasi dengan hati-hati agar tidak menempatkannya secara salah. Quadcopter Anda akan memiliki empat motor; dua motor CW (jarum jam) dan dua motor CCW (berlawanan jarum jam). Pasang dengan benar, atau Anda akan mendapatkan hasil yang kurang memuaskan.

Letakkan motor yang benar di ujung setiap lengan dan amankan mereka menggunakan baut dan obeng. Pastikan mereka tidak terlalu kencang.

Step 3: Mount the ESC

Selanjutnya, Anda perlu memasang pengontrol kecepatan elektronik. Tempat yang baik untuk menghubungkan ESC adalah di bagian bawah frame. Melakukannya akan memberi ruang di sisi atas drone untuk komponen lain.

Amankan ESC ke frame menggunakan zip ties untuk memastikan mereka tetap berada di tempat selama penerbangan. Jangan lupa untuk menghubungkan konektor ESC ke motor.

Sekarang akan menjadi waktu yang bagia untuk menguji apakah motor CW dan CCW berputar dengan benar. Ganti koneksi jika mereka tidak berputar di arah yang benar.

Step 4: Install a Landing Gear

UAV Anda harus mendarat dalam satu potongan alih-alih tabrakan dengan tanah saat menurun. Landing gear akan secara signifikan mengurangi kejutan saat mendarat, dan drone Anda harus memiliki satu.

Tidak ada aturan yang ketat tentang hal ini. Kreativitas yang dibutuhkan di sini. Tujuannya adalah mengurangi kejutan secara keseluruhan saat drone kecil Anda mendarat.

Namun jika Anda butuh inspirasi, berikut adalah ide tentang cara membuat landing gear yang baik. Potong pipa logam menjadi empat cincin dengan tebal sekitar 2 cm. Gunakan tekan duct untuk melekatkan cincin ke frame. Anda juga dapat menggunakan plastik atau bahan kuat namun fleksibel lainnya untuk membuat landing gear.

Step 5: Attach the Flight Controller

Pasang flight controller yang siap pakai di bagian atas frame di dekat tengah drone. Anda dapat mendapatkan flight controller dalam kit drone atau membangunnya sendiri. Tetapi lakukan hanya jika Anda yakin tentangnya karena prosedur cukup rumit dan menantang.

Flight controller memungkinkan stabilitas dan memproses perubahan arah selama penerbangan. Pastikan untuk mengamankannya di tempat dengan menekannya dengan lem dua sisi, zip ties, atau baut.

Getiran dari motor dapat mempengaruhi flight controller. Oleh karena itu, ingat untuk menambahkan potongan spons kecil di bawah flight controller saat Anda memasangnya untuk mengurangi getaran yang dihasilkan dari motor. Melakukannya akan meningkatkan stabilitas keseluruhan drone Anda selama penerbangan.

Sekarang hubungkan semua kabel dan elektronika lainnya ke flight controller dan kalibrasi ESC. Ini juga waktu yang bagus untuk melekatkan propeller. Jangan pasang terlalu kencang karena mereka akan secara otomatis mengencangkan jika Anda memasang CW dan CCW dengan benar. Pastikan propeller Anda mendorong udara ke bawah saat berputar.

Step 6: Choose the Right Wireless Remote Control System

Anda akan membutuhkan sistem remote control untuk mengontrol UAV Anda. Ada cukup banyak opsi yang tersedia, jadi lakukan riset dan pilih salah satu yang lebih handal, seperti Spektrum, Futaba, FlySky, dan lainnya.

Anda juga akan membutuhkan beberapa saluran untuk throttle, roll, pitch, dan yaw, termasuk beberapa lagi jika Anda berencana menggunakan kamera fotografi udara. Drone dengan kamera atau aksesori berguna lainnya lebih berharga daripada sekadar pesawat terbang. Namun untuk drone DIY pertama Anda, tidak apa-apa untuk membangun drone sederhana tanpa terlalu banyak gizmo. Selalu ada ruang untuk perbaikan, jadi jangan memberatkan drone DIY pertama Anda.

Step 7: Connect the Open Pilot to Your Drone

Selanjutnya, konfigurasikan flight controller ke ESC dan sistem remote control. Langkah ini melibatkan banyak pemasangan, kabel, dan pemrograman. Ini akan membantu jika Anda menemukan video tutorial yang sesuai di web untuk instruksi spesifik cara melakukan ini untuk pilihan flight controller tertentu Anda.

Step 8: Test Your Drone

Sebelum Anda menggunakan drone, Anda perlu mengujinya untuk memastikan semuanya berfungsi dengan baik. Anda dapat memeriksa semua fungsi, termasuk sensor dan komponen lainnya, menggunakan OpenPilot, MissionPlanner, atau perangkat lunak GCS lain yang baik.

Sebelum tes, lebih baik untuk mencabut propeller. Inilah halnya, Anda tidak dapat terlalu yakin bahwa tidak akan ada yang rusak selama percobaan. Ini bisa menimbulkan kecewa untuk memulai dari awal lagi setelah mencapai sejauh ini. Oleh karena itu, mencabut propeller mengurangi risiko merusak drone Anda selama percobaan.

Tempatkan lokasi yang sesuai untuk menguji drone kecil Anda. Lakukan ini dalam jarak yang terkendali dan perhatikan kabel dan zip ties saat Anda menguji gerakan drone. Amankan komponen apa pun yang tampak tidak stabil atau bergerak selama tes. Ketika semuanya bekerja sesuai rencana, drone Anda siap untuk lepas landas!

Step 9: Drone– Takeoff

Langkah terakhir adalah membu ngkitkan drone Anda. Inilah di mana karet bertemu jalan, atau dalam kasus ini, di mana perangkat bertemu dengan udara! Sebelum lepas landas, pastikan baterai dengan aman di tempatnya (lebih baik menggunakan irisan Velcro). Anda tidak ingin baterai bergerak-gerak selama penerbangan. Juga, pastikan baterai terhubung dengan benar ke semua komponen dan menyediakan daya yang cukup. Pastikan baterai tidak setengah kosong sebelum lepas landas. Anda tentu tidak ingin kehabisan daya di tengah udara.

Untuk uji coba penerbangan pertama Anda, temukan area terbuka untuk menguji drone DIY Anda. Area terbuka akan meminimalkan kerusakan pada pesawat kecil Anda jika jatuh. Juga, jika ada yang salah, area terbuka akan membatasi potensi kerusakan yang dapat disebabkan drone. Pastikan Anda menguji drone di tempat di mana Anda dapat melihatnya selama sesi penerbangan.

Letakkan drone kecil Anda di tanah, nyalakan kontrol, dan ambil penerbangan pertama Anda. Ingat untuk menaikkan throttle drone Anda perlahan, memastikan untuk menjaganya pada ketinggian rendah untuk memulai. Melakukannya akan mencegah kerusakan serius jika drone Anda keluar kendali dan jatuh.

Jika Anda mengikuti instruksi dan melakukan due diligence Anda (dan dengan asumsi tidak ada kejadian tak terduga), UAV Anda harus lepas landas dengan lancar.

Selamat atas penerbangan pertama Anda!

Conclusion

Artikel ini tentang cara membangun drone dari nol. Ada banyak faktor yang perlu dipertimbangkan, tetapi dimulai dengan mengetahui berbagai komponen dan cara memilih bagian yang tepat. Menambahkan aksesori ke UAV Anda, seperti kamera, dapat secara signifikan meningkatkan fungsionalitas drone Anda. Alih-alih membuangkankan layang-layang yang dipuji-puji, drone dengan kamera dapat berguna dalam lebih dari satu cara.

Keberhasilan desain drone Anda dimulai dengan rasio dorongan terhadap berat. Selalu ingat bahwa drone terbaik cukup ringan untuk terbang namun cukup berat untuk tetap seimbang di udara.

Ingat bahwa prosedur nyata untuk membangun drone akan sedikit berbeda dan bahkan mencakup beberapa langkah kecil atau menengah. Itu karena komponen, aksesori, program, dan jenis drone bervariasi dari orang ke orang. Juga, cara membangun dan menyatukan mereka tergantung pada seberapa sederhana atau kompleks setiap orang berniat membuat drone mereka.

Tidak apa-apa untuk menyatukan bagian dari kit drone FPV, terutama jika Anda pemula sepenuhnya. Melakukannya akan membantu Anda terbiasa dengan berbagai bagian dan langkah yang terlibat dan juga memberi Anda gambaran tentang apa yang harus diharapkan ketika Anda memutuskan untuk membangunnya dari nol.

Drone DIY pertama Anda mungkin tidak sempurna, tetapi latihan membuat sempurna. Dan sensasi melihatnya lepas dari tanah adalah lebih dari cukup motivasi untuk membangun versi yang lebih baik di masa depan.