Vodnik za začetnike po FPV Quadcopter Drone Racing: 16 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Če ste naleteli na ta članek, vas (upajmo) zanima ta nov pojav, znan kot FPV letenje. Svet FPV je svet poln možnosti in ko enkrat presežete včasih frustrirajoč proces izdelave/letenja brezpilotnega letala FPV, prednosti daleč odtehtajo te frustracije. Ta kratek članek vodi začetnike skozi glavne vidike letenja FPV in brezpilotnega letala na splošno ter vam nudi dobro bazo znanja, iz katere lahko gradite (dobesedno …).

Ta članek je bil prvotno objavljen na dronetrest.com in tukaj prepisan z dovoljenjem avtorja (kdo sem jaz!)

1. korak: Kaj je FPV?

Najprej torej, FPV pomeni Pogled od prve osebe. Skratka, kamero postavite na leteči brezpilotni letalnik, prek te kamere prejmete vir v živo s pomočjo očal (ali monitorja) in upravljate z dronom prek tega vira v živo. FPV vam ponuja priložnost, da na svoj svet pogledate s ptičje perspektive-to je popolnoma nova razgledna točka, katere preprosto ne morete dobiti dovolj! Poleg tega, da sem pravi pilot, je to najbolj poglobljeno letenje, s katerim se boste srečali, in tega ne morem bolj promovirati. Počutite se, kot da ste fizično v brezpilotnem letalu, kot da ste ptica, dirjate mimo dreves in nastopate ter se vijete po zraku … čeprav imate seveda noge trdno na tleh.

Obstajajo tri glavne vrste letenja FPV; prosti slog, dirkanje in fotografiranje, ki sta opisana spodaj.

FPV Freestyle To je vrsta FPV letenja, na katero boste najverjetneje že naleteli, če ste na YouTubu gledali katero koli FPV letenje. Leti brez omejitev, kje morate leteti; lahko letite nizko, lahko letite visoko in raziščete katero koli novo vznemirljivo mesto, ki ga najdete. To je arena, v kateri lahko izvajate trike in obračate in s svojimi veščinami navdušite vse gledalce! Freestylists so akrobati sveta brezpilotnih letal in ne cenijo, da jih zadržujejo stvari, kot so dirkališča, drevesa ali zgradbe … Freestyle je namenjen iskanju najboljših linij skozi ovire in okoli njih, hkrati pa z nekaj prevrnitvami izgleda odlično za YouTube video posnetke.

FPV Racing

Brez nagrad za ugibanje o tem - tukaj se zbere skupina pilotov FPV in dirka z brezpilotnimi letali. Tam bo neke vrste dirkališče z mešanico naravnih ovir in ovir, ki jih je ustvaril človek (npr. Drevesa, vrata in zastave). Zmaga tisti, ki je prvi končal. Ne gre le za hitrost in moč, ampak resnično preizkušata vaše reflekse in okretnost. Tu je potrebna velika natančnost …

Fotografiranje iz zraka

Še enkrat, točno to piše na pločevinki-to je umetnost fotografiranja in video posnetkov s tiste perspektive ptičje perspektive, o kateri smo govorili prej. Tehnologija, ki se uporablja v brezpilotnih letalih, je omogočila ta enostaven dostop do neba, zato lahko zdaj navadni ljudje, kot sva ti in jaz, uživamo v osupljivi pokrajini od zgoraj. Vrsta brezpilotnih letal in oprema, ki se uporablja pri tej vrsti letenja, se precej razlikujeta od prostega sloga in dirkanja. Tu je gladek in enostaven let prednost pred hitrostjo in okretnostjo, saj so gladki posnetki bistveni. V ta namen se na letalskih letalskih zrakoplovih skupaj z visokokakovostno kamero visoke ločljivosti uporabljajo gimbali kamere za nemoten video. Tako da FPV leti na kratko. Imate brezpilotnega letala, nanj nalepite kamero in z njim upravljate z ogledom vira v živo. Enostavno. Če vas zanima, bom prešel na nekaj bolj tehničnih delov (vendar ne preveč tehničnih!) Tega, kar sestavlja brezpilotni letalnik.

2. korak: Kako deluje Drone (Multirotor)

To bo kratek odsek o "znanosti" za brezpilotnim letalom. Prvič, "dron" je tehnično nekaj, kar lahko leti samostojno, vendar je postalo splošen izraz za vse elektronsko letenje. V hobiju FPV pogosto uporabljamo besedo quadcopter ali "multirotor". Multirotor je vozilo z več "rotorji", tj. Motorji, najpogostejši, ki ga boste videli na nebu, pa je štirikolesnik - multirotor s 4 motorji.

Kako torej upravljati multirotor? Multirotor ima 4 kontrolne točke; zavijanje, nagibanje, zavijanje in potisk. Če imate izkušnje z letali/helikopterji, boste vedeli, kaj so to, toda za tiste, ki jih nimate, je tukaj preprosta vaja, da se jih znebite. Dvignite roko navzgor, z dlanjo navzdol do tal - vaša roka je zdaj multirotor.

• Roll - zamahnite z roko od strani do strani - to je vaš zvitek.
• Nagib - nagnite roko gor in dol - to je vaš korak.
• Zavijanje - držite dlan navzdol, zavrtite ha levo in desno - to je vaše zavijanje.
• Potisk/dušilec - dvignite roko navzgor in imate svoj potisk.

Te 4 kontrolne točke uporabljate skupaj, da se vaš multirotor premakne v katero koli smer. Leti podobno kot helikopter. Če želite napredovati, morate imeti kombinacijo smole in potiska.

Če želite občutiti letenje FPV brez tveganja, da bi se zrušili brezpilotni letalo, je odličen začetek simulator letenja FPV.

FPV ni samo za štirikopterje, FPV pa je daleč najbolj priljubljen način letenja s FPV -jem, vendar obstaja veliko pilotov s fiksnimi krili, ki pritrdijo kamere na bolj tradicionalna letala za radijsko upravljanje. Toda v tem priročniku bomo obravnavali osnove FPV z vidika štirikopterja, saj je to tisto, s čimer večina ljudi začne.

3. korak: Zgradite sami ali kupite pripravljeno za letenje?

Zdaj sem temu vprašanju dal svoj del, saj je zelo pomembno vprašanje; ali boste zgradili svoj štirikopter ali kupili že pripravljen štirikolesnik FPV, pripravljen za letenje (RTF)? Takoj bom rekel, da sem pristranski pri gradnji - ne samo, da je to dobra zabava, ampak tudi občutek za uspeh dosežeš, ko v zraku poletiš svoj štirikolesnik. To ne pomeni, da je nakup kompleta RTF napačen - tam lahko dobite nekaj odličnih kompletov, ki bodo delovali fantastično, in prepričan sem, da boste s svojo odločitvijo zadovoljni.

Bistvo moje težave je, da se boste zrušili - veliko, velikokrat. Nekatere od teh zrušitev ne bodo povzročile ničesar katastrofalnega, zato boste morali zamenjati le enega ali dva rekvizita. Nekatere od teh zrušitev pa bodo (še posebej, ko začnete pogumno!) Povzročiti resnejšo škodo. Morda boste morali zamenjati motor, video oddajnik ali krmilnik leta samega štirikolesnika. V teh situacijah, če stroja niste izdelali sami, ne boste nujno vedeli, kako ga popraviti. Morda boste zato morali znova kupiti celoten komplet - to bi se lahko zelo hitro podražilo. Če ste ga zgradili iz nič, poznate podrobnosti štirikolesnika in boste zato lahko prepoznali težavo in jo dokaj enostavno rešili.

Torej moj nasvet? Zgradite. Če se vam to zdi všeč, bom zdaj našteval anatomijo drona in lahko začnete razvijati to znanje o brezpilotnih letalih …

4. korak: Anatomija dirkalnega drona FPV

Poglejmo torej nekaj podrobnosti o tem, kaj sestavlja brezpilotni daljnogled štirikopterja. Vse glavne sestavine tipičnega brezpilotnega letala FPV so prikazane na zgornji sliki.

Dron FPV lahko razdelimo na tri glavne „dele“; sistem letenja, elektroenergetski sistem in sistem FPV.

• Sistem letenja je sestavljen iz delov, zaradi katerih kvadrokopter leti, kot so motorji in krmilnik leta.
• Napajalni sistem je sestavljen iz delov, ki vašemu brezpilotnemu letalu zagotavljajo električno energijo, kot sta baterija in razdelilna plošča.
• Sistem FPV je sestavljen iz delov, ki se uporabljajo za video vir, vključno z vašo kamero, video oddajnikom in očali.

O vsakem od teh sistemov bomo podrobneje razpravljali v naslednjih korakih

5. korak: Okvir

Najprej je treba tri sisteme na brezpilotnem letalu pritrditi na nekaj, kar je znano kot okvir. To je okostje brezpilotnega letala in ne zagotavlja samo moči multirotorja kot celote, temveč tudi končni videz brezpilotnega letala. Obstaja toliko različnih stilov in variacij večrotornih okvirjev, da bi jih bilo nemogoče šteti, vendar imajo vsi enake splošne lastnosti. Vsi si želijo biti čim močnejši, a tudi čim lažji (saj je to očitno najboljša kombinacija). Zato se ogljikova vlakna pogosto uporabljajo, saj so na splošno močna, vendar lahka.

Okviri so tudi kategorizirani, vendar njihova velikost. Ko rečem velikost okvirja, mislim na medosno razdaljo, ki je diagonalna dolžina (v mm) od sredine enega motorja do sredine motorja, ki je neposredno diagonalno nanj. Večina okvirjev FPV ima medosno razdaljo 220 mm in manj, ko tehnologija postaja vse pametnejša in manjša.

Nadaljnje branje: Popoln vodnik za nakup okvirja štirikopterja FPV

6. korak: Sistem letenja

Sistem letenja vsebuje vse, kar multirotor potrebuje za letenje. To vključuje krmilnik leta, motorje, elektronske krmilnike hitrosti (ESC), radijski sprejemnik in propelerje.

Sistem letenja deluje na naslednji način:

• Pilot premakne palice na krmilniku R/C, to se brezžično pošlje sprejemniku
• R/C sprejemnik pošilja ukaze palice pilota kontrolorju leta
• Krmilnik leta razlaga te ukaze in izračuna, s kakšno hitrostjo bi se moral gibati vsak motor, in ta signal pošlje v ESC
• ESC pretvori ta signal v napetost, ki jo pošlje motorju
• Motor je tisti, ki proizvaja potisk za dejansko premikanje drona

Ta postopek se zgodi stotine krat na sekundo. Poglejmo vsako komponento podrobneje

7. korak: Krmilnik in sprejemnik R/C

Radijski krmilnik je naprava, ki jo pilot drži v rokah z dvema igralnima palicama, ki se uporablja za upravljanje brezpilotnega letala. Radijski sprejemnik je majhna elektronska naprava, ki je nameščena na brezpilotnem letalu (in je povezana s krmilnikom leta). Krmilnik pošilja radijske signale do sprejemnika, sprejemnik pa nato posreduje informacije kontrolorju leta. Ko izbirate vaš R/C krmilnik in sprejemnik, obstaja veliko možnosti. Trenutno so radijski sprejemniki Frsky Taranis daleč najbolj priljubljeni v skupnosti FPV.

8. korak: Krmilnik letenja

Kot že ime pove, ta oprema nadzoruje let, zato jo lahko obravnavamo kot "možgane" brezpilotnega letala. Krmilnik leta vzame podatke iz dveh vhodov in jih uporablja za ohranjanje stabilnosti multirotorja in usmerjanje brezpilotnega letala. Ta dva vhoda podatkov prihajata iz vgrajenih senzorjev na krmilniku leta in od pilota prek krmilnika R/C. Tipala povedo krmilniku leta, na primer orientacijo in nadmorsko višino, pilot pa pove kontrolorju leta, v katero smer želijo, da gre večrotor.

Odvisno od tega, kako globoko želite iti, lahko tudi natančno prilagodite in programirate krmilnik leta glede na vaše natančne specifikacije-tako kot pri dirkalniku. Na ta način lahko iz svojega brezpilotnega letala pridobite absolutno najboljše.

Nadaljnje branje:

Vodnik za nakup krmilnika letenja FPV Racing

9. korak: Elektronski krmilniki hitrosti (ESC)

ESC so komponente, ki sprejemajo ukaze iz krmilnika leta in jih prevajajo v moč motorjem. ESC pove motorju, da se vrti hitreje ali počasneje glede na navodila pilota. Vsak motor ima zato namenski ESC, saj se vsak motor kadar koli premika z različno hitrostjo od ostalih.

Vrsta in velikost ESC, ki je primerna za vaš dron, sta odvisna od tega, kateri napajalni sistem uporabljate in katere motorje uporabljate.

Nadaljnje branje

Kaj morate upoštevati pri nakupu ESC za vaš multirotor

10. korak: Motorji

Motorji so gonilna sila multirotorja in zagotavljajo potisk (skupaj z propelerji). Najpomembnejša stvar, ki jo je treba poznati pri brezpilotnih motorjih FPV, je, kako se motorji uvrščajo.

Imate veliko različnih motorjev različnih velikosti, toda kaj to pomenijo? No, vzemimo za primer motor ChaosFPV CF2205 2300Kv PRO. To je motor 2205 z nazivno močjo 2300KV. Številka 2205 se nanaša na dimenzije motorja; motor ima premer 22 mm in višino statorja 5 mm. Višji kot je motor (večja višina statorja), hitreje se lahko odzove, medtem ko vam motorji večjega premera dajejo več navora in moči, vendar se odzivajo počasneje. KV nazivna vrednost je opredeljena kot vrtljajev na minuto (RPM), na volt. Tipično nižje motorje KV je najbolje uporabiti z večjimi rekviziti.

Nadaljnje branje:

Motorji brez krtačk - kako delujejo in kaj pomenijo številke

11. korak: Propelerji

Propelerji so pritrjeni na motorje in zagotavljajo potreben potisk. Na trgu je veliko različnih vrst rekvizitov, od vaših tradicionalnih dvokrilnih propelerjev do propelerjev s 5 lopaticami. Spet so propelerji poimenovani na standardni način, npr. 5x3x3. To preprosto pomeni, da imate 5 -palčni propeler z nagibom 3 palcev in 3 lopatice.

Korak: Električni sistem

Napajalni sistem brezpilotnega letala vsebuje dele, ki zagotavljajo moč in usmerjajo moč do vse elektronike. V tipičnem štirikopterju FPV sta samo dve komponenti, razdelilna plošča (PDB) in baterija.

PDB Razdelilna plošča napajanja preprosto vzame energijo iz baterije in jo razdeli ustreznim virom. V najpreprostejši obliki je to ločena plošča, na katero priključite baterijo in na katero povežete druge komponente sistema letenja (na primer ESC). Včasih bo PDB vključeval tudi nekaj regulatorjev napetosti, ki bodo oddajali dosleden izhod 5V ali 12V za napajanje druge vaše elektronike. Ugotovili boste tudi, da imajo kontrolorji letov vgrajen PDB, kar pomeni, da baterijo (in ESC) priključite neposredno na kontrolor leta. Če želite izvedeti več, si oglejte

Baterija

Zdaj smo prišli do komponente, ki napaja vaš multirotor - baterije. Droni se običajno napajajo iz litijevih polimernih baterij (LiPo), ki so sestavljene iz več "celic". Vsaka celica ima napetost 3,7 V in z dodajanjem več celic dodate več napetosti. Na primer, baterija s 3 celicami (označena kot 3S) ima napetost 11,1 V. Kot je navedeno v razdelku „Motorji“, je hitrost, pri kateri se motor vrti, neposredno povezana z zagotovljeno napetostjo. Torej, če želite, da se motor hitreje vrti, potrebujete več napetosti. Žal pa na svojem brezpilotnem letalu ne morete preprosto udariti v baterijo z 10 celicami, da bo ta deloval hitreje - pri izbiri prave baterije za vas vedno obstaja ravnovesje med težo in močjo.

Nadaljnje branje: LiPo baterije - Kako izbrati najboljšo baterijo za svoj dron.

13. korak: Sistem FPV

Sistem FPV je sestavljen iz kamere, video oddajnika, ki oddaja video vir nazaj do vaših video očal na tleh. Da bi razumeli sistem FPV, je najlažja analogija razmisliti o tem, kako deluje televizija, saj je to skoraj enaka stvar, le v precej manjšem obsegu. Vaš dron ima kamero, ki posname video. Ta signal se pošlje video oddajniku, ki brezžično oddaja signal (kot bi to storil televizijski studio). Očala FPV na vašem štirikopterju so kot televizijski sprejemnik, ki bo sprejel signal. Natančneje, video sprejemnik bo pobral signal in ga prikazal na zaslonu znotraj očal. Večina očal FPV ima vgrajen video sprejemnik ali pa ga lahko priključite prek ležišča za module.

Kamera FPV

Kamera FPV je morda najpomembnejša sestavina vsakega brezpilotnega letala FPV, saj je del opreme, s katero se prevažate na svojo platformo FPV. FPV kamere so se začele kot CCTV kamere, a kot hobi se je napredoval, mnogi proizvajalci izdelujejo kamere po meri, posebej zasnovane za FPV. To pomeni, da so kamere FPV zasnovane tako, da imajo najmanjšo možno zakasnitev (čas, potreben, da posname okvir in vam ga pošlje nazaj). Večina kamer FPV NE zagotavlja izhoda visoke ločljivosti, saj to poveča zakasnitev vira, kar je katastrofalno za letenje s FPV. Ko potujete s hitrostjo 80 km / h+, je vsaka milisekunda zakasnitve pomembna.

Korak 14: Video oddajnik (VTX)

Brez video oddajnika, priključenega na vašo kamero, je kamera popolnoma neuporabna. To je komponenta, ki brezžično prenaša video vir iz kamere nazaj na vaša očala FPV na tleh.

FPV VTX imajo različne velikosti, moči in lastnosti, vendar so večinoma razvrščeni glede na svojo oddajno moč (v milivatih, mW). Dve glavni moči sta oddajnika 25mW in 200mW - 200mW je najpogostejša med letenjem FPV.

Upoštevajte tudi, da obstajajo nekateri predpisi o tem, koliko moči lahko uporabite s svojim oddajnikom FPV. V EU je zakonsko največja moč 25 mW. Če želite za to uporabiti večjo moč prenosa, boste morali za to pridobiti dovoljenje.

Nadaljnje branje: Vse, kar morate vedeti o video oddajnikih FPV

Vodnik antene FPV

Korak 15: Očala FPV

Video oglede v živo iz svojega drona si ogledate z očali FPG. Tehnično video sprejemnik sprejme signal in zaslon znotraj očal ga prikaže. Danes pa je vgrajen sprejemnik FPV ali posnetki na skoraj vsa očala FPV, zato običajno to štejemo za eno stvar.

Video vir v živo je prikazan na majhnem zaslonu v očalih in tako kot navidezna resničnost vidite tisto, kar vidi kamera, in odpeljete se v nebo! Tako kot pri vseh drugih sestavnih delih v večrotorni zgradbi obstaja veliko različnih vrst, stilov in blagovnih znamk očal FPV. Če imate sredstva, se lahko odločite za resnično vrhunski par z izjemno kakovostjo zaslona, dvojnimi sprejemniki za boljši sprejem in posebnimi funkcijami, kot je na primer DVR (kar pomeni, da lahko posnamete, kar vidite). Lahko pa v roke vzamete tudi zelo trden par očal za ne toliko denarja, ki bo odlično delo opravil začetniku.

Nadaljnje branje: Priročnik za nakup očal FPV

Korak 16: Povzetek

Letenje s FPV je torej le dejanje letenja z brezpilotnim letalom FPV s pritrjeno kamero, medtem ko gledate posnetke v živo in ustrezno pilotirate svoj dron. V to dejavnost se lahko vključite sami (čeprav ste začetnik, je priporočljivo, da greste z izkušenim pilotom) ali v skupini. Nastavite lahko svojo dirko in se med seboj dirkate, da vidite, kdo je vrhunski pilot FPV. Daje vam popolnoma drugačen pogled na svet okoli vas in vam omogoča, da razvijete novo spretnost, hkrati pa se potopite v odlično izkušnjo.