FPV OSD для квадрокоптера, что это и как выбрать — Все о квадрокоптерах | PROFPV.RU

Как выбрать fpv и почему это не так просто?

Выбор FPV зависит от финансовых возможностей. Слишком дешевые модели не могут похвастаться терпимым качеством работы, поэтому на них не стоит тратить деньги. Они подойдут только для общего ознакомления с возможностями устройств.

Неплохой пример подобных устройств — FPV камера Syma. Разработчики объединили приемлемые расценки и функциональность, подходящую для новичков.

Хороших обзоров и статей профи по выбору компонентов FPV и настройки на Ардуино и других платформах в сети пока мало. Чтобы найти полезную информацию или опытного советчика, придется потратить время.

Сложно приходится тем, кто выбирает ВПФ-оборудование для уже купленных ручных вертолетов. Это дешевле, чем покупать собранный FPV-дрон (такой, как Spydrone), но чревато ошибками, если не разбираться в нюансах совместимости элементов.

ROTOR RUSH Simulator

ROTOR RUSH Simulator — менее известный по сравнению с выше указанными симуляторами, но не менее полезен в отрабатывании навыков пилотирования. В арсенале тренажёра ряд беспилотных летательных аппаратов, от микро-миниатюрных Tiny Whoops и мини квадриков до больших дронов X-класса.

DCL – The Game

DCL – The Game — новинка представленная 18 февраля 2020 года, официальный симулятор от известной в мировом дрон-рейсинге лиги Drone Champions League. Как и в случае с DRL симулятором даёт возможность всем зарегистрированным пилотам показывающим лучшее время прохождение треков стать частью команды в профессиональном спорте.

В списке особенностей симулятора реалистичная физика, качественная графика, более 60 вариаций дронов, возможность реализации одновременной гонки с 30 пилотами, более 27 различных треков. Здесь всё настроено за вас, нет никакой кастомизации дронов и трасс, что в целом относит данный симулятор больше к игре, чем к тренажёру, но тем не менее позволит новичку получить общее представление о полёте в Acro режиме.

Air resistance

Air Resistance (Сопротивление воздуха) изменяет скорость, с которой дрон замедляется или ускоряется. Это одна из самых сложных настроек. Чтобы настроить эти параметры, вы должны знать, как воздушный поток влияет на ваш реальный дрон. Если виртуальный дрон замедляется в определенном направлении быстрее, чем ваш настоящий дрон, это указывает на то, что сопротивление воздуха в симуляторе слишком велико. Если виртуальный дрон не замедляется при опускании стика газа, сопротивление воздуха следует увеличить.

Fpv камеры для ночных полетов

Как уже говорилось выше, при использовании камеры при слабом освещении наличие ИК-чувствительного фильтра может улучшить ситуацию. Есть также несколько специализированных камер, предназначеных для работы в более темных условиях. Это позволяет летать во время заката или восхода солнца.

Во многих странах летать в ночное время нелегально, но возможно. Здесь есть два варианта. Первый — использовать starlight FPV-камеру, которая имеет очень низкую светочувствительность. Это позволяет ей работать в условиях очень слабого освещения.

Светочувствительность — это наименьшее количество света, необходимое камере для создания изображения приемлемого качества. Минимальная освещенность выражается в люксах (лк), что является мерой люминесценции.

Если количества света недостаточно, изображение будет зашумленным или темным.

Другой вариант — взять камеру без ИК-фильтра и использовать несколько ИК-светодиодов для освещения зоны перед вашим FPV дроном. Однако это хорошо работает только при низких полетах над землей рядом с другими объектами, от которых инфракрасный свет может отражаться.

Материалы взяты здесь

Fpv очки

Некоторые FPV очки, такие как серия Fatshark Dominator, имеют встроенный HDMI вход. При подключении таких очков к компьютеру с помощью HDMI они могут заменить монитор компьютера. Такой подход позволит вам летать в симуляторе с вашими очками максимально приближённо к реальности, так как по сравнению с монитором компьютера очки более реалистичны и обеспечивают высокий уровень погружения.

Houston we have a problem


Пока падение было только одно:

Не очень сильное. В принципе, всё описание внутри видео. Для тех, кто не хочет/не может посмотреть короткое описание: я не послушал умных дядек и не поставил самозатягивающиеся хомуты на пропеллеры (ну а чё, они и так хорошо держатся). Вот один из них и раскрутился — и стал проворачиваться на оси мотора.

Было пару моментов, когда думал, что всё — сейчас разобью. Например ещё без FPV взлетел метров на 150. Квадрокоптер уже плохо видно, gps тогда ещё как-то непонятно работал. Его стало уносить — а я даже не понимаю, где у него перед. Абсолютно непонятно, куда он наклоняется!

Skylark osd

Skylark OSD — внешняя плата OSD с датчиком GPS. Умеет благодаря этому показывать координаты и прочую информацию с GPS, напряжение аккумулятора и таймер.

Это была моя первая плата OSD, тогда я искал такую, которую не нужно было подключать к полетному контроллеру, но, чтобы было GPS. Тогда эта плата отлично справлялась со своими задачами и всем меня устраивала. Плата идет в комплекте с модулем GPS и датчиком тока. Единственный минус — плата слишком большая для использования на гоночных дронах.

Tvl в камерах fpv

Поскольку большинство камер FPV работают с аналоговым видео, мы измеряем разрешение в TV-линиях или ТВЛ. А не в фактическом количестве пикселей, что обычно применяется для цифрового видео. TVL — это единица измерения, определяемая по испытательным таблицам в ходе тестирования камер.

В общем, всегда лучше иметь камеру с более высоким TVL. Тем не менее, ТВЛ — не единственный фактор, определяющий качество изображения. Другие факторы, такие как цветопередача, задержка и динамический диапазон, также очень важны.

Обычные разрешения TVL для камер — 420, 480, 600, 800 и 1000 ТВЛ.

Антенны

Штатные антенны в недорогих квадрокоптерах следует заменять. Для дальних полетов базовый вариант не подходит. Так, у JJRC H40WH E Xcelsior антенну лучше сразу переустановить. Это несложно и недорого, но значительно улучшит полеты.

Виды антенн:

  • штырьковые — самые простые;
  • клеверные — имеют небольшое усиление;
  • спиральные — продвинутые и эффективные.

У антенны может быть разъем для крепления SMA или RP-SMA. Важно, чтобы тип разъема антенны совпадал с типом разъема приемника и передатчика.

В каких случаях сенсоры ccd лучше

Камеры CCD используют полнокадровый перенос, что означает, что все изображение моментально попадает на сенсор. CMOS используют скользящий затвор и захватывают изображение пиксель за пикселем сверху вниз. Это создает эффект раскачивания.

Для FPV это означает, что при появлении вибрации на борту дрона, появляется неприятный эффект желе. Камеры CCD не имеют этой проблемы и обычно имеют более широкий динамический диапазон. Они лучше работают в очень ярких и очень темных условиях. Лучше, чем CMOS матрицы.

В каких случаях сенсоры cmos лучше

Как упоминалось выше, основным преимуществом CMOS-камер является дешевизна, по сравнению с CCD. Стоимость может быть важным фактором. Даже если вы опытный пилот FPV, от крашей никто не застрахован. Поскольку камера установлена ​​в передней части квадрокоптера, обычно она первая поглощает удар.

Однако большинство гоночных дронов FPV имеют защиту камеры, для избежания полного разноса. CMOS камеры обычно легче и потребляют меньше энергии, чем CCD матрицы. Это действительно важно только для микро дронов.Как правило, большинство пилотов используют камеры CMOS из-за их стоимости и широкой доступности.

Внешняя плата osd

Внешние OSD платы подразделяются на:

Независимые представляют из себя отдельную внешнюю плату, которая не подключается к полетному контроллеру, а подсоединяется только к камере и видеопередатчику. Как правило, такие платы могут подключаться к GPS  и другим датчикам. Хорошими независимыми OSD считаются бренды Skylark и Super Simple OSD. 

Зависимые — берут всю информацию у полетного контроллера через последовательный порт RXTX и просто накладывают ее на видеопоток, сами ничего не обрабатывают.

В качестве хорошей платы приведем пример minimOSD от компании HobbyKing. Все данные эта плата берет у полетного контроллера, что расширяет возможности вывода различной информации, ведь ПК обрабатывает все данные, которые может получить от компонентов дрона.

Гибридные OSD можно подключать к полетному контроллеру, а можно не подключать. Если не сделаете этого, то, например, там будут данные о RSSI и напряжении, а если подключите к ПК, то будут доступны все данные, которые может обработать полетный контроллер, например, GPS. Преимущества очевидны.

Высота нас зовёт

Над облаками пока не летал. Проблема, как оказалось не в том, чтобы туда взлететь, а в том, чтобы потом спуститься вниз! Квадрокоптер при спуске ведет себя не стабильно — и спускается не так уж быстро. А бросать его быстро вниз как-то стремно — вдруг на торможении что-нибудь не выдержит?

В общем пока личный рекорд — 1.1км. Это уже в слоисто-кучевых облаках, но не над ними.

Но цель конечно — высоко-кучевые облака! Проверю быстрые спуски — и можно будет пробовать!

Где купить osd?

Как и все компоненты для сборки дронов, покупать OSD рекомендуем на Aliexpress и Banggood.

  1. Betaflight F4 Pro (полетный контроллер 4 поколения от Betaflight) с встроенным OSD — Aliexpress | Banggood
  2. MinimOSD — большая гибридная плата OSD — Aliexpress
  3. MinimOSD Micro — маленькая плата OSD, которая берет данные с ПК — Aliexpress | Banggood

Динамический диапазон камеры fpv

Динамический диапазон вашей FPV-камеры определяет, насколько хорошо камера может показывать детали в очень темных и очень ярких областях изображения. Пример приведен ниже. Когда «Широкий динамический диапазон» выключен, в теневых областях отображается мало деталей в сравнении с включеным «Широким динамическим диапазоном» (WDR).

Это очень заметно в полетах FPV поскольку вы обычно смотрите на горизонт. Если камера имеет низкий динамический диапазон, она сфокусируется над горизонтом, делая землю черной, не позволяя видеть какие-либо детали.

Простое решение — немного наклонить камеру вниз, чтобы всегда было видно больше земли. Камера настроит экспозицию, небо немного размоется, а землю станет лучше видно.

Динамический диапазон камеры обычно не пишется в характеристиках. Но в настоящее время большинство камер FPV уже настроены с включеным «Широким динамическим диапазоном» из коробки. Лучше всего спросить продавца или прочитать отзывы о конкретной камере перед покупкой.

Заветная даль

Полетав день на поле, накручивая круги, восьмерку и побаиваясь более сложных фигур, захотелось более высоких и дальних полетов.

Конечно, уже на второй день обладания техникой к нему была прицеплена мыльница, и совершены первые записи с борта.

Первые впечатления: круто! Я и до этого знал, что хочу FPV, но тут понял, что это будет моё.

Дома нашлась завалявшаяся радио-«видеокамера» и приемник для неё, а так же USB устройство видеозахвата. Прикрутив камеру к коптеру, с ноутбуком подмышкой побежал на поляну. В принципе первый FPV полет состоялся… Но в той картинке, которую передавало это чудо — китайская камера, сложно было понять: что и куда летит.

Принято решение о покупке нормального приемника и передатчика. Но вот выбрать их не так-то просто…

Задержка видео сигнала с камеры fpv

Вы можете легко измерить задержку вашего FPV оборудования. Все, что вам нужно сделать, это направить камеру FPV на таймер или секундомер. Результат должен отображаться на мониторе FPV. С помощью второй камеры вы делаете снимок секундомера и своего монитора FPV в одном кадре.

Сравнивая время на фотографии таймера и изображения с монитора FPV, можно увидеть, сколько времени потребовалось сигналу, чтобы пройти от камеры FPV к монитору. Это и есть задержка. Ниже указан пример, где камера FPV имеет задержку около 100 миллисекунд.

Зачем использовать fpv drone simulator?

Основным преимуществом FPV дрон-симуляторов является их низкая стоимость входа. Иначе говоря, для входа в хобби вам потребуется от 259 до 1600 рублей. За эту цену вы получаете неограниченный виртуальный ремонт и основные инструменты, которые в последствии помогут вам стать опытным профессионалом.

Смотрите про коптеры:  Симуляторы полетов на квадрокоптерах

Независимо от уровня навыков, симуляторами пользуются все пилоты без исключения, так как это самый дешёвый и эффективный способ тренировки. Например с помощью симуляторов отрабатываются новые маневры, которые затем можно будет применять в реальной жизни с высокой точностью и уверенностью.

Инфракрасный фильтр в fpv камерах

Как правило, большинство камер, будь то для FPV или для общей воздушной кинематографии, имеют встроенный инфракрасный фильтр. ИК-фильтр блокирует попадание инфракрасного света на датчик камеры. ИК-свет приводит к немного размытому видео.

Если добавить к камере отсекающий ИК-фильтр, видео станет намного ярче. Гораздо лучше выбирать камеру FPV с отсекающим ИК-фильтром.

ИК-чувствительная камера хорошо показывает себя при слабом освещении. Также она позволяют лучше видеть в сумерках и на рассвете, поскольку пропускают больше света в камеру.

Однако есть компромисс с более низким качеством цвета. Сравнение показано ниже. Видно что ИК-камера с блокировкой имеет гораздо более сочные цвета.

Использование всенаправленной и направленной антенны

Идеальный способ получать видео в реальном времени — использовать две направленные антенны для получения максимальной дальности видео в одном направлении. Или используйте контроллер diversity вместе с всенаправленной антенной, для получения видео, при полетах вне зоны приема направленной антенны.

Это означает, что во время полета будут области, где всенаправленная антенна будет иметь лучший сигнал, и области, где направленная антенна будет иметь более сильный сигнал. Diversity контроллер будет переключаться между направленной антенной и всенаправленной антенной.

Как часто надо практиковать на симуляторе?

Практика в реальном мире в силу нехватки свободного времени — это то, чего нам больше всего не хватает. И тогда, чтобы восполнить этот недостаток на помощь приходит симулятор. Например большинство профи заблаговременно до дня гонки начинают практиковать в симуляторе, предварительно создав копию трассы.

Хоть симулятор и не так реалистичен, как в реальном мире, он отлично подходит для улучшения запоминания гоночного маршрута на подсознательном уровне. Ну а для тех, кто только вошел в хобби, виртуальный тренажёр выступает тем спасательным кругом благодаря которому вы исключаете из практики дорогостоящие краши и при этом преуспеваете в технике пилотирования, поэтому для пилотов с нулевым опытом практика на симуляторе должна быть в приоритете особенно на первых этапах обучения.

Какие симуляторы доступны?

Существует множество FPV дрон-симуляторов. Ниже перечислены 7 лучших, которые получили признание многих пилотов, некоторыми из которых мы лично пользуемся или пользовались ранее. Согласимся с мнением, что выбора симулятора не главное, так как каждый из представленных вполне справляется с возложенной на них задачей.

Важнее придерживаться одного симулятора и привыкать к его уникальным характеристикам полёта. Тем не менее, рекомендуем ознакомиться с функциями каждого доступного симулятора, чтобы определить, что лучше всего соответствует именно вашим предпочтениям.

Камеры foxeer

Основу модельного ряда камер Foxeer составляют экшн образцы для гонок на дронах. Популярный, по отзывам экстремалов, недорогой вариант — HS1177 и модификации.

Если условия освещения во время гонок отличаются, то проблему решают видеокамеры Perdator v2 и v3. Стоимость в 2 раза выше, чем у HS, но расходы оправданы качеством съемки. Уменьшенные варианты wifi FPV камеры работают на тех же матрицах, что и основные модели. Отличаются они только размером корпуса, рабочими характеристиками объектива.

Для создания красочных фото и видео Foxeer предлагает камеры Monster Mini Pro, неплохо адаптирующиеся под разные местности и пейзажи.

Камеры runcam

Курсовые камеры Runcam — отличное решение по соотношению цены и качества. Модельный ряд представлен образцами с различными параметрами, в том числе экшен вариантами как для гонок, так и профессиональной съемки.

Из рейтинга популярных моделей можно выделить:

  • Micro Swift 2 — решение для маленьких квадрокоптеров, используемых для гонок;
  • Micro Swift 600TVL CCD — готовый комплект с камерой и видеопередатчиком;
  • 3S (и модификация 3S WIFI 1080p) — пишет видео на карту памяти, имеет высокоскоростной TV-Out, подходит для бортовой записи с планера;
  • Split Mini 2 и Split 2S — полупрофессиональные решения с GPS для записи 4K-видео на борту.

Каналы

Видеопередатчик EachineСпектр радиотрансляции видео может быть на многих частотах или каналах. Когда вы читали о видеопередатчиках, наверняка замечали, что в характеристиках есть слово «Channel», что переводится как «Канал». Сигнал разбивается на группы, а видеопередатчик может делить сигнал даже на 40 каналов. Но это не значит, что он сможет транслировать сигнал на 40 независимых каналов, нет. Это сделано для того, что если в радиусе его работы будут находиться до 40 человек, они могли спокойно настроиться каждый на свой канал и летать. Например, Иван на 1 канале, Сергей на 2 канале и так далее. Но к каналу Ивана могут подключаться неограниченное количество принимающих устройств и наблюдать, как он летает.

Также есть понятие как «Группа», обозначается как «Band», а в связке с каналом обозначается буквой, например, A-3, где А — это группа (band), а 3 — это канал.

Некоторые производители в гонке за рынок, делают возможность выбирать группу за пределами спектра 5.8GHz. В некоторых странах это может быть запрещено и преследоваться по закону. Рекомендуем использовать только группы: “A”, “B”, “C”, “D”, или “R”.

Контроллер diversity

Контроллер Diversity используется для соединения как минимум двух видеоприемников. Его можно купить с множеством каналов. Многие энтузиасты создают свои собственные платы Diversity на 2, 4 и 6 каналов.

Контроллер Diversity должен иметь возможность принимать 2 разных канала одновременно и уметь автоматически переключаться на антенну с лучшим сигналом. Примером платы Diversity, также известной как Diversity Receiver, является FR632 .

Краткий гайд по квадрокоптерам для fpv

По сути, в устройстве квадрокоптера нет ничего сложного. Он состоит из таких основных элементов:

• Рама

• Моторы

• Пропеллеры

• Регуляторы скорости

• Полетный контроллер

• Аккумулятор

• Приёмник радиоуправления (и его антенна)

Есть такое направление полётов, когда пилот видит то, что “видит” его квадрокоптер. Такая штука в RC-хобби называется FPV (First-person view). Она требует некоторых своих независимых компонентов, а именно:

• Камеры

• Передатичка видеосигнала

• Приёмника видеосигнала

• Видео-очков/виде-шлема или монитора

Давайте детально рассмотрим анатомию гоночного квадрокоптера. Чтобы ты смог лучше ориентироваться, я сделал небольшую схему, где постарался отделить основные компоненты квадрика. Их мы сегодня и рассмотрим.

0. Рама

Основа всего. Поэтому я и отметил данный пункт цифрой «0».

В гоночных квадрокоптерах используются рамы 280-130 размера.

Что такое «размер рамы»? Это расстояние в миллиметрах между осями двух противоположных моторов. Соответственно, рама 250 размера будет иметь диагональное расстояние между осями моторов в 250мм.

Сейчас особо популярны так называемые «мелколёты» — квадрики на раме 180 размера и меньше. Такие квадрики очень лёгкие, и, как следствие, нужно намного меньше мощности для поднятия их в воздух. В следствие чего уменьшается вес моторов и аккумулятора.

Материалы рамы:

В гоночном коптеростроении фигурируют четыре основных материала: карбон, стекловолокно, алюминий и нейлон.

Рамы, в основном делают из первых двух: карбона или стекловолокна. Основное отличие между ними в прочности и, соответственно, цене — карбоновые рамы прочнее и дороже. Есть также комбинированные рамы, где некоторые детали выполнены выполнены из более прочного карбона, а всё остальное — стекловолокно.

Вторые два материала (алюминий и нейлон) используются для изготовления проставок и стоек для рамы. Разница, очевидно, в весе — нейлон намного легче. Однако нейлон может погнуться или вовсе сломаться.

Наиболее популярные рамы на данный момент:

Lumenier QAV280/QAV250/QAV210/QAV180, ImpulseRC Alien 5″, ZMR250, Lantian LT-130, а также их всевозможные китайские реплики и модификации.

1. Моторы

В хобби радиоуправляемых моделей на электрической тяге используются бесколлекторные (БК) электродвигатели. Гоночные квадрики — не исключение.

Основное отличие БК-моторов от коллекторных в отсутствии щёток, поэтому их ещё иногда называют «бесщёточными».

Просто так их крутиться не заставишь — нет понятия «плюс» и «минус». На выходе три провода, а для управления таким двигателем нужен контроллер, который называется «ESC».

Принцип работы БК-моторов — попеременное включение обмоток двигателя, что создаёт магнитную силу и притягивает к обмоткам постоянные магниты, расположенные на внешнем корпусе двигателя, тем самым вращая его.

Основные характеристики моторов:

• Напряжение питания. Указывается в «баночном эквиваленте» — количестве банок LiPo-аккумулятора, которые сможет «переварить» мотор. Одна банка — 3.7 вольт.

• KV-число. Количество оборотов на вольт. Чем выше этот параметр у моторов — тем более резким получится квадрокоптер. Типичные числа для гоночных квадрокоптеров — 2000-2400KV.

• Максимальный ток.

На гоночных квадрокоптерах используют моторы типоразмеров 1806-2206. Такие маленькие моторчики (размер всего 27*14мм, вес — 26 грамм) способны выдавать колоссальную мощность в 500 Вт и тягу до 1100 грамм на один мотор. Обороты тоже не менее колоссальны: 32000 об/м.

Наиболее популярные моторы:

DYS BE1806 2300KV, Emax RS2205 2300KV (Racing Edition), Cobra CM-2204/28 23KV, Lumenier RX2206 2350KV.

2. Регуляторы скорости (ESC)

Немного отступим от нумерации, потому что этот пункт связан с моторами намного теснее, чем  пункт про пропеллеры.

Регулятор скорости (ESC, Electronic Speed Controller) — устройство, регулирующее обороты и, как следствие, мощность двигателя. Представляет из себя плату с силовыми транзисторами, микроконтроллером и его обвязкой.

Основной задачей ESC является коммутация подаваемого напряжения таким образом, чтобы заставить ротор вращаться. Регулятору нужно определить положение ротора (благодаря эффекту Холла) и переключать напряжение на обмотках двигателя таким образом, чтобы ротор вращался. Это полноценный микрокомпьютер.

Основными характеристиками ESC есть:

• Максимальный коммутируемый ток.

• Максимальное напряжение (в «баночном» эквиваленте)

• Тип процессора и его частота

• Наличие и характеристика BEC-а

• Прошивка регулятора.

Если с первыми двумя пунктами всё понятно, то с процессором, BEC-ом и прошивкой не всё так однозначно. Давайте разбираться.

Первые регуляторы скорости управлялись чипами компании ATMEL: как правило, ATMega8. Современные же, «топовые», регуляторы начали делать на базе процессоров SiLabs: они попросту быстрее, что на таких оборотах несомненно идёт на пользу — регулятор способен быстрее коммутировать нагрузку и реагировать на изменение обстановки.

BEC — встроенный стабилизатор напряжения для питания бортового оборудования квадрокоптера (например, полётного контроллера). Имеет напряжение 5V и ток до 2A. Топовые регуляторы, как правило, им не оснащаются. Сам же регулятор питается сам от себя.

Прошивка ESC — программа, управляющая всеми функциями регулятора. Помимо того, что она должна быстро реагировать на изменение сигнала от полетного контроллера, молниеносно меняя скорость вращения двигателя, современные прошивки обладают рядом интересных возможностей:

• Активное торможение. Если просто уменьшить ток, подаваемый на моторчик, он по инерции некоторое время ещё будет крутиться на прежней скорости, постепенно сбрасывая её до заданной. На гоночных квадриках с молниеносной реакцией это не нужно. Поэтому контроллер попросту притормаживает ротор, некоторое время подавая ток только на одну обмотку. Электромагнитная сила притягивает постоянные магниты ротора, и он сбрасывает обороты намного быстрее.

• Изменение направления вращения двигателя «на лету». Таким образом можно летать вверх ногами. А почему бы и нет? Используется для 3D-пилотажа.

• Поддержка протокола Oneshot125. Это когда полётный контроллер не посылает PWM-сигнал постоянно, а посылает команду управления ESC только тогда, когда нужно изменить обороты двигателя.

Наиболее популярные прошивки: BLHeli и SimonK Firmware.

Наиболее популярные регуляторы скорости: KISS 12A/20A (BLHeli), DYS BL20A (BLHeli)/DYS SN20A (SimonK), FVT LittleBee.

3. Пропеллеры

То, что создаёт подъёмную силу. То, благодаря чему квадрокоптер и летает.

Изготавливают их из нейлона, из композита (стекловолокно и пластик) и из карбона. Последние самые прочные, но не самые лучшие по лётным характеристикам (большой вес и проблемы с балансировкой).

Смотрите про коптеры:  Квадрокоптер на Ардуино своими руками: программируемый квадрокоптер

Пропеллеры — расходный материал. Практически каждое падение заканчивается сломанным пропеллером. Часто, даже не одним.

Имеют три основные характеристики: материал, размер и угол атаки. Если с материалом всё понятно, то с размером и углом атаки не очень.

Размер: длина от края до края пропеллера в дюймах. Угол атаки — угол, под которым плоскость лопастей пропеллера наклонена относительно поверхности.

Записываются эти характеристики так: 5×4.5 (проп размером 5 дюймов и углом атаки 4.5), или так: 6030 (проп размером 6 дюймов и углом атаки 3).

Больше размер — больше тяга, но также больше нагрузка на двигатель. Соответственно, чем больше пропеллер, тем более мощный двигатель нужен. Больше угол атаки — больший объём воздуха выталкивает пропеллер, но опять-таки, больше нагрузка. Переборщите с нагрузкой — сгорит сначала двигатель, а потом и регулятор.

Также большие пропеллеры несовместимы с большими оборотами — пропеллер более 7 дюймов на моторе 2300KV просто сломается.

В гоночных квадрокоптерах используются пропеллеры 4030, 4045, 5030, 5045, 6030 и даже 6045. Из производителей стоит отметить Gemfan и HQProps.

Например, мотор Cobra CM-2204/28 2300KV с пропеллером 6х4.5 (6045) на аккумуляторе 4S (14.8в) на максимальных оборотах выдаёт мощность 480Вт, тягу более 1 кг и «жрёт» 30А.

Также сейчас популярны пропеллеры типа «Bullnose» — со срезанными окончаниями. Это уменьшает вихревые потоки и увеличивает эффективность.

На сегодня всё. Спасибо большое всем, кто дочитал пост до конца.

Если у вас есть какие-то вопросы — смело задавайте их в комментариях, я постараюсь на них ответить.

Также буду рад любой критике поста и прислушаюсь ко всем советам.

С уважением.

Матрица fpv камеры

Основная часть FPV-устройства — матрица.

Существует две группы матриц:

  1. При вибрациях изображение расплывается, скорость передачи невысокая. Цветопередача отличная при хорошем освещении. При низкой освещенности страдает яркость, камеры медленно расходуют энергию.
  2. Картинка практически не расплывается при вибрациях, съемка в сумерках более качественная, чем у CMOS. Хорошие настройки экспозиции.

Размер матрицы отражается через показатель TVL — число горизонтальных линий, которые помещаются в кадре. Брать модели, где показатель больше 1000, не имеет смысла, так как дальше разницу трудно заметить человеческим глазом.

Видео 300 TVL — самое низкокачественное. Для гонок на высоте выгодно брать модели с размером матрицы 600 TVL. Для записи полетов подойдут курсовые камеры с 1000 TVL.

Мощность

AKK X2PВыходная мощность (Power Output) видеопередатчика — означает с какой силой передатчик может транслировать видео. Чем выше мощность передатчика, тем больше диапазон покрытия сигналом. Но у этого есть и обратная сторона, больше мощность, тем больше помех он создает другим пилотам.

Какая бывает мощность видеопередатчика? Мощность бывает как правило 3 вариантах, реже больше: 25mW (читается как миллиВатт), 200mW и 600mW.

25mW — это стандарт для гонок на квадрокоптерах по FPV, как правило, такой мощности хватает для любой гоночной трассы и эта мощность практически не создает помехи другим пилотам. Дистанция обычно не превышает 100 метров.

200mW — стандартная мощность для фристайла, то есть, свободный полет на короткие дистанции, выполнение трюков. Дистанция обычно не превышает 500 метров.

600mW — это уже излишняя мощность для гоночного дрона, как правило на дальние расстояния мы не летаем, для этого есть съемочные дроны и дальнолеты. Также видеопередатчик будет сильно греться, будет максимально создавать помехи другим пилотам.

Сейчас все видеопередатчики (современные) имеют функцию регулировки выходной мощности и вы без труда сможете сами ее регулировать.

Гости нашего сайта из разных частей мира, поэтому совет: узнайте о местных правила, например, в Европе запрещено использовать транслирующие устройства мощностью более 25mW, а вот в России даже если что-то тоже и есть, никто вас проверять не будет.

Напряжение

Большинство видеопередатчиков рассчитаны на определенный ток. Будьте внимательны к входному напряжению, если вы будете подключать видеопередатчик напрямую к аккумулятору. Неправильно выбранный ток приведет к значительному шуму на видео и артефакты. Дорогие видеопередатчики скорее всего будут с защитой от такого, но лучше всегда читать отзывы, прежде чем покупать.

Важно заметить, что большинство видеопередатчиков не будут работать на 5V (на 5V работает полетный контроллер, например), потому что это один из самых мощных компонентов в квадрокоптере, далее идут только регуляторы оборотов с двигателями. Так что, если вы собираете микродрон, то внимательно смотрите, может ли видеопередатчик работать на низком напряжении.

Напряжение аккумулятора (battery voltage)

Одна из самых важных и нужных функций, в основном это решающая функция, ради которой многие пилоты устанавливают платы OSD на гоночные дроны. Эта функция есть во всех ОСД и отображает текущее напряжение аккумулятора на экране очков или шлема.

При резком газе у аккумулятора также резко падает и напряжение, из-за чего вы будете видеть предупреждение на экране о низком напряжении и необходимости посадки, но после того, как вы убавите газ, напряжение стабилизируется.

Настройки симулятора

Независимо от уровня квалификации пилота, настройка симулятора важна. Настройка дрона в FPV дрон-симуляторе эквивалентно настройке машины в гоночной игре. В идеале, вы должны настроить свой виртуальный дрон, так, чтобы он был таким же, как ваш реальный квад.

Новичкам, которые пришли в хобби без собственных дронов, можно поэкспериментировать с настройкой, но рекомендуется большинство настроек оставить по умолчанию. При настройке большинство пилотов настраивают виртуальный дрон в соответствии со своими предпочтениями, как правило это либо реалистичный, либо безумно быстрый полёт.

Первые полеты «от первого лица»

Долгожданная посылка пришла. Взял у друга GoPro Hero 2 и установил всё на коптер. Первый полет — ощущения непередаваемые.

Это компьютерная игра, тип «симулятор полета», с очень сложным управлением и одной жизнью, но только в реальности.

(На видео дополнительно запечатлены моя жена, родители и собака. Но я думаю никто не обидится.)

В общем — это круто! Если вы думаете, стоит или нет этим заниматься, то я вам советую: стоит! Только сначала прочитайте статьи PaulMan — там очень четко, может даже чересчур подробно, написано, с чего стоит начинать, как тренироваться и т.д.

Но, конечно, всё проходило не так гладко, как хотелось бы. Сигнал видео становился зашумленным уже через 50 метров (но это на моей тестовой поляне — в том месте до сих пор иногда пробивается шум). Пульт при тестах на земле то работал на 300 метров, то терял связь через 100.
FPV OSD для квадрокоптера, что это и как выбрать - Все о квадрокоптерах | PROFPV.RU Первым делом решил переделать видео антенны. Решил делать 3х лепестковый «клевер» на передатчик и 4х лепестковый на приемник. Сигнал изменился в разы! Наземный тест показал дальность 3 километра — сигнал ещё был, но дальше по прямой ехать было уже некуда. Пульт всё так же работал на 100-300 метров.

Полетав один день так, я понял, что хочу летать дальше! Но я даже не мог улететь на всю дальность пульта — телеметрии нет — RSSI (Received Signal Strength Indication) данные передавать нечем. Обратной связи у пульта тоже нет.Заказал модули OpenLRS для пульта и для модели.

Опять ожидание и учебные полеты с FPV. За это время прикупил GoPro Hero 3 Black.

Забрав с почты долгожданную посылку, прикручиваю всё к коптеру. OpenLRS с оригинальными антеннами, вызывающий подозрения фильтр для видео можно выкинуть, и кончено OSD — сразу чувствуешь себя как пилот истребителя!

Естественно, не обошлось без кучи перепрошиваний OpenLRS, причем USB-UART переходник на 3.3 вольта я заказать забыл, так что пришлось вытравить самому (одна FT232RL обошлась в 3 раза дороже, чем готовое изделие оттуда, но зато плату сделал универсальную на 3.3 и 5 вольт).

Теперь у пульта есть обратная связь! Он пищит при потере пакетов. Отлетаю на ~150 метров — и раздается писк. Мда… Система для дальних полетов… FPV OSD для квадрокоптера, что это и как выбрать - Все о квадрокоптерах | PROFPV.RU Надо попробовать сделать антенны! Для аппаратуры я выбрал простейшие Vee-dipole антенны. И опять результат великолепный — за всё время с этими антеннами было попискивание только один раз, когда я залетел за ЛЭП. Дальность не мерил, но отлетал на 3км в сторону и 1км в высоту — сигнал был стабильный.

Переделки, время полета и аварии

За всё это время ничего не переделывал (не считая расположения плат на устройстве). Только добавлял новое оборудование:

Ну и конечно пропеллеры. Для начальных полетов у меня были 10х4.5. Сейчас стоят 12х4.7. И хочу заказать 15х4 карбоновые, но боюсь моторы могут не выдержать. Собираюсь в ближайшее время замерить ток, который потребляется сейчас — и на основе этого делать выводы.


Тяга сейчас очень приличная, но всегда хочется больше. Вот попробовал подвесить зеркалку (900 грамм). Запас тяги ещё есть!

Ну и конечно хочется увеличить время полета.

Переключение каналов видеопередатчика

Есть три способа переключения каналов видеопередатчика. Один способ уже устарел.

  1. DIP переключатель. Чтобы настроить канал, нужна отвертка. На самом переключателе есть борозда. Вам ее нужно будет крутить на основе схемы. Такие сейчас почти не встретишь.
  2. Цифровой переключатель с кнопкой и экраном. Чтобы сменить канал этим переключателем, нужно нажать и удерживать кнопку, после чего на простом экране начнет мигать цифра, далее просто нужно нажимать кнопку, пока не будет выбрана нужна цифра и буква. Самый популярный переключатель. Но такой переключатель запрещен на соревнованиях. Дело в том, что когда вы будете переключаться между каналами, эфир будет забиваться вашим сигналом (вы же переключаете непрерывно) и ваш сигнал может перехватываться аппаратурой других пилотов, и те в свою очередь будут терять контроль над своим дроном.
  3. Инфракрасный переключатель. Переключение происходит сразу на нужный канал с помощью пульта. Используется на соревнованиях.

Множество новейших видеопередатчиков поддерживают переключение каналов с помощью Betaflight OSD.

Подключение и напряжение

Большинство камер подключаются с помощью 3 проводов: плюса (красный), земли (черный) и видео (желтый). Дополнительно могут присутствовать контакты подключения:

  • OSD — регулирующего прибора, изменяющего настройки камеры;
  • VBat — аккумулятора для контроля показателей напряжения;
  • звука — это позволяет применять при полетах микрофон, вести голосовую запись события, используют редко.

Диапазон напряжения у моделей составляет 5-36 В. Камера может работать через стабилизатор или от аккумуляторной батареи.

Преимущества и недостатки технологии

К преимуществам технологии ФПВ относят:

максимальное погружение в процесс полета;возможность делать видео и фото, которые больше никакая технология не обеспечивает (кроме случаев, когда вы собираетесь снимать пейзажи с борта вертолета или во время полета на воздушном шаре);мгновенная коррекция движения дрона, отличные возможности для исключения столкновений (сейчас развивается технология по управлению квадрокоптером простым наклоном головы, что еще больше увеличит комфорт для пользователя);идеальные условия для исследования территории во время охоты или рыбалки, других профессиональных задач.

Недостатки FPV:

качественная ФПВ будет стоить недешево;при помехах (здания, машины, техника) сигнал резко ухудшается: картинка может пропадать, если в районе плотная застройка, сильные помехи от других устройств.

Чтобы подобрать систему с подходящими вам параметрами, придется перебрать не одну комплектацию и научиться разбираться в тонкостях элементов.

Приемопередающая аппаратура

Для радиомоделей самые распространенные частоты передачи видео сигнала это:

  • 900 MHz (длинна волны: 333.1 мм);
  • 1.2-1.3 GHz (длинна волны: 234.2 мм);
  • 2.4 GHz (длинна волны: 124.9 мм);
  • 5.8 GHz (длинна волны: 51.6 мм).


Чем больше длинна волны, тем лучше у неё проникаемость через объекты, но тем меньше данных можно передать. Так же от частоты напрямую зависит размер антенн.

Смотрите про коптеры:  Attop X-Pack 8 - складной квадрокоптер с неплохой камерой

Качество картинки (количество передаваемых данных) в пределах этих частот, вроде бы, меняется несущественно, хотя некоторые говорят, что на 5.8 качество куда лучше.

Выбирать как-то надо. Опыта нет. Примеры посмотреть негде. Ну ладно, начнем с отсеивания:

  • 2.4GHz — это частота WiFi, а я собирался летать в городе. Кстати, вообще не очень популярная частота, видимо именно по этой причине.
  • 900MHz — огромные антенны. Да и сообщество всё больше выбирает 1.2ГГц, а не 0.9.

Остаются 1.2ГГц и 5.8ГГц.


Основываясь на данных с форумов (а они очень сильно разняться — кто-то говорит, что на 5.8 даже за одинокое дерево залететь нельзя, а кто-то уверяет, что за домом спокойно летал), решил рассматривать более низкую частоту.

Она тянет за собой две проблемы:

  • Желательно, чтобы частота видео была выше пульта — более длинная волна может «перебивать» короткую. Мне не хотелось видеть в хорошем качестве, как мой квадрокоптер падает, лишившись управления.
  • Вторая гармоника волны 1.2 совпадает с 2.4, что ещё ухудшает этот выбор.

И вроде бы логичный выбор: брать 5.8ГГц — и летать с ним. Но меня сильно угнетало, что на форуме очень много пишут про слабую проникающую способность.

В конце концов неожиданно для себя я решил: беру 1.2-1.3 ГГц, докупаю для него фильтр высоких частот и, если что-то будет не устраивать, докуплю приемник и передатчик на 433MHz для пульта.

Следующая проблема: мощность. Передатчики бывают от 10мвт до нескольких ватт (обычно уже с усилителями, но всё же). Какая мощность мне нужна? Многие говорят, что 800 мвт — хорошо. Другие говорят, что 100 мвт выше крыши. Я прикинул, что разнести видео-излучающую и принимающую управление антенны я сильно не смогу.

Так же для себя решил, от греха подальше, брать комплект, чтобы не ошибиться по совместимости (хотя выглядело всё просто — и приемник, и передатчик должны поддерживать хотя бы один одинаковый канал).И вот я заказал 1.3Ghz 400mW передатчик в комплекте с приемником (да-да, не 200, а 400 — передумал в последний момент) ну и фильтр для него.Начались недели ожидания и практика полетов.

Пропускная способность fpv передатчика

Другой фактор — это пропускная способность видео передатчика FPV. Более высокое разрешение (ТВЛ) требует большей пропускной способности. Поскольку мои знания о полосе пропускания передатчика довольно ограничены, мне еще предстоит найти абсолютный ответ.

Однако некоторые люди на различных форумах утверждают, что вы можете использовать до 1000 ТВЛ. Не могут сказать разницы в разрешении выше 600 TVL.

Размеры и вес курсовых камер

Курсовые камеры под конкретный квадрокоптер подбирают по габаритам. Размер дрона определяется по диагонали корпуса. Если дрон с FPV камерой больше 200 мм, то для него вес камеры и габариты не настолько важны, как для меньших аналогов.

Размеры ФПВ-камер (по расстоянию между крепежами с двух сторон):

  • нано-модели — самые маленькие, их размеры меньше 19 мм;
  • микро-образцы — 19 мм;
  • мини-формат — 21 мм;
  • стандартные камеры — 28 мм.

Разъем для антенны

ImmersionRC Tramp HVНа рынке существует большое количество видеопередатчиков с разными коннекторами для антенн. Самые популярные коннекторы это SMA, uFL и MMX. Какой коннектор нужен именно для вас, в первую очередь зависит от того, что вы хотите собрать. Давайте рассмотрим подробнее коннекторы:

SMA — это стандартный, большой разъем с резьбой, он много лет использовался в радиоэлектронике, как надежный и простой разъем. Да и сейчас это один из самых популярных разъемов. Производится он в двух вариантах: SMA и RP-SMA, поэтому, когда купите видеопередатчик с SMA, то и антенну нужно покупать с таким же вариантом разъема, будьте внимательны!

uFL — этот коннектор значительно меньше SMA и используется в компактных сборках, где нет возможности ставить все большое. Коннектор этот press-fit, то есть защелка. Поэтому будьте внимательны и сразу осматривайте после краша (и не только) подключение антенны к передатчику. Если антенна отстегнулась, то видеопередатчик сгорит, при условии, что он будет некоторое время работать без антенны.

MMCX — это один из новейших разъемов. Он похож на uFL, но меньше по размеру. Тип соединения с антенной такой же — press-fit. MMCX собрал в себе компромиссы: от SMA долговечность, а от uFL вес и размеры. Единственный недостаток — трудно найти антенну с таким же разъемом.

Прямой контакт — (Direct Solder) для некоторых видеопередатчиков предусмотрена возможность прямого припаивания антенны к разъему. Есть мнение, что это увеличивает мощность сигнала. Но такой способ контакта мы не рекомендуем.

Кроме того, всегда можно использовать переходники с одного коннектора на другой, но это ухудшит как диапазон, так и само качество видео. Поэтому, лучше сразу позаботьтесь о том, чтобы коннектор антенны совпадал с коннектором видеопередатчика.

 Прочитайте статью о FPV антеннах, что это такое и как работает

Типы fpv: с аналоговой и цифровой связью

Частота приемника и видеопередатчика определяют качество работы всей FPV-системы.

  1. Самый качественный вариант — аналоговая связь 5,8 ГГц. Она обеспечивает хороший сигнал, подходит для организации Shadow гонок на дронах. Стандарт применяется в гоночных дронах, профессиональных FPV-системах (Eachine Assassin 180 ARF). Частота 2,4 ghz не защищена от помех, сигнал неустойчивый, диапазон его сильно загружен. При высокой стоимости на сегодня это устаревшая технология.
  2. Цифровая передача сигнала по WiFi FPV камере на частоте 2,4 ГГц — недорогой и простой вариант обмена информацией, но видеосигнал задерживается. Торможение объяснимо спецификой протокола. Посмотреть качество съемки можно на примере drone Pilotage или Nine Eagles Galaxy Visitor.

Задержка не указана в инструкции модели, но влияет на безопасность во время гонок. Если вам нужен квадрокоптер с HD камерой FPV для быстрых полетов, то задержку нужно предварительно определить, иначе есть риск столкнуться со слишком поздно замеченным препятствием.

Трансляция на пульт/телефон или очки/шлем

Для просмотра изображения с квадрокоптера используют экран телефона, дисплей планшета, монитор или специальные очки, шлем. Монитор может быть вмонтирован в пульт управления или являться самостоятельным прибором для держания в руке.

Мониторы для дронов оснащаются защитными шторками от солнца, чтобы картинку можно было видеть в любых погодных условиях. Очки работают по принципу виртуальной реальности. Они состоят из экрана с линзой.

У бюджетных FPV-систем данные транслируются на дисплей смартфона через Wi-Fi. Иногда продаются пульты с монитором. Внешние мониторы в FPV-системах начального уровня не используются.

Для работы через мобильные устройства необходимо установить специальное приложение, которое выпускают разработчики квадрокоптеров. С его помощью можно настраивать изображение, параметры трансляции и управлять дроном.

Передача видео на отдельный монитор — прерогатива профессиональных FPV-систем. Монитор часто не входит в комплектацию, и его нужно выбирать с учетом конкретных потребностей.

Качественная трансляция видео на шлем и очки отлично реализована у FPV-систем высокого ценового диапазона. Покупать квадрокоптер с очками виртуальной реальности за 100 долл. нет смысла. В них видео передается плохо, глаза устают, а качественного эффекта присутствия не получается.

Действительно стоящий результат обеспечивают VR-очки и шлемы с собственными процессорами, экранами, создающие очень качественные 3D изображения. Стоят такие образцы около 1000 долл.

Требования к железу

Большинство симуляторов могут работать на достаточно простых компьютерах с минимальными настройками графики и физики, однако компьютер с новейшим процессором и графическим процессором будет предпочтительнее. Для компьютерных энтузиастов процессор Intel i5 9600K и графический процессор Nvidia GTX1060 вполне потянут все выше перечисленные симуляторы.

Более новое компьютерное оборудование (например, Intel i9 или Nvidia RTX2080) позволит симуляторам работать с более высокой частотой кадров и улучшенной графикой. Более высокая частота кадров симулятора сделает движения более плавными и естественными.

Угол обзора и линзы

При покупке FPV камеры иногда указывается поле зрения в углах, а фокусное расстояние объектива в мм. Приведенную ниже таблицу можно использовать, чтобы увидеть приблизительное поле зрения для каждого объектива. Человеческий глаз имеет фокусное расстояние около 2,97 мм.

  • 1,2 мм — 185 °
  • 1,7 мм — 170 °
  • 2,1 мм — 158 °
  • 2,5 мм — 147 °
  • 2,8 мм — 130 °
  • 3,0 мм — 127 °
  • 3,6 мм — 92 °
  • 4,0 мм — 88 °
  • 6.0 мм — 78 °

Обычно в FPV лучше иметь более высокий угол обзора, так как это позволяет видеть более широкую область вокруг. Однако, иногда, это может искажать изображения там, где горизонт изогнут, как показано ниже.

Пример бочкообразного искажения «рыбий глаз» FPV камерой с широким углом обзора.

Экшн камера в роли fpv камеры

Можно просто подключить видео передатчик непосредственно к камере. Например, к GoPro, Foxeer Legend или Runcam HD, чтобы получить видео в реальном времени. Это довольно распространено в аэрофотосъемочных аппаратах. Это позволяет увидеть, что находится в кадре вашей камеры, перед записью видео или фото.

Однако обратной стороной использования экшн камеры вместо обычной FPV камеры — проблемы с задержкой. Хотя задержка обычно составляет около 100-200 мс (миллисекунд), и это слабо заметно при обычном полете и съемке. Тем не менее, эта разница в задержках слишком высока для гоночных FPV дронов.

При полете со скоростью 80 км/ч (типичная скорость для опытного гонщика FPV) задержка в 100 мс может означать, что ваш беспилотник пролетит около 2 метров до того, как вы получите видео. При использовании специализированной камеры FPV, ваше видео будет иметь гораздо меньшую задержку в районе 40 мс.

В оставшейся части этого поста предполагается использование специализированной камеры FPV. Мы обсудим соответствующие аспекты, которые необходимо учитывать при ее использовании.

Являются ли fpv дрон-симуляторы дополнением к реальной мировой практике?

Несомненно «да», но не в полной мере». Симуляторы могут повысить ваши навыки, но всегда есть дополнительный процент развития этих навыков, который может быть достигнут исключительно в реальной жизни. Однако по мере развития технологий моделирования тренажеры всё же будут становиться наиболее вспомогательными.

Ну а для начинающих, особенно на первых этапах, симулятор это вообще единственный способ быстро повысить кривую FPV обучения. Но опять же по мере развития этих навыков, необходимость практики в реальном мире, со временем также будет становится все более очевидной.

Вместо заключения

Очень доволен своей игрушкой. Доставляет массу удовольствий. В населенных местах вызывает огромное волнение:


Что в общем-то приятно.

На данный момент в планах:

  • как уже говорил ещё большие пропеллеры;
  • хорошая система стабилизации камеры (я собрал одну, но у меня были очень низкокачественные сервы, из за которых терялся весь её смысл);
  • возможно очки для FPV;
  • ну и хочу зеркалку поднять и сделать пару качественных фото (пока состоялся только тестовый полет метров на 15).

Как обычно у меня ничего конкретного в статье, а одни рассказы. Строго не судите.Задавайте любые вопросы — отвечу как смогу.Спасибо тем, кто дочитал до конца.

PS: пожалуйста, не надо говорить, что собрать из готового — это ерунда, надо делать своё. Я придерживаюсь другого мнения: нет смысла самому травить плату, если только комплектующие обойдутся дороже, чем она же готовая. И софт самому писать с нуля смысла мало.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector