Hoe maak je een drone? – Het bouwen van een drone

Het bouwen van een drone is voor veel mensen een hobby. Je hebt alle vrijheid om zelf iets te creëren. De eerste keer een drone bouwen kan lastig zijn. Je loopt tegen veel dingen aan en dat is frustrerend. In dit artikel krijg je een idee van wat je nodig hebt, hoe je de juiste onderdelen vindt en wat je ermee kunt doen. Tot slot ga ik het hebben over de voordelen en nadelen van het bouwen van een drone. Is het voordeliger om een drone te bouwen of gewoon te kopen?  

Een drone bouwen is niet altijd het meest voordelig. Het kopen van een kant-en-klare drone is in de meeste gevallen de beste keus, zeker als je een goed model aanschaft. Tegenwoordig zijn drones helemaal niet meer zo duur:

	Drone	Merk	Prijs
1.	Ryze Tello	DJI	Bekijk op Bol.com
2.	Syma X5HW	Syma	Bekijk op Bol.com
3.	DENVER DCW-380	DENVER	Bekijk op Bol.com

Voordat ik ga beginnen moeten we het even hebben over ‘drone kits’. Dit zijn pakketten die bestaan uit alle onderdelen die je nodig hebt voor het bouwen van een drone. Je kiest de drone die je wil bouwen en alle onderdelen liggen al klaar. Aan de hand van een handleiding kun je de drone vervolgens in elkaar zetten. In dit artikel heb ik het niet over deze drone kits, maar over alle onderdelen die er zijn. Dan nu antwoord op de vraag: ‘hoe maak je een drone?’.

Wat heb je nodig om een drone te maken? 

Er zijn verschillende onderdelen die je nodig hebt. Om deze onderdelen te gebruiken heb je gereedschap nodig. Hieronder geef ik je een lijst van gereedschappen die je nodig zult hebben.  

• Vrijwel altijd heb je een soldeerbout en soldeer nodig. Deze heb je nodig om onderdelen aan elkaar te monteren. 
• Een tweede persoon die je kan helpen met het vasthouden van het onderdeel dat je moet solderen.  
• Een multimeter is over het algemeen handig gereedschap. Ze helpen je bij het zoeken van elektrische problemen. 
• Dubbelzijdig tape is een belangrijk onderdeel bij het bouwen van een drone. Je kunt veel onderdelen aan je frame monteren met deze tape.  
• Klittenband kan helpen bij het vastzetten van de LiPo-batterij aan het frame.  
• Sommige drone hardware is gemakkelijker aan het frame vast te zetten door tyrapse te gebruiken. Neem de ESCs (Electronic Speed Control) als voorbeeld. 
• Tot slot hebben we krimpkous of elektrische tape. De motoren en ESCs worden waarschijnlijk verbonden met kogelconnectors. Als deze connectors elkaar raken ontstaat er een kortsluiting. Als gevolg daarvan crasht de drone. Dit kun je voorkomen door het te isoleren met deze twee onderdelen.  

Hieronder zie je het gereedschap dat je nodig hebt. De prijs van het gereedschap kun je vinden op Bol.com:

Dan zijn we nu aangekomen bij de benodigde onderdelen waaruit de drone bestaat. Hier heb ik een uitgebreide blog over geschreven. Wat heb je nodig om een drone te bouwen? Ik leg alle onderdelen uit. Hieronder zet ik ze op een rijtje en ga ik er snel doorheen.  

• Frame: het frame bepaalt de vorm van de drone. Alle onderdelen zet je vast aan dit frame.  
• Motors: de motors zullen de propellers aandrijven. Veel leveranciers geven belangrijke informatie over de motors. Zo kun je zien welke onderdelen je kunt gebruiken met de motor. 
• Propellers: bij de propellers moet je letten op de lengtemaat van de propellers, oftewel de diameter. 
• Electronic Speed Controls (ESCs): de ESC geeft aan de motor door hoe hard hij moet draaien. Dit is belangrijk omdat je wil dat alle motoren op de drone even hard draaien. Voor elke motor gebruik je één ESC. 
• Lythium Polymeer Batterijen (LiPo-batterij): dit zijn batterijen die je telkens weer opnieuw kunt opladen. Oftewel oplaadbare batterijen. Meer over deze batterijen. 

Lipo batterijen zijn er in verschillende soorten en maten:

Batterij	Merk	Prijs
Lipo accu voor drones	Hubsan	Bekijk op Bol.com >>
Lipo accu voor RC voertuigen	WLtoys	Bekijk op Bol.com >>
Lipo accu voor Radio’s	Albrecht	Bekijk op Bol.com >>

• Power Distribution Board: dit stroomverdeelbord gebruik je om de belangrijke elektrische componenten met elkaar aan te sluiten. De belangrijkste zijn de ESC’s en de batterijconnector.  
• Flight Controller: dit is het brein van de drone. Hier worden alle drone-onderdelen met elkaar verbonden. Denk aan de ESC’s, GPS, telemetrie en nog veel meer. Vaak zit er in een flight controller een gyroscoop of een IMU ingebouwd. Deze zorgt ervoor dat de drone stabiel in de lucht blijft vliegen. 
• RC Controller: een controller bestaat uit een zender. Die zendt een signaal uit naar de ontvanger. De ontvanger zit in de flight controller, oftewel in de drone. Let verder op de kanalen die de RC-controllers hebben. Hoe goedkoper de controller, hoe minder kanalen hij kan gebruiken. Zorg dat je ongeveer een controller met 5 of 6 kanalen hebt.  
• Telemetrie: de telemetrie zorgt ervoor dat de controller meldingen kan krijgen over de drone. Je kunt een module aan de drone bevestigen en een andere aan een computer (ook wel een grondbedieningsstation genoemd). De computer kan vervolgens de locatie, snelheid en batterijpercentage van de drone meten. 

De uitleg hierboven is soms een beetje vaag en niet helemaal duidelijk. Voor meer informatie over de meeste onderdelen die hierboven staan kun je naar:  wat heb je nodig om een drone te bouwen? 

Hoe vind je je eigen onderdelen voor je eigen drone? 

Maar welke onderdelen heb je precies nodig? Hieronder bespreek ik uitgebreid de TW-ratio. Dit is een belangrijk onderdeel waarover je moet nadenken voordat je een drone gaat bouwen.

Ik richt me voornamelijk op de TW-ratio: ‘thrust-and-weight-ratio’. Oftewel: stuwkrachtgewichtsverhouding. Drones hebben natuurlijk een gewicht. Het kan alleen vliegen als de stuwkracht groter is dan het gewicht. Een TW-ratio van 2 betekent dat de drone twee keer zoveel opwaartse kracht kan produceren als zijn gewicht. Het is goed om van tevoren een TW-target op te zetten. Hoe hoog wil je dat de TW-ratio is? 

Voor agressieve drones wordt minimaal een TW-ratio van 4 gebruikt. Maar het kan veel hoger, zoals 11. Voor drones waarbij de draagkracht belangrijk is gelden weer hele andere verhoudingen. Een TW-ratio van 2 is in dit geval normaal, maar het kan ook 1.5 zijn. Een TW-ratio van 1 heeft natuurlijk niet zoveel zin. Je drone heeft dan niet genoeg stuwkracht om het gewicht in de lucht te krijgen. Hij stijgt dan niet op.  

Om de TW-ratio in te schatten moet je het gewicht van de drone weten. Je doet dit simpelweg door het gewicht van alle onderdelen bij elkaar op te tellen. Begin bij het frame, kies vanuit daar andere onderdelen. Stel je voor dat het gewicht van je drone ongeveer 1000 gram wordt. Je hebt dan een stuwkracht van 2000 gram nodig, om een TW-ratio van 2 te krijgen. Voor een quadcopter geldt dan dat je een stuwkracht van 500 gram per motor nodig hebt. Stel dat je als doel hebt om een TW-ratio van 2 te halen. De drone wordt ongeveer 1000 gram.  

Optie 1: we hebben een maximum van 670 gram stuwkracht bij gebruik van een 1045 prop / 11V batterij. Als we 1045 prop gebruiken, kunnen we 2680 gram stuwkracht (670 g * 4 motoren) produceren bij 11 V.
Optie 2: 490 gram bij gebruik van 8045 prop / 11V batterij. Dus als we 8045 prop zouden gebruiken, zouden we 1960 gram stuwkracht (490 g * 4 motoren) bij 11 V kunnen produceren.  

Dit zijn de 2 opties waaruit we kunnen kiezen. Welke van de 2 opties brengt ons dichterbij de TW-ratio van 2? Met een stuwkracht van 1960 gram en het gewicht van de drone op 1 kg, kom je uit op ongeveer 2 (1960/1000). Met een stuwkracht van 2680 gram kom je veel minder in de buurt van die 2 (2680/1000). We kiezen dus voor optie 2. 

Hoe monteer je de onderdelen aan elkaar? 

1. Soldeer de kogelverbindingen aan uw motoren en ESC’s. 
2. Soldeer de ESC’s met de Power Distribution board, oftewel het stroomverdeelbord. 
3. Bevestig het stroomverdeelbord ergens in het midden van het frame. Je kunt het aan het frame vastzetten met tyrapse. 
4. Bevestig de ESC’s aan de uiteinden van het frame. Dit kan zowel aan de bovenkant als de onderkant.  
5. Schroef de motors aan de uiteinden van de armen van het frame. Je zult 2 verschillende soorten motors krijgen. De één draait met de klok mee en de ander tegen de klok in. 
6. Sluit de kogelconnectors van de ESC’s aan de motoren. 
7. Test de motors en controleer of ze in de goede richting draaien.  
8. Bevestig de RC-input module met dubbelzijdige tape, ergens middenin het frame. 
9. Bevestig de Flight Controller ook ergens middenin het frame. Ook dit kun je vastzetten met dubbelzijdige tape.  
10. Installeer de drone-telemetriemodule. 
11. Sluit alle elektronica en draden aan op de flight controller. 
12. Kalibreer de ESC 
13. Draai de propellers op de motor. Doe dit niet te strak. Tijdens het vliegen worden de propellers nog strakker gedraaid. Let er ook op dat de propeller die je koopt lucht naar beneden duwt. 

Is het goedkoper om een drone te maken of te kopen? 

Het bouwen van een drone gaat je ongeveer minimaal 300 euro kosten. Grote kans dat hier nog 100 euro bij komt. Denk aan schade aan de drone of eventuele upgrades in de toekomst. Het zou dan veel voordeliger zijn om een RTF-drones te kopen. RTF staat voor ‘Ready-To-Fly’. Zo kun je voor diezelfde 400 euro de DJI Mini 2 kopen. Een drone bouwen omdat het goedkoper is zou ik dus niet doen.  

Het zou voordeliger kunnen zijn, maar dat alleen als je enige ervaring hebt op het gebied van drones bouwen. En ook al zijn alle onderdelen bij elkaar goedkoper, de kwaliteit van de Mini 2 ga je waarschijnlijk niet halen. Dan hebben we nog geeneens alle tijd meegerekend die ervoor nodig is om de drone te bouwen.  

De enige reden om een drone te maken is om het plezier. Het is niet voor niets voor veel mensen een hobby. Zie het als tijdverdrijf en niet als een mogelijkheid om voordeliger uit te zijn. Je kunt ook een tussenweg nemen. Ik heb het dan over de drone-kits, waarover ik het eerder dit artikel heb gehad. Het bouwen van een drone wordt dan een stuk makkelijker gemaakt. Voor veel mensen wordt het wel weer ervaren als een stuk minder plezier. 

De drones hieronder zijn zeer waarschijnlijk voordeliger dan de zelfbouw drones: