Квадрокоптер: дотянуться до небес / Хабр

Квадрокоптер: дотянуться до небес / Хабр Квадрокоптеры
Содержание
  1. Что нужно, чтобы летать по fpv?
  2. 2 GHz / 1.3GHz
  3. 4GHz
  4. 3GHz
  5. 900mhz
  6. Flysky
  7. Flysky pl18 paladin
  8. Fpv rc – пульт для дальних полетов и антенное хозяйство
  9. Frsky
  10. Houston we have a problem
  11. Jumper t16
  12. Jumper t-lite
  13. Osd для fpv полета
  14. Radiomaster tx12
  15. Аккумулятор и питание передатчика (пульта)
  16. Взглянем поближе
  17. Время отрыва от земли
  18. Выбор приемника
  19. Высота нас зовёт
  20. Длина антенн у разных приемников
  21. Длина экранирующей оплетки антенны
  22. Заветная даль
  23. Запасные антенны
  24. Как работает аппаратура управления авиамоделями?
  25. Как рассчитать длину антенны — 31,23 мм
  26. Какие факторы влияют на выбор аппаратуры радиоуправления?
  27. Камера sony для fpv полетов на квадрокотпере
  28. Количество каналов
  29. Многопротокольность
  30. Набор для fpv полета на квадрокоптере
  31. Отличия частот fpv
  32. Переделки, время полета и аварии
  33. Персонализированный заказ
  34. Подбор комплектующих
  35. Поддержка внешних rf модулей
  36. Поддержка телеметрии
  37. Приемопередающая аппаратура
  38. Режим тренера (trainer port) и совместимость
  39. Ремонт антенны 2,4ггц
  40. Сборка
  41. Совместимость системы
  42. Строение антенны 2,4ггц
  43. Тестирование и сравнение
  44. Увеличение дальности fpv
  45. Увеличение дальности полета за счет антенны
  46. Установка lrs модуля в пульт управления
  47. Установка промежуточного усилителя на пульт управления квадрокоптером
  48. Цена передатчика (пульта)
  49. Цена приемника
  50. Эргономика
  51. Вместо заключения

Что нужно, чтобы летать по fpv?

Для этого нужны 2 беспроводные линии связи:

  • 1 линия — используется для приема/передачи сигнала;
  • 2 линия — прием видео от беспилотника.

Нюанс в том, что эти частоты должны быть в разных диапазонах, иначе они будут мешать друг другу.

Наиболее распространенная и популярная частота FPV, точнее, их две:

  • 2.4GHz — используется для радиоуправления;
  • 5.8GHz — используется для приема видео.

Но знаете ли вы, что есть еще и другие частоты, которые также могут использоваться для полетов FPV? Далее в статье мы как раз и рассмотрим вопрос — частота FPV, какая она бывает?

2 GHz / 1.3GHz

Эти две частоты обеспечивают большую дальность и способность к проникновению через препятствия. Но когда есть такие плюсы, есть и минусы. Минусом будут большие антенны, а также эти частоты «мешают» частоте 2.4G. Для решения последней проблемы используют фильтры нижних частот.

4GHz

Хорошее соотношение диапазона к мощности, но способность обходить препятствия меньше, чем 900 и 1,2GHz, но намного лучше, чем 5.8G.

Однако, следует учитывать факт, что эта частота FPV используется очень многим оборудованием — Wi-Fi, блютуз, различные авиамодели и даже микроволновки, поэтому вы можете столкнуться с помехами. В прочем, как и 5.8G, ведь она более свободна и некоторые производители уже во всю выпускают оборудование под эту частоту.

Поэтому, если вдруг вы решите использовать эту частоту для видеоприема, то для управления придется использовать другу частоту, например Crossfire и R9M. Как правило, эти частоты используют для сборок дальномеров, то есть для тех моделей, на которых хотят далеко летать, по крайней мере, дальше, чем с видео на 5.8G.

3GHz

3.3G — это относительно новая частота для FPV и потенциально хорошая альтернатива для частот 1.2 и 5.8G, так как это «золотая середина». Также, как и 5.8G, эта частота не мешает частотам управления — 2.4Ghz и 900MHz. Тем не менее, 3.3GHz незаконна для использования во многих странах для полетов по FPV.

900mhz

Чем ниже частота, тем больше диапазон принятия сигнала и выше уровень прохождения сквозь препятствия. В теории, частота 900MHz должна была быть ТОП-1 в списке, тем не менее, эту частоту используют реже всех для FPV из-за огромных антенн и минимального выбора оборудования.

Flysky

Рекомендуем для новичков или для тех, кто не уверен, понравится ли ему хобби! Это лучшая бюджетная версия передатчика на рынке. Приемлемое качество за малые деньги. В большинстве магазинов цена на пульт с приемником не превышает 50$. Приемник для пульта FlySky называется FS-i6 и обычно идет вместе с пультом.

Flysky pl18 paladin

Эта аппаратура имет механизм стиков с эффектом Холла, цветным экраном и прошивку FlySky. Также у аппаратуры будет 8 переключателей — 2 из них трехпозиционные, 3 поворотных пота (барашки), 2 слайдера по бокам и 4 триммера (для тонкой настройки положения стиков).

Fpv rc – пульт для дальних полетов и антенное хозяйство

Если вы увлекаетесь радио моделизмом, то статья может вам показаться интересной. Расскажу о том как я сделал свою “наземную станцию” для дальних полетов с FPV.

FPV RC - пульт для дальних полетов

Уже не помню сколько было вариантов. Начиналось все с ноутбука, камеры захвата изображения, длинных проводов до машины которая питала все это хозяйство. Просто придти и полетать в поле было нельзя, нужно было тщательно готовиться и проверять по десять раз что бы ничего не забыть. Надоело.

Для полетов без камеры аппаратуре FlySky FS-T6 вполне хватало т.к. когда пропадала видимость самолета с земли тогда начинались проблемы со связью. Перебои начинались уже на 400-500 метрах. Когда была установлена fpv камера проблемы со связью стали сильно досаждать.В начале был куплен Wi-Fi бустер на 2 вата, потом заменен fpv приемник/передатчик с 5.8Ghz 200mWt на 1.2Ghz 600mWt. Но тут начались проблемы с смежными частотами RC управления на 2.4Ghz и fpv 1.2Ghz. Частично они решились переходом на 5 канал видео связи но наводки fpv передатчика заметно снижали дальность. Пришлось изобретать направленные антенны: Патч на 1.2Ghz и бабочка на 2.4Ghz. Обо всем по порядку.

Аппаратура FS-T6 имеет отсек для пальчиковых батареек. Серьезную нагрузку пальчики не выдержат. В отсек хорошо поместился Li-Po аккумулятор 1500mA/h 11.1v которого вполне хватает на несколько долгих полетов. Пришлось сделать пару отверстий для креплений и притянуть его стяжками. Питающий провод был подпаян к клеммам аппаратуры. За одно был выведен из корпуса провод питания от выключателя. Таким образом я могу при включении аппаратуры сразу подавать питание на все дополнительные потребители. Удобно!

FPV RC - пульт для дальних полетов

Пока разобранный передатчик не был обратно собран нужно сделать еще одну штуку – выкинуть штатную антенну-сосиску, рассверлить отверстие где была старая антенна, поставить в нее купленный высокочастотный разъем “папа” и подпоять его к передатчику. После сборки будет выглядеть так:

FPV RC - пульт для дальних полетов

Пульт был закреплен на куске винилового сайдинга 4-я стяжками. Далее было насверлено множество отверстий для крепления компонентов:

  • приемник 5.8ghz
  • приемник 1.2Ghz
  • wi-fi бустер 2.4Ghz
  • кастом преобразователь 12v – 5v (для питания бустера)
  • 5” дисплей для аналогового сигнала
  • площадка для крепления антенн

При подключении никаких хитростей нет. Нужно только прикупить 3 высокочастотных переходника-удлинителя типа мама-мама для подключения передающего сигнала от пульта к бустеру и от бустера к антенне; от fpv приемника к антенне.
К слову сказать, если вы любите летать вокруг себя, то направленная антенна вам не нужна. Летайте на штатных “сосисках” или “клеверах”. Они дают ровный сигнал во все стороны и не придется вертеться в след за самолетом, но дальность приема сильно упадет.

Смотрите про коптеры:  Бензиновые квадроциклы для подростков и взрослых с максимальной нагрузкой до 150 кг в магазине

Купленный мною бустер оказался с питанием от 5 вольт.

Wi-fi бустер на 2 вата

Подключать напрямую к 12 вольтам не хотелось. Пришлось изобретать преобразователь.

Преобразователь из 12 в 5 вольт

Преобразователь собран на микросхеме KP142EH5A и посажен на радиатор. Схема преобразователя очень проста:

Преобразователь из 12 в 5 вольт

Видео приемники подключены к дисплею одновременно. Оказалось очень удобно т.к. дисплей имел два входа. Переключениями между входами штатно осуществляется нажатием кнопки V1/V2 на самом дисплее.

FPV приемники

Антенное хозяйство выполнено на куске одностороннего текстолита. Обклеяно скотчем, что бы не ржавело. Можно было и покрасить…

Направленный антенны для FPV

Направленная патч антенна на 1.Ghz с высоким коэффициентом усиления выполнялась по этой схеме:

Чертеж направленной патч антенны на 1.2ghz

Расстояние между пластинами 11.6мм. Перемычки из диэлектрика. На задней стороне припаян высокочастотный разъем “папа”.

Направленная патч антенна 1.2Ghz

Широкополосная направленная антенна бабочка для wi-fi делалась по схеме:

Чертеж широкополосной антенны бабочки 4.2GhzАнтенна бабочка 4.2Ghz

Конструкция получилась увесистая (можно ею отбиваться в подворотне), но напряжения при удержании руках не испытываю. Всегда можно накинуть шнурок на проушину аппаратуры.

FPV RC - пульт для дальних полетов

Frsky

FrSky производят и продают всем известные Taranis. Я думаю, любой пилот как минимум просто слышал о нем. Когда они вышли на рынок с Таранис, то буквально сдули с арены всех производителей. FrSky зарекомендовали себя как качественная и безотказная аппаратура управления с множеством функций и каналов.

Электроника собрана из качественных компонентов, которые выводят мощность передатчика на высокий уровень. Об этом говорит и поддержка сообщества, ведь Taranis — это самая популярная аппаратура у пилотов авиамоделей. Также как и у FlySky — купить запчасти или приемники — не проблема.

FrSky пошли навстречу пилотам дронов и выпустили версию Taranis QX7 с минимальным набором функций, но зато недорогую. К тому же, эта версия выглядит лучше, чем X9D. Для гоночных дронов мы рекомендуем покупать Taranis QX7 из всей линейки FrSky.

Аппаратура этого бренда отлично подходит для модернизации с помощью RF-модулей.

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!

Jumper t16

JUMPER T16 можно сказать ворвался на рынок и сообщество FPV пилотов точно будет в восторге. Эта аппаратура предлагает множество функций по сравнительно низкой цене и Frsky Taranis X9D с QX7 наконец-то столкнулись с настоящим конкурентом.

Jumper t-lite

Лучшая бюджетная многопротокольная аппаратура. В устройстве есть встроенный многопротокольный модуль, который позволяет подключаться практически ко всем известным брендам радиомоделей, включая игрушки типа Syma.

Аппаратура компактная, в стиле геймпада, экран маленький, но это совершенно не мешает эксплуатации. Механизмы стиков на подшипниках и датчиках Холла. Есть возможность подключать внешний RF-модуль, главное сравнивайте какой ток он будет потреблять, слишком мощные не подойдут.

Приемники для Jumper можно покупать любые, кроме TBS конечно же, ведь там используются другие частоты и протоколы.

Цена всего 66$, но возможно скоро немного повысится.

Osd для fpv полета

OSD — это On Screen Display — вывод информации на дисплей во время полета. Включается этот модуль в разрыв между камерой и видеопередатчиком. В результате вы видите на экране время полета и напряжение. Напряжение — это очень актуально, так как когда аккумулятор “закончится” квадрокоптер просто упадет и надо заранее планировать посадку.

Кроме этого вам потребуется монитор для просмотра или видеоочки. Для первых полетов желателен монитор — тогда можно переводить взгляд с квадрокоптера на изображение с камеры и координировать полет. В первых полетах очень сложно сродниться с управлением через камеру и требуется практика.

При этом, взлет и посадку лучше проводить визуально — без помощи монитора и камеры.

В качестве монитора можно использовать небольшой LCD телевизор или монитор от камеры заднего вида из автомобиля.

Если у вас нет подходящего монитора, то можно взять комплект Все в одном — к нему потребуется докупить только OSD модуль.

Radiomaster tx12

Radiomaster TX12 — это бюджетная аппаратура управления от одноименного бренда с дизайном как у Jumper T12. Аппаратура для тех, кому не нужны 10 переключателей и куча различных настроек и протоколов, но нужно качество. Это серьезный конкурент бюджетной аппаратуре от FlySky.

Аккумулятор и питание передатчика (пульта)

Пульт управления может получать питание 4 разными способами и от этого тоже зависит удобство использования:

  1. Батарейки типа «АА». Это самый простой и дешевый вариант запитать пульт управления. Как правило, в пульт их нужно 4 штуки. Долговечность — смотря какие вы купите и как много времени будете использовать пульт. Меняются легко, а запасные много места в рюкзаке не занимают. Можно также использовать перезаряжаемые аккумуляторы (тоже пальчиковые).
  2. NiCd или NiMH аккумуляторы. Могут быть разных размеров, так как их обычно стягивают термоусадкой в единую батарею. Недостатком будет малая емкость и эффект памяти — со временем они будут терять емкость и их нужно будет заменять.
  3. LiPo аккумуляторы. В пультах LiPo используют маломощные варианты. У них большая емкость, нет эффекта памяти. Одного заряда будет хватать на долгое время. Плюс к этому, такой аккумулятор прослужит долго благодаря бережной эксплуатации.
  4. Li-ion аккумуляторы или элементы 18650. Некоторые современные пульты используют такие элементы, они компактные, а запас емкости больше, чем у всех остальных.

Взглянем поближе

Обе антенны: на передатчике (TX) и на приемнике (RX) имеют по 4 лепестка, но сделаны они по разному: TX сделана из более прочного материала и имеет защитный корпус напечатанный на 3D принтере.

Кабель на антенне TX очень гибкий, но он не фиксируется как в случае Fatshark Spironet. Думаю это сделано для того чтобы было меньше последствий от удара.

Антенну приемника можно согнуть под любым углом.

Время отрыва от земли

С купленными вначале батареями на 2650 mAh время полета с увеличением веса стало уменьшаться. Решил попробовать подсоединить обе батареи параллельно. Время полета 14 минут. Отлично. Если просто висеть, то и того больше. Заказал 2 батареи по 5000 mAh.

Смотрите про коптеры:  Как подключить квадрокоптер к телефону (планшету). Инструкция

Выбор приемника

Следующим этапом будет выбор приемника. Помните, что как только вы выбрали пульт без многопротокольного модуля, вы привязываетесь к этому бренду и приемники должны быть этой же фирмы. Ниже написано о некоторых параметрах, на которые стоит обращать внимание при покупке приемников:

  • Размер. Меньше не значит хуже. При выборе радиоприемников следует делать выбор в пользу маленьких и компактных. Это меньший вес и занимаемое пространство, а работать будет также, как и большой. Большие приемники просто не поместятся в большинство сборок мини квадрокоптеров.
  • Поддерживает ли приемник SERIAL протоколы, такие как “SBUS”, “SRXL” и “IBUS”. С такими протоколами гораздо легче и проще выполнить соединение с полетным контроллером.
  • Антенны. Если антенны 2, то это хорошо, так как от этого увеличивается диапазон покрытия и приемник лучше будет принимать сигнал у препятствий.
  • Длина антенн. Чем длиннее, тем лучше. Это связано с тем, что карбон (рама) не пропускает радиоволны, поэтому антенны нужно выносить за пределы рам для лучшего принятия сигнала.
  • Цена. Приемники для некоторых систем неадекватно дорогие.

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!

Длина антенн у разных приемников

Длина волны 1/4 2,4 ГГц составляет 31,23 мм, но почему некоторые приемники имеют разную длину антенны? Мы измерили антенны на нескольких разных Frsky RX:

  • R-XSR – 23.5мм
  • X4R-SB – 33.25мм
  • XSR – 26мм
  • XM – 23мм

Как уже говорилось выше, слишком короткая или слишком длинная антенная меняет свое сопротивление и индуктивность, а это сдвигает резонансную частоту. Но по факту, можно настроить емкостное сопротивление и индуктивность, добавив к корню антенны индуктор или конденсатор и теоретически, так можно настроить антенну на любую нужную длину.

Возможно, поэтому некоторые приемники имеют более длинные или более короткие антенны, чем 31 мм.

Моя рекомендация, используйте такую же длину антенны, как у оригинальной, потому что приемники не всегда оптимизированы для длины радиоволны 1/4.

Длина экранирующей оплетки антенны

Еще одна теория гласит, что длина экранирующей оплетки тоже имеет большое значение и может влиять на работу антенны. Я не знаком с концепцией, но мне говорят, что, если оставить экранированную часть антенны на длине волны в несколько четвертей, можно улучшить характеристики антенны.

При ремонте антенны, обычно необходимо укоротить экранирующую оплетку на нечетную длину, что может испортить настройку антенны на 1/4 волны и вызвать различные помехи. Интересное наблюдение — приемник XSR имеет экранированный провод с длиной волны 3/4, но такого нет у других приемников Frsky.

При попытке оправдать теорию с длиной экранирующей оплетки, ничего не подтвердилось. По-моему опыту, никаких заметных изменений не произошло при попытке изменения длины этой оплетки. На одном моем квадрокоптере я оставил оплетку (экранирующую) всего в 2 см от конца антенны, но он также хорошо работал, как и до этого (в пределах 800м). Возможно, надо было слетать дальше, чтобы почувствовать разницу.

Если вы хотите летать безопасно, то лучше следить за длиной оригинальной антенны и после замены укоротить ее до такого же уровня, как у оригинала.

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…

Запасные антенны

При повреждении антенн, я сначала пытаюсь ее отремонтировать, но если начинают появляться помехи или потери сигнала, я просто меняю старую на новую, чтобы избежать проблем.

Обратите внимание, что в последней серии приемников Frsky они начали использовать меньшую версию разъема IPEX под названием «IPEX 4-го поколения». Будьте предельно осторожны при покупке запасных антенн для ваших приемников Frsky и не ошибитесь.

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 это грубо Wi-Fi роутер, к которому подключается квадрокоптер. На самом деле, DJI обменивается данными пульт-квадрокоптер по технологии Ocusync.

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 их 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: если аппаратура не с многопротокольным модулем, то покупать пульт управления и приемник нужно только одной фирмы!

Если вы покупаете пульт FrSky Taranis, то вам необходимо купить приемник этого же производителя, то есть 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.

Сейчас набирают популярность пульты с многопротокольным модулем. Такая аппаратура управления может подключаться к огромному количеству различных приемников разных брендов, вам нужно в настройках лишь выбрать название бренда и тип приемника. К таким относится, например, Jumper T-Lite. Есть и другая аппаратура.

Как рассчитать длину антенны — 31,23 мм

Длина активного элемента антенны определяется длиной радиоволны. Резонансная частота составляет 1/4 длины волны сигнала, где индуктивность и емкостное сопротивление могут создавать друг другу помехи. В этом момент принимаемый сигнал этой частоты — самый сильный.

Смотрите про коптеры:  Какой квадрокоптер лучше выбрать начинающему?

Если антенна будет слишком короткая, то у нее будет большое емкостное сопротивление, а у слишком длинной будет большая индуктивность. Дополнительное емкостное или индуктивное сопротивление приведет к ухудшению характеристик антенны.

Для 2,4 ГГц антенна 1/4 волны имеет длину около 31,23 мм.

Какие факторы влияют на выбор аппаратуры радиоуправления?

Ключевым моментов в выборе конкретной модели радиоаппаратуры будет понимание того, чем они отличаются. Зависит это и от того, чем вы собираетесь управлять, но так как наш сайт о квадрокоптерах, то упор будем делать на выбор аппаратуры управления квадрокоптером. Как ни странно, выбрав один раз аппаратуру, ее можно будет использовать на всех видах авиамоделей, будь то самолет, вертолет или квадрокоптер, еще корабли и прочие летающие/плавающие предметы :)

Камера sony для fpv полетов на квадрокотпере

Эта камера позволит видеть так, как будто вы пилотируете квадрокоптер сидя в его кабине. Весьма занимательное занятие — можно сказать полный полет и отрыв и полная безопасность! Максимум чем вы рискуете — это самим квадрокоптером, пилоты же рискуют жизнью.

Рекомендую так же посмотреть статью Камеры для FPV полетов на квадрокоптере.

Количество каналов

Количество каналов в описании аппаратуры управления — это количество моторов и прочих сервоприводов, которыми вы сможете управлять. По факту, это сейчас является ключевым моментом по выбору аппаратуры управления. Но на самом деле, это просто маркетинговый ход!

Да, раньше каждый канал был на счету и их было мало, но сейчас с современными технологиями их можно добавлять очень много и все ограничивается количеством переключателей на самом пульте. Зачастую на пульте слишком много всяких переключателей и половину вы даже не будете использовать.

На гоночных же вообще, кроме стиков нужен будет всего 1 трехпозиционный переключатель и 1 двухпозиционный — заармить, поменять режим полета с акро на стабилизацию и включить/отключить пищалку. Всё. Так что, не обращайте внимание на маркетинг с 999 каналами.

Многопротокольность

Технологии не стоят на месте и сейчас стала появляться аппаратура с встроенным многопротокольным модулем. Это замечательное решение, потому что с таким пультом вы сможете подключаться практически к любому дрону и даже игрушкам.

Есть два типа модуля:

CC2500:

  • Frsky, Futaba SFHSS, Hitec, Radiolink, Esky и Corona.

JP4IN1:

  • A7105: Flysky, Hubsan, AFHDS2A и другие;
  • CC2500: Frsky, Futaba SFHSS, Hitec, Radiolink, Esky, Corona и другие;
  • CYRF6936: DSM / DSMX, Walkera Devo, Wfly и другие;
  • NRF24L01: HISKY, Syma, ASSAN и другие.

По факту у JP4IN1 огромное количество доступных моделей и брендов. Зачем ограничивать себя в рамках одного бренда, когда можно использовать сразу все? При заказе аппаратуры выбирайте именно JP4IN1, так как CC2500 достаточно скудный набор совместимых протоколов.

Набор для fpv полета на квадрокоптере

В него входит монитор, камера, видеопередатчик и видеоприемник — в общем все, что бы начать практиковать FPV полеты на квадрокоптере.

В догонку можно поменять обычные антенны на “клевера”, они меньше весят и с ними можно отлетать по дальше.

По большей части установка клеверов на небольшие FPV квадрокоптеры — дань моде. Отлетать на таких мелких летательных аппаратах дальше 200 метров нет смысла, если упадет в траву или между деревьев,  то искать придется долго. А на расстоянии менее 500 метров и обычные антенны нормально работают.

Итак, когда посылка пришла — ее необходимо распаковать и установить все полученные компоненты на квадрокоптер.

О том, как это сделать смотрите видео инструкцию ниже.

Как видите — вполне простая процедура! 

Удачи в FPV полетах!

Обзоры квадрокоптеров

Отличия частот fpv

Как правило, низкая частота FPV обеспечивает бОльшую дальность и может более эффективно преодолевать препятствия.

К сожалению, не все частоты можно использовать в той стране, в которой вы живете и это закреплено на законодательном уровне. Поэтому вам лучше уточнить законы вашей страны, прежде чем использовать, например, 900MHz.

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.

Персонализированный заказ

Еще одна офигенная вещь — это то, что при заказе вы указываете на какую частоту ее настроить. Настроенная антенна особенно хорошо работает на выбранной частоте, и в этом случае вы получите наилучший сигнал, а передатчик будет меньше греться.

Кроме того, можно выбрать тип разъема SMA или RP-SMA, и его вид: прямой или угловой.

Да, еще можно выбрать направление поляризации LHCP (левая поляризация) и RHCP (правая поляризация).

Та пара, что я рассматриваю, была заказана с прямым разъемом на передатчике и с угловым разъемом на приемнике (для использования с FPV очками). Также я попросил настроить ее на частоту 5860МГц (7 канал сетки ImmersionRC), этот канал я использую чаще всего.

Тестирование антенны было делом не простым. Первая посылка была потеряна, так что пришлось ждать еще месяц пока не придет повторная. После этого была очень плохая погода, было слишком сыро чтобы проводить тесты на дальность. Спасибо Кристиану (Christian), владельцу FlyingMachines.de за его терпение и понимание.

Подбор комплектующих

Начать проще всего с камеры и вот почему: подавать питание на неё я планирую с видео-передатчика, а значит мне необходимо знать рабочее напряжение камеры. Сперва надо определиться с типом матрицы: CCD (charge-coupled device, ПЗС — прибор с обратной зарядной связью)

Поддержка внешних rf модулей

RF модуль — это такая пластиковая коробочка, которая крепится на задней части пульта управления и умеет передавать сигнал не только на частоте 2.4GHz, но и на других, а также умеет общаться с другими приемниками, например, приемниками Spektrum или вообще представляет из себя многопротокольный модуль под все известные бренды, как вы могли прочитать выше в статье.

Как узнать, поддерживает ли ваш пульт RF-модуль? Легко, на задней части пульта будет специальный прямоугольный разъем. Самый популярный тип модулей «JR», такой используется у FrSky.

Поддержка телеметрии

Телеметрия
Телеметрия

Некоторая аппаратура управления поддерживает двухстороннюю связь приемник=передатчик, то есть 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 много 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.

На сегодня у всех современных полетных контроллеров есть встроенное OSD и все передается без каких-либо дополнительных доработок в виде установки модуля MinimOSD. Сейчас разве что RSSI передается только приемником и по отдельному каналу.

Этот пункт можно считать не особо важным в выборе приемника.

Приемопередающая аппаратура


Для радиомоделей самые распространенные частоты передачи видео сигнала это:

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.

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:

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:

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.

Режим тренера (trainer port) и совместимость

Режим тренера это очень крутая функция у передатчиков. Как понятно из названия, функция нужна для тренировок. Например, вы новичок и еще очень плохо летаете, но у вас есть опытный друг, который летает отлично. Вы включаете на своих пультах функцию Тренер (Trainer Port) и ваши пульты подключаются друг к другу, получается как бы один пульт с дублированным управлением, прям как у автомобилей в автошколах.

Режим тренера это отличный способ научиться летать, а также научить летать свою семью, друзей. Если у вас есть такой порт, то тут история как с приемником = передатчиком, пульты должны быть одной фирмы.

Ремонт антенны 2,4ггц

Ремонт не сложный и я думаю, каждый с ним справится:

  • Возьмите оставшийся конец антенны
  • Отмерьте 31.23 мм от конца и аккуратно отрежьте и удалите защитный пластиковый слой и оплетку экранирования, оставив только сам кабель антенны
  • Общая длина антенны не имеет значения, важны только 31,23 мм без оплетки и экранирования
  • Возможно, вы не сможете отмерить и отрезать сотые доли провода, но чем точнее отмерите и отрежете оплетку, тем лучше будет сигнал.

Сборка

Получив все детали я подключил всё оборудование, чтобы проверить его работоспособность. Напомню, что я вывел два разъёма от батареи для питания FPV-оборудования и “фар”. Кстати, ни в коем случае не включайте видеопередатчик без антенны – может сгореть. По проводке выходила такая схема:

Позднее, когда я заменил видеопередатчик и мне пришлось запитывать камеру от батареи, она изменилась на такую:

На этом же этапе разумно настроить расположение OSD на экране (возможные варианты переключаются нажатием на единственную кнопку на OSD) и пареметры камеры. Рекомендуются следующие установки (источник), в скобках даны значения для камер без ИК-фильтра (IR sensrtive):

  • Lens: Manual
  • Exposure
    • Shutter: AUTO
    • Brightness: 042 (065)
    • ACG: OFF
    • DWDR: ON – очень важно, включает цифровое расширение динамического диапазона D-WDR
    • Return
  • Backlight: OFF
  • White Bal: ATW1
  • Day & Night: Color
  • Special
    • Cam Title: ON
    • Motion: OFF – детектора движения, нужен для охранных камер
    • Privacy: OFF
    • Park. Line: OFF – отображение парковочных линий, нужны, если использовать камеру в качестве авторегистратора
    • Comm Adj
    • Version
    • Return
  • Image Adj
    • Lens Shad: ON
      • Level: 080
      • 2DNR: ON – включает цифровое подавление шума 2 DNR
      • Mirror: OFF – зеркальное отражение картинки
      • Font color
      • Contrast: 105
      • Sharpness: 23 (28)
      • Display: LCD
      • Gamma: 0.45
      • Ped level: 026 (050)
      • Color gain: 200 (250)
      • Neg. Image: OFF
      • Return
  • DPC
  • Language: ENGLISH
  • RESET
  • EXIT

После этого желательно проверить фокусировку камеры. Если что-то с ней не в порядке, можно подстроить повращав объектив.

Установку оборудования на квадрокоптер я начал с камеры. Первым делом я обработал её плату диэлектрелизующим лаком, а затем подклеил термоклеем все более-менее крупные детали (а их там целая одна), чтобы они не отвалились при аварии. Для крепления камеры я заказал 3D-печать этих деталей (деталь из файла washer.stl я не печатал).

Именно этот набор понравился возможностью менять угол камеры, а так же дугами, защищающими камеру при фронтальном столкновении. Далее выяснилось несколько не очень приятных вещей. Во-первых, моя камера не влезает в крепление, причём не влезает “конкретно”. Самое умное, что я придумал – совсем отпилить заднюю стенку крепления и закрепить камеру на нём термоклеем.

Во-вторых, выяснилось, что боковые детали одеваются не на алюминиевые стойки рамы, а вместо них. Вкручивать болтики в пластик показалось мне сомнительной затеей, поэтому я купил металлический прут с резьбой M3 и пропустил его отрезки через всю раму насквозь и закрутил гайками с нейлоновыми уплотнителями.

Вообще, часто рекомендуют крепить камеру через резиновые/силиконовые демпферы, как показано здесь.

На этом же этапе я стяжками и термоклеем закрепил “фары”. К слову сказать, они оказались очень мощными (3Вт вместе) и, как следствие, прожорливыми, так что лучше поставить на них какой-нибудь тумблер, чтобы можно было включать перед полётом только по необходимости.

Теперь надо было разобраться с креплением антенны к видеопередатчику, а это, пожалуй, самый замысловатый момент во всей установке FPV. Во-первых, антенну ни в коем случае не стоит крепить непосредственно к передатчику. Получается своего рода рычаг, где одним плечом служит антенна, другим – сам передатчик со всеми проводами, а место крепления разъёма будет точкой опоры, на которую придётся максимум нагрузки.

Таким образом, в случае аварии почти со 100% вероятностью разъём на плате передатчика отломается. Поэтому крепить антенну надо через какой-то переходник. Во-вторых, любой переходник сильно снижает мощность передатчика (пример). И в-третьих, антенна должна быть расположена вертикально или под очень небольшим углом.

Чаще всего передатчик крепят горизонтально снизу пластины рамы, а антенну выводят наверх через Г-образный переходник. Это вариант плох по двум причинам: 1) такой переходник сильнее всего снижает сигнал передатчика (на форумах пишут, что аж на 19%) и 2) соединение между антенной и передатчиком всё равно остаётся жёстким и опасность поломки разъёма при сильном ударе сохраняется.

Гораздо предпочтительнее использовать вместо такого переходника гибкий SMA/RP-SMA удлинитель вроде того, что купил я. Оптимальная длина удлинителя для 250-го квадрокоптера – 5-8см, хотя зависит от конкретной компоновки. Мне, например, впритык хватило 15см.

Кстати, короткие кабеля в продаже есть не всегда, но можно самостоятельно укоротить более длинный. Как это сделать, можно узнать тут, но следует учитывать, что на дешёвых китайских кабелях разъёмы одноразовые и если будете укорачивать такой кабель, лучше заранее купить новый SMA или RP-SMA разъём.

Второй момент, надо, чтобы сама антенна (речь идёт о “клевере”, а не о штатной “сосиске”), точнее её кабель, был достаточно мягким, либо крепить её так, чтобы при аварии антенна могла подогнуться и смягчить удар. Это минимизирует её повреждение при падении.

Кстати, у моей антенны AOMWAY кабель очень жёсткий. Чтобы нивелировать это, я закрепил её на кусочке пластика, гибкого, но достаточно жёсткого, чтобы антенну не мотыляло от собственного веса. Оптимальным был баллон от строительного герметика, из которого я вырезал подходящий кусочек. Я немного сместил антенну относительно продольной оси квадрокоптера, чтобы она не мешала засовывать/доставать батарею.

Последний момент, касающийся антенны – защита лепестков от повреждения. У AOMWAY это сомнительные фиксаторы снизу лепестков, но чаще используются кожухи на всю конструкцию. Такой кожух можно изготовить и самостоятельно, например, из скорлупки от “киндер-сюрприза” или половинки теннисного мячика, только очень желательно, чтобы сам кожух не косался лепестков антенны.

Последнее, что осталось – закрепить внутри корпуса видеопередатчик, OSD и LC-фильтр. Сначала я припаял провода к LC-фильтру и заплавил его в термоусадку. Плата OSD и видеопередатчик были запаяны производителями. Правда, на каждом из них есть по одной кнопке и я вырезал для них отверстия.

Теперь можно было крепить его внутри рамы. В этом мне очень помогла клейкая швейная липучка. Один небольшой кусочек я приклеил на раму, второй – на LC-фильтр. Затем я скрепил вместе LC-фильтр и OSD и приклеил их липучкой к раме. Чтобы липучка не мешала правильно разместить детали, постоянно сцепляясь, я прикрыл её кусочком бумаги, который потом вытащил.

Не буду подробно останавливаться на сборке шлема Quanum Goggle V2, так как в богато иллюстрированной инструкции, идущей к нему в комплекте, этот процес исчерпывающе показан. Упомяну лишь пару моментов, которые могут быть полезными. Иногда владельцы этого шлема жалуются на то, что при включении моторов или вскоре после начала полёта (3-5 сек) отключается видеоприёмник.

Проблема в том, что с монитора выходят два RCA-разъёма (они же “тюльпанчики”) и на обоих видеосигнал, а на некоторых приёмниках по двум таким же разъёмам подается картинка и звук. Получается, что звуковой канал подключается к видеоканалу монитора и при небольшом нагреве приёмник отключается.

Вторая “полезность” заключается в том, что при наличии свободной камеры, можно закрепить её на передней части шлема и при посадке квадрокоптера переключаться с FPV-камеры на неё и визуально сажать модель, что значительно удобнее. Как это сделать, показано на этом видео. Плата для переключения между двумя источниками видео идёт в комплекте со шлемом.

Квадрокоптер готов к полётам, причём теперь уже по FPV. Его вес с батареей составил 580 г, без батареи – 460 г. Приятных полётов и мягких посадок.

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 нескольких 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 антенны 2,4ггц

Обычная антенная для приемника квадрокоптера часто состоит из монопольной антенны в коаксильном кабеле.

Первым слоем у такой антенны идет пластиковая оплетка, затем экранированная металлическая оплетка в виде сетки, она предотвращает помехи (шум), ну и собственно, сам кабель антенны.

Убрав пластиковую и экранную оплетки, вы увидите активный элемент — антенну.

Тестирование и сравнение

Антенны от FlyingMachines я сравнивал с очень популярными антеннами Fatshark Spironet, используемые конфигурации:

  • Hawkeye 200mW VTX, 5860MHz, ImmersionRC band, ch7
  • FX799T 600mW VTX, 5740MHz, ImmersionRC band, ch1

Тестировал на дальность и проникаемость сигнала. У меня была возможность отлетать на 550 метров в парке, сигнал был кристально чистым, и шума совсем не было! (в любом случае, в гонках я так далеко не летаю 🙂 )

Кроме того я летал между рядами деревьев, сигнал был не очень хорош, но летать можно было.

Интересный результат. У этих антенн сравнимое качество. Но стоит отметить, что картинка при использовании антенны Flying Machines выглядит немного лучше и цвета ярче.

Увеличение дальности fpv

Кроме управления надо дорабатывать и FPV часть, так как улететь с одним из вышеприведенных вариантов то не проблема, но проблемой может стать потеря видеосигнала.

Для увеличения дальности можно установить видеопередатчик повышенной мощности.

– с нормальными антеннами позволяет улететь на 2-3 километра.

– дальность полета с таким видеопередатчиком будет около 10 км.

Так же можно улучшить и видеоприемник установкой на него .

Направленная антенна не позволит летать “вокруг себя”, но при полете в одну сторону сильно увеличит дальность приема даже на имеющемся видеопередатчике.

Константин, Обзор квадрокоптеров

Увеличение дальности полета за счет антенны

Можно установить антенну с большим dBi или установить параболический отражатель. На фотографии выше как  раз самодельный параболический отражатель.

Если нет желания делать такой своими руками, то можно купить готовый параболический отражатель  или .

Не смотря на свою простоту – такой антенный усилитель работает, в среднем дает прирост на 900 метров к полетам без усилителя.

На картинке выше – два полета, нижний – без параболического отражателя (1.3 километра), верхний с отражателем (2.4 км), как видите – прирост весьма значительный.

Установка lrs модуля в пульт управления

Третий способ увеличения дальности полета квадрокоптера – это установка LRS модуля. 

Купить и .

В пульт управления Taranis или Turnigy такой ВЧ модуль вставляется без проблем, останется только установить приемник в ваш квадрокоптер и можно будет отлетать на 3-5 км от точки взлета.

Установка промежуточного усилителя на пульт управления квадрокоптером

Обычный пульт управления имеет мощность передатчика в 10мВт, если между ВЧ частью и антенной поставить промежуточный усилитель в 1-2 Ватта, то дальность полета с 900 метров увеличится до 10 километров.

Я так далеко не отлетал, а знакомый проводил эксперимент – на приемник поставил RC-Switch, который включал лампочку. Лампу поставил на окно, отъехал на 10 км и с помощью подзорной трубы наблюдал как включается и выключается лампочка с помощью пульта управления. 🙂

Купить усилитель сигнала пульта управления можно .

Цена передатчика (пульта)

Радиопередатчик (пульт) — это пожалуй самый дорогой компонент, который вы купите для этого хобби. На рынке есть и недорогие модели, которые главным образом делают упор на свои многопротокольные модули и механизмы стиков, а уже потом на сенсорный экран в половину корпуса пульта.

Бренд Jumper доказал, что за даже за 66$ можно получить многопротокольный модуль, механизмы стиков на подшипниках и датчиках Холла. Конечно, экран там очень маленький и монохромный, но он особо и не нужен, главное есть точно такое же меню в OpenTX.

Цена приемника

Цена будет важным фактором, потому что скорее всего вы будете их ломать или вам понадобятся новые для новых моделей. Например, неадекватно дорогие приемники у Spektrum и Futaba — их можно заменить китайскими аналогами по нормальной цене. Лучше сразу избегать эти бренды и выбирать FrSky, Jumper или Radiomaster.

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 они с радостью покажут и расскажут 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, к которым можно легко дотянуться?
  • Есть ли у пульта 2-х или 3-х позиционные переключатели? Для квадрокоптеров они нужны.

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 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.

https://www.youtube.com/watch?v=SFJ2qeeLLfk

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.

Оцените статью
Добавить комментарий

Adblock
detector