Cursus: Zo bouw je een drone
In deze handige cursus leggen we je uit hoe je jouw eigen FPV-drone bouwt.
Je kunt natuurlijk een dure DJI Mavic Air 2 aanschaffen om prachtige kiekjes van de omgeving op te nemen, maar als je op zoek bent naar wat meer actie en sensatie, geeft het bouwen van een eigen FPV-drone pas echt een kick. Een FPV-drone kan bovendien een heel stuk sneller vliegen. FPV staat voor First Person View. Dit betekent dat je een bril draagt waarmee je live kunt meekijken aan boord van de drone. Het is uiteraard ook mogelijk om in Line of Sight te vliegen met een FPV-drone, maar in dat geval ben je beperkt in de afstand die de drone kan afleggen.
Je moet de drone dan namelijk met het blote oog in de gaten houden. Een FPV-drone wordt veelvuldig gebruikt om mee te racen, maar daarnaast kun je er ook een hoop trucjes mee doen. Zo kun je de drone salto’s laten maken. Op het YouTube-kanaal van Dutch Drone Gods kun je onder meer zien waartoe een FPV-drone in staat is (indien je over de juiste vliegskills beschikt). We kunnen je onmogelijk in een aantal pagina’s uitleggen hoe je stap voor stap een drone bouwt, maar we kunnen je wel op weg helpen met de nodige aandachtspunten.
Hoe bouw je een drone?
Regelgeving
Voordat je aan de slag gaat met het bouwen van een drone, is het belangrijk om te weten dat er een hoop lastige regeltjes zijn om met de drone te mogen vliegen. Waarom zou je een drone bouwen als je niet van plan bent om ermee door de lucht te vliegen? In de praktijk zijn er vrij weinig gebieden waar het vliegen met een drone wettelijk is toegestaan. Sinds januari 2021 is er een Europese dronewetgeving van kracht. Er zijn regels voor verschillende gewichtsklassen.
Weegt je zelfgebouwde drone meer dan 250 gram, dan moet je daarvoor examens afleggen en een vliegbrevet halen. Daarom is het aan te raden om een drone te bouwen die minder dan 250 gram weegt. Ook dan zijn er een hoop regels om je aan te houden. Zo moet je jezelf voortaan registreren als dronepiloot. Dat is mogelijk via de website van de overheid. Daarnaast is het goed om te weten dat je niet overal met je drone mag vliegen. Het is bijvoorbeeld niet toegestaan om boven de 120 meter hoogte te komen en je mag niet in luchtvaartzones terechtkomen.
Daarnaast is het niet toegestaan om boven een mensenmassa te vliegen. Het is aan te raden om de volledige regelgeving goed door te nemen, voordat je fanatiek aan de slag gaat met het bouwen van een FPV-drone. Zo kom je niet voor verrassingen te staan.
Wat heb je nodig?
Hieronder een lijstje met de belangrijkste benodigdheden bij het bouwen van een drone. Veel onderdelen kan je gemakkelijk terugvinden op bijvoorbeeld Bol.com maar er zijn ook andere webshops die gespecialiseerd zijn in onderdelen voor drones.
- Frame
- Flight controller
- Power Distribution Board (PDP)
- Motoren
- Electronic Speed Controllers (ESC’s)
- Propellers
- Accu’s
- Acculader
- FPV-camera
- FPV-transmitter
- FPV-bril
- Actiecamera om beelden op te nemen (optioneel)
- Afstandsbediening
- Ontvanger voor je afstandsbediening
Aan de slag
Je kan ervoor kiezen om je FPV-drone volledig zelf samen te stellen. Het is echter ook mogelijk om een bouwpakket aan te schaffen. Hierin zitten alle onderdelen die je nodig hebt. Het is dan alleen een kwestie van in elkaar zetten en afstellen. Hieronder behandelen we alle onderdelen die je nodig hebt om je eigen FPV-drone te bouwen en waar je op moet letten. Het is belangrijk dat je voordat je begint genoeg research doet.
De basis van je drone is uiteraard het frame. Het is het skelet waarop je alle ‘organen’ monteert. Je kiest hiervoor naar eigen keuze een formaat, model en materiaal dat bij je past. Let erop dat je frame niet te zwaar is. Je moet bovendien nog een hoop onderdelen op het frame bevestigen en je wil niet dat het totaalgewicht de 250 gram overschrijdt. Een drone heeft een flight controller (FC) nodig om te kunnen functioneren. Je kunt dit onderdeel zien als het brein van het apparaat. Een flight controller is verkrijgbaar in verschillende soorten en maten, waardoor het belangrijk is dat deze printplaat in het frame van je drone past.
Sommige flight controllers draaien op hun eigen softwarevariant, maar veel FC’s zijn geschikt voor open source-firmware, zoals Betaflight en Cleanflight. Om op te kunnen stijgen, moet een drone voorzien zijn van motoren. Ook hier is het formaat en het aantal toeren per volt (KV) van belang. Hoe hoger het KV, hoe sneller de motor draait. Als je voor een quadcopter gaat, heb je vier motoren nodig (plus reserves). Je kan uiteraard ook voor een drone met meer motoren en propellers gaan, maar dan zit je al gauw boven een gewicht van 250 gram.
ESC’s zijn de aansturing van de motoren. Hierbij is het belangrijk om erop te letten hoeveel stroom ze maximaal doorlaten. Afhankelijk van de gekozen motoren en propellers is een bepaalde spanning nodig. Ook moeten ze compatibel zijn met de flight controller. Een Power Distribution Board (PDB) is geen noodzakelijk onderdeel van een drone. Het verdeelt de stroom van de batterij naar de rest van de droneonderdelen. In een aantal gevallen is de PDP ingebouwd in de flight controller. Op het moment dat je flight controller en ESC’s niet zijn ontworpen om directe stroom te ontvangen van je accu en die te verdelen, heb je een PDB nodig.
Propellers zijn eveneens verkrijgbaar in verschillende soorten, maten en kleuren. Je kunt niet zomaar ieder formaat propeller op je drone plaatsen. Dat is namelijk onder meer afhankelijk van de afstand tussen je motoren. Bovendien is de ene propeller geschikt om mee te racen, terwijl de andere geschikter is voor langere afstanden. De keuze maak je op basis van je voorkeur: wil je snelheid of efficiëntie? Zonder accu zal je drone niet ver komen. Hoe meer cellen een accu bevat, hoe meer spanning er op de motoren komt te staan. Hoe hoger de spanning, hoe sneller je motoren zullen draaien. Andere aandachtspunten zijn de C-waarde en de mAh-waarde. Met meer accucapaciteit (mAh) kun je langer vliegen, maar doorgaans is de accu dan ook wat zwaarder. Accu’s met een hogere C-waarde kunnen meer stroom leveren, waardoor je drone minder snel een dipje krijgt bij hogere stroompieken.
Je kunt dan in principe sneller accelereren en meer lift creëren. De eigenschappen van je accu dien je af te stemmen op het formaat van je droneframe en de combinatie van je propellers en motoren. Je dient ook rekening te houden met de gewenste vliegtijd. De tijd in de lucht varieert doorgaans van 2 tot 30 minuten, afhankelijk van je vliegstijl en gekozen hardware. Om de drone te besturen maak je gebruik van een afstandsbediening (remote). Ook hier zijn er verschillende soorten en formaten om uit te kiezen. Daarbij is de ergonomie belangrijk, de hoeveelheid bedieningsmogelijkheden/knoppen en de mogelijkheid om zendermodules uit te wisselen.
Je wil gaan voor een zenderprotocol dat past bij jouw vliegstijl (racen/lange afstand). Om contact te leggen met de drone, dien je een ontvanger op de drone te installeren. Het is handig als deze ontvanger is staat is om gegevens terug te sturen over de status van de drone, zoals de overgebleven accucapaciteit en de signaalontvangst. Je kunt een alarm instellen dat afgaat zodra je ontvangst verslechterd en/of als je batterij bijna leeg is. Zo kom je niet voor onaangename verrassingen te staan.
FPV-vliegen zou geen FPV-vliegen zijn als je niet beschikt over een FPV-camera, FPV-transmitter en FPV-bril. Door de FPV-bril (die eruitziet als een soort VR-bril) kun je aan boord van je FPV-drone meekijken via de FPV-camera die je op of in het frame gemonteerd hebt. Bij de camera is het van belang welke kijkhoek die biedt, of er nachtzicht aanwezig is, of je de keuze hebt voor PAL NTS en welke resolutie hij aankan.
Deze resoluties zijn lang niet zo goed als de camera’s waarmee je video’s opneemt, maar er is alsnog veel verschil in kwaliteit tussen de verkrijgbare FPV-camera’s. Met een FPV-transmitter breng je het beeldsignaal over van je FPV-camera naar je FPV-bril. Bij het assembleren dien je erop te letten dat je nooit de propellers monteert, zonder dat je er zeker van bent dat alle veiligheidssystemen werken. Ook als je de drone aan je pc hangt om deze te kalibreren of programmeren, moet je de propellers demonteren. Op hoge snelheid veranderen deze propellers namelijk in ware gehaktmolens.
RTF, ARF, FPV en BNF
Wie zich verdiept in de dronemarkt zal al vlug op afkortingen stuiten. RTF staat voor Ready-to-Fly en verwijst naar drones waarmee je meteen een rondje kan vliegen. Dit zijn de drones waar we ons in deze koopgids concentreren. FPV is dan weer een verkorting van First Person View, en verwijst naar het feit dat een drone livebeelden kan leveren om bewegingen vanuit het perspectief van de drone te volgen. BNP en ARF zijn termen die vooral belangrijk zijn voor wie modellen op maat wil bouwen, bijvoorbeeld om te racen. Bind-and-Fly (BNP) is een etiket dat aangeeft dat je met een drone zonder controller te maken hebt, die je aan een zelfgebouwde afstandsbediening kan koppelen. Almost-Ready-to-Fly (ARF) wordt gebruikt voor drone-kits die je zelf nog gedeeltelijk in elkaar moet steken.
Vlieg met je zelfgemaakte drone
Ervan uitgaande dat het je gelukt is om je eigen FPV-drone in elkaar te zetten, is het nu tijd om te vliegen. Je wil natuurlijk niet dat je bestede geld en harde werk direct in een hoge boom belandt. Daarom raden we je aan om eerst te oefenen met een drone simulator zoals Liftoff (te downloaden via Steam). Je kunt je afstandsbediening hierop aansluiten en krijgt door de simulator snel een idee van hoe de sticks aanvoelen. Crashen is bovendien volledig gratis. Als je in de buitenlucht gaat vliegen met je FPV-drone is het belangrijk dat je altijd een spotter meeneemt.
Jij hebt zelf een FPV-bril op, waardoor je je omgeving niet in de gaten kunt houden. Een spotter kan dit voor jou doen. Je kunt namelijk per ongeluk mensen of dieren verwonden als je met 160 km/u de bocht uit komt (let op: er hangen regels aan de snelheid afhankelijk van de dronecategorie). Doorgaans vinden honden een drone nogal een leuk speeltje, maar vergis je niet: het is een vliegende grasmaaier die best wat schade kan aanrichten.
