FPV дрон: что это такое и с чего начать новичку

FPV квадрокоптеры стремительно набирают популярность среди пилотов обычных, классических коптеров как DJI или Autel Robotics. Антон Птушкин, Человек с Земли и многие другие тревел блогеры уже активно используют такие дроны в создании своего контента.

И дело здесь конечно же в совсем другом опыте полета, который они предоставляют. О чем речь и почему стоит присмотреться к этой нише квадрокоптеров – читайте далее в нашем материале.

Что такое FPV коптер

Давайте разберемся в самом значении термина “FPV”. Аббревиатура этого термина на английском звучит как “First Person View”, что дословно переводится на русский “вид от первого лица”. Однако как это понятие относится к дронам?

Дело в том, что пилот FPV квадрокоптера способен наблюдать трансляцию видео в режиме реального времени с камеры коптера в специальных очках. Дополнительных вистов такому виду дронов также добавляет отсутствие каких либо ограничений в управлении и мощности. Таким образом, человек способен прочувствовать на себе так называемый эффект полета птицы. И именно эти характеристики позволяют активно использовать FPV дроны в различных активностях.

Дрон-фристайлинг

В фристайл полетах пилоты могут серьезно прокачать взаимодействие с квадрокоптером. В частности, необходимо облетать достаточно сложные препятствия и залетать в те места, которые ранее казались недосягаемыми. Это значительно повышает маневрированость самого коптера и навыки полета пилота. И в этой стези FPV дрон станет незаменимым товарищем!

Дрон-рейсинг

FPV гонки могут осуществляться как в одиночку, так и большой группой других пилотов через ряд препятствий, флажков и ворот. Победить в них можно либо обойдя всех остальных пилотов до финиша, либо показав лучшее время на трассе.

На первый взгляд может показаться, что ничего сложного нет, но на самом деле скорость здесь не главное. Важным аспектом является скорость рефлексов пилота и сообразительность при выборе лучшего маршрута по трассе.

Cinematic FPV

Это высокоскоростная кинематографическая съемка с квадрокоптеров в компактном корпусе. Она предоставляет пилотам уникальный вид с камеры, который вы не найдете ни на одной другой платформе.

Зачастую для Cinematic FPV используют так называемые Cinewhoop дроны. Типичный синевуп – это коптер размером 3″ с воздуховодами, мощности которого достаточно для закрепления камеры GoPro. Они медленнее обычных FPV дронов, но стабильнее и могут более безопасно облетать людей и объекты. А в связке со встроенной стабилизацией последний версий экшн-камер GoPro можно получить удивительно гладкие кадры.

Принцип работы

Основу полета FPV коптера составляют 4 контрольных точки: крен, тангаж, рыскание и тяга.

Крен – угол поворота объекта вокруг продольной оси (влево, вправо). Так, в дронах это обозначает наклоны набок.

Тангаж – угловое движение объекта относительно главной (горизонтальной) поперечной оси инерции. В FPV коптерах это так называемый наклон «с носа на хвост» или наоборот.

Рыскание – угловые движения объекта относительно вертикальной оси, а также небольшие изменения курса вправо или влево.

Тяга – сила, которая вырабатывается моторами и толкает объект сквозь воздушную среду. Она отвечает за скорость набора высоты квадрокоптером.

Купить готовый FPV дрон или собрать его самому?

Когда вы уверенно решили ступить на новую для себя стезю, то знайте, что у вас будет всего 2 варианта: приобрести собранный квадрокоптер или попробовать сделать его своими руками.

Нет ничего постыдного в покупке готового решения, особенно учитывая тот факт, что у вас прежде не было опыта взаимодействия с ними. Только вот к подбору кандидатов на роль сборщика нужно отнестись ответственно, так как мошенников в этом сегменте хватает.

В то же время всплывает еще один нюанс: в процессе эксплуатации (особенно если вы новичок) самодельный дрон будет разбиваться не один десяток раз. Более того, какая-то деталь может отпасть или сломаться в полете. Так что если пилот не разбирается в электронике, провести ремонт на месте будет затруднительно.

В этом статье мы разберем основные компоненты FPV дронов, чтобы вы имели какое-то представление о них. Так что давайте приступим!

Из чего состоит FPV коптер

Детали и компоненты для таких квадрокоптеров можно разделить на три отдельные категории: система полета, система питания и система FPV. Все эти компоненты крепятся к специальной раме.

Система полета состоит из моторов, пропеллеров, электронных регуляторов хода (ESC), полетного контроллера и радиоприемника. Система питания состоит из батареи и платы управления питанием. Система FPV содержит курсовую камеру, видеопередатчик (VTx) и антенну.

Хотя такие коптеры и могут летать без системы FPV, как раз последняя и является необходимым инструментом для полного погружения в процесс полета.

Рамы

Рамы – это основа, каркас FPV коптера. Это фундаментальный элемент, который формирует внешний вид дрона.

Существуют сотни дизайнов рам и многие пилоты даже создают свои собственные индивидуальные конструкции. Их размер рассчитывается в миллиметрах и измеряется не по вертикали, а по диагонали от одного крыла к другому (как на фото).

От размеров самой рамы можно уже отталкиваться в подборе пропеллеров. Зачастую рамы разрабатываются под определенную цель: будь то участие в гонках или фристайл полеты. Хотя делать и то и другое вы сможете на любой раме, в определенных сценария та или иная рама будет иметь свои преимущества. Этот фактор при выборе стоит учитывать.

Детали системы полетов

Контроллеры полетов

Контроллер полета – это, по сути, мозг FPV дрона и, пожалуй, самый сложный компонент системы полета. В него встроены датчики, которые передают данные программному обеспечению об ориентации квадрокоптера, а также принимают входные данные от пилота. Потом, используя два набора данных, контроллер отправляет команды двигателям для перемещения коптера в соответствии с командой пилота.

Его можно также запрограммировать под свои нужды (например, для гоночного дрона). Также пользователь может определить степень управления над коптером. Например, позволить контроллеру автоматически выравнивать квадрокоптер, когда ему не будет дана команда.

Однако большинство пилотов FPV коптеров летают в так называемом режиме “ACRO”, который ограничивает вмешательство контроллера. Так что в основном он будет оказывать влияние только на поддержание положения дрона, отталкиваясь от команд пилота.

Электронный регулятор хода

Электронные регуляторы хода являются мощнейшими компонентами дрона. Они принимают команды от полетного контроллера и преобразуют их в команды для моторов (с какой скоростью вращаться, в каком направлении и когда остановиться). Этот процесс происходит за счет преобразования энергии системы питания и данных от контроллера полетов в трехфазовые электрические импульсы.

Обеспечивая большую или меньшую мощность, моторы в ответ вращаются быстрее или медленнее соответственно. При этом у каждого из них есть специальный регулятор скорости вращения, который управляет ими. Дело в том, что в системе полета FPV-коптера скорость вращения моторов разнится. Это связано с летными характеристиками дрона, балансировкой и внешними факторами (к примеру, ветер). Как и в контроллере полета, за вычислительными способностями электронных регуляторов хода стоит специальная программная прошивка.

Моторы

Обеспечивают мощность, которая поднимает коптер в воздух. Большинство моторов классифицируются как бесщеточные. Принцип их работы – использование трехфазового питания для привода электромагнитов, вращающих мотор. Хотя бесщеточные двигатели относительно небольшие по размеру, они достаточно мощные. Эти двигатели находятся в обиходе уже много лет и являются самыми энергозатратными компонентами системы.

Размер моторов обозначается двухзначным числом. Также на них указывается рейтинг Kv, который определяет число оборотов мотора на вольт. Например, если на моторе есть обозначения 2206–2450 Kv (очень распространенный среди 5″ дронов), вот что значат эти цифры:

  • 22 обозначает диаметр двигателя, длину в миллиметрах по внешней стороне корпуса мотора.
  • 06 обозначает высоту корпуса мотора в миллиметрах.
  • Если вы используете 4-элементную батарею, номинальное напряжение будет 14.8 В. Возьмите рейтинг Kv 2450, умножьте его на 14.8 и получите 36 260 оборотов в минуту. Это будет максимальная частота вращения моторов без нагрузки, то есть без установленных пропеллеров.

Пропеллеры

Пропеллеры обеспечивают тягу летательной системы. Они крепятся непосредственно к моторам и вращаются с той же скоростью. Существует много разных стилей и размеров пропеллеров, все они сделаны из разных материалов, с разным углом наклона лопасти, разными их формами и количеством.

Пропеллеры оценивают по размеру, количеству лопастей и их углу наклона. Так, если на пропеллере указано “5×4.5×3”, это значит, что его диаметр 5″ с углом наклона 4.5″ и всего 3 лопастями. Угол наклона определяется как расстояние, на которое лопасть переместится за один оборот. В случае с пропеллером из нашего примера он сдвинется на 4.5″.

Таким образом, при прочих равных условиях пропеллер с углом наклона 3″ не будет генерировать такую ​​же тягу, как таковой с показателем 4.5″ при вращении с той же скоростью.

От материала самого пропеллера зависят такие характеристики, как его долговечность и вес. Последний параметр как раз влияет на энергопотребление в FPV дроне. Именно поэтому здесь важно отыскать правильный баланс.

Радиоприемник и радиоконтроллер

Радиоприемник принимает команды от радиоконтроллера (обычно называют аппаратурой) пилота и передает эту информацию на контроллер полета. Выбирать его стоит, отталкиваясь от марки и модели радиоконтроллера. Каждый пилот подбирает радиосистемы, отталкиваясь от своих потребностей с точки зрения функций, размера, эргономики и дальности действия.

Когда доходит до выбора радиоприемника, то основными критериями обычно являются характеристики и размер, а также значение задержки всей системы управления. Последнее как раз обозначает количество времени (в миллисекундах), необходимое для получения дроном команд от контроллера. Таким образом, меньший параметр задержки в радиоприемнике будет предпочтительней.

Компоненты системы FPV

Конторольная камера

Контрольная камера является своеобразным окном в мир FPV. Через него пилот как раз и сможет наблюдать за всем происходящим, как будто он находится за бортом коптера.

Существует множество различных типов камер FPV и большинство из них обязаны своим созданием технологии камер видеонаблюдения. Исходя из этого, многие компании разработали камеры для FPV различных размеров и качества: начиная от базовых экземпляров стандартного разрешения 600tvl и камер, специализирующихся в условиях низкой освещенности, до HD-решений с разрешением 1080p.

Однако следует помнить, что чем больше информации может передавать камера, тем больше потенциальной задержки привносится в систему.

Видеопередатчик

Видеопередатчики используются для передачи видео с полетной камеры таким образом, чтобы FPV очки могли его запечатлеть. Они различаются по размеру, мощности, характеристикам и предоставляют пилоту беспроводную технологию, которая делает возможной всю систему FPV.

Видеопередатчики разработаны с множеством возможных частот, которые можно использовать как для работы в среде, где совершается полет, так и для того, чтобы несколько пилотов могли одновременно подняться в небо. Их оценивают по милливаттам (мВт), что дает пилоту представление о том, на какое расстояние видеопередатчик может передавать информацию.

Правильное управление видеопередатчиком – один из важнейших моментов в обучении групповым полетам. Неправильное управление этим единственным компонентом может привести к несчастным случаям. Так что будьте особенно осторожны!

FPV- очки

Этот элемент позволяет визуально наблюдать за полетом через FPV квадрокоптер. Хотя можно и использовать отдельный монитор для таких полетов, но по уровню зрелищности очки для FPV он явно не переплюнет.

Существует множество различных стилей очков: от версий для самостоятельной сборки до готовых к использованию моделей с множеством функций. Так называемые FPV Goggles схожи с очками виртуальной реальности в том, что изображение отображается на экране прямо перед глазами пилота, заставляя его чувствовать себя частью FPV дрона в полете.

В этих очках также есть своеобразный видеоприемник и антенна, схожая на ту, что прикреплена к видеопередатчику FPV коптера. Подбирать ее нужно тоже по определенным критериям, а именно на какое расстояние пилот собирается летать.

Система питания FPV

Плата управления питанием

Платы управления питанием помогли значительно упростить электромонтаж FPV дронов. Не так давно компоненты таких коптеров получали питание за счет сложной системы прямого соединения всех компонентов в систему, называемую “жгут проводов”. Однако, к счастью, на ее смену пришли обычные платы.

Аккумулятор подключается к специальной плате через разъем и оттуда все компоненты подключаются к плате. Она, в свою очередь, очень просто обеспечивает компоненты питанием.

Некоторые платы имеют несколько функций, выходящих за рамки простого распределения питания. К примеру, фильтрация мощности обеспечивает более чистое и надежное питание компонентов. Также некоторые из них способны подавать питание с различным напряжением на разные компоненты. Это помогает поддерживать их работоспособность при оптимальных уровнях напряжения.

Батареи

Аккумуляторы являются основными источниками питания квадрокоптера и могут иметь огромное влияние не только на продолжительность полета, но и на мощность дрона в целом.

FPV коптеры обычно питаются от литий-полимерных аккумуляторов и состоят из отдельных элементов. Каждая ячейка имеет номинальное напряжение 3.7 В. С увеличением их количества на батарее будет увеличиваться и значение напряжения. А как вы помните, чем больше значение напряжения, тем быстрее могут вращаться моторы.

Батареи оценивают как по вольтажу, так и по параметру ампер-час. Значение “ампер-час” говорит нам о том, сколько заряда батареи хватит под нагрузкой. Таким образом, чем выше это значение, тем дольше прослужат аккумуляторы.

Выбор правильной батареи – это еще и очень точный баланс между весом и мощностью. Чем больше веса вы добавляете к FPV дрону, тем короче полет и тем больший вес приходится двигать моторам. Из всех отдельных компонентов аккумулятор является самой увесистой деталью.

Вот и все! Надеемся, что эта информация будет полезна для новичков в мире FPV. Делитесь своим опытом и мыслями в комментариях!

Подпишитесь на наши официальные страницы в FacebookTelegramInstagram и YouTube.

Источник: GetFPV

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Товары в тему

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Предидущий пост

Правила хранения и использования батарей DJI

Следующий пост

GoPro HERO10 Black: цена, дата выхода и чего ждать

Похожие статьи

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: