Квадрокоптеры – особенности управления и правила полетов в России

Xiaomi mi drone 4k

• Камера: 2160p (внешняя)
• Тип управления: радиоканал
• Дальность управления: 2000 м
• Время полета: 27 мин

Компания Xiaomi выпускает, как кажется, абсолютно всё. От зонтов до квадрокоптера Mi Drone 4K. Этот девайс продается в нашей стране примерно за 35 тыс. рублей. Но не исключено, что где-то его можно приобрести и ещё дешевле. По своим характеристикам он сравним с каким-нибудь вторым или третьим «фантомом».

В частности, здесь тоже имеются навигационный чип и несколько других вспомогательных датчиков. На крупные препятствия реагирует ультразвук, поэтому врезаться в дом дрону не удастся. Ещё здесь присутствует камера, дополненная отличным трёхосевым подвесом.

То есть, вы можете наклонять квадрокоптер вправо, влево, вперед, назад — горизонт ни в одном из случаев не завалится. Камера умеет снимать в 4K-разрешении, но лучше остановиться на Full HD. Качество картинки весьма приятное — оно уступает только камерам, которые стоят дороже этого самого дрона.

Увы, но это далеко не идеальный среднебюджетный квадрокоптер. У него есть пара ярко выраженных проблем:

• Использовать устройство предлагается в паре со специальным приложением, которое нужно установить на свой смартфон.
• Первые 300 минут полета будут в режиме новичка, когда будут действовать многие ограничения. На самом деле это сущий бред, ведь новички столь крупные квадрокоптеры не покупают — они учатся летать на более компактных и дешевых моделях.
• Передача картинки на смартфон осуществляется по USB-кабелю. Если этот порт является низкоскоростным, то картинка будет едва понятна, а на большое расстояние дрон попросту не улетит.
• Дальность полета вообще не радует. В характеристиках заявлены 2000 м, но на практике проблемы могут начаться гораздо раньше.
• Неприятные чувства вызывает ограничение в виде 120-метровой высоты. Квадрокоптер мог бы подняться и выше, но эта возможность заблокирована даже после отключения режима новичка.
• В некоторых экземплярах отказывается калиброваться цифровой компас. А это может однажды привести к печальным последствиям. Говорят, что с новой версией прошивки эта проблема устранена.

Словом, дрон у Xiaomi получился неплохим, но со своими недостатками. Однако рассмотреть вариант его покупки вполне можно. Но многие люди предпочтут подождать выпуска второй модели.

Как управлять квадрокоптером с помощью пульта управления

На пульте управления квадрокоптером обычно присутствуют стики (рычажки), триммеры, и функциональные кнопки. Также во многих моделях есть дисплей и держатель для смартфона.

Стики в первую очередь отвечают за перемещение дрона в пространстве. Здесь принцип управления похож на тот, что используют в радиоуправляемых машинках, только коптер еще умеет двигаться вверх и вниз. Часто левый стик отвечает за набор высоты, снижение и позволяет вращать дрон вокруг своей оси в ту или иную сторону.

Также стики отвечают за запуск и остановку двигателей. Традиционно запуск или остановка производится при сведении стиков в нижние углы друг к другу. Во многих моделях двигатель останавливается и при нажатии и удержании левого стика вниз. Помимо этого перед запуском дрона может потребоваться сопряжение с пультом, для чего выполняется конкретная комбинация движений (например, нужно потянуть левый стик вверх, затем вниз до специального звукового или светового сигнала).

Функциональные кнопки выполняют одну или несколько функций: включение / выключение дрона, выполнение фото- или видеосъемки, выполнение трюков (их число и сложность зависит от конкретной модели), переход в разные режимы полета и другое.

Триммеры — это такие переключатели, которые помогают калибровать дрон. Разберем, что это значит. На заводе устройство настраивают так, чтобы оно летело четко в заданном направлении. Но в результате ударов, тряски или иных воздействий дрон может начать заносить в ту или другую сторону.

Для устранения подобного заноса и нужны триммеры. Если коптер кренится вправо, тогда соответствующий триммер нажимается влево (всегда в противоположную заносу сторону). Установить точные значения помогают шкалы на пульте управления или на экране смартфона. Иногда один из триммеров используют в роли функциональной кнопки, например, для съемки фото или видео.

Квадрокоптеры dji — история успеха дронов

Китайскую компанию DJI основал Ван Тао, увлекавшийся в то время беспилотными летательными аппаратами. Он всегда удивлялся тому, что подобными устройствами так сложно управлять. В результате он решил создать собственный дрон. Для этого он придумал особый контроллер полета, который ориентируется на показания гироскопа.

К 2023 году инженеры DJI разработали особый контроллер полета, который отныне ориентируется не только на гироскоп, но и на GPS. Оснащенному им квадрокоптеру можно было задать маршрут, по которому он затем полетит. Но стоимость такого дрона в те времена составляла астрономические $10 тыс.

К счастью, со временем в DJI наладили массовый выпуск контроллеров полета и самих дронов. Вскоре на свет стали появляться квадрокоптеры стоимостью менее $800. Именно в этот момент продукция DJI стала необыкновенно популярной. Покупать «летающую камеру» стали даже обычные люди, зарабатывающие деньги отнюдь не видеосъемкой.

В 2023 году состоялся выпуск DJI Phantom, что позволило закончить год с выручкой в размере $130 млн. Годом позже удалось продать 400 тыс. экземпляров данной модели. Ещё через год оборот компании составил $500 млн. И думается, что цифры будут продолжать расти ещё много лет, ведь рынок дронов до сих пор активно развивается.

Продукция DJI отличается от конкурентов не только надежностью и дальностью полета, но и продуманным ПО. Современные квадрокоптеры DJI умеют летать совершенно самостоятельно, снимая объект с разных ракурсов. Наиболее дорогие модели оснащены множеством ультразвуковых и оптических датчиков, благодаря которым система реагирует на внезапно возникающие препятствия.

Наконец, научились в DJI и производству отличных камер. Если раньше по качеству видеосъемки они чуть-чуть уступали экшн-камерам от GoPro, то сейчас они даже превосходят их. Здесь сыграл свою роль и тот факт, что новые дроны обладают большей грузоподъемностью, в связи с чем камера не обязана быть легкой и маленькой.

Органы управления

Управляется квадрокоптер с аппаратуры (пульта) или по-другому — передатчика. Для того чтобы управлять полетом коптера достаточно четырехканального пульта, который, обычно, идет в комплекте с коптером. Любой передатчик имеет два джойстика или стика управления.

Левый стик:

Подъем или газ (Throttle up) и спуск или тормоз (Throttle down) – набор высоты коптером или спуск;

Рыскание влево/вправо (Yaw left/right) – поворот коптера вокруг своей оси влево или вправо;

Правый стик:

Тангаж вниз/вверх (Pitch down/up) – нос квадрокоптера будет опускаться или подниматься;

Крен влево/вправо (Roll left/right) – коптер будет крениться влево/вправо.

Существует несколько раскладок стиков, самые распространенные это mode 2 и mode 1. Отличия в раскладках заключаются в расположении газа (Throttle) и тангажа (pitch). В mode 2 – газ на левом стике, тангаж на правом, в mode 1 – наоборот.

Принципиальной разницы в раскладках управления квадрокоптером нет. Однако среди любителей коптеров более распространена mode 2.

Режимы полёта дрона

Существуют различные режимы полёта в зависимости от установленного в дрон контроллера полёта (ПК/Flight Controller): KK2/Multiwii/Naze32/ArduCopter и другие). Наиболее распространенными режимами являются:

«Acro mode» (Rate mode/Manual mode) — в этих режимах электронные помощники отвечающие за стабилизацию дрона будут отключены. Скоростные показатели достигнут максимальных значений. Пилотирование смогут осуществить лишь продвинутые пилоты.

«Self-level mode» (horizon mode) – в данных режимах электроника отвечающая за стабилизацию дрона (гироскоп, акселерометр) активна, ограниченны расходы (скоростные показатели). Режимы хорошо подходят для обучения пилотированию.

Attitude Holding Mode — данный режим полёта контролируется бортовой электроникой отвечающей за стабилизацию дрона, активна функция удержания высоты, реализованная посредством бародатчика (барометра). Осуществляя полёт в этом режиме, если пилот отпустит стики/джойстики, квад не упадёт, как это могло бы быть при использовании выше указанных режимов, а зависнет на занимаемой в момент полёта высоте.

Пилоту же необходимо будет контролировать горизонтальное смещение/дрейф коптера, например, из-за присутствующего ветра. Режим оценят новички, но все же, не стоит использовать его при обучении пилотированию, так как полученный опыт не будет полноценным.

GPS Attitude Holding Mode – работает при непосредственном участии GPS модуля. Данный режим полёта контролируется бортовой электроникой отвечающей за стабилизацию дрона. Активна функция удержания позиции реализованная посредством GPS. Дрон привязывается к точке координат и позволяет точно зависать без смещения/дрейфа, даже если на него воздействуют внешние факторы, например, такие как ветер.

На практике вы встретите куда больше режимов полёта. Как уже говорилось выше, это зависит от установленного в дрон контроллера полёта. Но алгоритм работы в целом у всех будет схожим.

Составляющие аппаратуры на которые стоит обратить внимание

Выбор аппаратуры это дело вкуса, может быть вам не нравится Taranis. Поэтому для себя я выделил несколько критериев, которые помогут вам определиться.

Первое это прошивка. Существует open source проект, который называется OpenTX.

OpenTX — это своего рода Android для аппаратуры. Проект развивается и пожалуй самый популярный. Так как я новичок, я еще не осознал насколько это мощный инструмент, но знаю, что есть поддержка LUA скриптов, а значит возможности практически безграничны.

(один из экранов OpenTX)

Стоит обратить внимание на переключатели и стики. Количество переключателей — дело сугубо индивидуальное, так как переключателей для квадрокоптера много не нужно. В моем случае я использую всего два. Один для арминга (аля включение двигателей) и включение FPV модуля.

Стики, вещь более деликатная. Основное отличие которое может быть, это внутреннее устройство.

“Простые” стики используют потенциометры для определения положения стика. Более продвинутые стики используют датчики на основе эффекта Холла. Такие стики более точные и плавные в ходе. В случае с Taranis Q X7, стики можно купить отдельно и заменить. Но есть версия Q X7, в которой уже стоят такие стики.

И как по мне самое главное, это возможность установки радио модуля. В каждой аппаратуре есть свой радио модуль, но как правило брендированный и работает только с приемниками того же бренда. Так же такие модуля не отличаются мощностью, а следовательно дальностью.

Поэтому обращайте внимание на протоколы с которыми умеет работать аппаратура и возможность вставки своего модуля.Это не означает, что без внешнего радио модуля не обойтись, то, что предоставляет аппаратура вполне, хватает для полетать в поле. Но если вы хотите летать в «космосе», на какой-то заброшенной стройке, или на дальние расстояния, то без этого никуда. Впрочем, многие гонщики ставят внешний модуль, только ради стабильности связи.

(Taranis с TBS Crossfire модулем)

Устройство квадрокоптера

Понимание устройства дрона поможет вам легко собирать его и управлять им в процессе полета. Одним из основных элементов квадрокоптера является силовая рама, изготовленная из прочных, но легких материалов. Рама имеет четыре луча, на концах которых находятся двигатели и пропеллеры.

Во время падения дрона именно пропеллеры и моторы в первую очередь выходят из строя, поэтому желательно, чтобы модель была разборной. Новичкам также рекомендуется устанавливать на пропеллеры защиту — крепления, которые несколько снижают полетные свойства дрона, но вместе с ними снижают и риски повреждения устройства.

Еще один важнейший элемент квадрокоптера — это плата управления. Она соединена со всеми двигателями и датчиками и способна как получать сигналы от других элементов дрона, так и передавать их через передатчик от оператора (то есть от вас). Чем больше сигналов способна обработать управляющая плата, тем больше и сложнее трюки, выполняемые квадрокоптером.

Ориентироваться в пространстве и не налетать на препятствия устройству помогают различные датчики. Это акселерометры, гироскопы, барометры, GPS-датчики, сенсоры визуального позиционирования и другие. Чем больше разнообразных датчиков установлено, тем шире

коптера.

Питание все составляющие квадрокоптера получают от аккумулятора, спрятанного в корпусе. Чем больше его емкость, тем дольше может летать дрон. Однако емкие аккумуляторы из-за большого веса требуют и большей подъемной силы, что повышает цену устройства. Поэтому у недорогих коптеров полетное время обычно маленькое и не превышает 5-7 минут.

Управление дроном чаще всего происходит при помощи пульта дистанционного управления или смартфона с подходящим для конкретной модели мобильным приложением. Так как пульты снабжены джойстиками (стиками), то обычно управлять с их помощью коптерами проще.

Однако у смартфонов есть свои преимущества. Разнообразные мобильные приложения добавляют летающим девайсам новые функции, которые часто недоступны с пультов. Это может быть полет по нарисованной на экране траектории, отслеживание координат, просмотр того, что видит с высоты коптер, просмотр и редактирование отснятых фото и видео и многое другое. В некоторых моделях в управлении коптером задействованы специальные устройства на руку, распознающие жесты оператора.

На многих моделях есть и видеокамера или хотя бы крепление под нее. С камерой дрон получает куда больше возможностей от съемки происходящего вокруг, до функции следования за конкретным объектом (подробнее об этом в статье «

»).

У каждого квадрокоптера есть опознавательные метки и индикаторы, чтобы можно было отличить его переднюю часть от задней и видеть летящее устройство в ночное время. Это могут быть метки, пропеллеры двух цветов или двухцветные светодиоды.

Учимся управлять квадрокоптером быстро, безопасно и бюджетно