Гоночный квадрокоптер walkera runner 250 advance

Форм фактор и аэродинамика

Кроме собственно веса HD камеры, еще важно учитывать при выборе ее размер и форму. Как минимум нужно рассчитать то, как камера сможет разместиться на ограниченном пространстве мини рамы квадрокоптера. Ну и аэродинамику нельзя упускать из виду, а то встанет она поперек корпуса и будет как парус работать.

Такие камеры как Xiaomi Yi или GoPro Hero 3 в профиль не широкие, но вот площадь у них большая и это не способствует хорошей аэродинамике, снижая скорость и ухудшая управляемость.

Мини рама Rotoracer PR210 с установленной GoPro Hero 3

Есть другой вариант, это низкопрофильные HD камеры Runcam 2 или Foxeer Legend. У них хорошая аэродинамика, но для установки требуют больше места на раме. На раму в форме буквы «H» такая камера встанет без проблем. А вот на «X» образные ее разместить будет не так просто.

Runcam 2 на раме в форме буквы H

Кубические камеры — это хорошие баланс между аэродинамикой и требуемым при монтаже на раму месте. Хороший пример — GoPro Session, Runcam 3 и Foxeer Box. Сейчас на рынке достаточно много рам для квадрокоптеров, которые уже изначально оборудованы местом для установки такого типа HD камер. Есть даже уже с защитным кожухом.

Мини рама Helix ZX6 с установленной камерой GoPro

Принцип действия

Давайте разберемся с принципом действия подробнее. Коптер это аэродинамически абсолютно нестабильный аппарат. Стабильным его полет делает бортовой компьютер или полетный контроллер.Для того, чтобы дрон накренился необходимо, чтобы два двигателя замедлили вращение, а два противоположных — наоборот увеличили.

Квадрокоптер DJI Mavic Air Fly More Combo

Коптер может повернуть (так называемое «рыскание») влево или вправо, ускоряя два двигателя, которые расположены по диагонали друг к другу, одновременно замедляя два других. Для перемещения доступны 3 оси — тангаж (pitch), крен (roll), рыскание (yaw). А также газ (Throttle).

Полетные характеристики

Eachine Racer 250 – аппарат, предназначенный для высокоскоростных полетов — максимальная скорость которую может развить дрон составляет 100 км/ч, при условии использования 4S аккумулятора. Квадрокоптер больше подойдет профессионалам, освоившим технику скоростного полета. Eachine 250 очень мощный и резкий летательный аппарат, к управлению им следует привыкать.

Шестиосевой гироскоп обеспечивает высокий уровень стабилизации и маневренности аппарата, благодаря этому есть возможность выполнять флипы и трюки высшего пилотажа. Время полета сравнительно небольшое и составляет 10-15 минут. Дальность полета, а соответственно и приема сигнала составляет в среднем 300 метров.

Очевидно, что качество картинки это самый важные момент для HD камеры.

Прочность и защита от повреждений

Если вы ставите HD камеру на мини квадрокоптер то она становиться самой выдающейся частью корпуса и чаще всего страдает первой при падениях и столкновениях. Особенно незащищенным является ее объектив. Есть конечно модели с установленной защитой, но таковую можно сделать и самостоятельно или купить отдельно, для всех популярных моделей камер таковые имеются в продаже.

К примеру, на GoPro Session и Runcam 3 можно установить защиту в виде закаленного стекла. Но даже если вы не смогли найти в продаже защиту именно для вашей камеры, проявите немного смекалку, вспомните детство и смастерите себе защиту сами из подручных средств. Когда я ставил на квадрики камеру GoPro Hero 4 и Xiaomi Yi в качестве защиты использовал пенопласт от упаковки.

Чем обусловлено количество моторов?

Во – первых безопасностью: при выходе из строя одного винта или мотора коптер рухнет на землю и разобьётся, гексакоптер сядет с минимальными повреждениями, окта – фактически не заметит потерю одного двигателя/винта.

Ниже на видео видно, как гексакоптер садится без существенных повреждений на 5 двигателях.

Во – вторых: полезную нагрузку гексакоптер способен взять бОльшую, за счет большей суммарной мощи двигателей.

Но есть у гексы/окты и минусы:

1. Выше стоимость – рамы стоят дороже, большее количество двигателей, регуляторов оборотов (ESC) и винтов.
2. Чтобы обеспечить сопоставимое время полета требуется батареи большей емкости.

Цена, ремонт, страховка

Если говорить именно о качестве видео на выходе, то тут дальше всех ушла компания GoPro со своими экшн камерами. Цены на них начинаются от 300$. Конечно сейчас можно найти HD камеры заметно дешевле на том же AliExpress, долларов за 50, но качество видео там будет конечно же не таким хорошим. Тут все зависит от вашего бюджета и от того, что в итоге вы хотите получить.

Прикрутив к квадрокоптеру GoPro-шку вы запускаете в воздух сумму в районе 600$ или более 30 000 рублей. Если без камеры, то всего где то 15 000 рублей. Но некоторые продавцы, в основном зарубежные, но и наши постепенно подтягиваются, предлагают, за дополнительную плату в районе 1000 рублей, гарантию на GoPro от повреждения камеры.

В случае ее поломки, конечно новую камеру вы не получите, но вашу отремонтируют по страховке. Но в самом страховом договоре обязательно найдите пункт, где указано, что страховкой покрываются повреждения при использовании камеры на квадрокоптере. И там еще возможны некоторые дополнительные платежи за запчасти.

Но это только для GoPro, для остальных камер страховки не положено и если вы ее разобьете, то придется покупать новую за свой счет.

Из каких элементов состоят?

В состав FPV-систем входит набор оборудования из пяти основных компонентов:

1. Камера.
2. Дополнительная антенна (например, клеверная антенна может передавать на расстояния до 1 км с маломощным трансмиттером).
3. Трансмиттер, простыми словами – передатчик видеосигнала, обычно его мощность составляет доли и единицы ватт. От мощности зависит радиус действия сигнала.
4. Монитор с ресивером, устроен наподобие телевизора.
5. Источник питания.

Элементы FPV

На квадрокоптер устанавливают камеру, антенну, трансмиттер и источник питания. В качестве камеры можно использовать, например, GoPRO или специализированную аналоговую FPV-камеру. Независимо от выбранной камеры, в любом случае важно, чтобы ваша камера и трансмиттер могли связаться друг с другом, соответственно нужен будет подходящий кабель. Обычно используется шнур с проводами питания для камеры и передатчика и провод для передачи сигнала.

FPV-систему вы можете установить на любые дроны самостоятельно, купив такой набор оборудования как описано выше. Другой вариант – это купить устройство с предустановленными техническими средствами для трансляции видео. «Готовые» квадрики с камерами бывают различных конструкций. Камера может быть съёмной или встроенной в корпус. А монитор, может быть расположен либо в пульте дистанционного управления, либо быть отдельным устройством.

Квадрокоптер с FPV

Не менее интересны квадрокоптеры, которые транслируют видео на смартфон. Часто такие модели и управляются либо напрямую с мобильного или планшета, либо ваше устройство становится дополнением к пульту управления. С помощью мобильного приложения обычно управляются небольшие любительские модели беспилотников с нижнего и среднего ценового сегмента.

Концептуально радиоуправляемый коптер состоит из двигателей, регуляторов оборотов, лопастей, рамы, полетного контроллера, батареи, радиоприемника и передатчика. На самом деле в нем гораздо больше модулей, о которых мы поговорим чуть ниже.

Полетный контроллер — это мозг вашего аппарта, именно он отвечает за поведение в полете. Как правило, полетный контроллер представляет собой плату или небольшую коробочку с микросхемой внутри. Современные полетные контроллеры, это сложные устройства, способные обрабатывать сигналы поступающие с множества различных устройств и самостоятельно принимать решения о выборе наиболее оптимальной траектории полета и избегать столкновения с препятствиями. Такие контроллеры установлены на DJI Mavic Pro и DJI Spark.

Как правило полетный контроллер состоит из четырех базовых датчиков:

• Акселерометр или датчик угловых скоростей;
• Гироскоп;
• Магнитометр или компас;
• Барометр — датчик атмосферного давления, который помогает удерживать высоту.

Управление осуществляется через радиопередатчик, он же пульт управления. Большинство передатчиков работают на частоте 2,4 ГГц, это своеобразный стандарт. Команды с передатчика поступают на радиоприемник который подключен к полетному контроллеру. Полетный контроллер обрабатывает полученный радиоприемником сигнал и передает команды двигателям.

Пульт управления квадрокоптером DJI Mavic Air Fly More Combo

В самом общем случае управляется коптер по 4-м каналам, которые как раз и есть упомянутые нами выше тангаж (pitch), крен (roll), рыскание (yaw) и газ (Throttle). Чтобы понять, как управляется дрон читайте основы управления.

Дополнительные модули

Современные модели помимо основных модулей содержат ряд вспомогательных таки как:

• GPS компас, для определения местоположения аппарата
• курсовая камера и видео передатчик для передачи изображения на экран пилота или на полетный шлем (так называемый полет от первого лица или FPV)
• гироскопический 2-х или 3-х подвес с камерой – который стабилизирует камеру, защищая ее от вибраций
• телеметрия или OSD (OnScreenDisplay) которая отвечает за вывод характеристик полета на экран монитора или полетного шлема
• датчики контроля высоты и облета препятствий
• wi-fi и Bluetooth модули

Сенсорные датчики DJI mavic Air

Можно ли использовать HD камеру для полетов в режиме FPV?

Настоятельно не рекомендую этого делать. У большинства HD камер очень большие задержки (лаги) и если даже теоретически вы ее подключите к видео передатчику вы будете получать картинку с задержкой даже в пару секунд, что для летающего аппарата ой как критично. Хотя есть и исключения из правил. Камеры Runcam 2 и Runcam Split имеют минимальные задержки при том что пишут в HD. Так что можете попробовать подключить их для FPV режима.

Самые популярные HD камеры для квадрокоптеров

Активное развитие и внедрение их в гражданскую среду, привели к росту вариантов использования:

1. Пассажирские перевозки — так, в Дубаи, на международном саммите была продемонстрирована модель беспилотного такси Ehang 184, которое может находиться в воздухе около 30 минут за один полёт. По сути это одноместный восьми-роторный аппарат, который лишен каких-либо органов управления, т.е. фактически человек летит в этом аппарате в качестве пассажира, а не пилота. В небольшой кабине располагается кресло и планшет с сенсорным экраном, используя который вы можете указать пункт назначения. В 2018 году первый тестовый полет совершило аэро-такси Vahana компании Airbus. В феврале этого же года, сообщили о секретном аэро-такси Joby Aviation , стартап проекта уже привлек 100 млн долларов.
2. Хозяйственная деятельность — дроны берут на себя отдельные функции авиации: проведение аэросъёмки или других видов сбора данных, нужных для сельского хозяйства, контроля ситуаций на дорогах и в любых удалённых участках. С их помощью отслеживают пути миграции животных, находят затерявшиеся суда, выявляют уровень гидрометеорологической опасности, проводят обследование линий электропередач.
3. Развлекательные / спортивные шоу — такие аппараты чаще всего оснащаются несущими винтами и являются подобием вертолётов, а не самолётов. Данная конструкция наиболее рациональная, поскольку не требует наличия взлётно-посадочной полосы. Развлекательное использование БПЛА недавно расширилось воздушными гонками. Чаще всего для них используются модели самостоятельной сборки или существенно переработанные готовые. В результате они получают возможность набирать скорость выше 150 км/ч, но относятся к аппаратам с малыми габаритами. Отметим, что стартап Alauda Racing запустил на платформе Kickstarter сбор средств на первые в мире гонки на пилотируемых мультикоптерах, которые планируются в 2020 году.
4. Профессиональная или любительская фотосъемка — все современные модели оснащаются высококачественной камерой и позволяют делать восхитительные снимки там, куда человек не смог бы никогда добраться самостоятельно.
5. Грузовые перевозки — в 2016 году компания Amazon провела испытания по доставке посылок с помощью коптера и подала заявку на технологию доставки груза при помощи парашюта. В последние месяцы активно появляются новости с концептами больших грузовых беспилотников, способных перемещаться на высоких скоростях и перевозить до нескольких тонн. Как, например, модель Draco-2 компании Sabrewing Aircraft и тестовая сборка компании Boeing.