Quadcóptero open-source de 25 kg com peças geradas em Python

Quando se fala em drones DIY, as pessoas geralmente pensam em pequenos quads FPV rodando Betaflight ou quadros genéricos de carbono do AliExpress. Mas quando você precisa de uma máquina capaz de carregar uma carga útil de 5-8 kg e pairar por meia hora, os desenvolvedores geralmente esbarram em uma barreira de plataformas industriais proprietárias com preços altíssimos.

O open-source Project Quiver da Arrow Air oferece uma abordagem alternativa. Esta é a documentação, arquivos-fonte das placas e desenhos paramétricos para construir um quadcóptero pesado completo com peso máximo de decolagem de 25 kg. Todo o repositório é publicado sob a Licença de Hardware Aberto CERN (CERN-OHL-S).

O que está dentro do repositório

Em vez da típica pasta com arquivos binários do Fusion 360 ou SolidWorks despejados aleatoriamente, eles adotaram uma abordagem nada convencional para o projeto mecânico. Todo o conjunto CAD é construído usando o pacote Python build123d. Esta é uma ferramenta para descrição geométrica programática que gera modelos STEP a partir de código. Essa abordagem permite controle de versão adequado no Git para componentes físicos do quadro.

O código-fonte do repositório contém quatro áreas principais:

• src/quiver/ — conjunto CAD programático do quadro e fixadores em Python.
• src/pcb/ — projetos de PCB KiCad. A eletrônica é dividida em quatro placas separadas, então se algo quebrar você não precisará substituir toda a unidade controladora.
• src/printing/ — perfis e configurações prontos para impressão 3D de elementos protetores e compartimentos.
• src/manufacturing/ — desenhos DXF para fresamento CNC de carbono e corte a laser.

Hardware e características de voo

A plataforma é projetada para trabalho real em campo, não apenas testes únicos no hangar. O quadro é protegido contra intempéries, com compartimento eletrônico selado e geometria inteligente de desvio de chuva.

Aqui está o detalhamento das especificações e sistema de energia:

• Motores e ESCs: Hobbywing X6 Plus
• Bateria: Tattu 14S 30Ah
• Tempo de pairar: 25 a 31 minutos dependendo da carga
• Navegação: módulos GNSS duplos com suporte RTK para posicionamento com precisão centimétrica
• Software: stack padrão ArduPilot com controle via QGroundControl ou Mission Planner

São fornecidas três interfaces de liberação rápida (inferior, esquerda e direita) para equipamentos de carga útil. Isso permite trocar rapidamente gimbals com câmeras, lidars, garras ou módulos de entrega sem desmontar metade do drone.

Como o repositório está organizado

A estrutura do projeto é limpa, sem desordem desnecessária:

project-quiver/
├── docs/                    # Документация и отчеты
├── src/
│   ├── quiver/              # CAD-сборка на build123d
│   ├── pcb/                 # Платы KiCad (4 модуля)
│   ├── printing/            # Профили для 3D-печати
│   └── manufacturing/       # DXF и файлы для ЧПУ
├── flight-test/             # Логи реальных летных испытаний
└── task-grant-bounty/       # Задачи, баунти и спецификации

Separadamente, vale destacar a pasta flight-test com logs de voo reais. Você pode abrir a telemetria e ver como o drone se comporta no ar antes de pedir carbono e motores.

Quem achará este projeto útil na prática

Construir uma máquina assim custará uma boa quantia em componentes: uma bateria 14S 30Ah e motores X6 Plus não são baratos. Então o Project Quiver provavelmente não é adequado para um primeiro contato com multirotores.

Mas o projeto certamente será apreciado por:

• Equipes de robótica que precisam de uma base confiável para sensores pesados ou lidars.
• Desenvolvedores de sistemas de entrega e monitoramento cansados de firmware proprietária em drones comerciais.
• Engenheiros aprendendo design de hardware programático através de Python e KiCad.

Os autores também fornecem drones dev-kit prontos para desenvolvedores com projetos de carga útil interessantes — eles têm um programa de subsídio e um canal no Discord para isso. Se você tem procurado uma alternativa open-source para plataformas industriais pesadas, o código-fonte do Quiver definitivamente merece um olhar mais atento.