Iesācēju ceļvedis FPV Quadcopter Drone Racing: 16 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Ja esat saskāries ar šo rakstu, jūs (cerams) interesē šī jaunā parādība, kas pazīstama kā FPV lidošana. FPV pasaule ir pasaule, kurā ir daudz iespēju, un, tiklīdz jūs pirmo reizi tiekat galā ar dažkārt satraucošo FPV drona būvēšanas/lidošanas procesu, priekšrocības ievērojami pārsniedz šo vilšanos. Šajā īsajā rakstā iesācējs tiek iepazīstināts ar galvenajiem FPV lidošanas aspektiem un bezpilota lidaparātu, kā arī tiek izveidota laba zināšanu bāze, no kuras jūs varat veidot (burtiski …).

Šis raksts sākotnēji tika publicēts vietnē dronetrest.com un šeit tika publicēts ar autora (kas esmu es!) Atļauju.

1. darbība: kas ir FPV?

Tātad, pirmkārt, FPV apzīmē pirmās personas skatu. Īsāk sakot, jūs uzliekat kameru uz lidojoša drona, jūs saņemat tiešo plūsmu no šīs kameras, izmantojot brilles (vai monitoru), un jūs lidojat ar dronu, izmantojot šo tiešraides plūsmu. FPV piedāvā iespēju redzēt savu pasauli no putna lidojuma-tas ir pilnīgi jauns skatu punkts, no kura jūs vienkārši nevarat iegūt pietiekami daudz! Papildus tam, ka esmu īsts pilots, šī ir visaptverošākā lidošanas pieredze, ar kādu jūs sastapsities, un es nevaru to vairāk popularizēt. Jūs jūtaties tā, it kā jūs fiziski atrastos bezpilota lidaparāta iekšienē, it kā jūs būtu putns, skrienot garām kokiem un uzstājoties, un cilpojat pa gaisu … lai gan, protams, kājas ir stingri pie zemes.

Ir trīs galvenie FPV lidošanas veidi; frīstails, sacīkstes un fotografēšana, kas ir izskaidroti turpmāk.

FPV Freestyle Šis ir FPV lidošanas veids, ar kuru jūs, visticamāk, būsiet saskārušies iepriekš, ja esat skatījies kādu FPV, kas lido pakalpojumā YouTube. Tas lido bez ierobežojumiem, kur jums jālido; jūs varat lidot zemu, jūs varat lidot augstu, un jūs varat izpētīt jebkuru jaunu aizraujošu vietu, ko atrodat. Šī ir arēna, kurā varat izpildīt trikus un uzsist, un pārsteigt visus skatītājus ar savām prasmēm! Frīstilisti ir bezpilota lidaparātu pasaules akrobāti, un viņi nenovērtē, ka viņus attur tādas lietas kā sacīkšu trases, koki vai ēkas… Freestyle ir domāts, lai atrastu labākās līnijas cauri un ap šķēršļiem, vienlaikus iemetot pāris uzsitienus, lai YouTube izskatītos lieliski. video.

FPV Racing

Nav balvu, lai uzminētu šo - šeit pulcējas FPV pilotu grupa un brauc ar saviem droniem. Notiks kāda veida sacensību trase, kurā būs gan dabiski, gan mākslīgi radīti šķēršļi (piemēram, koki, vārti un karogi). Uzvar tas, kurš pirmais finišēja. Tas ne vienmēr ir saistīts ar ātrumu un jaudu, bet patiešām pārbauda jūsu refleksus un manevrētspēju. Šeit ir nepieciešama liela precizitāte…

Fotografēšana no gaisa

Atkal, tas ir tieši tas, kas rakstīts uz skārda-tā ir māksla fotografēt un video no tās putnu lidojuma perspektīvas, par kuru mēs runājām iepriekš. Bezpilota lidaparātos izmantotā tehnoloģija ir ļāvusi viegli piekļūt debesīm, tāpēc tagad tādi parastie cilvēki kā jūs un es no augstienes var uzņemt satriecošās ainavas. Dronu veids un aprīkojums, kas tiek izmantots šāda veida lidojumos, ir diezgan atšķirīgs no frīstaila un sacīkstēm. Šeit vienmērīgam un vieglam lidojumam ir precedents pār ātrumu un veiklību, jo vienmērīgam kadram ir būtiska nozīme. Šim nolūkam aerofotogrāfijas dronā kopā ar augstas kvalitātes HD kameru tiek izmantotas kameru kardānus, lai iegūtu vienmērīgu video. Tātad tas ir FPV, kas lido īsumā. Jums ir bezpilota lidaparāts, pie tā uzlīmējat kameru un lidojat, skatoties tiešraides plūsmu. Vienkārši. Tagad, ja jūs interesē, es turpināšu dažas no tehniskākām daļām (bet ne pārāk tehniskām!), Kas veido dronu.

2. darbība. Kā darbojas bezpilota lidaparāts (multirotor)

Šī būs īsa sadaļa par “zinātni” aiz drona. Pirmkārt, “drons” tehniski ir kaut kas tāds, kas var lidot autonomi, bet ir kļuvis par vispārēju terminu jebkuram elektroniskam, kas lido. FPV vaļaspriekā mēs bieži lietojam vārdu quadcopter jeb ‘multirotor’. Daudzmotors ir transportlīdzeklis ar vairākiem “rotoriem”, t.i., motoriem, un visizplatītākais, ko redzēsit debesīs, ir kvadropters - daudzmotors ar 4 motoriem.

Tātad, kā kontrolēt multirotoru? Daudzmotoram ir 4 vadības punkti; roll, piķis, pagriešanās un vilces. Ja jums ir pieredze ar lidmašīnām/helikopteriem, jūs zināt, kas tie ir, bet tiem, kuriem tas nav, šeit ir vienkāršs vingrinājums, lai ar tiem tiktu galā. Turiet roku uz augšu, plaukstu uz leju līdz zemei - jūsu roka tagad ir multirotor.

• Roll - šūpojiet roku no vienas puses uz otru - tas ir jūsu rullis.
• Piķis - nolieciet roku uz augšu un uz leju - tas ir jūsu solis.
• Pagriešanās - turot plaukstu vērstu uz leju, pagrieziet ha pa kreisi un pa labi - tas ir jūsu grieziens.
• Vilkšana/droseļvārsts - paceliet roku uz augšu, un jums ir vilce.

Jūs izmantojat šos 4 vadības punktus tandēmā viens ar otru, lai jūsu daudzmotora dzinējs dotos jebkurā vēlamajā virzienā. Tas lido līdzīgi kā helikopters. Lai virzītos uz priekšu, jums ir jābūt kombinācijai ar slīpumu un vilci.

Ja vēlaties izjust FPV lidošanu, neriskējot sasist dronu, lieliska vieta, kur sākt, ir FPV lidojuma simulators.

FPV, kurā tiek izmantoti kvadrokopteri, ir vispopulārākais veids, kā lidot ar FPV, taču ir daudz pilotu ar fiksētu spārnu, kas kameras pievieno tradicionālākām radio vadības lidmašīnām. Bet šajā rokasgrāmatā mēs aplūkosim FPV pamatus no kvadrokoptera perspektīvas, jo ar to lielākā daļa cilvēku sāk darbu.

3. solis: izveidojiet savu vai iegādājieties lidošanai gatavu?

Tagad es esmu devis šim jautājumam atsevišķu sadaļu, jo tas ir ļoti svarīgs jautājums; vai jūs uzbūvēsiet savu kvadrokopteru vai iegādāsities iepriekš sagatavotu, lidošanai gatavu (RTF) FPV quad? Uzreiz teikšu, ka esmu neobjektīvs būvniecībā - tas ir ne tikai jautri, bet arī lieliski gūst panākumus, kad lidojat gaisā. Tas nenozīmē, ka RTF komplekta iegāde ir nepareiza - jūs varat iegūt lieliskus komplektus, kas darbosies fantastiski, un esmu pārliecināts, ka jūs būsit apmierināts ar savu lēmumu.

Manas problēmas būtība ir tāda, ka jūs avarēsit - daudzas, daudzas reizes. Dažas no šīm avārijām neradīs neko postošu, un jums būs jāaizstāj tikai viens vai divi balsti. Tomēr dažas no šīm avārijām (īpaši, kad sākat kļūt drosmīgas!) Radīs nopietnākus bojājumus. Jums var būt nepieciešams nomainīt motoru, video raidītāju vai paša četrriteņa lidojuma kontrolieri. Šādās situācijās, ja neesat uzbūvējis mašīnu pats, jūs ne vienmēr zināt, kā to labot. Tāpēc jums, iespējams, būs jāpērk viss komplekts vēlreiz - tas var ļoti ātri kļūt dārgs. Tomēr, ja esat to uzbūvējis no nulles, jūs zināt quad un outs no quad, un tāpēc varēsit identificēt problēmu un to diezgan viegli atrisināt.

Tātad mans padoms? Būvēt. Ja tas jūs aizrauj, es tagad uzskaitīšu bezpilota lidaparāta anatomiju, un jūs varat sākt veidot šīs zināšanas par dronu …

4. solis: FPV Racing drone anatomija

Tāpēc iedziļināsimies dažās detaļās par to, kas veido kvadroptera dronu. Visas tipiskā FPV drona galvenās sastāvdaļas ir parādītas attēlā iepriekš.

FPV dronu var sadalīt trīs galvenajās “daļās”; lidojumu sistēma, energosistēma un FPV sistēma.

• Lidojuma sistēma sastāv no daļām, kas liek kvadracopterim lidot, piemēram, motoriem un lidojuma kontrolierim.
• Barošanas sistēma sastāv no detaļām, kas nodrošina jūsu drona elektroenerģiju, piemēram, akumulatoru un strāvas sadales paneli.
• FPV sistēma sastāv no video plūsmai izmantotajām daļām, ieskaitot jūsu kameru, video raidītāju un aizsargbrilles.

Turpmākajos soļos mēs sīkāk apspriedīsim katru no šīm sistēmām

5. solis: rāmis

Pirmkārt, trīs bezpilota lidaparāta sistēmas ir jāpievieno kaut kam, kas pazīstams kā rāmis. Tas ir bezpilota lidaparāta skelets un nodrošina ne tikai multirotora izturību kopumā, bet arī drona galīgo izskatu. Tur ir tik daudz dažādu stilu un daudzu motoru rāmju variāciju, to nebūtu iespējams saskaitīt, bet visiem ir vienādas vispārīgās iezīmes. Viņi visi vēlas būt pēc iespējas spēcīgāki, bet arī pēc iespējas vieglāki (jo šī acīmredzami ir labākā kombinācija). Tāpēc bieži tiek izmantota oglekļa šķiedra, jo tā parasti ir stipra, bet viegla.

Arī rāmji ir sadalīti kategorijās, bet to lielums. Kad es saku rāmja izmēru, es domāju riteņu bāzi, kas ir diagonālais garums (mm) no viena motora vidus līdz motora vidum tieši pa diagonāli. Lielākajai daļai FPV rāmju garenbāze ir 220 mm un zemāka, jo tehnoloģija kļūst gudrāka un mazāka.

Sīkāka lasīšana: Pilnīgs ceļvedis FPV kvadroptera rāmja iegādei

6. solis: lidojuma sistēma

Lidojuma sistēmā ir viss, kas nepieciešams daudzmotora lidošanai. Tas ietver lidojuma kontrolieri, motorus, elektroniskos ātruma regulatorus (ESC), radio uztvērēju un dzenskrūves.

Lidojuma sistēma darbojas šādi:

• Pilot pārvieto R/C kontrollera nūjas, tas tiek nosūtīts uztvērējam bezvadu režīmā
• R/C uztvērējs nosūta pilota nūjas komandas lidojuma kontrolierim
• Lidojuma kontrolieris interpretē šīs komandas un aprēķina, ar kādu ātrumu katram motoram jāpārvietojas, un nosūta šo signālu ESC
• ESC pārveido šo signālu par spriegumu, ko tas nosūta motoram
• Motors rada vilci, lai faktiski pārvietotu dronu

Šis process notiek simtiem reižu katru sekundi. Apskatīsim katru komponentu sīkāk

7. solis: R/C kontrolieris un uztvērējs

Radio kontrolieris ir ierīce, kuru pilots tur rokās ar diviem kursorsvirām, ko izmanto drona lidošanai. Radio uztvērējs ir maza elektroniskā ierīce, kas ir uzstādīta dronā (un ir savienota ar lidojuma kontrolieri). Kontrolieris nosūta radiosignālus līdz uztvērējam, un pēc tam uztvērējs baro informāciju lidojuma kontrolierim. Ir daudz iespēju, izvēloties savu R/C kontrolieri un uztvērēju. Pašlaik Frsky Taranis radioaparāti ir vispopulārākie FPV kopienā.

8. solis: lidojuma kontrolieris

Kā norāda nosaukums, šis aprīkojums kontrolē lidojumu, un tāpēc to var uzskatīt par drona “smadzenēm”. Lidojuma kontrolieris ņem datus no divām ieejām un izmanto tos, lai noturētu daudzrotoru stabilu un vadītu dronu. Šīs divas datu ievades nāk no iebūvētiem sensoriem lidojuma kontrollerī un no pilota, izmantojot R/C kontrolieri. Sensori paziņo lidojuma vadītājam tādas lietas kā orientācija un augstums, un pilots norāda lidojuma vadītājam, kādā virzienā viņi vēlas, lai multirotor iet.

Atkarībā no tā, cik dziļi vēlaties nobraukt, varat arī precīzi noregulēt un ieprogrammēt lidojuma kontrolieri atbilstoši savām specifikācijām-tāpat kā ar sacīkšu automašīnu. Tādā veidā jūs varat iegūt absolūti labāko no sava drona.

Tālāka lasīšana:

FPV Racing lidojuma kontroliera pirkšanas ceļvedis

9. darbība. Elektroniskie ātruma regulatori (ESC)

ESC ir sastāvdaļas, kas ņem komandas no lidojuma vadības ierīces un pārvērš tās motoros. ESC liek motoram griezties ātrāk vai lēnāk, ņemot vērā pilota norādījumus. Tāpēc katram motoram ir īpaša ESC, jo katrs motors jebkurā laikā pārvietojas ar citu ātrumu, salīdzinot ar citiem.

Jūsu dronam piemērotā ESC tips un izmērs ir atkarīgs no tā, kādu energosistēmu izmantojat un kādus motorus izmantojat.

Tālāka lasīšana

Kas jāņem vērā, pērkot ESC savam multirotoram

10. solis: Motori

Motori ir daudzu motoru dzinējspēks un nodrošina vilci (kopā ar dzenskrūvēm). Vissvarīgākais, kas jāzina attiecībā uz FPV drone motoriem, ir tas, kā tiek klasificēti motori.

Jums ir daudz dažādu dažādu izmēru motoru, bet ko tie nozīmē? Kā piemēru ņemsim ChaosFPV CF2205 2300Kv PRO motoru. Tas ir 2205 motors ar KV nominālo vērtību 2300KV. Skaitlis 2205 attiecas uz motora izmēriem; motora diametrs ir 22 mm, un statora augstums ir 5 mm. Jo garāks motors (lielāks statora augstums), jo ātrāk tas var reaģēt, savukārt lielāka diametra motori nodrošina lielāku griezes momentu un jaudu, bet reaģē lēnāk. KV reitings ir definēts kā apgriezieni minūtē (RPM), uz voltu. Parasti zemāka KV motorus vislabāk izmantot ar lielākiem balstiem.

Tālāka lasīšana:

Motori bez sukām - kā tie darbojas un ko nozīmē skaitļi

11. solis: dzenskrūves

Dzenskrūves ir piestiprinātas pie motoriem un nodrošina nepieciešamo vilces spēku. Tirgū ir daudz dažādu veidu balstu, sākot no jūsu tradicionālajiem 2 asmeņu dzenskrūvēm un beidzot ar 5 asmeņu dzenskrūvēm. Atkal, dzenskrūves tiek nosauktas standarta veidā, piem. 5x3x3. Tas vienkārši nozīmē, ka jums ir 5 collu dzenskrūve ar 3 collu soli un ir 3 asmeņi.

12. solis: barošanas sistēma

Bezpilota lidaparāta energosistēma sastāv no daļām, kas nodrošina enerģiju un novirza enerģiju uz visu elektroniku. Parastā FPV kvadrokopterī ir tikai divas sastāvdaļas - strāvas sadales plate (PDB) un akumulators.

Elektroenerģijas sadales dēlis vienkārši ņem enerģiju no akumulatora un sadala to attiecīgajiem avotiem. Vienkāršākajā veidā tā ir atsevišķa tāfele, kurai pievienojat akumulatoru un kurai pievienojat pārējās lidojuma sistēmas sastāvdaļas (piemēram, ESC). Dažreiz PBP būs iekļauti arī daži sprieguma regulatori, kas izvadīs konsekventu 5 V vai 12 V izeju, lai barotu kādu citu jūsu elektroniku. Jūs atradīsit arī to, ka lidojuma kontrolieriem ir arī iebūvēts PBP, kas nozīmē, ka akumulatoru (un ESC) pievienojat tieši lidojuma kontrolierim. Lai uzzinātu vairāk, pārbaudiet

Akumulators

Tagad mēs nonākam pie komponenta, kas nodrošina jaudu jūsu daudzmotoram - akumulatoram. Dronus parasti darbina litija polimēru (LiPo) baterijas, kas sastāv no vairākām “šūnām”. Katrai šūnai ir spriegums 3,7 V, un, pievienojot vairāk šūnu, jūs pievienojat vairāk sprieguma. Piemēram, akumulatoram ar 3 elementiem (apzīmēts kā 3S) ir 11,1 V spriegums. Kā minēts sadaļā “Motori”, motora griešanās ātrums ir tieši saistīts ar nodrošināto spriegumu. Tātad, lai jūsu motors grieztos ātrāk, jums ir nepieciešams lielāks spriegums. Tomēr diemžēl jūs nevarat vienkārši izsist 10 drēbju akumulatoru, lai tas darbotos ātrāk - izvēloties sev piemērotu akumulatoru, vienmēr ir labs līdzsvars starp svaru un jaudu.

Papildu lasījums: LiPo akumulatori - kā izvēlēties labāko drona akumulatoru.

13. darbība: FPV sistēma

FPV sistēma sastāv no kameras, video raidītāja, kas pārraida video plūsmu atpakaļ uz jūsu video brillēm uz zemes. Lai saprastu FPV sistēmu, vienkāršākā analoģija ir domāt par to, kā darbojas televīzija, jo tā ir gandrīz viena un tā pati lieta, tikai daudz mazākā mērogā. Jūsu dronā ir kamera, kas uzņem video. Šis signāls tiek nosūtīts uz video raidītāju, kas pārraida signālu bez vadiem (kā to darītu televīzijas studija). FPV aizsargbrilles uz jūsu kvadkoptera ir kā televizors, kas uztvers signālu. Bet, lai būtu konkrēts, video uztvērējs uztver signālu un parāda to ekrānā brilles iekšpusē. Lielākajai daļai FPV aizsargbrilles ir iebūvēts video uztvērējs vai tās ir iespējams pieslēgt caur moduļu nodalījumu.

FPV kamera

FPV kamera, iespējams, ir vissvarīgākā jebkura FPV drona sastāvdaļa, jo tā ir iekārta, caur kuru jūs tiekat transportēts uz jūsu FPV platformu. FPV kameras sāka darboties kā videonovērošanas kameras, taču, tā kā hobijs ir uzlabojies, daudzi ražotāji ražo pielāgotas kameras, kas ir īpaši paredzētas FPV. Tas nozīmē, ka FPV kameras ir paredzētas pēc iespējas zemākam latentumam (laiks, kas nepieciešams, lai tas uzņemtu kadru un nosūtītu to atpakaļ jums). Lielākā daļa FPV kameru NAV nodrošinājuši HD izvadi, jo tas palielina barības latentumu, kas ir katastrofāli FPV lidošanai. Ceļojot ar ātrumu 80 jūdzes stundā+, katra latentā milisekunde ir atšķirīga.

14. darbība: video raidītājs (VTX)

Ja kamerai nav pievienots video raidītājs, kamera ir pilnīgi bezjēdzīga. Šī ir sastāvdaļa, kas bezvadu režīmā pārraida video plūsmu no kameras uz jūsu FPV aizsargbrillēm.

FPV VTX ir dažādi izmēri, jaudas un funkcijas, taču tos galvenokārt klasificē pēc to pārraides jaudas (milivatos, mW). Divas galvenās jaudas ir 25mW un 200mW raidītāji - 200mW ir visizplatītākais starp FPV lidojošajiem.

Ņemiet vērā arī to, ka pastāv daži noteikumi par to, cik daudz enerģijas jūs varat izmantot ar savu FPV raidītāju. Eiropas Savienībā maksimālā jauda, ko varat likumīgi izmantot, ir 25 mW. Ja vēlaties izmantot lielāku pārraides jaudu, jums būs jāsaņem atļauja.

Papildu lasījums: Viss, kas jums jāzina par FPV video raidītājiem

FPV antenas ceļvedis

15. solis: FPV brilles

Jūs skatāties tiešraides video plūsmu no sava drona, izmantojot FPG aizsargbrilles. Tehniski video uztvērējs saņem signālu, un brilles iekšējais ekrāns to parāda. Bet mūsdienās FPV uztvērējs ir iebūvēts vai piestiprināts gandrīz katrai FPV aizsargbrilles, tāpēc mēs parasti to uzskatām par vienu lietu.

Tiešraides video plūsma tiek parādīta nelielā ekrānā brilles iekšpusē, un, tāpat kā virtuālā realitāte, jūs redzat to, ko redz kamera, un jūs tiekat nogādāts debesīs! Tāpat kā jebkurai citai sastāvdaļai daudzu motoru ēkā, ir daudz dažādu veidu, stilu un zīmolu FPV aizsargbrilles. Ja jums ir līdzekļi, varat izvēlēties patiešām augstas klases pāri ar izcilu ekrāna kvalitāti, diviem uztvērējiem labākai uztveršanai un īpašām funkcijām, piemēram, DVR iespējām (tas nozīmē, ka varat ierakstīt redzēto). Tomēr jūs varat arī iegūt rokās ļoti cietu aizsargbrilles par ne tik lielu naudu, kas iesācējam lieliski paveiks šo darbu.

Papildu lasījums: FPV Goggle pirkšanas rokasgrāmata

16. darbība. Kopsavilkumā

Tāpēc FPV lidošana ir tikai darbība, kad jūs lidojat ar savu FPV dronu ar pievienotu kameru, kamēr skatāties tiešraides materiālus un atbilstoši pilotējat savu dronu. Jūs varat piedalīties šajā aktivitātē viens pats (lai gan, ja esat iesācējs, ieteicams iziet kopā ar pieredzes pilotu) vai grupā. Jūs varat iestatīt savu sacīkšu trasi un sacensties savā starpā, lai noskaidrotu, kurš ir galvenais FPV pilots. Tas sniedz jums pilnīgi atšķirīgu skatu uz apkārtējo pasauli un ļauj jums attīstīt jaunu prasmi, vienlaikus iegremdējoties lieliskā pieredzē.