Průvodce pro začátečníky k FPV Quadcopter Drone Racing: 16 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Pokud jste narazili na tento článek, zajímá vás (doufejme) tento nový fenomén známý jako létání FPV. Svět FPV je svět plný možností a jakmile překonáte někdy frustrující proces stavby/létání s dronem FPV, výhody daleko převažují nad těmito frustracemi. Tento krátký článek provede začátečníka hlavními aspekty létání s FPV a dronem obecně a poskytne vám dobrou znalostní základnu, ze které můžete stavět (doslova …).

Tento článek byl původně publikován na dronetrest.com a zde umístěn se svolením authour (kdo jsem já!)

Krok 1: Co je FPV?

Nejprve tedy nejprve, FPV znamená First-Person-View. Stručně řečeno, nasadíte kameru na létající dron, obdržíte živý přenos z této kamery prostřednictvím dvojice brýlí (nebo monitoru) a dronem létáte prostřednictvím tohoto živého kanálu. FPV vám nabízí možnost vidět váš svět z ptačí perspektivy-je to zcela nový vyhlídkový bod, kterého se prostě nemůžete nabažit! Mimo skutečného pilota je to nejpoutavější zážitek z létání, se kterým se setkáte, a nemohu jej více propagovat. Cítíte se, jako byste byli fyzicky uvnitř dronu, jako byste byli ptáci, závodili kolem stromů a vystupovali a kličkovali vzduchem … i když samozřejmě máte nohy pevně na zemi.

Existují tři hlavní typy létání FPV; volný styl, závodění a fotografování, z nichž každý je vysvětlen níže.

FPV Freestyle Toto je typ létání FPV, se kterým jste se pravděpodobně setkali dříve, pokud jste sledovali jakékoli létání FPV na YouTube. Létá bez omezení, kam máte letět; můžete létat nízko, můžete létat vysoko a můžete prozkoumat jakékoli nové vzrušující místo, které najdete. Toto je aréna, ve které můžete provádět triky a převracet a ohromit svými schopnostmi všechny přihlížející! Freestylisté jsou akrobati světa dronů a neváží si toho, že je zdržují takové věci, jako jsou závodní kurzy, stromy nebo budovy … Freestyle je o hledání nejlepších linií skrz překážky a kolem a při házení několika flipy, aby vypadal skvěle pro YouTube videa.

Závody FPV

Žádné ceny za uhádnutí - tady se sejde skupina pilotů FPV a závodí se svými drony. K dispozici bude závodní dráha svého druhu se směsicí přírodních i umělých překážek (např. Stromů, bran a vlajek). Kdo skončil první, vyhrává. Nejde nutně o rychlost a sílu, ale skutečně testuje vaše reflexy a ovladatelnost. Zde je nutná velká přesnost…

Letecké fotografie

Opět je to přesně to, co je uvedeno na plechu-toto je umění pořizovat fotografie a videa z té ptačí perspektivy, o které jsme mluvili dříve. Technologie použitá v dronech umožnila tento snadný přístup k obloze, a tak si nyní obyčejní lidé, jako jste vy a já, mohou užít úžasnou scenérii z výšky. Typ dronu a vybavení používané v tomto typu létání se dost liší od freestylu a závodění. Hladký a snadný let zde má přednost před rychlostí a hbitostí, protože plynulé záběry jsou zásadní. Za tímto účelem se na leteckém dronu používají vysoce kvalitní kamerové závěsy a plynulé video. Stručně řečeno, FPV létá. Máte dron, nalepíte na něj kameru a létáte sledováním živého vysílání. Jednoduchý. Nyní, pokud vás to zajímá, přejdu k některým více technickým částem (ale ne příliš technickým!) Z toho, co tvoří dron.

Krok 2: Jak funguje dron (multirotor)

Toto bude krátká část o „vědě“za dronem. Za prvé, „dron“je technicky něco, co může létat autonomně, ale začalo být obecným pojmem pro cokoli elektronického, co létá. V hobby FPV často používáme slovo kvadrokoptéra nebo „multirotor“. Multirotor je vozidlo s několika „rotory“, tj. Motory, a nejběžnějším, které na obloze uvidíte, je kvadrokoptéra - multirotor se 4 motory.

Jak tedy lze ovládat multirotor? Multirotor má 4 kontrolní body; otáčejte se, stoupejte, zatáčejte a tlačte. Pokud máte nějaké zkušenosti s letadly/helikoptérami, budete vědět, co to je, ale pro ty, kteří ne, zde je jednoduché cvičení, jak se s nimi vypořádat. Držte ruku vzhůru, dlaní dolů k zemi - vaše ruka je nyní multirotor.

• Roll - kolébejte rukou ze strany na stranu - to je váš roll.
• Rozteč - nakloňte ruku nahoru a dolů - to je vaše hřiště.
• Zatáčení - držte dlaň směrem dolů, otáčejte ha doleva a doprava - to je vaše zatáčení.
• Tah/plyn - zvedněte ruku nahoru a máte tah.

Tyto 4 kontrolní body používáte v tandemu, aby váš multirotor šel jakýmkoli směrem. Létá podobně jako helikoptéra. K pohybu vpřed potřebujete kombinaci výšky a tahu.

Pokud chcete zažít létání FPV bez rizika zhroucení dronu, skvělé místo, kde začít, je letecký simulátor FPV.

FPV není jen pro kvadrokoptéryFPV využívající kvadrokoptéry je zdaleka nejpopulárnějším způsobem létání s FPV, ale existuje mnoho pilotů s pevnými křídly, kteří připevňují kamery k tradičnějším rádiovým letadlům. Ale v této příručce se budeme zabývat základy FPV z pohledu kvadrokoptéry, protože s tím většina lidí začíná.

Krok 3: Vytvořte si vlastní nebo si kupte Ready-to-Fly?

Nyní jsem této otázce věnoval vlastní část, protože je to velmi důležitá otázka; postavíte si vlastní kvadrokoptéru nebo si koupíte předem připravenou čtyřkolku FPV Ready-To-Fly (RTF)? Okamžitě řeknu, že jsem zaujatý stavěním - nejen že je to dobrá zábava, ale také získáte skvělý pocit úspěchu, když dostanete vlastní čtyřkolku do vzduchu. To neznamená, že nákup sady RTF je špatný - můžete získat skvělé sady, které budou fungovat fantasticky, a jsem si jist, že budete se svým rozhodnutím spokojeni.

Jádrem problému pro mě je, že se zhroutíte - mnohokrát. Některé z těchto havárií nepovedou k ničemu katastrofickému a budete muset vyměnit pouze jednu nebo dvě rekvizity. Některé z těchto havárií (zvláště když začnete být stateční!) Budou mít za následek vážnější poškození. Možná budete muset vyměnit motor, video vysílač nebo letový ovladač samotné čtyřkolky. V těchto situacích, pokud jste stroj nepostavili sami, nemusíte nutně vědět, jak jej opravit. Možná budete muset znovu koupit celou sadu - to by se mohlo velmi rychle prodražit. Pokud jste jej však postavili úplně od začátku, znáte detaily a vlastnosti čtyřkolky, a proto budete schopni problém identifikovat a poměrně snadno jej vyřešit.

Takže moje rada? Stavět. Pokud vás to zaujme, nyní půjdu na seznam anatomie dronu a můžete začít budovat znalosti o dronu …

Krok 4: Anatomie závodního dronu FPV

Pojďme se tedy podrobně podívat na to, co tvoří dron kvadrokoptéry. Všechny hlavní součásti typického dronu FPV jsou zobrazeny na obrázku výše.

Dron FPV lze rozdělit na tři hlavní „části“; letový systém, energetický systém a systém FPV.

• Letový systém se skládá z částí, díky nimž kvadrokoptéra létá, jako jsou motory a letový ovladač.
• Energetický systém se skládá z částí, které dodávají vašemu dronu elektrickou energii, jako je baterie a rozvodná deska.
• Systém FPV se skládá z částí použitých pro přenos videa, včetně vaší kamery, video vysílače a brýlí.

V následujících krocích probereme každý z těchto systémů podrobněji

Krok 5: Rám

Nejprve je třeba k něčemu připojit tři systémy na dronu, známé jako rám. Toto je kostra dronu a poskytuje nejen sílu multirotoru jako celku, ale také konečný vzhled dronu. Existuje tolik různých stylů a variací vícerotorových snímků, že by se to nedalo spočítat, ale všechny mají stejné obecné vlastnosti. Všichni chtějí být co nejsilnější, ale také co nejlehčí (protože to je evidentně nejlepší kombinace). Proto se často používá uhlíkové vlákno, které je obecně silné, ale lehké.

Rámce jsou také kategorizovány, ale jejich velikost. Když říkám velikost rámu, mám na mysli rozvor, což je diagonální délka (v mm) od středu jednoho motoru ke středu motoru přímo diagonálně k němu. Většina rámů FPV má rozvor 220 mm a méně, protože technologie je chytřejší a menší.

Další čtení: Kompletní průvodce nákupem rámečku kvadrokoptéry FPV

Krok 6: Letový systém

Letový systém obsahuje vše, co multirotor potřebuje k letu. To zahrnuje letový ovladač, motory, elektronické regulátory rychlosti (ESC), rádiový přijímač a vrtule.

Letový systém funguje následovně:

• Pilot pohne páčkami na ovladači R/C, který je bezdrátově odeslán do přijímače
• Přijímač R/C vysílá příkazy pilota k letovému kontroléru
• Řízení letu interpretuje tyto příkazy a vypočítá, jakou rychlostí by se měl každý motor pohybovat, a odešle tento signál do ESC
• ESC převádí tento signál na napětí, které posílá do motoru
• Motor je to, co vytváří tah, aby skutečně pohyboval dronem

Tento proces se děje stokrát každou sekundu. Podívejme se na každou součást podrobněji

Krok 7: Ovladač a přijímač R/C

Rádiový ovladač je zařízení, které pilot drží v rukou dvěma joysticky a které slouží k létání s dronem. Rádiový přijímač je malé elektronické zařízení, které je nainstalováno na dronu (a je připojeno k letovému ovladači). Ovladač vysílá rádiové signály až k přijímači a přijímač poté předává informace letovému ovladači. Existuje spousta možností, pokud jde o výběr ovladače a přijímače R/C. Právě teď jsou rádia Frsky Taranis zdaleka nejoblíbenější v komunitě FPV.

Krok 8: Letový ovladač

Jak název napovídá, toto zařízení ovládá let a lze jej tedy považovat za „mozek“dronu. Letový ovladač bere data ze dvou vstupů a používá je k udržení stability multirotoru a nasměrování dronu. Tyto dva datové vstupy pocházejí z vestavěných senzorů na letovém ovladači a od pilota prostřednictvím ovladače R/C. Senzory říkají letovému ovladači takové věci, jako je orientace a nadmořská výška, a pilot říká letovému ovladači, kterým směrem chtějí, aby se multirotor vydal.

V závislosti na tom, jak hluboko chcete jít, můžete také doladit a naprogramovat letový ovladač podle svých přesných specifikací-stejně jako u závodního auta. Tímto způsobem můžete ze svého dronu získat to nejlepší.

Další čtení:

Průvodce nákupem ovladače FPV Racing Flight Controller

Krok 9: Elektronické regulátory rychlosti (ESC)

ESC jsou komponenty, které přebírají příkazy od letového ovladače a převádějí je na napájení motorů. ESC říká motoru, aby se podle pokynů pilota točil rychleji nebo pomaleji. Každý motor má proto speciální ESC, protože každý motor se v daném čase pohybuje jinou rychlostí než ostatní.

Typ a velikost ESC, který je vhodný pro váš dron, závisí na tom, jaký napájecí systém používáte a jaké motory používáte.

Další čtení

Co je třeba vzít v úvahu při nákupu ESC pro váš multirotor

Krok 10: Motory

Motory jsou hnací silou multirotoru a zajišťují tah (spolu s vrtulemi). Nejdůležitější věcí, kterou je třeba vědět z hlediska motorů dronů FPV, je to, jak jsou motory klasifikovány.

Máte mnoho různých motorů mnoha různých velikostí, ale co znamenají? Vezměme si jako příklad motor ChaosFPV CF2205 2300Kv PRO. Jedná se o motor 2205 s hodnocením KV 2300 KV. Číslo 2205 odkazuje na rozměry motoru; motor má průměr 22 mm a výšku statoru 5 mm. Čím vyšší je motor (větší výška statoru), tím rychleji může reagovat, zatímco motory s vyšším průměrem vám poskytnou větší točivý moment a výkon, ale reagujete pomaleji. Hodnocení KV je definováno jako otáčky za minutu (RPM), na volt. Motory s nižším KV se obvykle nejlépe používají s většími rekvizitami.

Další čtení:

Střídavé motory - jak fungují a co znamenají čísla

Krok 11: Vrtule

Vrtule jsou připevněny k motorům a zajišťují potřebný tah. Na trhu je mnoho různých typů rekvizit, od vašich tradičních dvoulistých vrtulí až po 5listé vrtule. Vrtule jsou opět pojmenovány standardním způsobem, např. 5x3x3. To jednoduše znamená, že máte 5palcovou vrtuli s roztečí 3 palce a jsou zde 3 listy.

Krok 12: Systém napájení

Energetický systém dronu obsahuje části, které zajišťují napájení a směrují energii do celé elektroniky. V typické kvadrokoptéře FPV existují pouze dvě součásti, deska pro distribuci energie (PDB) a baterie.

PDB Deska pro distribuci energie jednoduše odebírá energii z baterie a distribuuje ji do příslušných zdrojů. V nejjednodušší formě je to samostatná deska, ke které připojíte baterii a ke které připojíte ostatní součásti letového systému (například ESC). Někdy PDB bude také obsahovat některé regulátory napětí, které budou vydávat konzistentní 5V nebo 12V výstup pro napájení některé z vašich dalších elektronik. Zjistíte také, že letové ovladače mají také vestavěný PDB, což znamená, že připojujete baterii (a ESC) přímo k letovému ovladači. Chcete -li se dozvědět více, podívejte se

Baterie

Nyní se dostáváme ke komponentě, která dodává energii vašemu multirotoru - baterii. Drony jsou obecně napájeny lithium polymerovými (LiPo) bateriemi, které se skládají z několika „článků“. Každý článek má napětí 3,7 V a přidáním dalších článků přidáte další napětí. Například baterie se 3 články (označená jako 3S) má napětí 11,1 V. Jak je uvedeno v části „Motory“, rychlost, kterou se motor otáčí, je přímo úměrná dodávanému napětí. Aby se váš motor točil rychleji, potřebujete větší napětí. Nemůžete však bohužel jednoduše vybít baterii o 10 článcích, aby váš dron zrychlil - při výběru správné baterie pro vás vždy existuje rovnováha mezi hmotností a výkonem.

Další čtení: LiPo baterie - Jak vybrat nejlepší baterii pro dron.

Krok 13: Systém FPV

Systém FPV se skládá z kamery, video vysílače, který vysílá video zpět do vašich video brýlí na zemi. Abychom porozuměli systému FPV, je nejjednodušší analogie zamyslet se nad tím, jak televize funguje, protože je to téměř totéž, jen v mnohem menším měřítku. Váš dron má kameru, která pořizuje video. Tento signál je odeslán do video vysílače, který bezdrátově vysílá signál (jako by to dělalo televizní studio). Brýle FPV na vaší kvadrokoptéře jsou jako televize, která zachytí signál. Ale abych byl konkrétní, video přijímač zachytí signál a zobrazí ho na obrazovce uvnitř brýlí. Většina brýlí FPV má integrovaný video přijímač nebo má možnost jej připojit pomocí pozice modulu.

Kamera FPV

Kamera FPV je možná nejdůležitější součástí jakéhokoli dronu FPV, protože je to zařízení, kterým jste transportováni na platformu FPV. Kamery FPV začínaly jako CCTV kamery, ale jak koníček pokročil, mnoho výrobců vyrábí vlastní fotoaparáty speciálně určené pro FPV. To znamená, že kamery FPV jsou navrženy tak, aby měly co nejnižší latenci (čas, který zabere zachycení rámečku a jeho odeslání zpět vám). Většina kamer FPV NEPOSKYTUJE výstup HD, protože to zvyšuje latenci posuvu, což je pro létání FPV katastrofální. Když cestujete rychlostí 80 mph+, každá milisekundová latence má vliv.

Krok 14: Vysílač videa (VTX)

Bez video vysílače připojeného k vaší kameře je kamera úplně k ničemu. Toto je komponenta, která bezdrátově přenáší obraz z kamery zpět do vašich FPV brýlí na zemi.

FPV VTX přicházejí v řadě velikostí, výkonů a funkcí, ale jsou kategorizovány hlavně z hlediska jejich vysílacího výkonu (v miliwattech, mW). Dvě hlavní síly jsou vysílače 25 mW a 200 mW - 200 mW je nejběžnější mezi létáním FPV.

Měli byste také poznamenat, že existují určitá pravidla týkající se toho, kolik energie můžete s vysílačem FPV použít. V rámci EU je maximální výkon, který můžete legálně použít, 25 mW. Pokud k tomu chcete použít vyšší vysílací výkon, budete k tomu potřebovat povolení.

Další čtení: Vše, co potřebujete vědět o vysílačích videa FPV

Vedení antény FPV

Krok 15: Brýle FPV

Živý přenos videa z dronu můžete sledovat pomocí brýlí FPG. Technicky video přijímač přijímá signál a obrazovka uvnitř brýlí jej zobrazuje. Ale dnes je přijímač FPV vestavěn nebo se připevňuje téměř ke všem brýlím FPV, takže to obvykle považujeme za jedinou věc.

Živý přenos videa se zobrazuje na malé obrazovce uvnitř brýlí a stejně jako virtuální realita vidíte, co vidí kamera, a jste přeneseni do nebe! Stejně jako u všech ostatních komponent v multirotorové stavbě existuje mnoho různých typů, stylů a značek brýlí FPV. Pokud máte prostředky, můžete si vybrat opravdu špičkový pár s brilantní kvalitou obrazovky, duálními přijímači pro lepší příjem a speciálními funkcemi, jako je schopnost DVR (což znamená, že můžete nahrávat to, co vidíte). Můžete však také získat velmi solidní brýle za ne tolik peněz, které skvěle zvládnou práci pro začátečníky.

Další čtení: Průvodce nákupem brýle FPV

Krok 16: Souhrnně

Létání na FPV je proto pouhé létání s dronem FPV s připojenou kamerou, zatímco sledujete živé záběry a podle toho pilotujete dron. Této aktivity se můžete zúčastnit sami (i když jste začátečníci, doporučujeme vám vyrazit si se zkušeným pilotem) nebo ve skupině. Můžete si nastavit vlastní závodní kurz a závodit proti sobě, abyste zjistili, kdo je konečným pilotem FPV. Poskytuje vám zcela jiný pohled na svět kolem vás a umožňuje vám rozvíjet nové dovednosti a ponořit se do skvělého zážitku.