Калибровка ESC

Как понять что ваш дрон попал под глушилку?

Прежде всего по исчезновению спутников. В случае подмены — сначала исчезают настоящие и появляются поддельные. Также в случае подавления GPS. Спутники могут исчезнуть на определенной высоте. 

Как только почувствовали неладное — не нужно ждать, что все станет хорошо. Скорее всего не станет. Начинайте снижение. Поскольку значительная часть глушилок работает начиная с высоты 30 метров (а верхняя граница неизвестна), не стоит пытаться взлететь выше и ближе к спутникам.

Если приземлиться получилось, не стоит взлетать снова. Второй раз может не получиться. 

С электромагнитными генераторами сложнее, так как работают они прицельно, включаются не надолго. Благо, что их пока не очень много. Кроме того за работу генераторов часто принимают различное промышленное оборудование, влияние ЛЭП, электростанций и прочего.

Стоит внимательнее выбирать место, откуда взлетает дрон и куда придется садиться. Если Вы поднимаетесь через небольшое окно между деревьями — посадить дрон туда же в случае нештатной ситуации будет под силу далеко не всем. 

Полеты в центре Москвы (да и других крупных городов) тоже так себе затея. В последнее время стоит также остерегаться и больших парков типа Поклонной горы, Царицыно и пр. 

Изучите местность. Проверьте наличие различных государственных ведомств, заводов и прочих “нехороших” объектов. За основу стоит взять народные карты типа
wikimapia.org — там больше данных, чем на “причесанных” Яндекс картах. 

На некоторых форумах советуют снимать ограничения No Fly Zone, в таком случае коптер не пойдет сразу на посадку если вы попали под глушилку которая подменяет координаты, но так вы лишаетесь гарантии и в случае полета в запрещенном месте или аэропорту вы получите неплохой штраф или .

Если дрон еще на земле не видит больше 6-и спутников (в наше время с Глонасс и GPS их должно быть намного больше), не стоит взлетать вообще в надежде, что они появятся. 

Тренируйте навыки полета без GPS. Купите игрушку или соберите недорогой FPV дрон для оттачивания навыков ручного управления и реакции без электронных помощников. 

При возможности купите GPS трекер с сим-картой и установите на дрон. Он может помочь найти коптер, если он все таки улетит в неизвестном направлении. 


Наше видео советы как бороться с глушилками?

Итак, как работает бесколлекторный мотор?

Магниты и обмотка создают движущую силу благодаря взаимодействию и созданию магнитного поля между ними. Это происходит благодаря подаче постоянного тока на определенную обмотку (у нас 3 фазы, т.е. 3 отдельных провода на обмотке), ток подается и прекращает подаваться на определенные обмотки в короткий промежуток времени, тысячные доли секунды, заставляя крутиться верхнюю часть с магнитами.

Двигатели для дронов делятся на два типа:

  • Коллекторные
  • Бесколлекторные

Коллекторные двигатели используются в основном на слабых дронах начального уровня и для съемочных квадрокоптеров начального уровня. Дело в том, что они не могут развивать значительные обороты и мощность, а это значит, у них будет маленькая подъемная сила. Они более громоздкие и более склонны к поломкам, так как у таких моторов больше трущихся деталей. Принцип работы коллекторных двигателей: мотор состоит из корпуса, внутри корпуса находятся магниты – плюс и минус, корпус неподвижен, а в движение приводится ротор с обмоткой с помощью щеток, которые подают электричество на обмотку.Как выбрать двигатели для квадрокоптера, тяга и весКак выбрать двигатели для квадрокоптера, тяга и вес

Бесколлекторные двигатели используются на гоночных и профессиональных дронах. Отличаются огромными мощностями, значительными оборотами и тягой. Такие двигатели более компактные, по весу примерно такие же, имеют долговечность за счет минимума движущихся частей, да и те на подшипниках.

Как выбрать аккумулятор для квадрокоптера

У аккумулятора есть три параметра. Все они отражены в названии.

Пример: 3S 1500mAh 25C.

3S –это количество банок. Напряжение на одной банке 3-4.2 Вольта. 3S значит 3 банки и напряжение заряженного аккумулятора будет 12.6 Вольта.1500 мАч – это количество милиАмперЧасов. То есть емкость аккумулятора.25C – это коэффициент токоотдачи. В данном случае 1500*25 = 37.5 Ампера.

Аккумулятор тоже отдает ровно столько, сколько потребляют, не больше. Так что с указанного регулятора можно питать регулятор с мотором потребляющие и 5А и 37А.

Опять таки, в 90% случаев указывают пиковую токоотдачу, реальная обычно ниже на 20-30%. Это надо учитывать.

К тому же, на квадрокоптере 4 мотора, даже если каждый потребляет всего 10А (это как раз токопотребление моторов 250 квадрокоптера), то суммарный ток на полном газу составит 40А и регулятор не сможет его выдать. Начнется просадка напряжения.

Если у вас установлен OSD, то в полете можно заметить – летите на средних оборотах – напряжение 11.8 Вольта, даете полный газ и полный вперед – напряжение падает до 10.7.

И это на первой минуте полета! А через 5 минут, при 10.6 на среднем газу, скоростной полет может привести к падению напряжения до включения защиты от низкого напряжения, если аккумулятор просядет до 9.3 Вольта – регуляторы просто отключат моторы!

С аккумуляторами есть нюанс! В процессе эксплуатации падает токоотдача. Через год 25С превратятся в 20 а то и 15С. Я старые аккумуляторы, которые отслужили по 5 лет использую в шуруповерте – там токоптребление всего 5-8А и просевшие аккумуляторы его отлично тянут!

Выбирать аккумулятор надо начиная с количества банок и габаритов, последнее немаловажно! Аккумулятор может просто не влезть в батарейный отсек квадрокоптера. 🙂

Затем смотрим на максимальное токопотребление моторов. Допустим оно 12А. Выбираем для квадрокоптера, у него 4 мотора.В отсек можно поставить 1500 и 1800 мАч – первый для скоростных полетов, второй для более длительных и неспешных.

Считаем, нам надо получить с аккумулятора не менее 48 Ампер.

Для 1500 это будет 32С и более. Учитываем любовь к припискам и берем аккумулятор на 35-40С.А для 1800 значение С будет 26.6, то есть 30-35С хватит с запасом.Если в отсек влезает аккумулятор на 2500 мАч, то потребуется не менее 19С, округлим до 20-25С.

При этом аккумуляторы с большей токоотдачей дороже и тяжелее. Иной раз получается, что 1500мАч 40С стоит гораздо дороже, чем 2500 мАч 25С. А вес у них – примерно равный.В этом случае лучше взять аккумулятор с большей емкостью (который 2500), при сопоставимом весе летать с ним получится гораздо дольше, почти в 2 раза!

Константин, Обзор квадрокоптеров

Как выбрать двигатель, регулятор оборотов esc, пропеллеры

ВМГ — винтомоторная группа — это группа состоящая из воздушного винта и двигателя, обеспечивающая определённую подъемную силу, которая необходима для полёта мультироторного летательного аппарата. Не забывайте, что для стабильного полета должен быть запас тяги т.е. если у Вас квадрокоптер — 4 двигателя, каждый двигатель даёт тягу в 1 кг, то суммарная тяга составит 4 кг. При весе квадрокоптера 2 кг и тяге 4 кг тяговооруженность составит 2 — это нормальный показатель, но если вес летательного аппарата снизить до 1.5 кг тяговооруженность составит 2.6, что сделает полет более устойчивым, маневренным и комфортным. На мультикоптерах принято держать тяговооруженность между 2.5 — 3. Тяговооруженность важный фактор при проектировании ВМГ Вашего будущего мультикоптера. Тяговооруженность 1 — это когда дрон не сможет взлетать или набирать высоту, но сможет только удерживаться на месте в безветренном помещении.

Чтоб выбрать двигатель и винт для своего первого мульткоптера существует несколько способов:

1. использовать Калькулятор пропеллеров (eCalc)http://ecalc.ch/xcoptercalc.php?ecalc&lang=ru

ecalc

Ссылка на двигатель: http://www.parkflyer.ru/ru/product/981530/

Это отличный, качественный инструмент, но Вы должны уметь ориентироваться в моделях двигателей и их производителях.

Другой сайт http://rc-calc.com/ru/copter здесь можно не искать двигатель по наименованию и производителю, а вводить технические параметры.

2. способ второй: фактически Вам нужно знать сколько дает тяги, в килограммах (граммах), один двигатель с пропеллером, при нагреве не более 50 градусов, эти данные могут быть на сайте продавца, на форумах, в комментариях.

3. третий способ взять пример с уже готового мультикоптера, т.е. найти в продаже готовый аппарат, совпадающий с Вашим по массе посмотреть в спецификации тип двигателей и пропеллеров и заказать идентичные.

Регулятор оборотов ESC (Electronic Speed Controller) выбирается по току, а требуемый ток регулятора указывается в технических характеристиках двигателя.

Что нужно знать выбирая регулятор оборотов для мультикоптера?

1. Для мультироторов принято использовать специализированные регуляторы со специальной прошивкой (программным обеспечением) позволяющая сделать управление летательным аппаратом более стабильным и устойчивым (технически уменьшается время реакции двигателя на поступающий сигнал от пилота). На сегодняшний день существуют два типа семейств прошивок SimonK и BLHeli, предпочтение отдается SimonK. Рекомендуется при выборе ESC обращать внимание на наличие специализированной прошики.

2. Важные параметры регулятора:

режим отсечки (Cut-Off Mode) — защита аккумулятора от сильного разряда, LiPO аккумулятор нельзя разряжать ниже 2.8 на каждой ячейке т.к. это может повредить его или полностью вывести из строя. Режим отсечки (режим среза) уменьшает выходную мощность до полной остановки двигателя. Принято отключать эту функцию т.к. остановка двигателей ведет к неминуемому крашу. Отключив режим отсечки Вы получите несколько минут в запасе чтоб сохранить мультикоптер ценой аккумулятора. Настраиваются ESC при помощи специального программатора (Programming card), пульта или сразу продаются с фиксированными настройками,

Срыв синхронизации — это явление, когда магнит ротора проскакивает отталкивающий полюс и попадает на притягивающий при этом происходит резкая остановка двигателя и дальнейшая его работа выглядит как рывки. Происходит это из за ошибок обратной связи по неактивной фазе.

Смотрите про коптеры:  Интеллектуальные роботы состояние и перспективы - презентация, доклад, проект

Причина не правильная эксплуатация мотора, а именно не правильно выбранный режим работы двигателя, например: мощный (~500 ватт) низко оборотистый двигатель (500kv) с питанием 6S рассчитанный на пропеллеры 12″-14″ — установим на него маленький винт 9″-10″ — тогда он будет работать с пониженной нагрузкой и на высоких оборотах. Из за маленького пропеллера будет низкая инерция, увеличение оборотов будет неравномерным и с ростом оборотов начнется увеличение ошибок обработки обратной связи, пока это не приведет к тому, что из за низкой инерции магнит не проскочит отталкивающий полюс и не попадет на притягивающий.

Срыв синхронизации в основном распостранен на гоночных квадрокоптерах с низкой инерцией ВМГ т.е. с маленькими пропеллерами и с широким диапазоном использования ручки газа (20-100%), например, когда требуется резко набрать максимальную мощность (сделать рывок в небо), а затем также резко сбросить газ на ноль для снижения.

Снизить риск возникновения срыва поможет использование максимального размера рекомендуемых пропеллеров и брендовых регуляторов оборотов со стабильными версиями прошивок.

Как работает аппаратура управления авиамоделями?

Вся современная аппаратура управления работает на частоте 2.4GHz. Это общепринятый стандарт, и вам наверняка знакома эта цифра, ведь в данном диапазоне работают Wi-Fi роутеры и блютуз. На практике системы управления в дорогих дронах, например, DJI так и работают — пульт есть Wi-Fi роутер, к которому подключается квадрокоптер.

Когда вы включаете пульт управления и начинаете двигать стиками или делаете другие движения элементами управления — движения каждого стика или элемента передаются квадрокоптеру в цифровом закодированном значении. Квадрокоптер принимает значения с помощью приемника, а приемник в свою очередь отправляет данные в полетный контроллер дрона, который уже обрабатывает все данные и отдает команды двигателям через регуляторы оборотов.

Важный момент: покупать пульт управления и приемник нужно только одной фирмы!

Если вы покупаете пульт FrSky Taranis, то вам необходимо купить приемник этого же производителя, т.е. FrSky. С приемниками других производителей он работать не будет. То же самое относится и ко всем другим: Futaba не будет работать с пультом или приемником от Spektrum. Поэтому при покупке будьте внимательны.

У частоты 2.4GHz есть несколько нюансов, которые обязательно должен знать каждый пилот. Самое основное — это то, что данная частота почти не может проходить сквозь здания и воду, включая деревья, животных и всякие водопады. Когда вы залетаете за большое дерево или здание, не удивляйтесь тому, что ваш квадрокоптер упадет или полетит дальше сам по своим квадрокоптерным делам — такова физика и принцип работы заявленной частоты.

Также на этой частоте работают почти все Wi-Fi роутеры, и если вы дома включите пульт (например, Taranis), то он будет глушить собой роутер и скорость интернета будет минимальна. Будьте внимательны и не летайте за дома и большие препятствия, ведь ваша аппаратура управления может просто не пробиться сигналом к квадрокоптеру!

Как работает квадрокоптер

Как квадрокоптер зависает или летит в любом направлении, поднимается или опускается в одно мгновение, от прикосновений к ручке пульта дистанционного управления. Дроны способны летать автономно через запрограммированное программное обеспечение для навигации по маршрутным точкам и летать в любом направлении от точки к точке. Давайте рассмотрим используемые технологии в мультикоптерах в подробностях.

Направление вращения пропеллеров наряду со скоростью двигателя дрона, что делает возможным его полет и маневренность. Пульт радиоуправления квадрокоптером отправляет информацию контроллеру на беспилотнике, и передает данные двигателям через их электронные схемы управления скоростью (ESC) о тяге, оборотах, и направлении.

Несмотря на то, что современные технологии беспилотных летательных аппаратов и квадрокоптеров являются современными, они все еще используют старые принципы парного полета, гравитации, действия и реакции.

При изготовлении квадрокоптеров, винтов и конструкции двигателя учитываются основные 4 силы, влияющие на весь полет: вес, подъем, тяга и также являются важными факторами. Математика используется для расчета тяги двигателя квадрокоптера, в то время как аэродинамика самолета используется для расчета винта и движения воздуха над, под и вокруг квадрокоптера.

Калибровка «всех сразу» регуляторов esc

Проверьте безопасность работ!

Перед калибровкой регуляторов ESC, пожалуйста, убедитесь, что ваш квадрокоптер не имеет пропеллеров, и что APM не подключен к компьютеру через USB и батарея Lipo отключена.

Калибровка ESC

Включите аппаратуру и установите стик газа на макмимум.

Калибровка ESC

Подключите аккумулятор Lipo. На полетном конроллере АРМ начнут циклически загоратся красный, синий и желтый светодиоды.
Это означает, что APM готов перейти в режим калибровки ESC в следующий раз, когда вы его включите снова.

Калибровка ESC

Оставьте стик газа на максимуме и переподключите батарею (выключите и снова включите).

Калибровка ESC

Для PX4 или Pixhawk, нажмите и удерживайте кнопку безопасности, пока не появится гореть красным.

Автопилот войдет в режим калибровки ESC. (На нём вы заметите , как синий и красный светодиоды начнут мигать последовательно, как на полицейских автомобилях).

Подождите пока не появятся музыкальный сигнал , который будут излучать ваши регуляторы регулярное количество раз «бипов»,
показывающее количество ячеек вашей батареи (т.е. 3 для 3S, 4 для 4S),
а затем еще два звуковых сигнала, чтобы указать, что максимальная дроссельной был захвачен.

Уберите стик газа до минимального положения.

Калибровка ESC

Регуляоры должны издать длинный гудок, который указывает, что минимальное положение стика газа было установленно и калибровка закончится.

Если вы слышали длинный сигнал, который указывает успешную калибровку, это значит, что регуляторы сейчас «живы» и если немного подать газу моторы начнут вращаться.
Проверьте, что моторы вращаются, поднимайте газ немного и убирайте его.

Установите стик газа на минимум и отключите LiPo батарею, для выхода из режима калибровки ESC.

Краткие характеристики:

Что такое BLHELI32?

Blhelli это прошивка непосредственно для самих регуляторов оборотов. Предыдущая версия называлась Blhelli_s, работала с 8 битными процессорами и была написана на ассемблере. Blhelli32 работает уже с процессорами 32 бита и написана на языке С(си).
Что это даёт?
Более скоростные протоколы передачи управления и телеметрию регуляторов. Как пишут производители и разработчики прошивки, ПК получая данные телеметрии ориентируется на температуру и токопотребление, благодаря этому производит более чёткий контроль управление и в случае выхода показаний за рамки прекратит подачу тока и убережёт ваши компоненты. Но это на словах, реально подтвердить или опровергнуть пока что я не могу. Однако уже сейчас можно в настройках выставить ограничение по току, за пределы которого не выйдет регулятор оборотов. В данное время если установлен более мощный процессор, а в нашем обзоре именно так и есть, то можно выставить более высокие частоты переключения фаз тем самым добиться ещё более большой плавности в работе.
Сразу предупреждаю это то, что можно найти в интернете и то, что нам дают разработчики этой прошивки и компонентов, реально же проверить все у меня просто нету такой аппаратуры, по этому это некая теоретическая статья о том, что же такое BLHELI32.

И небольшое обновление. В бета версиях нового betaflight 4.0 появилась поддержка обратной связи с моторами. Т.е. мозг квадрокоптера будет получать данные об оборотах каждого мотора! (раньше телеметрия передавала усреднённое значение оборотов со всех 4-х моторов.) Используя эти данные, разработчики betaflight ввели новый фильтр, который призван улучшить полет и сделать его более стабильным.

Краткий гайд по квадрокоптерам для fpv. часть третья — про двигатели и регуляторы.

Первая часть, в которой я рассказал о том, что такое FPV-полёты и что для них нужно, а так же посоветовал пару коптеров для новичков.

Вторая часть — про аккумуляторы и аппаратуру радиоуправления.

В конце второй части я обещал, что в следующей будут видосики с полётов, но майский снег и ветер внесли свои коррективы. Поэтому сегодня снова теория об устройстве коптера =( Впрочем, эта часть будет полезна не только подписавшимся на меня уже 40 людям (спасибо, что мотивируете меня писать дальше), но и любому, кто так или иначе покупает себе какую-нибудь летающую игрушку. И вот с истории про летающие игрушки я сегодня и начну.

Примерно с полгодика назад мне от знакомой досталась мечта любого мальчика до 40 лет — большой и яркий радиоуправляемый вертолётик. Вот такой:

Достался он мне с диагнозом — включается, сервы шуршат, но винт не крутится. Ну это не мудрено — ответил я подруге — вертолётик-то у вас коллекторный! Готовьтесь менять движки.

Вертолётик по итогу летает после замены двигателя (видео, каюсь, я подзатянул), но головной боли с коллекторными движками хватает мне и по сей день. Так что же это за зверь такой?

С коллекторными двигателями сталкивались, я уверен, практически все из вас. Любые китайские движущиеся игрушки, радиоуправляемые вертолётики и машинки, зубные щётки… Коллекторные движки весьма дёшевы (до 300 рублей), а потому и ставятся дядюшкой Ляо на 90% коптеров в ценовом сегменте до 5000 рублей. Так что с большой долей вероятности первый бюджетный квадрик, который Вы себе возьмёте для обучения, будет именно на них.

Если кто ещё не видел — вот фотка коллекторных движков:

А вот схема коллекторного мотора (в реале ротор имеет три обмотки):

Смотрите про коптеры:  Как настраивать квадрокоптер? Калибровка регуляторов. Как настроить двигатели дрона? Особенности настройки

Тот самый коллекторно-щёточный узел, давший название этому типу двигателей, в итоге и стал ахиллесовой пятой — соприкасающиеся с валом угольные щётки постепенно истираются, и после некоторого времени активной эксплуатации или пары-тройки серьёзных ударов контакт теряется, изнутри движка весело сыпется угольная пыль, а Вы в очередной раз идёте на почту за новым движком с Али.

Так что единственные коллекторные коптеры, пригодные для занятий «серьёзным» FPV — это крохотные умещающиеся на ладони тинивупы — самое то для полётов по квартире или в каком-нибудь другом помещении. Все же остальные коллекторники — по сути своей игрушки, и серьёзных результатов с ними Вы вряд ли добьётесь.

Думаете — «Фантом»? Нет, очередной коллекторник от Симы, пусть и выглядящий серьёзно.

И в этой весьма досадной ситуации к нам на выручку приходит альфа и омега современного дроностроения — бесколлекторный движок:

Скажете — те же обмотки, те же магниты, в чём разница-то? А разница в том, что подвижных электрических соединений на бесколлекторнике нет! Истираться нечему! Центральная часть с обмотками является статором (то есть никуда не вращается во время работы), а ротором — вращающейся частью — является крышка — колокол с закреплёнными на ней магнитами.

Мало того — бесколлекторный двигатель можно закрепить практически где угодно, на любой поверхности и прикрепить непосредственно на ось движка пропеллер, без необходимости городить сложный редукторный узел, как это делается на больших коллекторных коптерах.

Так что на всех гоночных (да и любых профессиональных) коптерах устанавливаются именно бесколлекторные моторы. Единственным недостатком по сути является цена — где-то от 1000 за нормальный б/к движок.

С теми, какие у нас существуют типы двигателей, мы разобрались. Теперь — про то, как они управляются. А для управления что коллекторным, что бесколлекторным движком используется регулятор оборотов, он же ESC. Дальше я рассмотрю бесколлекторный регулятор, ибо мы говорим всё-таки о дронах =)

Представляет он собой платку, с одной стороны (на первом фото слева) которой выведены провода к и — аккумулятора, а так же пучок проводов на приёмник/полётный контроллер (gnd, , сигнал). С другой стороны (на первом фото справа) выведены три провода для подключения трёх проводов двигателя.

Самолётный регуль…

И коптерный.

У регулятора есть пара важных характеристик, пробежимся кратко по ним:

1) Максимальный вольтаж аккумулятора (в банках). На первом фото — от 2S до 3S, на втором от 2S до 6S. О том, что это — смотрите предыдущую часть. Поставите больше, чем надо — сгорит.

2) Максимальный ток, который способен выдержать регуль. На первом фото — до 10 ампер, на втором от до 45 ампер.

На сегодня пока всё. В следующей части расскажу про мозги коптера и, возможно, режимы полёта. По традиции — ответы на все вопросы в комментах =)

Мой выбор регуляторов на раму s500

Я вообще не стал заморачиваться с параметрами регулятора и приобрел сразу комплект моторы регуляторы.

В описании товара  говорилось, что данный комплект должен подойти к моей раме без проблем. В общем, так и получилось, при установке и проверке регуляторов и моторов проблем не возникло. Первый полет прошел вполне удачно. А вот при втором полете, коптер перестал управляться, стал заваливаться и плохо реагировать на команды.

Пришлось разбираться в теме регуляторов скорости основательнее.

Оказалось, я приобрёл, так называемые, ноунейм регуляторы, т.е. устройства собранные без особого контроля качества. На форумах рекомендуют такие регуляторы сразу вскрывать и исправлять их дефекты: криво наклеенный радиатор, отсутствие теплопроводящей пасты, непропой,  наличие остатков флюса и припоя.

После замены регулятора, я тут же спалил второй, который был установлен на то же место. Оказалось, дело было не в регуляторе, а в моторе, на котором сгорела обмотка. Я сразу этого не заметил, за что и поплатился.

В конечном итоге, я решил присмотреть новые, фирменные регуляторы. Мой выбор пал на регуляторы FVT LittleBee 30A-SBLHeli.

Направление двигателя для рыскания

На квадрокоптере, таком как DJI Mavic Pro или последняя версия Mavic 2 Pro, рыскание управляется правой ручкой управления на пульте дистанционного радиоуправления. Перемещение джойстика влево или вправо приведет к повороту квадрокоптера влево или вправо.

Движение на пульте передают сигналы на полетный контроллер, который отправляет данные на регуляторы скорости квадрокоптера, управляющие конфигурацией и скоростью каждого двигателя.

Чтобы увидеть, как это на самом деле работает, взгляните на диаграмму конфигурации пропеллеров выше. На схеме изображен квадрокоптер DJI Phantom 3, вид сверху с роторами, обозначенными от 1 до 4.На приведенной схеме, вы можете видеть конфигурацию двигателя квадрокоптера:

Угловой момент является вращательным эквивалентом линейного импульса и рассчитывается путем умножения угловой скорости на момент инерции. Какой момент инерции? Это похоже на массу, но только он имеет дело с вращением. Угловой момент зависит от того, как быстро вращаются роторы.

Концептуально момент инерции можно рассматривать как представление сопротивления объекта изменению угловой скорости.

Если на двигателях квадрокоптера крутящий момент отсутствует, то общий угловой момент должен оставаться постоянным, равным нулю. Чтобы понять угловое движение вышеуказанного квадрокоптера, представьте, что 2-й и 4-й ротор, имеют положительный угловой момент, а 1-й и 3-й имеют отрицательный угловой момент. Назначим каждому двигателю значение -4, 4, -4, 4, что в сумме равно нулю.

Чтобы повернуть дрон вправо, нужно уменьшить угловую скорость двигателя 1, чтобы иметь угловой момент -2 вместо -4. Если бы ничего не случилось, общий момент импульса квадрокоптера теперь был бы 2. Так вот, этого не может быть. Дрон теперь будет вращаться по часовой стрелке, так что его корпус имеет момент импульса -2.

Уменьшение вращения ротора 1 действительно привело к вращению дрона, но также вызывает проблему. Это также уменьшило тягу от двигателя 1. Теперь направленная вверх сила не равна силе гравитации, и квадрокоптер опускается.

Кроме того, тяга двигателя квадрокоптера не одинакова, поэтому квадрокоптер становится неуравновешенным. Квадрокоптер наклонится вниз в направлении двигателя 1.

Чтобы вращать дрон без создания вышеуказанных дисбалансов, необходимо уменьшить вращение двигателей 1 и 3 с увеличением вращения вращающихся роторов 2 и 4.

Угловой момент вращения роторов по-прежнему не равен нулю, поэтому корпус дрона должен вращаться. Однако общая сила остается равной силе гравитации, и дрон продолжает зависать. Поскольку нижние упорные роторы расположены по диагонали друг от друга, дрон может оставаться в равновесии.

Направление пропеллеров — рыскание, тангаж, крен

Направление пропеллеров для рыскания, тангажа и крена

Прежде чем углубиться в настройку двигателя и пропеллеров квадрокоптера, давайте немного объясним терминологию, используемую, когда он летит вперед, назад, вбок или вращается при зависании.

Рыскание (Yaw)— это вращение или поворот квадрокоптера вправо или влево. Это основное движение для вращения мультикоптера. На большинстве дронов это достигается с помощью левой ручки газа влево или вправо.

Тангаж (Pitch)— это движение квадрокоптера вперед или назад. Подача вперед обычно достигается нажатием ручки газа вперед, что заставляет квадрокоптер наклоняться и двигаться вперед от вас. Шаг назад достигается перемещением ручки газа назад.

Крен (Roll)- Большинство людей путают крен с рысканием. Крен заставляет квадрокоптер лететь вбок, влево или вправо. Он управляется правой ручкой газа, заставляя его летать слева направо.

Большинство высокотехнологичных дронов, таких как квадрокоптер Yuneec Q500 4k, позволяют управлять им двумя различными способами. Вы можете летать на дроне, как будто вы пилот и на самом деле в квадрокоптере. Вы управляете ручками по-разному относительно крена, в зависимости от того, приближается ли дрон к вам или улетает от вас.

Вот короткое видео, которое очень просто показывает вам, каковы движения крена, тангажа и рыскания.

Направление пропеллеров для вертикального подъем

Вертикальный подъем зависит от направления вращения пропеллеров. Для того чтобы дрон поднялся в воздух, необходимо создать подъемную силу, равной силе гравитации или превышающей ее. Это основная идея взлета самолетов, которая сводится к контролю восходящей и нисходящей силы.

Квадрокоптеры используют конструкцию двигателя и направление вращения винта для создания требуемой тяги, чтобы управлять силой тяжести, воздействующей на летательный аппарат.

Вращение винтов приводит к вытеснению воздуха. Все силы приходят парами (Третий Закон Ньютона), что означает, для каждой силы действия существует равная (по размеру) и противоположная (по направлению) сила противодействия. Поэтому, когда ротор толкает воздух вниз, воздух толкает ротор вверх. Чем быстрее вращаются роторы, тем больше подъемная сила и наоборот.

Дрон может делать три вещи в вертикальной плоскости: зависать, подниматься или опускаться.

Зависание на месте – для зависания, тяга четырех роторов толкает дрон вверх и должна быть точно равна силе гравитации, притягивающей его вниз.

Подъем вверх – достигается путем увеличения тяги (скорости) четырех роторов квадрокоптера так, чтобы сила, направленная вверх, была больше веса и силы тяжести.

Вертикальный спуск или падение вниз — требует выполнения полной противоположности подъему. Уменьшается тяга, чтобы сила была направлена вниз.

Настройка регуляторов

Подробную информацию размещу под спойлером.

Настройка

Что бы войти в настройки регуляторов нам нужна специальная программа

BLHeliSuite32

. Скачиваем её, устанавливаем и запускаем. В роли адаптера выступает сам мозг квадрокоптера.

После всех манипуляций, подключаем мозг к компьютеру, и подсоединяем батарейку к квадрокоптеру. В окне выбираем нужный нам com port и жмём connect.Для того что бы прочитать настройки регуляторов жмём Read setup.

Смотрите про коптеры:  Робототехнологические комплексы в сварочном производстве

Калибровка ESC

Регулятор определяется как Furling32_4in1, прошивка версии 32.6.
Калибровка ESC

Если какой то из ваших мотор вращается не правильно, то просто выберете данный регулятор и можете в его настройках изменить вращение.
Калибровка ESC

Из интересного тут пока что ничего не появилось. Освещу дополнительно стандартные пункты, что бы вам не пришлось искать где то их.
Два пункта которые влияют на плавность и мощность.
1) Motor Timing, этот параметр позволяет расширить диапазон газа. Рекомендуется выставить автоматический режим, тогда теоретически нам будет доступно более максимальное значение газа. Я не стал трогать этот параметр, так как при увеличении мощность пойдёт и большой нагрев и т.д., а мне жалко моторы и регуляторы, по этому я оставил стандартные значения.
2) PWM Frequency, грубо говоря чем выше значение тем плавнее будут крутиться моторы. Для себя я поставил значение 40, так как мне показалось это оптимальным, достаточно плавно, но при этом нету эффекта как будто летишь в масле.
Калибровка ESC

Пару слов о прошивке. Для неё есть одно требование, это наличие интернета, без интернета прошивка не пойдет, так как запрос отправляется на сервер и проверяется подлинность ПО в регуляторах.
1) Нажимаем Flash BLHelli
2) Выбираем версию прошивки
3) Нажимаем ОК

Поддержка телеметрии

Телеметрия
Телеметрия

Некоторая аппаратура управления поддерживает двухстороннюю связь приемник=передатчик, т.е. обмен данными. Например, приемник может отправить пульту информацию, что аккумулятор разряжен и нужно садиться. Телеметрия может вас предупредить и о других критических состояниях, чтобы избежать неприятностей.

Но телеметрия не ограничивается приемником, сейчас уже есть куча внешних модулей, таких как MinimOSD или MiniOSD, это маленькие платы, которые впаиваются в цепь fpv-камера = полетный контроллер = видеопередатчик и накладывают свои данные на видео в вашем шлеме или очках. Настраиваются такие платы обычно в BetaFlight OSD.

Поэтому, этот пункт можно считать не особо важным в выборе приемника.

Посылка и осмотр девайса

Посылка приехала в простом пупырчатом конверте.

В комплектацию входит: регулятор, провод для соединения регулятора с ПК, и печатная инструкция.

Калибровка ESC
Калибровка ESC
Калибровка ESC
Калибровка ESC

Инструкция доступна в электронном виде, под спойлером прикреплю фото.

Теперь осмотрим плату регулятора.
Калибровка ESCTyphoon32 V2 и показал хорошие результаты, Typhoon32 V2 используется мной уже год и стоит на основном квадрокоптере.
Калибровка ESC
Калибровка ESC
Калибровка ESC
Маркировка — zmo 19n03 8002zm
Калибровка ESC
Калибровка ESC
Калибровка ESC
Калибровка ESC
Маркировка — f350k8 ck691g. Предположительный даташит.
Калибровка ESC
Калибровка ESCFortior fd6288q
Калибровка ESC
Калибровка ESC

Под спойлером оставлю пару фотографий, что бы вы могли посмотреть и оценить для себя качество пайки и сборки. Флюс отмыт хорошо, следов не видно.

Примечания / поиск и устранение неисправностей

Режим калибровки ESC «сразу все» просто передает положение стика газа непосредственно через APM к регуляторам ESC.
Если вы включите полетный контроллер Ardupilot в этом режиме , то он будет подавать тот же PWM сигнал на все регуляторы скорости ESC.

Вот и все, что он делает.
Многие регуляторы скоростей ESC используют полный газ для входа в режим программирования, позиция полного газа сохраняется в качестве верхней конечной точки
и когда вы тянете ручку газа до минимума — это положение сохраняется как нижняя конечная точка.

Если после калибровки ваши двигатели не вращаются же скоростью и одновременно не начинают запускаться то повторите процесс калибровки.
Если вы пробывали калибровку «все сразу» и это не сработало или регуляторы не крутят двигатели одинаково,
попробуйте ручной метод калибровки, описанной выше.

Есть огромное количество марок и типов регуляторов не поддерживающих нормальных конвенций программирования
(иногда даже при том, что они утверждают о поддержке), и они могут просто не работать с АРМ. Это, к сожалению правда, но с оговорками.

Рекомендуемые настройки ESC:

Brake: OFF

Battery type: Ni-хх (NiMH или NiCd)

CutOff режим: Soft-Cut (по умолчанию)

CutOff Threshold: Low

Start режим: Normal (по умолчанию)

Timing: Medium

Совместимость системы

Когда вы покупаете пульт управления, вы покупаете и систему, на которой все это управляется и «разговаривает» с приемником. Это фундамент для будущего расширения хобби до нескольких авиамоделей. У каждой модели будет свой приемник, и с каждым приемником пульт должен быть совместим, это убережет вас от лишней траты денег.

Например, самая популярная аппаратура управления — это FrSky, и на многих авиамоделях производители ставят приемники именно этого производителя или предлагают выбор из двух приемников разных производителей. Если вы решите перейти или поставить приемник другого производителя, то вам придется покупать новый пульт у него же.

На некоторых моделях приемники вообще встроенные и их нельзя менять.

Важно различать и понимать совместимость оборудования. Одни различаются по производителю: FlySky и FrSky — новичку их легко перепутать. Также различаются по протоколу работы между собой, например, DSM2 и DSMX — это протоколы взаимодействия TX=RX производителя Spektrum.

Строение двигателя и как он работает

Все бесколлекторные (безщеточные) двигатели состоят из 4 компонентов:

Статор. Статор это обмотка двигателя, состоящая из 3 фаз длинных тонких проводков, которые обматываются вокруг сердечника. Провода покрыты эмалью, чтобы предотвратить короткое замыкание при обмотке и работе. Если вы хорошо учили физику, то знаете, что ток, протекающий по проводу, создает магнитное поле.

Когда провод обмотан вокруг чего-то, то магнитное поле увеличивается. Чем больше ток, тем больше сила магнитного поля и больше крутящий момент от вашего двигателя. Однако, большие токи сильно нагревают обмотку, особенно вот такие тонкие провода и защитная эмаль может оплавиться при сильном нагреве, тогда произойдет короткое замыкание и двигатель станет нерабочим.

Неодимовые магниты. Эти магниты из редкоземельных металлов генерируют фиксированное магнитное поле, они маленькие, но создают очень сильное магнитное поле. Они приклеены эпоксидной смолой или цианокрилатом к корпусу мотора.

Корпус двигателя защищает магниты и обмотку. Обычно он изготовлен из легкого металла, такого как алюминий. Более продвинутые двигатели имеют корпусы, которые сделаны как вентиляторы, т.е. при вращении нагоняют воздух на обмотку сердечника, чтобы охлаждать ее.

Вал мотора жестко прикреплен к верхней части. Это рабочий компонент мотора, который передает крутящий момент на пропеллеры.

Эргономика

Ниже в статье вы увидите список с аппаратурой, после выбора которой у вас будут все необходимые и нужные функции, а также удобство. Эргономика — это широкая категория, описывающая внешний вид, ощущения и дизайн. Это подобно салону автомобиля, его коробке передач — в хорошей машине приятно находиться и управлять ей.

Пульт Phantom 4 pro
Пульт Phantom 4 pro

К сожалению, чтобы это понять, пульт нужно держать в руках. На вид они все похожи, от Taranis до TBS Tango или даже Turnigy Evolution. Но это только на вид. На самом деле все они отличаются по весу, форме и толщине стиков, а также из какого они материала, скользят или не скользят в руках.

Будет очень хорошо, если в вашем городе есть магазин авиамоделей, где вы сможете подержать в руках всю аппаратуру. Если нет, то не стесняйтесь подходить к пилотам, которые летают у вас на местности, скорее всего он с радостью покажет и расскажет вам о своей аппаратуре. 

Еще один важный момент по выбору аппаратуры — дизайн:

  • Посмотрите каким способ крепится или как расположена антенна(ы), легко ли ее сломать?
  • Есть ли крючок для ремешка, чтобы можно было держать пульт на шее?
  • Есть ли у пульта переключатели, которые можно легко достать?
  • Есть ли у пульта 2-х или 3-х позиционные переключатели? Для квадрокоптеров они нужны.

Остальной вес и итого

Не забывайте учитывать и другой вес — крепление для камеры, крепление аккумулятора, болты и так далее. Можете прибавить еще 10-50 грамм, в зависимости от того, что вы будете использовать, а также учитывайте вес проводов.

Итого

  • Рама — 145 г;
  • Двигатели — 100 г;
  • Аккумулятор — 157 г;
  • FPV система — в среднем 10 г;
  • Полетный контроллер и PDB — 10;
  • Регуляторы оборотов и приемник — в среднем 9 г;
  • Пропеллеры — 5 г.

Итого: примерно 436 грамм 10 грамм на провода и крепления = 446 грамм вес полностью снаряженного квадрокоптера по минимуму, но для запаса берем 500 грамм.

Бывают рамы значительно легче, например по 70 грамм, но они тонкие и электроника почти не защищена.

Теперь нужно подобрать двигатели, которые смогут хорошо работать с весом нашего дрона, так как вес 500 грамм, значит тяга двигателей требуется как минимум в 2 раза выше, то есть, нам нужны двигатели, у которых суммарная тяга не менее 1000 г, то есть 1 мотор — не менее 250 грамм!

Резюмируем ответ на вопрос, как подобрать двигатели для квадрокоптера: считаем общий вес собранного квадрокоптера вместе с примерно выбранными двигателями (как правило это 100 грамм) и умножаем на 2 — такую тягу должен иметь 1 двигатель.

Каждый продавец размещает таблицу, с какими пропеллерами развивается какая тяга, например, у Racerstar 2205 она такая:

Что мы видим: если использовать пропеллеры 5045 — в обычном режиме при 19.2А на двигатель — он развивает 660 грамм тяги, а в пиковой нагрузке при 27.6А двигатель развивает 950 грамм!

Таким образом, изучив несколько таблиц в карточках товаров, вы будете четко понимать, какие двигатели вам нужны.

Но если вам все же сложно понять, какие нужны двигатели, пишите в комментариях, помогу.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector