Det er faktisk ikke så vanskelig å bygge en drone helt fra bunnen av

Vi dro på «drone-skole» og så hvordan det kan gjøres.

Torstein Norum Bugge

Lagre artikkel

Droner er i vinden for tiden, og blir stadig mer populære både i diverse industrier og hos den jevne nordmann. For ikke så lenge siden var undertegnede tilstede på noe svært spektakulært, nemlig en droneracing-konkurranse i anledning den internasjonale dronedagen, 7. mai.

• Sjekk videoen: Droneracing – noe av det tøffeste vi har sett! »

På det samme arrangementet fikk vi også æren av å beskue noe i litt den samme gata, om enn ganske annerledes: helt unike selvbyggerdroner. Mannen bak dronene heter Henning Pedersen, og hvis du har fulgt oss fikk du sikkert med deg videoen av dronen som tok en salto med et løst brusglass (!). Jepp, det var ham.

Med videoen i bakhodet kunne vi naturligvis ikke si nei da vi ble invitert av Pedersen til å observere resultatene av et kurs i dronebygging, som han selv var primus motor for. Her snakker vi om dronebygging mer eller mindre fra bunnen av, der delene både velges, kjøpes inn og monteres sammen etter eget ønske – litt som å bygge en stasjonær datamaskin, egentlig.

• Det er ikke så vanskelig: Dette tenker Vegar i Tek på når han skal bygge en PC fra bunnen av »

Før vi dro av gårde til selvbyggerkurset visste vi egentlig ikke helt hva som ventet oss, men forventet vel noe av samme art som de andre snodige skapningene Pedersen hadde komponert på droneracing-arrangementet. Vi ble ikke skuffet!

Dronekurset ble avholdt på Grue, en halvtimes kjøretur nord for Kongsvinger, så for en Osloværing var det ikke bare å spasere ut ytterdøra akkurat. En altfor lang busstur og tre timer på reisefot senere sto undertegnede litt forvirret foran Grue ungdomsskole, omgitt av jorder og skog. Greit, men hvor var dronene? Etter litt behjelpelig peking fra lærere ble jeg geleidet ned til håndverksbygningen, og ganske snart hørtes den velkjente summingen av elektriske motorer.

Og ganske riktig: der var både Pedersen og en stor gjeng dronebyggere i full sving med sine kreasjoner. Rommet var nærmest bombardert med dronedeler, halvferdige droner, materialer og diverse verktøy, og bak hvert sitt bord satt to ungdommer. På spørsmål om hva som var opplegget, svar Henning raskt:

– Vi har dette rommet, og rommet siden av. Det er sløyden. Vi har seks grupper, med to på hver. Det er vel kanskje noen som er ute og flyr nå også.

• Se videoen: Slik gikk det da elevene skulle prøve ut dronene sine »

Totalt var altså 12 elever i sving med seks selvbygde droner, i tillegg til en bråte av Pedersens egne kreasjoner. Men det var ikke bare han som arrangerte dette. I tillegg til Pedersen selv var også to andre herremenn ansvarlige for opplegget, nemlig Vegard Sjøvik, droneentusiast og matte/fysikklærer, og Einar Korbøl, teknologifag-lærer ved ungdomsskolen:

Korbøl var visstnok den som hadde fått dette i stand i akkurat Grue, og hadde selv vært en nøkkelperson i den interkommunale oppfinnermessa i Glåmdalsregionen i lang tid – som regel arrangert i april. I forlengelse av denne messa arrangerte han også på åttende året en sommeringeniørskole, som i år altså hadde fått dronebygging som tema. Tidligere år hadde blant annet brobygging og vann- og vindkraft vært temaer, men droner var ifølge Korbøl nybrottsarbeid:

– Dette her er første gangen vi har tatt inn sånn «high tech» i sommerskolen, da.

Sjøvik var på sin side lærer ved en skole i Drammen, og hadde arrangert sin egen sommerskole for droner der i fjor:

– Men så fikk jeg ny jobb, og da ble det liksom litt mye å styre med. Så da var det veldig greit å bli invitert hit, for da var det jo ferdig. Så slapp jeg administrering og slikt.

– Så det er henning som er Primus motor?

– Det er han som har deler og sånn, så da jeg skulle kjøpe deler til min skole i fjor så kjøpte jeg jo alt av han. Jeg synes det er morsomt at det går an å kjøpe av noen i Norge, istedenfor at alt skal gå til et utenlandsk selskap. Selv om mange av delene kommer fra Kina, selvsagt.

Men hvorfor i all verden skulle man ønske å bygge sin egen drone? Vel, det er det mange svar på, men først og fremst kanskje fordi det tillater mye mer eksperimentering og tilpasning enn ellers. Dernest får du mye mer igjen for pengene dine, og sist men ikke minst så er selvbygde droner lette å reparere og eventuelt oppgradere om det skulle trengs. Kjøper du en drone fra eksempelvis DJI så får du riktig nok en ferdig pakke, men da betaler du både blodpris og låses til både én konstruksjon og ett system.

Nå skal vi ikke undervurdere viktigheten av brukervennlighet, men ifølge Pedersen skal ikke dette være et problem. Selv setter han en nedre aldersgrense på rundt 8-9 år for selvbyggerdroner av typen han sysler med, og har aldri opplevd at noen har måttet gi tapt på hans workshops.

I praksis kan man konstruere en drone av hva som helst, men på kurset brukte de en sløyd-orientert tilnærming og klassiske konstruksjonsmetoder.

Ved hjelp av linjal, passer, sag og håndtegnede plantegninger hadde hver gruppe konstruert sin egen drone, men ikke alle delene var laget selv. Pedersen produserer nemlig selv byggedeler på laserkutter og CNC-maskin, og sto også for propeller, elektronikk og motorer.

Dette selger han så som diverse forbrukervennlige pakkeløsninger, seks totalt, som skal sette deg og meg i stand til å bygge egne droner «fra scratch». Eller ungdomsskoleelever, selvsagt. Av konstruksjonsmaterialer hadde imidlertid elevene selv produsert det meste, bedyrte Pedersen:

– De har laget det meste selv fra bunnen av (...). Eller, vi bruker noen sånne motorfester, for det sparer de mye tid på og så kan de konsentrere seg om andre deler av designet.

Undertegnede fikk se på både ferdigskårede platformer, armer, motorfester og plantegninger til egne deler, alt sammen laget av treverk.

Motoren som ble benyttet var stort sett av én type, som ifølge Pedersen var valgt fordi den ga tilstrekkelig med løft, ikke kostet stort og var ganske kompakt. Men det handlet også om sikkerhet.

Takket være motorens beskjedne størrelse var nemlig den potensielle skaden en ferdig drone kunne påføre folk og fe minimal, men med en ytelse på 100 watt samtidig nok til å kunne løfte eksempelvis en GoPro. Propellene var på sin side av nokså standard størrelse og type – rundt 7-8 centimeter og i plast.

Til å kontrollere de selvbygde doningene benyttet man en norskutviklet «flight controller», laget av en bergensk hobbyelektroniker ved navn Rolf Bakke. Teknologien hadde så blitt stjålet og kopiert av noen kinesere i Hong Kong, og ble nå anvendt i millionvis verden over. Det var slike kinesiske kopier som ble brukt her også, grunnet prisen.

I midten av flight controlleren satt en liten skjerm, som visualiserte innstillinger og det som skjedde. Det satt blant annet tre akselerasjonssensorer som målte tyngdekraften på innsiden, noe vi fikk demonstrert i praksis når dronen ble vippet forsiktig på.

Da beveget en prikk på skjermen seg vekk fra midten av et kryss. I lufta benytter dronens automatikk disse sensorene for å sørge for stabilitet, samt en mengde annen elektronikk for å regulere blant annet høyde, plassering og fart i aksjon. Demonstrasjonen kan du se til høyre i GIF-en.

Men vi tok selvfølgelig ikke turen til Grue bare for å få en innføring i selvbyggingens teknikaliteter – vi ville jo også se på de ferdige dronene, selvsagt!

På det tidspunktet vi ankom kurset hadde deltagerne vært i sving med dronebyggingen i snart en uke, og de fleste var dermed helt i sluttfasen av byggingen sin. En del hadde til og med startet å testfly dronene, med litt varierende hell.

Nesten med en gang vi hadde satt fra oss sekken hørte vi faktisk et brak utenfor – en av dronene hadde fått et ublidt møte med asfalten.

Dermed bar det tilbake til sløydsalen, for å bytte ut brukne armer og ødelagte fester. Heldigvis sørger det modulære designet for at nettopp dét ikke er spesielt vanskelig.

Med dét sagt, så er det slik at konstruksjonsvalg har en del å si for reparasjonsmulighetene. Det er klart at om du har montert mye elektronikk og eksempelvis har åtte armer istedenfor fire, så vil også skadeomfanget ved en kollisjon øke. Vekt, polstring og størrelse spiller også inn – og akkurat der varierte de ferdige dronene ganske mye.

Under ser du noen av de aller kuleste dronene som elevene hadde laget:

Den første dronen som fanget oppmerksomheten vår gjorde nettopp det fordi den så ut som om den nettopp hadde kommet ut av et gigantisk ormehull på en asteroide i en galakse langt, langt borte. Vi snakker naturligvis om Tusenårsfalken, den ikoniske doningen til Han Solo i Star Wars-filmene.

Romskipet var laget av Vegar Elsetrønning og Henrik Sparby skjæret, om enn ikke i metall og glass, men heller i treverk, plast og store mengder isopor. Det var litt uenighet om konstruksjonen mellom de to:

– Tror du ikke at vi må dra batteriet lenger inn mot midten?

– Neeei, det var ikke noe problem at det var tungt bak...

– Men da vi fløy ute i stad... Da lente den seg nesten fremover!

Ubalansen var nok ikke helt tilfeldig. Dronen bestod ganske enkelt av to spesialtilskårede, tjukke isoporplater, som det var skåret inn spor i for å få plass til et quadcopter (drone med fire motorer og gjerne også fire armer) innabords.

I midten av isoporen satt et hull der alt av ledninger og elektronikk var stappet nedi, mens rotorene hadde fritt spillerom i hvert sitt tilskårede hull. På undersiden var det også hull i midten, og batteriet var plassert i bakenden, senket ned i og i flyt med isoporflaten med en ledning som livsnerve mot elektronikken. Alt sammen festet improvisatorisk med maskeringsteip, i god ingeniørånd.

Til tross for størrelsen var dronen faktisk overraskende lett, lett nok til at den muligens er ganske utsatt for vind – noe de også måtte medgi. Et annet problem ble også avdekket under den første prøveturen. Dronen roterte nemlig sakte mens den fløy, noe Henning hadde en god forklaring på:

– Jeg tror det er fordi propellene er inne i hull, slik at du ikke får det dreiemomentet på tuppen av propellen som du vanligvis får. Det kan hende det er en svakhet dere rett og slett må leve med, forklarte han.

Under en senere prøveflyvning var driftingen noe bedre, men det hele endte med en stygg krasj. Dermed bar det inn på verkstedet igjen, for å fikse opp doningen på nytt. Det hele tok ikke veldig mye tid, men takket være isoporen var det noe mer tidkrevende enn det ellers ville vært.

De to dronebyggerne var naturlig nok ganske stolte over kreasjonen sin, men hvorfor akkurat Star Wars ble valgt som tema hadde vi ikke fått noe svar på. Det fikk vi snart:

– Hvordan var det dere fikk idéen til den her, da?

– Ja, altså, Star Wars i så fall da. Det er jo der den er henta fra. Vi tenkte vel at det kunne være veldig rått, forteller Vegard.

– Har dere tenkt til å male den?

– Vi tenkte å male den hvit og legge på noen detaljer og sånt. Og legge til den lille boksen på sida av cockpiten, skyter Henrik inn.

– Ja, cockpiten! Vi må nesten sette på den også. Men det kommer til slutt, avslutter Vegard.

Neste drone på lista var litt av et blikkfang, først og fremst takket være den sjokkrosa baderingen med Hello Kitty-motiv montert på undersiden. Ikke overraskende nærmest brast det ut av undertegnede: – Hehehe, er Hello Kitty et bevisst valg, eller?

Kursleder Pedersen steppet inn og forklarte – til latter fra de tilstedeværende – at valget i butikken stod mellom biler og Hello Kitty-tema. Så da ble det det så klart det siste!

Idéen bak dronen var visstnok Bondi Beach-inspirert, bare at David Hasselhoff var byttet ut med, vel, en drone og en lite, rosa badering. Under dronen satt en slags mekanisme drevet av en servo, som ved gitt signal ville slippe baderingen løs og redde en potensiell person i nød. Kanskje først og fremst en fireåring, størrelsen tatt i betraktning.

Ifølge assisterende kursleder Vegar Sjøvik var dette et av de kanskje mest upraktiske prosjektene, tatt i betraktning både den ekstra funksjonaliteten og de problemene det medfører, samt også at nytteverdien kanskje er heller begrenset:

– Det er liksom ikke heeeelt David Hasselhoff. Mer David Flyinghoff, hehe...

Vi fikk senere demonstrert dronen i aksjon, og fikk da også beskue en vellykket prøveslipping av baderingen. Dog, det var noen problemer med mekanismen, og første gangen ville den ikke slippe. Men at de to guttene hadde fått det til i det hele tatt var imponerende, med tanke på at det tross alt både lå en del omkobling, konstruksjon og ikke minst enkel programmering bak suksessen.

Også denne dronen benyttet samme motorer som tidligere nevnt, og hadde den norskutviklede flight controlleren som hjerte. Men hvor mye kostet egentlig hele sulamitten? Vi spurte Pedersen:

– Den her [flight controlleren, red.] koster vel 300 kroner, og hver av motorene kommer på rundt 250 kroner. Alt må jo ganges med fire.

– Så totalprisen på hele dronen blir...?

– Typ 2 500 kroner, minus badering. Så 2 529, hehe.

En av de kanskje mindre oppmerksomhetskrevende dronene i rommet var en trearmet, såkalt «Y4-drone», laget av Ole Astro Borgen og Stefan Bjørneseth. Men skinnet kan bedra, og de to satt faktisk og programmerte da undertegnede spaserte bort for å slå av en prat.

Koden de satt og la inn skulle brukes for ett formål: å få en LED-stripe til å lyse på en spesifikk måte ettersom hvor fort dronen kjørte eller hvor høyt den lå i lufta. Eksempelvis. Mulighetene var mange, men dette var hovedmålet. Til formålet hadde de fått utdelt en liten Arduino-maskin, som stod for prosesseringen av denne lysfunksjonen.

Dronen i seg selv bestod bare av et virvar ledninger, tre armer i kryssfinér, elektronikk og – ikke minst – fire motorer med fire tilhørende propeller. Hæ? Tre armer, og fire propeller? Går det an?

Joda, det er bare å montere en av motorene og dertil propell på undersiden av den ene armen, og så hadde du plutselig en Y-drone med fire motorer – eller en såkalt «Y4», som tidligere nevnt. Vi måtte nesten spørre om det var en fordel med en slik konstruksjon, og fikk et opplysende svar:

– Den bruker jo mindre strøm enn om vi hadde hatt doble motorer på alle armene, så du kan jo i teorien ha den lengre oppe i lufta enn om vi hadde hatt doble motorer på alle armene, forklarer Stefan.

– Men da må dere vel kalibrere den doble til ikke å løfte så mye som de to andre?

– Jo, altså, vi setter flight controlleren i «Y4-modus», så tar den seg av det selv. Den har masse forskjellige moduser installert, og så kan du bare endre litt på hvor kraftig de skal snurre og slikt, utdyper han.

Men hovedpoenget med dronen var som sagt å få den til å fungere i samspill med de automatisk regulerte LED-lysene, noe vi etter litt om og men fikk demonstrert at fungerte i praksis.

Det var imidlertid litt mer komplisert enn både Borgen og Bjørneseth først tenkte. Dronen måtte derfor kobles av og på et par ganger – men så gikk det plutselig. Løsningen hadde litt rambo-preg (les: uraffinert), men skulle visstnok bli mer raffinert senere når de ble ferdig med programmeringen.

Vi fikk dog forklart at de langt i fra var låst til LED-lys, men i teorien kunne gjøre hva de ville. Den automatiske reguleringen var heller ikke helt på plass enda, men vi fikk forklart i grove trekk hvordan de så for seg at det skulle foregå:

– Det jeg ville gjort var å kutte opp den lederen her, og koble på en annen leder og lage en parallell-krets, over til eksempelvis lyset her da. Så når jeg går opp hit, så slås den automatisk av, forklarer Ole.

På spørsmål om kurset hadde vært givende og morsomt, istemte begge to anerkjennende:

– Ja, veldig artig. Veldig interessant – og MYE bedre enn vanlig sløyd, mener Stefan.

Til slutt tok vi en titt på en fullstendig symmetrisk – og tilsynelatende nokså ordinær – drone, bygget av Ole Sagen og Amund Augustinus Lundeby Grønvold. Dronen var utstyrt med totalt seks motorer, fordel på tre armer. Alle motorene var altså montert dobbelt, noe som burde sørge for et formidabelt løft og dreiemoment.

Her hadde fokus vært på å først og fremst lage en så god selvbyggerdrone som mulig, uten å implementere hverken Star Wars, Hello Kitty-baderinger eller LED-lys. Slik sett vekket den også undertegnedes oppmerksomhet, siden den virket noe mer overkommelig og tilforlatelig å bygge for helt «vanlige» folk.

De to dronebyggerne virket veldig fornøyde med konstruksjonen, som de hadde fått anbefalt av kursleder Henning Pedersen. Dette kom fram på spørsmål om hva de mente var den største fordelen med å bygge dronen symmetrisk, kontra eksempelvis i Y-form som den forrige gruppa.

Først gikk ikke spørsmålet helt gjennom, men da vi nevnte at eksempelvis retningen kunne bli et problem med en symmetrisk drone kontret de ganske snart:

– Åja, vel, greia var at vi fikk beskjed om at det skulle være 120 grader mellom hvert bein. Da flyr den bedre, og hvis vi skulle ha seks motorer og propeller, som vi ville, så var det viktig at det var symmetrisk, sier Amund.

– Så det blir mer stabilt?

– Jepp, avslutter han kort.

Retningsproblemene hadde de imidlertid ikke noen god løsning på, før undertegnede ikke helt greide å la elefanten i rommet stå i fred lenger. Med noen dronetester i baklomma var det nemlig ett gammelt jungeltriks som ikke kunne gå unevnt:

– Meeeeeen hvis dere bare har røde propeller eksempelvis framme, så blir det jo mye lettere å se hva som er fremover...?

– Aaaaah, ja sant!, utbryter Ole.

– Da burde vi jo kanskje egentlig ha flere røde propeller da, skyter Amund inn.

Etter litt skruing og tilpasning var det røde propeller på plass på én av armene, og retningen var dermed litt mer under kontroll. Da vi fikk demonstrert dronen i praksis, så fikk vi også se at den var ganske mye mer stabil enn en rekke av de andre vi hadde fått beskue tidligere. Så formen hadde definitivt noe å si for stabiliteten.

I tillegg til de elevbygde dronene var det som nevnt også en del lærerprosjekter der, og ett av disse var en såkalt «reklamedrone» – noe Pedersen har stor tro på. I korte trekk går det ut på å kle en drone i reklameplakater, og kjøre rundt så folk kan se den. I anledning den kommende St. Hans-feiringen dagen etter på og det medfølgende droneshowet hadde han konstruert en ramme på en drone, og kledd den med reklame for Sparebank 1 (til høyre).

På innsiden av dronen, som rammeverk, brukte han såkalte «strawbees». Eller lange, robuste sugerør med spesielle plastfester, om du vil. Dette har vi også skrevet om i denne saken, hvis du vil lese mer.

I GIF-en til høyre kan du også se et eksempel på hva som er mulig å få til med sugerørene – for eksempel en hval med bevegelig munn!

Dette er dog kun et lite knippe eksempler på droner som er mulige å bygge med selvbyggersett, og Henning Pedersen har på ingen måte planer om å stanse der. Gjennom sitt selskap Makeadrone har han nemlig store planer for selvbyggerdronenes fremtid i Norge:

– Planen er å masseprodusere dronebyggesettet. Da blir det å få en fabrikk til å gjøre alt. Da vil vi også satse i utlandet. Jeg selger veldig bra i Norge, men foreløpig er det bare tilgjengelig her fordi jeg ikke har kapasitet til å lage mer. Jeg produserer jo delene selv, på CVC-maskin og laserkutter. Da vil vi få alt ferdigkutta og pakka, og så er det jo bare å ansette folk som kan jobbe med postordre og logistikk. Planen er da å selge det videre til andre nettbutikker i stort opplag.

Han anslår tidsperspektivet på lanseringen til ett til to år, og nevner eksempelvis Elkjøp og Expert som mulige salgskanaler – i tillegg til rene nettbutikker. På det tidspunktet skal det også være på plass en mengde forskjellige modeller, som kan utvides og byttes om på i modulær stil – litt som å bygge lego, mener han. Oppgraderingskit skal også være tilgjengelige.

Hovedgesjeften hans er imidlertid ikke selvbyggerdroner, men derimot filmproduksjon. Av rent økonomiske årsaker har han derfor «is i magen». Noen prekær tidshast er det imidlertid heller ikke, takket være mangelen på konkurrenter:

– I Norge finnes det ingen konkurrenter. Det er mer internasjonalt – det finnes et par andre dronebygging-selskaper i verden.

– I USA, for eksempel?

– Ja, litt her og der. For å være helt ærlig, så vet jeg ikke hvor de holder til, men de snakker hvertfall engelsk på Kickstarter-videoene! Så det er jo konkurrenter, men det er ikke så mange. Det blir en nisje, som man er alene på. Dronebyggesettet mitt er dessuten spesielt fordi det brukes treverk og er sløydbasert, litt håndverksaktig.

Med det avslutter vi vårt besøk til Grue, men pass på å få med deg bildekarusellen nederst for flere blinkskudd!

Få også med deg videoen av dronene:
VIDEO: Her er de selvbygde dronene i aksjon »