制作自己的遥控间谍飞艇

我是一家为研究项目提供资金的机构的材料科学工程师。这是理论工作，所以在业余时间我喜欢做一些实际的动手工作。我制作遥控模型已有 33 年，一直偏爱不常见的交通工具——两栖汽车、潜艇、气垫船——所以室内遥控飞艇很适合我。

大约 12 年前，我建造了自己的第一艘飞艇，当时相对轻便的遥控设备开始变得更加便宜。我最新的玩具是一艘配备微型摄像机的氦气球飞艇。这种飞艇太显眼，无法进行真正的监视，但飞行和空中拍摄非常有趣。它也比几乎所有现成的型号都要小，并且稳定性和机动性都更好。

以下是完整的说明列表：

步骤 1：所需的遥控设备

• 三个超微型舵机，重量约为 2.5g 或更小：我使用了 Blue Arrow 品牌的舵机。这些舵机可以轻松安装螺旋桨（电机轴为 0.7 毫米）。
• 超微型接收器：我使用了 DelTang Rx33。无论如何，选择一个重量低于 2g 且使用单个 LiPo 电池（通常称为 1s）的接收器。实际上，许多接收器确实可以在 1s 上工作，即使没有记录也是如此。确保您的伺服器和接收器的连接器兼容，否则您最终还是需要进行一些焊接。DelTang DSM2 接收器和蓝色箭头伺服器都有多种连接器版本。专业在线商店，如 Micron Radio Control。Plantraco 或 Aether Sciences RC 可以提供帮助。
• 显然你需要一个兼容的发射器。最简单的 3 个或更多通道的发射器就足够了。
• 70 至 140 mAh 1s LiPo 电池（以及合适的充电器）：需要最小的电池（70 mAh 约 2.5 克）才能将重量保持在 10 克以下。更大的电池显然可以延长飞行时间，但即使飞行时间非常依赖于飞行方式，使用 125 mAh（重 3.5 克）的电池也可以轻松飞行半小时。较小的电池仍可轻松持续 15 分钟或更长时间，并且可使乳胶气球持续更长时间（腾出空间容纳更多压舱物以补偿损失的氦气）。
• 将电池连接到接收器的导线（同样，专业的 RC 商店可以提供帮助）。
• 三个小螺旋桨：我使用了 Plantraco 32 毫米“蝴蝶”螺旋桨。这些是一些令人惊叹的高性能微型螺旋桨，适合 0.7 毫米轴。Aether Sciences RC 的“AESH34 – Hélice Micro”看起来也非常合适。
• 1毫米碳棒，长约30厘米
• 一块 Depron，大约 10 厘米 x 10 厘米，1 毫米厚（如果没有，也可以使用 3 毫米厚的 Depron）。一些油灰作为压舱物。
• 最后，你需要一些透明胶带（透明胶带、透明胶带）、一把小钳子、几条小橡皮筋、强力胶和一把剪刀。一把精确到 0.1g 或更高精度的秤会派上用场。焊接是可选的。

如果您已经拥有发射器和飞行电池充电器，所需材料的成本将高达 80 欧元（约 100 美元）。如果您以低价购买伺服器和螺旋桨，则可以大大降低成本。如果您在此基础上选择稍大一些的版本并配备 2g 接收器，则可以将其降至 30 欧元以下。

合适的发射器和充电器的价格不应超过 50 欧元。这比完整的 Plantraco NanoBlimp 稍贵一些，但我们谈论的是 DSM2 系统，可用的频率远不止 4 种。

第 2 步：确定重量，选择气球

您可以在任何气球商店购买气球和/或为其充满氦气，或将单向氦气罐带回家。

我首先确定了所有部件的重量，并估算了鳍片（当时还未切割尺寸）以及胶水和透明胶带的重量。重量以克为单位。

 * 3 hacked servos: 3 x 1.7 * 3 propellers: 0.17 * Receiver: 0.68 * 80 mAh battery: 2.6 * 33 cm x 1mm diam. carbon rod: 0.4 * Battery lead: 0.3 * Depron fin (estimate): 0.5 * Allowance for tape and glue (estimate): 0.25

总计：10克

因此，该概念有望适用于 11 英寸乳胶气球（常见的派对气球）或任何升力至少为 10g 的气球。添加压舱物以达到所需的浮力，然后再次移除以补偿氦气随时间流失。

一个全新的 11 英寸乳胶气球至少应能升起 11g（根据制造商提供的海拔 300 米参考数据），但您很快就会注意到升力的损失。在气球商店中，充入氦气的乳胶气球通常经过“Hi-Float”内部处理。这使它们可以漂浮更长时间。我买的那只气球升起了 14g（大约海拔 30 米）。我最终使用了 125mAh 电池，使重量达到 11g，并允许约 3g 的压载物。正如预期的那样，需要定期通过移除压载物进行调整，大约 10 小时后所有压载物都被移除。但对于 1.5 欧元的气球来说，这还不错。

然而，一个全新的 14 英寸乳胶气球可以承载超过 20 克的重量，因此还有空间可以维持几天（再次使用“Hi-Float”）。对于相机版本，我有一个 16 英寸的气球，其升力容量超过 35 克。

铝箔气球可以保存氦气更长时间（长达数周，可以重新充气），但重量更大，因此最小合适尺寸更大。我最喜欢的微型飞艇铝箔气球显然是德国齐柏林飞艇公司出售的 Zeppelin NT，升力约为 21g。一个不错的替代品是 40 英寸的 Letter “I”，更常见。它的升力为 18g，对于带相机的版本来说相当紧张，但如果没有相机或采用超精简结构（例如使用飞行电池为相机和推进器供电，请参阅最后一步），也是可行的。

关于氦气的说明：对于这些小型飞艇，强烈建议使用纯度为 99% 或类似的氦气，因为几乎没有多余的浮力。但是，过去流行的是“Ballonal”（氦气和氮气的混合物），而如今几乎所有的气球商店都使用纯氦气。

步骤 3：破解伺服器

要破解三个伺服器，首先要撕掉贴纸和将其固定在一起的那小条收缩管。拆下顶部并拆下所有齿轮，包括小齿轮（如果您的螺旋桨与电机轴不匹配，您可以选择保留小齿轮并钻出螺旋桨以适应它）。拆下底部并小心地拉出电机和电位器。电机通常很容易取出，电位器是用胶水粘住的。大多数情况下，您仍然可以通过适度拉动电线将其拉出。如果您不确定，您也可以用小钳子打开伺服外壳的剩余部分。

用一层胶带包裹电路板，防止其意外短路。

测试方法是将接收器连接到螺旋桨上，然后关闭。通电并调整每个电位器，直到电机不动，而发射器相应的操纵杆处于中立位置。

在哪个操纵杆上选择您想要的电机/功能。我通常将上/下操纵杆放在通常的“油门”上（因为没有自动定心功能的操纵杆在这里很方便），将主推进器放在“升降舵”上，将左/右操纵杆放在“副翼”上（在模式 2 发射器上）。

步骤 4：组装

接收器也用透明胶带包裹，然后用一点透明胶带将其固定在 1 毫米碳杆的中间。我使用了尽可能长的杆以获得最佳的可操作性。使用装备后，长度约为 32 厘米。

电池支架是用透明胶带制成的。一条透明胶带的一部分用另一层透明胶带覆盖，粘性面对着粘性面。这个不粘区域应至少与电池的周长一样长。在距离杆前端约 1/4 处，将一端垂直于杆粘住，并将粘性端折叠闭合。现在制作一个适合电池的环，并将其闭合，另一个粘性端留在原处。您应该能够将电池滑入和滑出。

伺服电机用小橡皮筋固定。前面的电机向前（主推进），后面的电机横向固定（尾桨）。检查连接器是否到达接收器。如果您使用不带伺服反向的发射器（如图所示），请检查移动操纵杆时尾桨是否朝正确方向吹动。如果不是，请将其反过来安装。安装螺旋桨有助于检查是否正确对齐。

第三个发动机安装在组件重心附近，指向下方。将螺旋桨向后安装，这样当将飞艇推上去时，螺旋桨的性能最佳。
用强力胶将电机固定到位。如果您选择随后剪掉橡皮筋，请将胶水滴得非常小，尽可能少地将橡皮筋粘在电机或杆上。取下橡皮筋后，再添加一些额外的强力胶。如果这很难，那就不用费心了，因为三根小橡皮筋只占约 0.1 克。显然，不要让任何胶水接触轴。

步骤 5：气球连接和修剪

上一步组装好的组件如图所示安装在气球上。两片 4 厘米长的胶带就足够了。您可能需要小心地将其前后移动，以使飞艇悬在空中，杆子大致水平。

最后的修整是用油灰完成的。油灰的量应该刚好足以让飞艇在没有电源的情况下慢慢飘落。油灰的放置位置应该有助于最后的修整使其水平悬挂。

在高空飞行时，你应该考虑到在较高且较温暖的地区，飞艇可能会有增加浮力的趋势。所以最好把它调重一点。电池会消耗得更快一些，因为你需要更多的“电量”，但谨慎一点总比后悔好。

使用乳胶气球的一个优点是它会在几小时内明显失去氦气并下降。使用铝箔气球时，你应该更小心地修剪，因为下降可能需要几天时间。用绳子系上备用气球并在其顶部贴上双面胶带，可以真正节省成本，因为可以进行一些“倒置钓鱼”。

步骤 6：飞行并安装尾翼

试飞时，尾翼被证明非常有用，它使直线飞行变得相当容易。首先，上下螺旋桨虽然很小，但能给气球带来一些旋转。其次，尾桨的动力显然过大。尾翼使飞艇保持直线飞行，额外的动力仍允许在需要时进行短距离转弯。

尾翼由 Depron 制成，并用胶带固定。我把它垂下来，这样有助于防止螺旋桨撞到地板或墙壁。它还能使飞艇与任何着陆表面保持一定距离。事实证明，这一点很重要，因为中间的螺旋桨在靠近表面时会降低效率，使升空变得困难。所以那里没有气垫船效应。

显然，需要校正鱼鳍的重量调整。

使用尾翼驾驶飞艇并不困难，但完全控制则需要一些练习。

向前移动确实需要更多的向上推进力来补偿。前螺旋桨加速气球下方的空气，从而产生倒置机翼效果。

我通常先放弃，直到飞艇保持大致相同的高度，然后再稍微加力并开始向前移动，调整速度以保持大致相同的高度。

第七步：减肥秘诀

与 11 英寸的气球一样，没有太多的升力可以浪费，因此减掉半克或更多的重量是值得一试的。

一个相对简单的方法是去掉中间电机的​​电位器和电路板，然后将电机焊接到内置 ESC 的接收器上（如果它有接收器，就像 DelTang 那样）。显然，你失去了反转的能力，所以你肯定会稍微重一点。另一方面，与伺服电路相比，你在比例控制方面获得了很大的收益。你也可以用它来向前推进，牺牲向后功能。我建议在较大的房间中使用后者，因为在这种情况下，回来可能比倒车更重要。
如果您要进行一些微小的焊接，您可以用两个微小的（1/10 瓦）4.7 kOhm 电阻器替换电位器。

您可以考虑通过直接焊接到接收器来更换连接器，但为了能够使用 9 英寸气球（我相信 Plantraco Nanoblimp 就是这样的），需要将其全部降至 6g 以下。这将需要另一种方法和另一个项目。（如果您有兴趣，请在 Instructables 上订阅我）。

步骤 8：添加摄像头

我使用所谓的“808 汽车钥匙微型相机”。这些微型相机价格非常便宜（不到 10 欧元），非常适合进行实验。您需要一把小型十字螺丝刀来拆卸它。如果您选择从飞行电池供电的超轻版本，您将需要一个与飞行电池和焊接设备兼容的额外公插头和母插头。
Chuck Lohr 的非商业信息网站上有大量关于市场上众多变体的信息。购买前请先查看。我有一个所谓的 #3 和一个 #8，确认 #3 更好，正如网站上推荐的那样。

不要期待顶级品质，但可以满足娱乐需求。运动模糊非常严重，尤其是在光线较弱的情况下。但对我来说，主要缺点是视角狭窄。我订购了广角果冻镜头来尝试改善这一点，但还没有到货。所以我必须稍后再报告。

我把相机从钥匙扣的伪装中剥离出来，所以它的重量只有 10 克左右。我用一些胶带覆盖它，以避免印刷电路板短路，但保持 Micro SD 卡插槽和迷你 USB 端口畅通。胶带还可以将实际的相机固定在原位，因为它通过柔性连接连接到印刷电路板上。

将折叠的 Depron 条带粘贴到相机上，使其悬挂在前置发动机下方。
如果您愿意，可以使用飞行电池为相机供电，节省约 4g。在这种情况下，您将需要一个额外的公母电池插头来焊接飞行电池和接收器之间的额外连接（参见最后 4 张图片）。但是我建议不要通过相机为飞行电池充电。原装电池似乎连接了一些保护/调节电路，而 RC 电池则依靠 RC 充电器来实现这一点。