- Бортовой компьютер и сенсоры
- Безопасность
- Бюджетный комплект бк моторов для fpv квадрокоптера – racerstar racing edition br2205 2600kv
- Двигатели для квадрокоптеров из китая
- Краткий гайд по квадрокоптерам для fpv. часть третья – про двигатели и регуляторы.
- Краткий гайд по квадрокоптерам для fpv. часть третья — про двигатели и регуляторы.
- Моторы и пропеллеры
- Теория полета
Бортовой компьютер и сенсоры
Выбор полетных контроллеров для коптеров очень велик — начиная от простого и дешевого KapteinKUK и нескольких open source проектов под Arduino-совместимые контроллеры до дорогого коммерческого DJI Wookong. Если ты настоящий хакер, то закрытые контроллеры тебя не должны сильно интересовать, в то время как открытые проекты, да еще и основанные на популярной ардуинке, привлекут многих программистов. О возможностях любого полетного контроллера можно судить по используемым в нем датчикам:
• гироскоп позволяет удерживать коптер под определенным углом и стоит во всех контроллерах; • акселерометр помогает определить положение коптера относительно земли и выравнивает его параллельно горизонту (комфортный полет); • барометр дает возможность удерживать аппарат на определенной высоте.
На показания этого датчика очень сильно влияют потоки воздуха от пропеллеров, поэтому стоит прятать его под кусок поролона или губки; • компас и GPS вместе добавляют такие функции, как удержание курса, удержание позиции, возврат на точку старта и выполнение маршрутных заданий (автономный полет).
К установке компаса стоит подойти внимательно, так как на его показания сильно влияют расположенные рядом металлические объекты или силовые провода, из-за чего «мозги» не смогут определить верное направление движения; • сонар или УЗ-дальномер используется для более точного удержания высоты и автономной посадки; • оптический сенсор от мышки используется для удержания позиции на малых высотах; • датчики тока определяют оставшийся заряд аккумулятора и могут активировать функции возврата на точку старта или приземление.
Сейчас существует три основных открытых проекта: MultiWii, ArduCopter и его портированная версия MegaPirateNG. MultiWii самый простой из них, для запуска требует Arduino с процессором 328p, 32u4 или 1280/2560 и хотя бы одним датчиком-гироскопом. ArduCopter — проект, напичканный всевозможным функционалом от простого висения до выполнения сложных маршрутных заданий, но требует особого железа, основанного на двух чипах ATmega.
MegaPirateNG — это клон ArduCopter, который способен запускаться на обычной ардуине с чипом 2560 и минимальным набором датчиков из гироскопа, акселерометра, барометра и компаса. Поддерживает все те же возможности, что и оригинал, но всегда догоняет в развитии.
канальный пульт
С железом для открытых проектов аналогичная ситуация, как и с рамами для коптера, то есть ты можешь купить готовый контроллер или собрать его самостоятельно с нуля или на основе Arduino. Перед покупкой стоит всегда обращать внимание на используемые в плате датчики, так как развитие технологий не стоит на месте, а старье китайцам как-то надо распродать, к тому же не все сенсоры могут поддерживаться открытыми прошивками.
Наконец, стоит упомянуть еще один компьютер — PX4, отличающийся от клонов Arduino тем, что у него есть UNIX-подобная операционная система реального времени, с шеллом, процессами и всеми делами. Но надо предупредить, что PX4 — платформа новая и довольно сырая. Сразу после сборки не полетит.
Настройка полетных параметров, как и программы настройки, очень индивидуальна для каждого проекта, а теория по ней могла бы занять еще одну статью, поэтому вкратце: почти все прошивки для мультикоптеров основаны на PID-регуляторе, и основной параметр, требующий вмешательства, — пропорциональная составляющая, обозначаемая как P или rateP.
Безопасность
Все новички, думая о безопасности, вспоминают AR.Drone и его защиту винтов. Это хороший вариант, и он работает, но только на мелких и легких аппаратах, а когда вес твоего коптера начинает приближаться к двум килограммам или давно перевалил за эту цифру, то спасти может только прочная железная конструкция, которая будет весить очень много и, как ты понимаешь, сильно уменьшит грузоподъемность и автономность полета. Поэтому лучше сперва тренироваться подальше от людей и имущества, которое можно повредить, а уже по мере улучшения навыков защита станет и не нужна. Но даже если ты пилот со стажем, то не забывай о технике безопасности и продумывай возможные негативные последствия твоего полета при нештатных ситуациях, особенно при полетах в людных местах. Не стоит забывать, что сбой контроллера или канала связи может привести к тому, что аппарат улетит от тебя далеко, и тогда для поиска может пригодиться GPS-трекер, установленный заранее на коптер, или же простая, но очень громкая пищалка, по звуку которой ты сможешь определить его местоположение. Настрой и заранее проверь функцию fail safe твоего полетного контроллера, которая поможет приземлиться или вернуть коптер на точку старта при потере сигнала с пульта.
Бюджетный комплект бк моторов для fpv квадрокоптера – racerstar racing edition br2205 2600kv
Здравствуйте, уважаемые читатели! В этой статье хочу затронуть тему бюджетных бесколлекторных моторов которые можно применить для самостоятельной сборки FPV квадрокоптера начинающими FPV гонщиками – Racerstar Racing Edition BR2205 2600KV. Неравнодушных к теме FPV полётов, прошу под кат.
Моторы приезжают в индивидуальных упаковках, к каждому мотору прилагается комплект для крепежа на раму. Но в моём случае в одном из моторов крепёж отсутствовал, хотя коробка была запечатана заводской наклейкой.
Комплект моторов Racerstar Racing Edition BR2205 2600KV позиционируется как бюджетный вариант для сетапа FPV коптеров с рамами под 5` пропы. Питание моторов 2-4S. 2600KV – означает 2600 оборотов на вольт. Более подробно с установкой подобных моторов на коптер можно ознакомиться в этой статье – Собираем FPV квадрокоптер на базе рамы – Realacc Kylin 210.
В комплекте два мотора с гайкой под левую резьбу и два под правую резьбу. Это необходимо для того, чтобы пропеллеры самозатягивались и не откручивались при зацепе пропами веток или при падении, если не успели вовремя задизармить коптер.
Вес комплекта из четырёх штук 115 г.
Диаметр моторов 27.9 мм.
Диаметр вала под пропеллер 5 мм.
Фазные провода 22 AWG. Длина проводов 70 мм, этой длины недостаточно для подключения к регуляторам 4 in 1, даже на двухсотых рамах.
Валы моторов зафиксированы стальными клипсами с подложенными под ними шайбами. На одном из моторов шайба отсутствовала. В сети были жалобы на то, что во время полётов с моторов слетают клипсы прямо в полёте, не знаю, может от партии зависит, но тестируемые мной 2205 налетали уже достаточно много, и пока клипсы на месте.
Снимем клипсу с вала и разбираем моторчик.
Стальной вал диаметром 3 мм, зафиксирован бонкой в колоколе из алюминиевого сплава. Подшипники размера – 3*8*4 (3 — внутренний диаметр под вал, 8 – внешний диаметр, 4 — высота подшипника в миллиметрах). Запасные подшипники для моторов я всегда покупаю в FUSHI Official Store на Али.
Намотка тонким проводом внавал. Качество намотки оставляет желать лучшего. Более дорогие моторы мотают толстым проводом виток к витку.
Магниты не скруглённые, на колоколе видны следы балансировки с помощью мастики синего цвета.
Интересная деталь. Один из моторов комплекта имеет колокол цвет, которого немного отличается от остальных (на фото в центре). Сразу на ум приходит фраза – я его слепила из того, что было.
Один из моторов как раз тот, у которого отсутствовала шайба под клипсой, на малых оборотах уходил в срыв синхронизации, если поддать газку то все ОК. На полёте это никак не отразилось.
Полетал на этих моторках, пропы – трёшки 5045. Моторки тянут средне, чувствуется нехватка тяги по сравнению, например, с Racerstar Racing Edition BR2306S, но про них будет отдельный разговор. Для начинающих небольшой недостаток тяги, думаю, не критичен.
В полёте мне удалось выжать из четырёх BR2205 максимум 62A (пиковый ток за полёт). Регуляторы –
Racerstar RS40A V2
.
Тест BR2205 2600KV на стенде. Со всеми любимыми трёхлопастными 5045, мотор выжал 900 грамм тяги с максимальным током 29А. Весьма неплохо учитывая цену моторов. Дорогие брендовые выжимают до 2000 грамм, но комплект таких моторов стоит как – «чугунный мост». Например, комплект из четырёх
Emax RS2306 2400KV
обойдётся в 74$, а моторы, рассчитанные на 5-6S итого дороже. Учитывая, что для новичков моторы — это расходный материал, использовать дорогие моторы для тренировок, на мой взгляд, нецелесообразно. Да они круто «валят», и в них много дури, при наличии хороших акумов.
Стендовые тесты BR2205 2300KV:
Тесты моторов BR2205 серии «S» c металлическим полым валом:
Отдельно хотел рассказать про моторы «S» серии. От обычных они отличаются полым металлическим валом диаметром 4 мм (
подшипники 4*9*4
). Магниты и намотка, на мой взгляд, одинаковые. Но мой опыт использования этих моторов весьма печальный. У меня было два комплекта моторов
Racerstar Racing Edition BR2306S 2400KV
, и все моторы благополучно отлетали не более чем по 6-7 полётов. Я не знаю с чем это связано, но в «S» серии разбиваются посадочные места под подшипники и после нескольких полётов даже без падений люфт на валах моторов просто катастрофически большой, доходило до полутора миллиметров. Замена подшипников естественно ситуацию никак не исправляет. У обычных BR2205 тоже есть небольшой люфт прямо из коробки. Но он не прогрессирует и остаётся в пределах нормы, не сводит гиру сума.
Racerstar BR2205 – неплохая серия бюджетных моторчиков для FPV квадрика, особенно для начинающих, у которых падения и жёсткие посадки, обыденное дело. Одно дело укокошить комплект моторов за 75-90$ или за 31$, разница есть. Из минусов: некомплект по крепежу в одном из моторов; небольшой непрогрессирующий люфт; отсутствие шайбы под клипсой. Больше претензий у меня к моторам пока нет, для тренировок и новичков – рекомендую. По возможности буду дальше продолжать летать на этих моторах, если с моторами возникнут проблемы, то добавлю в эту статью отдельным пунктом.
Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.
Двигатели для квадрокоптеров из китая
Мы нашли 2073 двигателей для квадрокоптеров. Средняя стоимость предложений в категории: 1228 рублей.
§
Мы нашли 537 двигателей для квадрокоптеров бренда RCMOY. Средняя цена всех товаров в разделе двигатели для квадрокоптеров — 1228 руб.
Этот бренд дороже на 12% чем другие товары раздела.
§
Мы нашли 537 двигателей для квадрокоптеров бренда RCMOY. Средняя стоимость предложений в категории двигатели для квадрокоптеров: 1228 рублей.
Эта марка дороже на 12% чем остальные предложения в разделе.
§
Мы нашли 537 двигателей для квадрокоптеров бренда RCMOY. Средняя стоимость предложений рубрики двигатели для квадрокоптеров: 1228 рублей.
Эта марка дороже на 12% чем остальные предложения категории.
§
Мы нашли 537 двигателей для квадрокоптеров бренда RCMOY. Средняя стоимость предложений рубрики двигатели для квадрокоптеров: 1228 рублей.
Эта марка дороже на 12% чем остальные предложения в категории.
§
Мы нашли 537 двигателей для квадрокоптеров бренда RCMOY. Средняя цена всех товаров раздела двигатели для квадрокоптеров — 1228 руб.
Этот бренд дороже на 12% чем другие товары в разделе.
Краткий гайд по квадрокоптерам для fpv. часть третья – про двигатели и регуляторы.
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):
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.
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 =)
Моторы и пропеллеры
Из-за вращения моторов в разные стороны приходится использовать разнонаправленные пропеллеры: прямого вращения (против часовой) и обратного вращения (по часовой). Обычно используются двухлопастные пропеллеры, их легче балансировать и найти магазинах, в то время как трехлопастные дадут больше тяги при меньшем диаметре винта, но доставят много головной боли при балансировке.
Плохой (дешевый и неотбалансированный) пропеллер может развалиться в полете или вызвать сильные вибрации, которые передадутся на датчики полетного контроллера. Это приведет к серьезным проблемам со стабилизацией и вызовет сильное смазывание и «желе» на видео, если ты снимаешь что-то с коптера или летаешь с видом от первого лица.
он же ESC
У любого пропеллера есть два основных параметра: диаметр и шаг. Их обозначают по-разному: 10 × 4.5, 10 × 45 или просто 1045. Это означает, что диаметр пропеллера 10 дюймов, а его шаг 4,5 дюйма. Чем длиннее пропеллер и больше шаг, тем большую тягу он сможет создавать, но при этом повысится нагрузка на мотор и увеличится потребление тока, в результате он может сильно перегреться и электроника выйдет из строя.
Поэтому винты подбираются под мотор. Ну или мотор под винты, тут как посмотреть. Обычно на сайтах продавцов моторов можно встретить информацию о рекомендуемых пропеллерах и аккумуляторах для выбранного мотора, а также тесты создаваемой тяги и эффективности.
Также чем больше винт, тем больше его инерция. Если нужна маневренность, лучше выбрать винты с большим шагом или трехлопастные. Они при том же размере создают тягу в 1,2–1,5 раза больше. Понятно, что винты и скорость их вращения нужно подбирать так, чтобы они смогли создать тягу большую, чем вес аппарата.
И наконец, бесколлекторные моторы. У моторов есть ключевой параметр — kV. Это количество оборотов в минуту, которые сделает мотор, на поданный вольт напряжения. Это не мощность мотора, это его, скажем так, «передаточное число». Чем меньше kV, тем меньше оборотов, но выше крутящий момент.
Чем больше kV при той же мощности, тем больше оборотов и ниже момент. При выборе мотора ориентируются на то, что в штатном режиме он будет работать при мощности 50% от максимальной. Не стоит думать, что чем kV больше — тем лучше, для коптеров с типичной 3S-батареей рекомендуемое число находится в диапазоне от 700 до 1000 kV.
Теория полета
https://www.youtube.com/watch?v=BMsI5ajD3Tc
В теории полета (аэродинамике) принято выделять три угла (или три оси вращения), которые задают ориентацию и направление вектора движения летательного аппарата. Проще говоря, летательный аппарат куда-то «смотрит» и куда-то двигается. Причем двигаться он может не туда, куда «смотрит».
Три эти угла принято называть крен, тангаж и рыскание. Крен — это поворот аппарата вокруг его продольной оси (оси, которая проходит от носа до хвоста). Тангаж — это поворот вокруг его поперечной оси (клюет носом, задирает хвост). Рыскание — поворот вокруг вертикальной оси, больше всего похожий на поворот в «наземном» понимании.
В классической схеме вертолета основной винт при помощи автомата перекоса лопастей управляет креном и тангажем. Так как основной винт обладает ненулевым сопротивлением воздуха, у вертолета возникает вращающий момент, направленный в сторону, противоположную вращению винта, и, чтобы его скомпенсировать, у вертолета есть хвостовой винт.
Изменяя производительность хвостового винта (оборотами или шагом), классический вертолет управляет своим рысканием. В нашем же случае все сложнее. У нас есть четыре винта, два из них вращаются по часовой стрелке, два — против часовой. В большинстве конфигураций используются винты с неизменяемым шагом и управлять можно только их оборотами.
Если мы увеличим обороты одного винта, вращающегося по часовой стрелке, и уменьшим обороты другого винта, вращающегося по часовой стрелке, то мы сохраним общий момент вращения и рыскание по-прежнему будет нулевым, но крен или тангаж (в зависимости от того, где мы сделаем ему «нос») изменятся.
А если мы увеличим обороты на обоих винтах, вращающихся по часовой стрелке, а на винтах, вращающихся против часовой стрелки, уменьшим (чтобы сохранить общую подъемную силу), то возникнет вращающий момент, который изменит угол рыскания. Понятное дело, что все это будем делать не мы сами, а бортовой компьютер, который будет принимать сигнал с ручек управления, добавлять поправки с акселерометра и гироскопа и крутить винтами, как ему надо.
Для того чтобы спроектировать коптер, необходимо найти баланс между весом, временем полета, мощностью двигателей и другими характеристиками. Все это зависит от конкретных задач. Все хотят, чтобы коптер летал выше, быстрее и дольше, но в среднем время полета составляет от 10 до 20 минут в зависимости от емкости аккумулятора и общего полетного веса.
Стоит запомнить, что все характеристики связаны между собой и, к примеру, увеличение емкости аккумулятора приведет к увеличению веса и, как следствие, к уменьшению времени полета. Чтобы узнать, сколько примерно твоя конструкция будет висеть в воздухе и сможет ли вообще оторваться от земли, существует хороший онлайн-калькулятор radiocopter.ru.
Но прежде чем вбивать в него данные, нужно сформулировать требования к будущему аппарату. Будешь ли ты устанавливать на аппарат камеру или другую технику? Насколько быстрым должен быть аппарат? Как далеко тебе нужно летать? Давай посмотрим на характеристики различных компонентов.
