- Управление мультикоптером и все что с ним связано
- 550-700 класс
- Dji phantom 4 pro
- Автоматические функции и интеллектуальные режимы
- Классификация по типу двигателя
- Летать можно не везде
- Понадобится взлетно-посадочная площадка
- Соотношение цены и функциональности
- Учиться летать нужно на земле
- Ясная погода тоже может быть нелетной
- Заключение
Управление мультикоптером и все что с ним связано
Современные беспилотные мультикоптеры управляются двумя способами: со специального пульта-джойстика, который идет в комплекте, либо с обычного смартфона. Существуют еще симбиозы управления, когда смартфон вставляется прямо в пульт и через него можно наблюдать полет дрона через установленную камеру.
Мультикоптеры, которые управляются со смартфона посредством связи Wi-Fi, обычно стоят недорого и пригодятся лишь для развлечений. Далеко они не отлетят — банально не хватит силы сигнала от телефона. Да и управлять такими дронами весьма непросто из-за необходимости елозить пальцами по экрану, что получается далеко не у всех. Рассчитывайте на дальность полета около 50 метров, далее придется усиливать сигнал с помощью специального оборудования и антенн.
Что касается управления по Bluetooth, то этот тип связи считается еще менее дальнобойным и подойдет для игрушечных дронов, которыми можно управлять прямо в квартире.
Лучшим способом управления считается передача сигнала через радиоканал. У пульта управления такими дронами обычно есть мощная антенна, и если у бюджетных моделей дальность полета составит около 200 метров, то дорогие квадрокоптеры можно запустить на несколько километров.
Еще совсем недавно мы могли видеть квадрокоптеры (хотя, правильнее было бы называть их именно мультикоптерами) только в художественных фильмах. В начале 21 века за производство беспилотных дронов на винтах взялись военные частные компании, но стоили такие устройства непомерно дорого. Чуть позже энтузиасты объявили сбор средств на краудфандинговой площадке для разработки доступной всем модели квадрокоптера и вот тогда началась всеобщая истерия и повальное желание завладеть такой игрушкой.
Квадрокоптер — это как игрушечный вертолет на пульте управления, только функций в нем больше, соответственно и радости, и пользы он принесет больше. Поскольку эта вещь для нашего рынка достаточно новая и весьма технологичная, с ее выбором могут возникнуть некоторые проблемы, учитывая изобилие моделей в продаже. В этой статье мы расскажем подробнее об этих аппаратах, о том, что они могут, а также поможем подобрать оптимальный вариант.
Если говорить о частотах аналоговой связи, на которых способны работать дроны, то это, обычно, 2.4 и 5.8 ГГц. Между ними есть существенные различия, и особенно это критично, если вы собираетесь приобрести себе мультикоптер с функцией FPV (First person view). Эта функция позволяет следить за полетом дрона в режиме реального времени через его камеру от первого лица, как в компьютерной игре.
Во-первых, летать с FPV гораздо интереснее — можно хорошо прочувствовать свободу полета, а во-вторых таким образом можно отлично управлять дроном даже когда он скроется из вида. Если вы тру гик, то можете передавать изображение с камеры квадрокоптера даже на специальные очки или дисплей шлема виртуальной реальности. Забудьте о существовании реального мира.
Изображение FPV может передаваться как через Wi-Fi, так и по аналоговым частотам. Насчет Wi-Fi мы уже выяснили, что данный тип связи не позволит отправить дрон достаточно далеко, так что остается радиоканал, и вот здесь нас ждут подводные камни. К тому же такой сигнал является цифровым, на него оказывают влияние многие факторы, в итоге картинка приходит на экран смартфона с задержкой и не всегда хорошего качества.
Другое дело — это аналоговые частоты. В любительских квадрокоптерах бюджетного сегмента наиболее распространена аналоговая частота 2.4 ГГц. Мощность сигнала на этой частоте довольно слабая, поэтому FPV может быть размытым и с шумами на экране. Связано это также с тем, что большинство современных электроприборов работают на такой же частоте, поэтому даже обычная микроволновка может создать помехи для запуска дрона. Влияние могут оказывать также и Wi-Fi роутеры.
Опытные виртуальные пилоты выбирают квадрокоптеры, которые поддерживают управление на частоте 5.8 ГГц. Дальность полета таких устройств велика, а качество связи всегда отличное. Картинка FPV, которая будет передаваться на экран по этому каналу, придет практически без задержки и посторонних шумов, что делает подобные дроны довольно интересной покупкой для любителей полетать в очках VR. Также подобная технология используется для гоночных дронов, где очень важна стабильная и быстрая передача картинки на дисплей без задержек, чтобы полноценно осуществлять скоростные полеты.
550-700 класс
Сюда смело можно отнести DJI inspire (*).
Квадрокоптер, за стоимость которого можно купить машину. Конечно, качество картинки, стабильность и все дела… Но стоимость явно завышена. Что еще можно отнести в данный класс из готовых вариантов я так и не вспомнил. А из разряда «собери сам» я бы отнес сюда раму f550 (*) оригинал или клон DJI.
Классы от 550 до 700 вполне способны носить на борту небольшие зеркальные фотокамеры типа Sony nex 5n и аналогов с подвесами для стабилизации. Но тут в основном идут варианты «собери сам». За основу же например можно взять рамы Tarot 680 и «подобрать силовую по вкусу».
Все что больше 800 размера – это коптеры под тяжелые зеркальные фотоаппараты.Например, DJI S900 или S1000 (*).
Летая на рамах более 650 размера стоит уделить внимание не только ее жесткости и надежности, но также и ее компактности. С этой целью различные производители выпускают складные рамы, причем складываться они могут либо в горизонтальном положении, какtarot t680 (*), либо в вертикальном, как tarot x6 (*), когда лучи опускаются вниз.
Вот основные классы коптеров на сегодняшний день. Говорить о ценах на каждый из них думаю нет смысла, т. к. все зависит от начинки и бренда. Так можно купить квадрокоптер за 200 тыс. рублей, а можно собрать гексакоптера под зеркальный фотоаппарат за 150 тыс. рублей.
Dji phantom 4 pro
Цена: 190 000 рублей
Обновленная версия популярного Phantom 4 наконец-то увидела свет. И что самое главное, оправдала все ожидания. Без всяких сомнений это лучший дрон с камерой 2020 года.
От предшественника его отличают 20 МП камера на основе 1-дюймового сенсора с поддержкой фотоформата DNG RAW, диафрагма f/2,8, механический затвор. В правильных руках все эти инструменты открывают путь к созданию ярких и детализованных изображений для любительского и коммерческого использования.
Неоднозначная особенность базового Phantom 4 заключалась в том, что датчики обнаружения препятствий работали, только когда коптер летел вверх. Это, конечно, помогало уходить от столкновений, но далеко не всегда. DJI прислушалась к жалобам пользователей и оборудовала новую версию дрона дополнительными инфракрасными сенсорами для обнаружения препятствий в пяти направлениях (спереди, сзади, по бокам и снизу). Обновленная модель гораздо лучше защищена от неожиданностей и практически неуязвима в воздухе.
Да, кстати – профессиональный Phantom 4 представлен не в одной, а в двух версиях. Одна поставляется с базовым контроллером Phantom 4 с креплением для смартфона или планшета. Пульт управления второй версией имеет встроенный 5,5 дюймовый дисплей с антибликовым покрытием и увеличенной яркостью.
Присутствует и технология Lightbridge. Пульт ДУ автоматически обнаруживает помехи сигнала и переключается между частотными диапазонами 2,4 ГГц и 5,8 ГГц. Время полета увеличено до 30 минут в зависимости от метеоусловий.
Автоматические функции и интеллектуальные режимы
Для новичков важнейшую роль играют автоматические режимы полета. Важнейшими из них являются автовозврат, способность дрона к самостоятельному взлету и посадке, а также режим Headless.
Функция автоматического взлета и посадки запускается специальной кнопкой на пульте управления. В этом режиме пилот может не беспокоиться о возможном повреждении своего любимца. Функция автовозврата предотвращает потерю летательного аппарата на большом удалении. Режим Headless (Безголовый) помогает ориентировать беспилотник в пространстве.
Для проведения видеосъемки очень важна функция удержания высоты. Оператор управляет камерой и подвесом без опасения разбить свой летательный аппарат о землю.
Интеллектуальные режимы полета очень разнообразны. Большинство из них предназначено для обеспечения качественной видеосъемки. Современные дроны могут сопровождать движущийся объект, лететь в заданном направлении и по заданному маршруту, совершать круговой облет объекта съемки и т.д. Непревзойденными в этом плане остаются изделия компании DJI Innovations.
Стоимость 21%, 56 голосов
Время полёта 19%, 49 голосов
Наличие камеры 16%, 43 голоса
На качество 15%, 40 голосов
Отзывы владельцев 8%, 21 голос
На моторы 6%, 15 голосов
Наличием FPV 6%, 15 голосов
управляемость*5%, 12 голосов
Скорость 3%, 7 голосов
Сопротивление ветру*2%, 6 голосов
Классификация по типу двигателя
Для приведения пропеллеров коптера в движение используются небольшие электродвигатели, работающие от аккумулятора. Любое оборудование со временем изнашивается, особенно это касается движущихся частей. В современных мультикоптерах применяется два вида двигателей: коллекторные и бесколлекторные, о них мы расскажем чуть подробнее.
Принцип работы двигателя основан на подаче напряжения на ротор с помощью щеточно-коллекторного узла, а такая технология считается довольно устаревшей. Такие двигатели перегреваются, быстро изнашиваются и не любят длительных нагрузок.
- Бесколлекторные двигатели сложнее по устройству, несмотря на то, что из них и был выброшен тот самый щеточно-коллекторный узел. Состоят из ротора с магнитами и статора, в котором установлены катушки с обмотками. Из-за почти полного отсутствия трения между этими частями, растет не только долговечность двигателя, но и его КПД, который может превышать показатели коллекторных двигателей почти на треть. Скорость развивают отменную, не перегреваются, дружат с пылью и случайными соринками (впрочем, это не значит, что мультикоптером стоит елозить по земле).
Для новичков, которые только учатся управлять подобными машинами, лучше подойдут более дешевые модели дронов с коллекторными двигателями, от крушения или потери которых не будет нервного тика в левом глазу. Каким бы современным ни был ваш дрон, вы всегда захотите сменить его на более совершенную модель.
Если вы уже хорошо умеете управлять квадрокоптером и у вас появились лишние деньги, тогда выбирайте модели с бесколлекторными двигателями, которые прослужат верой и правдой не один год.
Летать можно не везде
Зарегулировано сейчас всё: от перепланировки садового участка и получения водительских прав до торговли отдельными видами товаров и уровня шума в вашей квартире. Владельцы дронов (их закон именует БПЛА или БЛА — беспилотные летательные аппараты) тоже не остались без внимания: их права и обязанности давно узаконены.
Шустрее всех оказались власти некоторых субъектов, попросту запретившие любые полеты любых конструкций (например, согласно приказу Минтранса РФ от 2023 года, территория внутри МКАД является запретной для полетов). Это очень разумно, поскольку в этой зоне концентрация людей, производств и засекреченных объектов фантастически, несоизмеримо высока. Но площадь столицы — это всего лишь 1/7000-я часть огромной страны. Ну а что же там, за МКАДом? Кроме жизни?
На конец 2023 года в России так и не утвержден порядок регистрации и учета БПЛА. Да, разумеется, беглый запрос в поисковой системе выведет на целый ворох документов, касающихся регистрации и разрешений на полеты. Даже с названиями структур, которые якобы обязаны вести учет.
Любая юридическая фирма предоставляет такой список. Но если жестко и бездумно следовать сырым и несогласованным нормам, то запущенного на пустыре воздушного змея вполне можно счесть несанкционированным полетом летательного аппарата, а родителям сопливого пилота будет грозить солидный штраф.
Временным спасением из тупика оказывается гражданская сознательность и ответственность. Управляя потенциально опасным средством (а тяжелый коптер — это довольно грозное оружие против человека, автомобиля и любого летательного аппарата), грамотный пилот использует его с умом, так, чтобы не нанести никому вреда и не нарушить явные запреты.
А запретных зон, где полеты нежелательны, более чем предостаточно. Навскидку: это мосты, путепроводы, тоннели, федеральные трассы, аэродромы с прилегающей территорией, государственные учреждения, приграничные зоны, военные объекты, объекты энергетики, нефтегазовые производства. Что же остается?
Обеспечить безопасность окружающих (а также свою и коптера) можно только тщательным планированием сценария полета и съемки. Например, следует воспользоваться картографическими сервисами. Отыскав на карте потенциально интересное место (в данном случае это хитро-извилистая речушка), нужно убедиться в наличии подъездных путей к нему, а также в отсутствии жилья хотя бы на километр вокруг. Осталось поставить метку и далее полагаться на включенный навигатор.
Лишь в таких условиях вы гарантированно никому не помешаете и сохраните оборудование в целости. А полученные кадры вполне могут украсить видовой фильм.
Но это крайности. Все-таки граждане, проживающие в так называемой «глуши», к полетам БПЛА относятся или благосклонно, или с живым интересом. Но чем кучнее вокруг, тем выше вероятность столкнуться с активистом, растрачивающим свою жизненную энергию на благое, как ему кажется, дело.
Кроме того, некоторые дроны просто откажутся взлетать, если находятся в месте, где полеты запрещены.
Мы еще вернемся к правовым вопросам использования мультикоптеров, но основная диспозиция остается неизменной: перед полетом нужно включать не только дрон, но и голову. В таком случае не придется иметь дел с остальными двумя частями нормы права — с гипотезой и санкцией.
Понадобится взлетно-посадочная площадка
Еще один важный момент: ВПП. Взлетно-посадочная площадка крайне необходима. Во-первых, осуществлять взлет и посадку требуется с ровной поверхности. И крайне желательно — с горизонтальной, иначе самопроверка систем дрона может нарушиться. Во-вторых, дороги и тем более тропинки обильно покрыты пылью, а в ней можно отыскать все элементы таблицы Менделеева.
Особенно опасны металлические фракции, частички ржавчины. Лопасти, вращаясь, буквально засасывают воздух в моторы. При этом частички пыли, попадая в подшипники, ускоряют их износ. Наконец, в-третьих: контрастно раскрашенная площадка может играть роль якоря, за который дрон будет «цепляться» своим оптическим датчиком (если такой датчик имеется), что в итоге поспособствует ровному зависанию на месте без мотыляний в стороны и обеспечит успешную посадку.
Нам, конечно, доводилось взлетать, например, с коротко постриженного газона, однако бывало так, что камера не могла инициализироваться во время включения дрона, поскольку жесткие травинки, касаясь корпуса камеры, мешали работе чувствительных приводов ее гироскопического подвеса.
Электроника дрона разумно полагала, что камера чем-то зажата и не может двигаться в соответствии с заложенной программой. В результате приходилось отыскивать площадку без таких помех, после чего перезапускать процесс включения с самопроверкой и поиском спутников, а это дело не секундное, может занять минуту-две.
Предлагаемые в магазинах взлетные площадки обычно представляют собой складные матерчатые конструкции, но они не подходят для неровных поверхностей. Автором был найден оптимальный, кажется, вариант: кусок гладкой стеновой сэндвич-панели сантиметровой толщины.
Такую площадку можно уложить на утоптанной траве или снегу, она достаточно жесткая, не боится сырости и морозов, почти ничего не весит и без труда помещается в багажнике автомобиля. Правда, иногда в кадр попадает. Это потому что белая, а раскрасить все никак руки не дойдут. Впрочем, на дворе уже зима, а значит — в самый раз.
Соотношение цены и функциональности
Для того чтобы непосвященный читатель, которому адресована статья, имел представление о том, как тесно способности коптера связаны с его ценой, приведем небольшую табличку, где присутствуют характеристики четырех летательных аппаратов разной стоимости и разных «весовых категорий».
| Hubsan X4 Desire FPV H502S | Walkera AiBao | Xiaomi Mi Drone 4К | DJI Mavic Pro | |
|---|---|---|---|---|
| Цена | ||||
| Размеры, масса | 165×165×60 мм, 145 г | 230×230×151 мм, 570 г | 310×380×53 мм, 1390 г | складная конструкция, 83×83×198 мм, 743 г |
| Время полета | 12 мин. | 18 мин. | 27 мин. | 27 мин. |
| Тип управления, дальность | радио 200 м, пульт д/у в комплекте | радио 1500 м, пульт д/у в комплекте | радио 2000 м, пульт д/у в комплекте | Wi-Fi 80 м, радио 4000 м, пульт д/у в комплекте |
| Датчики | GPS, датчик высоты, магнитометр | GPS, Глонасс, датчик высоты, магнитометр | GPS, Глонасс, акселерометр, магнитометр, ультразвуковой датчик | GPS, Глонасс, акселерометр, датчик высоты, магнитометр, ультразвуковой датчик, оптический датчик |
| Тип камеры | встроена в корпус | встроена в корпус | внешняя, трехосевой гироподвес | внешняя, трехосевой гироподвес |
| Разрешение видео | 720p | 2160p | 2160p | 2160p |
| Трансляция видеопотока | да | да | да | да |
Какие основные различия можно отметить в этой табличке, какие параметры изменяются вместе с ростом цены? Первое — время полета. Чем дороже коптер, тем более емким аккумулятором он обладает. Однако существует некий предел — те самые пресловутые полчаса, — что вызвано естественными технологическими ограничениями (для подъема большой массы требуется больший запас энергии, что ведет к увеличению массы, цикл повторяется).
Также вместе с ценой увеличивается количество датчиков, которыми обвешан коптер. Если в недорогих моделях присутствует лишь геопозиционирование, компас и высотомер, то старшие модели могут похвастаться наличием акселерометра и оптико-ультразвуковых датчиков, помогающих удерживать неподвижность и избежать незапланированной «встречи» с препятствием.
Еще один существенный фактор — расстояние, на котором возможно прямое управление коптером. Оно достигает 200 метров в «игрушечных» моделях и нескольких километров в дорогих устройствах — причем с возможностью просмотра прямой видеотрансляции, идущей с камеры дрона.
Учиться летать нужно на земле
Главные враги начинающего пилота — самоуверенность, вызванная кажущейся простотой управления (а чего тут следить — дрон сам себя стабилизирует!),,и отсутствие элементарных знаний, навыков и моторики. Нет, все-таки не зря настоящих пилотов долгое время обучают предмету, перед тем как доверить настоящий аппарат. А один из главных инструментов в обучении — тренажер, на котором не грохнешься.
Как это ни удивительно, для обучения управлению мультикоптером тоже существуют тренажеры. Конечно, программные. Например, LiftOff. Этот игровой симулятор вполне способен научить будущего пилота не только основным приемам управления, но и уверенно отличать тангаж от крена, а поворот от рыскания.
Но даже после курса молодого бойца и получения некоторой практики не стоит лихачить, выделывая пируэты. Дрон не может затормозить мгновенно, не может быстро снизиться, он не увернется от рассерженной вороны. Да, электроника — штука умная, особенно в дорогих моделях коптеров.
Но человека она все равно не заменит. В полете нужно помнить перефраз известной поговорки: тише летаешь — целее будешь. К тому же, часть внимания пилота коптера во время работы уделяется камере, управлению ее наклоном, записью или фотографированием.
А увлекшись, например, настройкой баланса белого, легко не заметить сбоя GPS-системы, который время от времени может произойти. В результате дрон цепляет лопастью ветку дерева, внезапно оказавшегося рядом, ну а дальше — результат предсказуем.
Ясная погода тоже может быть нелетной
Вопрос эксплуатации при неблагоприятных погодных условиях — еще одна довольно спорная дилемма. Летать не рекомендуется даже при высокой влажности или при сильном ветре, особенно с порывами. Для дронов разных конструкций существует свой предел, в среднем критической скоростью ветра считается 12 м/с (но это справедливо только для самоуправляемых коптеров, оснащенных системой автовыравнивания со всеми положенными датчиками). Вопрос же полетов в дождь на обычном незащищенном коптере вообще не обсуждается, это табу.
Что касается зимнего периода, то здесь все сложнее и противоречивей. Например, если осторожные пользователи будут жестко следовать диапазону рабочих температур, указанному в руководстве, то они рискуют не общаться с дроном по 6 месяцев в году, с осени до лета.
На самом же деле морозы, в отличие от жары, вовсе не опасны для электроники. Основную угрозу несет не мороз, а конденсат, возникающий с переходом от низких температур к высоким. Либо снег: мелкие снежинки, проникнув внутрь какого-либо агрегата (в моторы, например), могут превратиться в капли воды.
Для безопасного полета в зимних условиях достаточно как можно дольше держать коптер — особенно его аккумулятор — в сухости и тепле (дома, в кабине автомобиля, за пазухой), не давая охладиться до экстремально низких температур. Автор, случалось, осуществлял полеты и при 20-градусных морозах.
Но делал это на свой страх и риск, летая аккуратно, без резких движений, поскольку некоторые элементы пластиковой конструкции становятся хрупкими, а также изменяют свой объем и размеры из-за неминуемого охлаждения, что в теории может повлечь за собой механические неполадки.
Важный фактор, мешающий полноценному использованию дронов в зимних условиях: при температурах ниже нуля возможно замерзание мягких резиновых демпферов подвески камеры.
Эти амортизаторы на морозе твердеют и уже не могут эффективно гасить мелкую вибрацию от работающих моторов, которая начинает передаваться на корпус камеры. Это приводит к появлению в съемке заметной дрожи. Такую высокочастотную тряску, напоминающую тремор руки фотографа, может победить разве что оптическая система стабилизации, но оптических стабилизаторов в микрокамерах не встречается — это удел полноразмерных камкордеров. Ну и, возможно, некоторых дорогих смартфонов.
И кстати, переохлаждения аккумулятора во время полета дрона при низких температурах бояться не стоит. Мощные моторы активно потребляют энергию, что приводит к интенсивному разряду батареи и ее нагреву. Причем такому нагреву, что аккумулятором, вынутым из только что отлетавшего коптера, можно согреть озябшие руки.
Заключение
Кажется, в этом небольшом материале мы успели отметить все самое важное. Хотя, если подумать, за кадром остались десятки, а то и сотни нюансов. Большинство из них известны опытным пользователям, но кое-какие тонкости могут не знать даже асы. Попробуем суммировать явные факторы, которым должно следовать как при выборе дрона, так и при его эксплуатации.
При подборе коптера следует обращать внимание на следующую совокупность положительных признаков:
- бесколлекторные двигатели (желательно четыре)
- большое полетное время (не менее 25 минут)
- заменяемый аккумулятор
- возможность прямого управления на больших расстояниях (хороший показатель — два километра)
- по возможности полный набор датчиков (GPS, Глонасс, акселерометр, датчик высоты, магнитометр, ультразвуковой датчик, оптический датчик)
- внешняя камера с трехосевым амортизирующим подвесом
- высокое разрешение при съемке (желательно 4K) с высокой разрешающей способностью и отсутствием оптических искажений
- высокое качество программного обеспечения для пользователя, независимость от платформ и моделей мобильных устройств
- наличие в магазине запасных частей и «расходников» для коптера (в первую очередь — лопасти и аккумулятор)
Ориентировочная стоимость коптера, который отвечает всем предъявляемым требованиям, начинается от 30-40 тысяч рублей (цена актуальна на конец 2023 года). Дроны с ценой выше этой, как правило, являются более функциональными. Однако тут действует известный закон изменения цены однотипных товаров: рост качества и функциональности происходит не прямо пропорционально цене.
То есть, упрощая, цена коптера (как и любого сложносоставного высокотехнологичного устройства) растет не в арифметической, а в геометрической прогрессии. Если дрон условно на 10% «лучше», то стоить он будет не на 10% дороже, как того требует логика, а на все 100%.
Эксплуатация коптера также требует соблюдения множества правил. Вот несколько бесспорных и безусловных:
- не нарушать законодательство (если оно есть; если же нет — действовать так, словно оно существует)
- ни в коем случае не доверять управление коптером детям, даже под присмотром
- по возможности дольше летать в режиме «новичка», до достижения необходимого уровня опыта
- не лихачить, не летать в дождь, снег и при сильном ветре
- не вести съемку в условиях недостаточной освещенности — ничего, кроме разочарования, от этих шумных и размытых вечерне-ночных фотографий и видеороликов не получишь
Прочие знания придут позже. Если коптер не будет заброшен на дальнюю полку, то пользователь достаточно скоро освоит ухищрения при калибровке датчиков, узнает о способах увеличения дальности управления, способах создания панорамных фото, секретах восстановления «битого» видео.
Сумеет подобрать карту памяти для камеры, изучит особенности работы пульта ДУ, в том числе совместно с мобильным устройством, одолеет хитрости запуска на местности с разными источниками магнитного поля, решит вопросы с зарядом батарей и их хранением, решит вопрос с транспортировкой коптера, и так далее. Короче говоря, постигнет все те вещи, знать о существовании которых покупатель не должен.
