Przewodnik dla początkujących do wyścigów FPV Quadcopter Drone: 16 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Jeśli natknąłeś się na ten artykuł, jesteś (mam nadzieję) zainteresowany tym nowym zjawiskiem znanym jako latanie FPV. Świat FPV to świat pełen możliwości, a kiedy po raz pierwszy miniesz czasami frustrujący proces budowania/latania dronem FPV, korzyści znacznie przewyższają te frustracje. Ten krótki artykuł prowadzi początkującego przez główne aspekty latania FPV i ogólnie drona oraz zapewnia dobrą bazę wiedzy, z której możesz budować (dosłownie…).

Ten artykuł został pierwotnie opublikowany na dronetrest.com i przeniesiony tutaj za zgodą autora (kim jest ja!)

Krok 1: Co to jest FPV?

Więc po pierwsze, FPV oznacza widok z pierwszej osoby. Krótko mówiąc, umieszczasz kamerę na latającym dronie, otrzymujesz przekaz na żywo z tej kamery za pomocą gogli (lub monitora) i latasz dronem za pośrednictwem tego przekazu na żywo. FPV oferuje Ci szansę zobaczenia swojego świata z lotu ptaka – to zupełnie nowy punkt obserwacyjny, którego po prostu nie możesz mieć dość! Poza byciem prawdziwym pilotem, jest to najbardziej wciągające doświadczenie latania, jakie napotkasz i nie mogę go bardziej promować. Czujesz się tak, jakbyś fizycznie był w dronie, jakbyś był ptakiem, przemykającym obok drzew, wykonującym i wykonującym pętle w powietrzu… chociaż oczywiście mocno stąpasz po ziemi.

Istnieją trzy główne rodzaje latania FPV; freestyle, wyścigi i fotografia, z których każda została wyjaśniona poniżej.

FPV Freestyle Jest to rodzaj latania FPV, z którym najprawdopodobniej spotkasz się wcześniej, jeśli oglądałeś latanie FPV na YouTube. Leci bez ograniczeń co do tego, gdzie musisz lecieć; możesz latać nisko, możesz latać wysoko i możesz odkrywać każde nowe ekscytujące miejsce, które znajdziesz. To arena, na której możesz wykonywać triki i przewroty oraz zaimponować wszystkim widzom swoimi umiejętnościami! Freestyliści to akrobaci świata dronów, którzy nie lubią być powstrzymywani przez takie rzeczy, jak tory wyścigowe, drzewa czy budynki… Freestyle polega na znajdowaniu najlepszych linii między przeszkodami i wokół nich, jednocześnie wykonując kilka przewrotów, aby wyglądać świetnie w YouTube filmy.

Wyścigi FPV

Brak nagród za odgadnięcie tego – tutaj zbiera się grupa pilotów FPV i ściga się swoimi dronami. Powstanie pewnego rodzaju tor wyścigowy z mieszanką przeszkód naturalnych i stworzonych przez człowieka (np. drzewa, bramy i flagi). Kto ukończył jako pierwszy, wygrywa. Niekoniecznie chodzi o szybkość i moc, ale naprawdę sprawdza się Twój refleks i zwrotność. Potrzebna jest tu duża precyzja…

Fotografia lotnicza

Ponownie, dokładnie to jest napisane na puszce – to sztuka robienia zdjęć i filmów z tej perspektywy z lotu ptaka, o której mówiliśmy wcześniej. Technologia zastosowana w dronach umożliwiła łatwy dostęp do nieba, dzięki czemu teraz zwykli ludzie, tacy jak ty i ja, mogą podziwiać oszałamiającą scenerię z wysoka. Rodzaj drona i sprzętu używanego w tego typu lataniu znacznie różni się od freestyle'u i wyścigów. Tutaj płynny i łatwy lot ma pierwszeństwo przed szybkością i zwinnością, ponieważ płynny materiał filmowy jest niezbędny. W tym celu w dronach do fotografii lotniczej stosuje się gimbale wraz z wysokiej jakości kamerą HD, aby zapewnić płynny obraz wideo. Więc to jest latanie FPV w pigułce. Masz drona, przyczepiasz do niego kamerę i latasz nim oglądając transmisję na żywo. Prosty. Teraz, jeśli jesteś zainteresowany, przejdę do niektórych bardziej technicznych części (ale niezbyt technicznych!) tego, co składa się na drona.

Krok 2: Jak działa dron (wielowirnik)

To będzie krótki rozdział o „nauce” o dronach. Po pierwsze, „dron” jest technicznie czymś, co może latać autonomicznie, ale stał się ogólnym terminem na wszystko, co lata, elektroniczne. W hobby FPV często używamy słowa quadkopter lub „wielowirnik”. Multirotor to pojazd z kilkoma „wirnikami”, czyli silnikami, a najczęściej spotykanym na niebie jest quadkopter – multirotor z 4 silnikami.

Jak więc sterować wielowirnikowcem? Multirotor ma 4 punkty kontrolne; przechylenie, pochylenie, odchylenie i pchnięcie. Jeśli masz jakiekolwiek doświadczenie z samolotami/helikopterami, będziesz wiedział, czym one są, ale dla tych, których nie znasz, oto proste ćwiczenie, które pozwoli Ci się z nimi uporać. Trzymaj rękę w górze, dłonią w dół do ziemi – Twoja ręka jest teraz wielowirnikowcem.

• Roll – kołysz ręką z boku na bok – to Twój roll.
• Pitch – przechyl rękę w górę i w dół – to jest twój pitch.
• Zbaczanie – trzymając dłoń skierowaną w dół, obracaj ha w lewo iw prawo – to jest twoje zbaczanie.
• Thrust/Throttle – podnieś rękę i masz pchnięcie.

Używasz tych 4 punktów kontrolnych w tandemie ze sobą, aby Twój wielowirnikowiec szedł w dowolnym kierunku. Lata podobnie jak helikopter. Aby iść do przodu, musisz mieć kombinację wysokości i pchnięcia.

Jeśli chcesz poczuć latanie FPV bez ryzyka rozbicia drona, doskonałym miejscem na rozpoczęcie jest symulator lotu FPV.

FPV nie jest tylko dla quadkopterów FPV z wykorzystaniem quadkopterów jest zdecydowanie najpopularniejszym sposobem latania FPV, ale jest wielu pilotów stałopłatowych, którzy dołączają kamery do bardziej tradycyjnych samolotów sterowanych radiem. Ale w tym przewodniku omówimy podstawy FPV z perspektywy quadkoptera, ponieważ od tego większość ludzi zaczyna.

Krok 3: Zbuduj własne lub kup gotowe do lotu?

Teraz nadałem temu pytaniu osobną sekcję, ponieważ jest to bardzo ważne pytanie; zbudujesz własny quadkopter lub kupisz gotowy, gotowy do lotu (RTF) quad FPV? Powiem od razu, że mam tendencję do budowania – nie tylko jest to dobra zabawa, ale także wspaniałe poczucie osiągnięcia, gdy wzbijasz własnego quada w powietrze. Nie oznacza to, że kupowanie zestawu RTF jest złe – możesz kupić świetne zestawy, które będą działać fantastycznie i jestem pewien, że będziesz zadowolony ze swojej decyzji.

Sednem problemu jest dla mnie to, że się rozbijesz – wiele, wiele razy. Niektóre z tych awarii nie prowadzą do niczego katastrofalnego i wystarczy wymienić jeden lub dwa rekwizyty. Jednak niektóre z tych awarii (zwłaszcza, gdy zaczynasz być odważny!) będą skutkować poważniejszymi obrażeniami. Może być konieczna wymiana silnika, nadajnika wideo lub kontrolera lotu samego quada. W takich sytuacjach, jeśli sam nie zbudowałeś maszyny, niekoniecznie będziesz wiedział, jak ją naprawić. W związku z tym być może będziesz musiał ponownie kupić cały zestaw – to może bardzo szybko stać się drogie. Jeśli jednak zbudowałeś go od zera, znasz tajniki quada, dzięki czemu będziesz w stanie zidentyfikować problem i dość łatwo go rozwiązać.

Więc moja rada? Budować. Jeśli masz na to ochotę, przejdę teraz do wykazu anatomii drona i możesz zacząć budować tę wiedzę o dronach…

Krok 4: Anatomia drona wyścigowego FPV

Przejdźmy więc do szczegółów na temat tego, co składa się na drona quadkoptera. Wszystkie główne elementy typowego drona FPV pokazano na powyższym obrazku.

Dron FPV można podzielić na trzy główne „części”; system lotu, system zasilania i system FPV.

• System lotu składa się z części, które sprawiają, że quadkopter lata, takich jak silniki i kontroler lotu.
• System zasilania składa się z części, które dostarczają energię elektryczną do twojego drona, takich jak akumulator i tablica rozdzielcza zasilania.
• System FPV składa się z części używanych do transmisji wideo, w tym kamery, nadajnika wideo i gogli.

Każdy z tych systemów omówimy bardziej szczegółowo w kolejnych krokach

Krok 5: Rama

Po pierwsze, trzy systemy na dronie muszą być przymocowane do czegoś, zwanego ramą. Jest to szkielet drona i zapewnia nie tylko wytrzymałość wielowirnikowca jako całości, ale także ostateczny wygląd drona. Istnieje tak wiele różnych stylów i odmian ram wielowirnikowych, że nie da się zliczyć, ale wszystkie mają te same ogólne cechy. Wszyscy chcą być tak mocni, jak to tylko możliwe, ale także jak najlżejsi (bo to oczywiście najlepsza kombinacja). Dlatego często stosuje się włókno węglowe, które jest generalnie mocne, ale lekkie.

Ramki są również podzielone na kategorie, ale ich rozmiar. Kiedy mówię o rozmiarze ramy, mam na myśli rozstaw osi, który jest długością przekątnej (w mm) od środka jednego silnika do środka silnika bezpośrednio po przekątnej do niego. Większość ram FPV ma rozstaw osi 220 mm i mniejszy, w miarę jak technologia staje się coraz bardziej inteligentna i mniejsza.

Dalsza lektura:Kompletny przewodnik po zakupie ramy quadkoptera FPV

Krok 6: System lotu

System lotu zawiera wszystko, czego wielowirnikowiec potrzebuje do latania. Obejmuje to kontroler lotu, silniki, elektroniczne regulatory prędkości (ESC), odbiornik radiowy i śmigła.

Sposób działania systemu lotu jest następujący:

• Pilot porusza drążkami na kontrolerze R/C, jest to przesyłane do odbiornika bezprzewodowo
• Odbiornik zdalnego sterowania wysyła polecenia drążka pilota do kontrolera lotu
• Kontroler lotu interpretuje te polecenia i oblicza, z jaką prędkością powinien poruszać się każdy silnik i wysyła ten sygnał do ESC
• ESC przetwarza ten sygnał na napięcie, które wysyła do silnika
• Silnik wytwarza ciąg, który faktycznie porusza dronem

Ten proces dzieje się setki razy na sekundę. Przyjrzyjmy się każdemu komponentowi bardziej szczegółowo

Krok 7: Kontroler zdalnego sterowania i odbiornik

Kontroler radiowy to urządzenie, które pilot trzyma w rękach za pomocą dwóch joysticków, które służy do sterowania dronem. Odbiornik radiowy to niewielkie urządzenie elektroniczne, które jest instalowane na dronie (i jest połączone z kontrolerem lotu). Kontroler wysyła sygnały radiowe do odbiornika, a odbiornik przekazuje informacje do kontrolera lotu. Istnieje wiele opcji wyboru kontrolera zdalnego sterowania i odbiornika. Obecnie radia Frsky Taranis są zdecydowanie najbardziej popularne w społeczności FPV.

Krok 8: Kontroler lotu

Jak sama nazwa wskazuje, ten element wyposażenia kontroluje lot i dlatego może być uważany za „mózg” drona. Kontroler lotu pobiera dane z dwóch wejść i wykorzystuje je do utrzymania stabilności wielowirnikowca i kierowania dronem. Te dwa wejścia danych pochodzą z wbudowanych czujników w kontrolerze lotu oraz od pilota za pośrednictwem kontrolera zdalnego sterowania. Czujniki informują kontrolera lotu o orientacji i wysokości, a pilot mówi kontrolerowi lotu, w którym kierunku ma lecieć wielowirnikowiec.

W zależności od tego, jak głęboko chcesz się zanurzyć, możesz również dostroić i zaprogramować kontroler lotu zgodnie z dokładnymi specyfikacjami – tak jak w przypadku samochodu wyścigowego. W ten sposób możesz wydobyć z drona to, co najlepsze.

Dalsza lektura:

Przewodnik zakupu kontrolera lotu FPV Racing

Krok 9: Elektroniczne regulatory prędkości (ESC)

ESC to komponenty, które przejmują polecenia od kontrolera lotu i przekształcają je w moc silników. ESC nakazuje silnikowi obracać się szybciej lub wolniej zgodnie z instrukcjami pilota. Dlatego każdy silnik ma dedykowany ESC, ponieważ każdy silnik w danym momencie porusza się z inną prędkością niż pozostałe.

Rodzaj i rozmiar ESC, który jest odpowiedni dla twojego drona, zależy od tego, jakiego systemu zasilania używasz i jakich silników używasz.

Dalsza lektura

Co wziąć pod uwagę przy zakupie ESC do swojego wielowirnikowca

Krok 10: Silniki

Silniki są siłą napędową wielowirnika i zapewniają ciąg (wraz ze śmigłami). Najważniejszą rzeczą, którą należy wiedzieć o silnikach dronów FPV, jest klasyfikacja silników.

Masz wiele różnych silników o wielu różnych rozmiarach, ale co one oznaczają? Cóż, weźmy jako przykład silnik ChaosFPV CF2205 2300Kv PRO. Jest to silnik 2205 o wartości KV 2300KV. Liczba 2205 odnosi się do wymiarów silnika; silnik ma średnicę 22 mm i wysokość stojana 5 mm. Im wyższy silnik (większa wysokość stojana), tym szybciej może reagować, podczas gdy silniki o większej średnicy zapewniają większy moment obrotowy i moc, ale reagują wolniej. Wartość KV definiuje się jako liczbę obrotów na minutę (RPM) na wolt. Zazwyczaj silniki o niższym współczynniku KV najlepiej stosować z większymi śmigłami.

Dalsza lektura:

Silniki bezszczotkowe – jak działają i co oznaczają liczby

Krok 11: Śmigła

Śmigła są przymocowane do silników i zapewniają wymagany ciąg. Na rynku dostępnych jest wiele różnych typów śmigieł, od tradycyjnych 2-łopatowych po 5-łopatowe. Znów śmigła są nazywane w standardowy sposób, np. 5x3x3. Oznacza to po prostu, że masz 5-calowe śmigło o skoku 3 cali i 3 łopatki.

Krok 12: System zasilania

System zasilania drona składa się z części, które zapewniają zasilanie i kierują zasilanie do całej elektroniki. W typowym quadkopterze FPV są tylko dwa elementy, tablica rozdzielcza zasilania (PDB) i akumulator.

PDB Rozdzielnica zasilania po prostu pobiera energię z akumulatora i rozprowadza ją do odpowiednich źródeł. W najprostszej postaci jest to osobna płytka, do której podłączasz akumulator i do której podłączasz inne elementy układu lotu (takie jak ESC). Czasami PDB zawiera również pewne regulatory napięcia, które wyprowadzają stałe napięcie 5 V lub 12 V do zasilania niektórych innych urządzeń elektronicznych. Przekonasz się również, że kontrolery lotu mają również wbudowany PDB, co oznacza, że podłączasz baterię (i ESC) bezpośrednio do kontrolera lotu. Aby dowiedzieć się więcej, sprawdź

Bateria

Teraz przechodzimy do elementu, który dostarcza energię do Twojego wielowirnikowca – akumulatora. Drony są na ogół zasilane bateriami litowo-polimerowymi (LiPo), które składają się z kilku „ogniw”. Każde ogniwo utrzymuje napięcie 3,7 V, a dodając więcej ogniw, dodajesz więcej napięcia. Na przykład bateria z 3 ogniwami (oznaczona jako 3S) utrzymuje napięcie 11,1 V. Jak wspomniano w sekcji „Silniki”, prędkość, z jaką silnik się obraca, jest bezpośrednio skorelowana z dostarczanym napięciem. Tak więc, aby silnik obracał się szybciej, potrzebujesz większego napięcia. Nie możesz jednak, niestety, po prostu walnąć w drona baterią o pojemności 10 ogniw, aby przyspieszyć – zawsze istnieje odpowiednia równowaga między wagą a mocą przy wyborze odpowiedniej baterii.

Dalsza lektura: Baterie LiPo – Jak wybrać najlepszą baterię do swojego drona.

Krok 13: System FPV

System FPV składa się z kamery, nadajnika wideo, który przesyła obraz wideo z powrotem do gogli wideo na ziemi. Aby zrozumieć system FPV, najłatwiejszą analogią jest zastanowienie się, jak działa telewizja, ponieważ jest to prawie to samo, tylko na znacznie mniejszą skalę. Twój dron ma kamerę, która rejestruje wideo. Ten sygnał jest przesyłany do nadajnika wideo, który nadaje sygnał bezprzewodowo (tak jak zrobiłoby to studio telewizyjne). Gogle FPV na twoim quadkopterze są jak telewizor, który odbierze sygnał. Ale konkretnie, odbiornik wideo odbierze sygnał i wyświetli go na ekranie wewnątrz gogli. Większość gogli FPV ma zintegrowany odbiornik wideo lub możliwość podłączenia go przez wnękę modułową.

Kamera FPV

Kamera FPV jest prawdopodobnie najważniejszym elementem każdego drona FPV, ponieważ jest to element wyposażenia, przez który jesteś transportowany na platformę FPV. Kamery FPV zaczynały jako kamery CCTV, ale wraz z rozwojem hobby wielu producentów tworzy niestandardowe kamery specjalnie zaprojektowane dla FPV. Oznacza to, że kamery FPV są zaprojektowane tak, aby miały możliwie najmniejsze opóźnienie (czas potrzebny na przechwycenie klatki i przesłanie jej z powrotem do Ciebie). Większość kamer FPV NIE zapewnia jednak wyjścia HD, ponieważ zwiększa to opóźnienie sygnału, co jest katastrofalne w przypadku latania FPV. Kiedy podróżujesz z prędkością 80 mil na godzinę+, każda milisekunda opóźnienia robi różnicę.

Krok 14: Nadajnik wideo (VTX)

Bez nadajnika wideo podłączonego do aparatu aparat jest całkowicie bezużyteczny. Jest to element, który bezprzewodowo przesyła obraz wideo z kamery z powrotem do gogli FPV na ziemi.

FPV VTX są dostępne w różnych rozmiarach, mocach i funkcjach, ale są one głównie klasyfikowane pod względem mocy transmisji (w miliwatach, mW). Dwie główne moce to nadajniki 25mW i 200mW – 200mW jest najbardziej powszechne wśród latających FPV.

Należy również pamiętać, że istnieją pewne przepisy dotyczące tego, ile mocy można wykorzystać z nadajnikiem FPV. Na terenie UE maksymalna moc, z której możesz legalnie korzystać, wynosi 25mW. Jeśli chcesz użyć wyższej mocy nadawania, będziesz musiał uzyskać na to pozwolenie.

Dalsza lektura:Wszystko, co musisz wiedzieć o nadajnikach wideo FPV

Przewodnik po antenie FPV

Krok 15: Gogle FPV

Oglądasz transmisję wideo na żywo z drona za pomocą gogli FPG. Technicznie rzecz biorąc, odbiornik wideo odbiera sygnał, a ekran wewnątrz gogli wyświetla go. Ale w dzisiejszych czasach odbiornik FPV jest wbudowany lub przyczepiany do prawie każdego gogli FPV, więc zwykle uważamy to za jedną rzecz.

Transmisja wideo na żywo jest wyświetlana na małym ekranie wewnątrz gogli i, podobnie jak w rzeczywistości wirtualnej, widzisz to, co widzi kamera i jesteś przeniesiony w przestworza! Podobnie jak w przypadku każdego innego komponentu w budownictwie wielowirnikowym, istnieje wiele różnych typów, stylów i marek gogli FPV. Jeśli masz fundusze, możesz wybrać naprawdę wysokiej klasy parę z doskonałą jakością ekranu, podwójnymi odbiornikami dla lepszego odbioru i specjalnymi funkcjami, takimi jak DVR (co oznacza, że możesz nagrywać to, co widzisz). Jednak możesz również dostać w swoje ręce bardzo solidną parę gogli za niewielkie pieniądze, które świetnie sprawdzą się dla początkującego.

Dalsze czytanie:Przewodnik zakupu gogli FPV

Krok 16: Podsumowanie

Latanie FPV jest zatem tylko czynnością latania dronem FPV z dołączoną kamerą podczas oglądania materiału na żywo i odpowiedniego pilotowania drona. Możesz wziąć udział w tej aktywności sam (chociaż początkującym zaleca się wyjście z doświadczonym pilotem) lub w grupie. Możesz ustawić własny tor wyścigowy i ścigać się ze sobą, aby zobaczyć, kto jest najlepszym pilotem FPV. Daje Ci zupełnie inne spojrzenie na otaczający Cię świat i pozwala rozwinąć nową umiejętność, jednocześnie zanurzając się we wspaniałym doświadczeniu.