Vodič za početnike u FPV Quadcopter Drone Racing: 16 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:07

Ako ste naišli na ovaj članak, zanima vas (nadamo se) ovaj novi fenomen poznat kao FPV letenje. Svijet FPV -a svijet je pun mogućnosti i kada jednom prođete ponekad frustrirajući proces izgradnje/letenja FPV bespilotne letjelice, prednosti daleko nadmašuju ove frustracije. Ovaj kratki članak početnike vodi kroz glavne aspekte FPV letenja i bespilotne letjelice općenito te vam daje dobru bazu znanja od koje možete graditi (doslovno …).

Ovaj je članak izvorno objavljen na dronetrest.com i premješten ovdje uz dopuštenje autora (ko sam ja!)

Korak 1: Šta je FPV?

Dakle, prvo, FPV znači Pogled iz prve osobe. Ukratko, stavite kameru na leteći bespilotni letjelicu, primate feed uživo s ove kamere putem par naočala (ili monitora) i letite dronom putem ovog feeda uživo. FPV vam nudi priliku da sagledate svoj svijet iz ptičje perspektive-to je potpuno novo mjesto za koje jednostavno ne možete dobiti dovoljno! Osim što sam pravi pilot, ovo je najupečatljivije iskustvo u letenju s kojim ćete se susresti i ne mogu ga više promovirati. Osećate se kao da ste fizički unutar drona, kao da ste ptica, jurite pored drveća, nastupate i petite po zraku … iako, naravno, stopala čvrsto stojite na zemlji.

Postoje tri glavne vrste FPV letenja; slobodni stil, trke i fotografija, a svaki od njih je objašnjen u nastavku.

FPV Freestyle Ovo je tip FPV letenja na koji ste najvjerojatnije već naišli ako ste gledali bilo koji FPV let na YouTubeu. Leti bez ograničenja o tome gde morate da letite; možete letjeti nisko, letjeti visoko i istraživati svako novo uzbudljivo mjesto koje nađete. Ovo je arena u kojoj možete izvoditi trikove i preokrete i svojim vještinama zadiviti sve posmatrače! Slobodni stilisti akrobati su svijeta dronova i ne cijene da ih sputavaju stvari poput trkaćih staza, drveća ili zgrada … Freestyle je sve o pronalaženju najboljih linija kroz prepreke i oko njih, bacajući nekoliko okretanja kako bi izgledali sjajno za YouTube video zapise.

FPV Racing

Nema nagrada za ovo pogađanje - ovdje se okuplja grupa pilota FPV -a i utrkuje sa svojim dronovima. Postojat će neka vrsta trkačke staze s mješavinom prirodnih prepreka i prepreka koje je napravio čovjek (npr. Drveće, kapije i zastave). Pobjeđuje onaj koji je prvi završio. Ovo nije nužno samo brzina i snaga, već zaista testira vaše reflekse i upravljivost. Ovdje je potrebna velika preciznost …

Aerial Photography

Opet, upravo to piše na limu-ovo je umjetnost snimanja fotografija i video zapisa iz one perspektive iz ptičje perspektive o kojoj smo ranije govorili. Tehnologija koja se koristi u bespilotnim letjelicama omogućila je ovaj jednostavan pristup nebu, pa sada obični ljudi poput vas i mene mogu uživati u zadivljujućim krajolicima s visine. Vrsta bespilotnih letjelica i opreme koji se koriste u ovoj vrsti letenja prilično se razlikuju od slobodnog stila i utrka. Ovdje glatki i lagani let imaju prednost u odnosu na brzinu i agilnost jer su glatki snimci bitni. U tu svrhu, gimbali za fotoaparate koriste se na zrakoplovnim bespilotnim letjelicama, zajedno s visokokvalitetnom HD kamerom za dobivanje glatkog videa. Dakle, to je FPV koji leti ukratko. Imate bespilotnu letjelicu, stavite kameru na nju i letite njome gledajući sažetak uživo. Jednostavno. Sada, ako vas zanima, idem na neke od tehničkijih dijelova (ali ne previše tehničkih!) Onoga što čini bespilotnu letjelicu.

Korak 2: Kako funkcionira Drone (Multirotor)

Ovo će biti kratki odjeljak o 'nauci' koja stoji iza bespilotne letjelice. Prvo, "bespilotna letjelica" je tehnički nešto što može samostalno letjeti, ali je postalo opći izraz za sve elektroničko letenje. U hobiju za FPV često koristimo riječ quadcopter ili „multirotor“. Multirotor je vozilo s nekoliko "rotora", odnosno motora, a najčešći koji ćete vidjeti na nebu je četverokopter - multirotor s 4 motora.

Pa kako se kontrolira multirotor? Multirotor ima 4 kontrolne tačke; kotrljanje, nagib, nagib i potisak. Ako imate iskustva s avionima/helikopterima, znat ćete o čemu se radi, ali za one koje nemate, evo jednostavne vježbe kako biste se uhvatili u koštac s njima. Držite ruku podignutu, dlanom prema zemlji - vaša ruka je sada multirotor.

• Roll - ljuljajte rukom s jedne na drugu stranu - ovo je vaša rolada.
• Nagib - nagnite ruku gore -dolje - ovo je vaš korak.
• Zakretanje - držeći dlan prema dolje, okrenite ha lijevo i desno - ovo je vaše zakretanje.
• Potisak/gas - podignite ruku gore i imate potisak.

Ove 4 kontrolne točke koristite zajedno zajedno kako biste pokrenuli vaš multirotor u bilo kojem smjeru koji želite. Leti slično kao i helikopter. Za napredovanje morate imati kombinaciju koraka i potiska.

Ako želite osjetiti letenje FPV -a bez rizika od pada drona, odlično mjesto za početak je simulator leta FPV.

FPV nije samo za četvorokontrolere. FPV koji koristi quadcoptere je daleko najpopularniji način letenja FPV -om, ali postoji mnogo pilota sa fiksnim krilima koji pričvršćuju kamere na tradicionalnije zrakoplove s radijskim upravljanjem. Ali u ovom vodiču ćemo pokriti osnove FPV -a iz perspektive četvorokoptera jer s tim većina ljudi počinje.

Korak 3: Izgradite sami ili kupite spremne za let?

Sada sam ovom pitanju dao zaseban dio jer je to vrlo važno pitanje; hoćete li izgraditi vlastiti quadcopter ili kupiti već gotov, RTF (FFV) quad? Odmah ću reći da sam pristrasan u izgradnji - ne samo da je to dobra zabava, već ćete dobiti i odličan osjećaj postizanja kada podignete vlastiti četverac u zraku. To ne znači da je kupovina RTF kompleta pogrešna - tamo možete nabaviti sjajne komplete koji će biti fantastični i siguran sam da ćete biti zadovoljni svojom odlukom.

Srž problema za mene je to što ćete se srušiti - mnogo, mnogo puta. Neki od ovih rušenja neće dovesti do ničega katastrofalnog i samo ćete morati zamijeniti rekvizit ili dva. Međutim, neki od ovih sudara (pogotovo kad počnete biti hrabri!) Rezultirat će ozbiljnijom štetom. Možda ćete morati zamijeniti motor, video predajnik ili kontroler leta samog quad -a. U ovim situacijama, ako niste sami izgradili stroj, nećete nužno znati kako to popraviti. Stoga ćete možda morati ponovo kupiti cijeli komplet - koji bi vrlo brzo mogao postati skup. Ako ste ga ipak izgradili od nule, znate sve prednosti i sposobnosti quad -a pa ćete stoga moći identificirati problem i riješiti ga prilično lako.

Pa moj savet? Build. Ako vam se ovo sviđa, sad ću navesti anatomiju drona, a vi možete početi razvijati to znanje o dronovima …

Korak 4: Anatomija trkačkog drona FPV

Pa idemo malo u detalje o tome što čini bespilotnu letjelicu sa četverokopter. Sve glavne komponente tipičnog FPV drona prikazane su na gornjoj slici.

Bespilotna letjelica FPV može se podijeliti na tri glavna "dijela"; sistem leta, sistem napajanja i sistem FPV.

• Sistem leta sastoji se od dijelova koji čine četvorokopter letenjem, poput motora i kontrolera leta.
• Sistem napajanja sastoji se od dijelova koji vašem dronu pružaju električnu energiju, poput baterije i razdjelnika.
• FPV sistem se sastoji od dijelova koji se koriste za video feed uključujući vašu kameru, video predajnik i naočale.

O svakom od ovih sistema ćemo detaljnije razgovarati u narednim koracima

Korak 5: Okvir

Prvo, tri sistema na dronu moraju biti pričvršćeni za nešto, poznato kao okvir. Ovo je kostur drona i ne pruža samo snagu multirotora u cjelini, već i konačni izgled drona. Postoji toliko mnogo različitih stilova i varijacija multirotornih okvira da bi bilo nemoguće nabrojati, ali svi imaju iste opće značajke. Svi žele biti što jači, ali i što lakši (jer je ovo očito najbolja kombinacija). Zato se karbonska vlakna često koriste jer su općenito jaka, ali lagana.

Okviri su također kategorizirani, ali njihove veličine. Kad govorim o veličini okvira, mislim na međuosovinsko rastojanje koje je dijagonalna dužina (u mm) od sredine jednog motora do sredine motora koji je direktno dijagonalno prema njemu. Većina FPV okvira ima međuosovinsko rastojanje od 220 mm i manje kako tehnologija postaje sve pametnija i manja.

Daljnje čitanje: Cjeloviti vodič za kupovinu okvira za četverokopter FPV

Korak 6: Sistem leta

Sistem leta sadrži sve što je multirotoru potrebno za let. Ovo uključuje kontroler leta, motore, elektroničke kontrolere brzine (ESC), radio prijemnik i propelere.

Način rada sistema leta je sljedeći:

• Pilot pomiče štapove na R/C kontroleru, ovo se bežično šalje prijemniku
• R/C prijemnik šalje komande štapa pilota kontroloru leta
• Kontrolor leta tumači ove naredbe i izračunava kojom bi se brzinom trebao kretati svaki motor i šalje ovaj signal ESC -u
• ESC pretvara ovaj signal u napon koji šalje motoru
• Motor je ono što proizvodi potisak za stvarno pomicanje drona

Ovaj proces se dešava stotine puta svake sekunde. Pogledajmo svaku komponentu detaljnije

Korak 7: R/C kontroler i prijemnik

Radio kontroler je uređaj koji pilot drži u rukama s dva džojstika koji se koristi za upravljanje dronom. Radio prijemnik je mali elektronički uređaj koji je instaliran na dronu (i povezan je s kontrolorom leta). Kontroler šalje radio signale do prijemnika, a prijemnik zatim šalje informacije kontroloru leta. Postoji mnogo opcija kada je u pitanju odabir vašeg R/C kontrolera i prijemnika. Trenutno su radijski aparati Frsky Taranis daleko najpopularniji u FPV zajednici.

Korak 8: Kontrolor leta

Kao što ime govori, ovaj dio opreme kontrolira let i stoga se može smatrati "mozgom" drona. Kontrolor leta uzima podatke s dva ulaza i koristi ih za održavanje stabilnosti multirotora i usmjeravanje drona. Ova dva unosa podataka dolaze iz ugrađenih senzora na kontroleru leta, a od pilota preko R/C kontrolera. Senzori kontroloru leta govore o orijentaciji i nadmorskoj visini, a pilot govori kontroloru leta u kojem smjeru žele da ide višerotor.

Ovisno o tome koliko duboko želite ići, možete i fino podesiti i programirati kontroler leta prema vašim tačnim specifikacijama-baš kao što biste to učinili s trkaćim automobilom. Na ovaj način možete izvući apsolutno najbolje od svog drona.

Dalje čitanje:

Vodič za kupovinu kontrolora leta FPV Racing

Korak 9: Elektronički kontroleri brzine (ESC)

ESC -i su komponente koje preuzimaju naredbe iz kontrolera leta i prevode ih u snagu na motore. ESC govori motoru da se okreće brže ili sporije prema uputama pilota. Svaki motor stoga ima namjenski ESC jer se svaki motor u bilo kojem trenutku kreće drugačijom brzinom od ostalih.

Vrsta i veličina ESC -a koji odgovaraju vašem dronu ovise o tome koji sistem napajanja koristite i koje motore koristite.

Dalje čitanje

Što treba uzeti u obzir pri kupnji ESC -a za vaš multirotor

Korak 10: Motori

Motori su pokretačka snaga multirotora i osiguravaju potisak (zajedno s propelerima). Najvažnija stvar koju treba znati u smislu bespilotnih motora FPV je kako se motori klasificiraju.

Imate mnogo različitih motora različitih veličina, ali šta oni znače? Pa, uzmimo za primjer ChaosFPV CF2205 2300Kv PRO motor. Ovo je motor 2205 s KV vrijednošću 2300KV. Broj 2205 odnosi se na dimenzije motora; motor je promjera 22 mm i ima visinu statora 5 mm. Što je motor veći (veća visina statora), brže može reagirati, dok motori većeg promjera daju veći okretni moment i snagu, ali reagiraju sporije. KV naziv je definiran kao broj okretaja u minuti (RPM), po voltu. Tipično niže KV motore najbolje je koristiti s većim podupiračima.

Dalje čitanje:

Motori bez četkica - kako rade i šta znače brojevi

Korak 11: Propeleri

Propeleri su pričvršćeni na motore i pružaju potreban potisak. Na tržištu postoji mnogo različitih vrsta rekvizita, od vaših tradicionalnih propelera s 2 lopatice do propelera s 5 lopatica. Opet su propeleri imenovani na standardni način, npr. 5x3x3. To jednostavno znači da imate propeler od 5 inča s nagibom od 3 inča i 3 lopatice.

Korak 12: Sistem napajanja

Sistem napajanja bespilotne letjelice sastoji se od dijelova koji osiguravaju napajanje i usmjeravaju svu elektroniku. U tipičnom FPV quadcopter -u postoje samo dvije komponente, ploča za distribuciju energije (PDB) i baterija.

PDBDodatna ploča jednostavno uzima energiju iz baterije i distribuira je do relevantnih izvora. U najjednostavnijem obliku, to je zasebna ploča na koju priključujete bateriju i na koju povezujete ostale komponente sistema leta (poput ESC -a). Ponekad će PDB uključivati i neke regulatore napona koji će izlaziti dosljedan izlaz 5V ili 12V za napajanje neke druge vaše elektronike. Također ćete otkriti da kontrolori leta imaju i ugrađeni PDB, što znači da bateriju (i ESC) povezujete direktno s kontrolorom leta. Da biste saznali više, provjerite

Baterija

Sada dolazimo do komponente koja napaja vaš multirotor - baterije. Dronovi se općenito napajaju litij -polimernim (LiPo) baterijama koje se sastoje od nekoliko "ćelija". Svaka ćelija ima napon od 3,7 V, a dodavanjem više ćelija dodajete i veći napon. Na primjer, baterija s 3 ćelije (označena kao 3S) drži napon od 11,1 V. Kao što je navedeno u odjeljku "Motori", brzina kojom se motor okreće izravno je povezana s naponom koji se daje. Dakle, da biste ubrzali vrtnju motora, potreban vam je veći napon. Nažalost, ne možete jednostavno izvaditi bateriju od 10 ćelija na svom dronu kako bi ubrzao rad - uvijek postoji dobra ravnoteža između težine i snage pri odabiru prave baterije za vas.

Daljnje čitanje: LiPo baterije - Kako odabrati najbolju bateriju za svoj dron.

Korak 13: FPV sistem

FPV sistem se sastoji od kamere, video predajnika koji emituje video zapis sve do vaših video naočara na zemlji. Da biste razumjeli FPV sistem, najjednostavnija je analogija razmišljati o tome kako televizija funkcionira jer je to približno ista stvar, samo u mnogo manjem obimu. Vaš dron ima kameru koja snima video zapis. Ovaj signal se šalje video predajniku koji bežično emituje signal (kao što bi radio televizijski studio). FPV naočare na vašem quadcopteru su poput televizora koji će pokupiti signal. Ali da budemo precizniji, video prijemnik će pokupiti signal i prikazati ga na ekranu unutar naočara. Većina FPV naočara ima integrirani video prijemnik ili ih može priključiti putem ležišta za module.

FPV kamera

FPV kamera je možda najvažnija komponenta svakog FPV drona jer je dio opreme kroz koju se transportirate na svoju FPV platformu. FPV kamere su počele kao CCTV kamere, ali kako je hobi napredovao, mnogi proizvođači izrađuju prilagođene kamere posebno dizajnirane za FPV. To znači da su FPV kamere dizajnirane tako da imaju najmanju moguću latenciju (vrijeme potrebno da uhvati kadar i pošalje vam ga). Većina FPV kamera NE pruža HD izlaz, međutim to povećava latenciju feeda što je pogubno za FPV letenje. Kad putujete brzinom od 80 km / h, svaka milisekunda kašnjenja čini razliku.

Korak 14: Video odašiljač (VTX)

Bez video predajnika spojenog na kameru, kamera je potpuno beskorisna. Ovo je komponenta koja bežičnim putem prenosi video zapis sa kamere natrag na vaše FPV naočale na tlu.

FPV VTX -ovi dolaze u različitim veličinama, snagama i karakteristikama, ali su uglavnom kategorizirani u smislu njihove prijenosne snage (u milivatima, mW). Dvije glavne snage su 25mW i 200mW odašiljači - 200mW je najčešći među FPV letećima.

Također biste trebali imati na umu da postoje neki propisi o tome koliko snage možete koristiti sa svojim FPV odašiljačem. Unutar EU, maksimalna snaga koju legalno možete koristiti je 25mW. Ako želite koristiti veću snagu odašiljanja preko ovoga, morat ćete za to dobiti dozvolu.

Dodatno čitanje: Sve što trebate znati o video odašiljačima FPV

Vodič za antenu FPV

Korak 15: FPV naočare

Video zapise uživo gledate sa svog drona pomoću FPG naočara. Tehnički, video prijemnik prima signal i ekran unutar naočara ga prikazuje. Ali danas je ugrađen prijemnik FPV -a ili se pričvršćuje na gotovo svaku FPV naočaru pa to obično smatramo jednom jedinom stvari.

Video sažetak uživo prikazan je na malom ekranu unutar naočara i, baš kao i virtualna stvarnost, vidite ono što kamera vidi i prebačeni ste u nebo! Kao i sa svakom drugom komponentom u višerotornoj izgradnji, postoji mnogo različitih vrsta, stilova i marki FPV naočara. Ako imate sredstava, možete se odlučiti za zaista vrhunski par s briljantnom kvalitetom ekrana, dvostrukim prijemnicima za bolji prijem i posebnim funkcijama poput DVR-a (što znači da možete snimiti ono što vidite). Međutim, možete nabaviti i vrlo solidne naočare za ne tako mnogo novca koje će odlično obaviti posao za početnike.

Dodatno čitanje: Vodič za kupovinu naočara FPV

Korak 16: Ukratko

FPV letenje je stoga samo radnja letenja vašim FPV dronom sa pričvršćenom kamerom dok gledate snimke uživo i pilotirate svojim dronom u skladu s tim. U ovoj aktivnosti možete sudjelovati sami (iako ste početnik, preporučuje se da izađete s iskusnim pilotom) ili u grupi. Možete postaviti vlastiti kurs za utrke i natjecati se jedni protiv drugih da vidite ko je vrhunski pilot FPV -a. Daje vam potpuno drugačiji pogled na svijet oko vas i omogućava vam da razvijete novu vještinu, a pritom se uronite u sjajno iskustvo.