- Урок №2. тема: «основы электричества»
- Урок №15. тема: «основы радиоэлектроники, схемотехники и макетирования электрических схем»
- Урок №9. тема: «основы радиосвязи. принцип работы радиоаппаратуры управления»
- Урок №20. тема: «основы программирование на языке python»
- Мощная антенна на пульт управления
- Рейтинг 10 лучших квадрокоптеров с большим радиусом действия и камерой
- Тест дальности системы передачи видеосигнала на 5.8 ггц
- Урок №1. тема: «знакомство. принципы проектирования и строение мультикоптеров»
- Урок №10. тема: «аналоговая и цифровая видеотрансляция. применяемые камеры, радиопередатчики и приемники»
- Урок №11. тема: «техника безопасности при сборке и настройке коптеров, при подготовке к вылету. техника безопасности при работе с аккумуляторами»
- Урок №3. тема: «теория пайки»
- Урок №6. тема: «бесколлекторные двигатели и регуляторы их хода»
- Урок №7. тема: «принцип работы, типы и устройство аккумуляторов»
Урок №2. тема: «основы электричества»
Цель урока: дать представления о природе и физических характеристиках
электродвижущей силы. Формировать у учащихся представления о тепловом действии электрического тока и его причинах. Дать теоретическое представление ученикам о принципе строения электрических цепей.
№ | Этап урока | Содержание |
---|---|---|
1 | Повторение пройденного материала | Поприветствовать учеников. Спросить класс, кто хочет рассказать о том, что изучалось на прошлом уроке. Задать классу вопросы, по темам, которые не были озвучены учениками. |
2 | Введение | Спросить класс, кто может рассказать, что такое электрический ток. Выслушать ответы класса, чтобы узнать кто из учеников уже разбирается в этой теме. Отметить правильные ответы и, резюмировав их, перейти к объяснению нового материала. Рассказав классу о природе электродвижущей силы дать ученикам представление о значении терминов: ● Разность потенциалов ● Проводник ● Диэлектрик ● Электрический ток ● Сопротивление ● Величина тока. Для мотивации и актуализации внимания класса предложить ученикам, которые разбираются в этой теме, самим дать определение этих понятий, скорректировав их ответы при необходимости. |
3 | Закон Ома | Дать определение Закона Ома и вывести формулу. Объяснить значение её переменных. Для простоты применения формулы на практике продемонстрировать ученикам треугольник с формулой. Разобрать задачу с применением закона Ома. Спросить у класса есть ли у кого-то вопросы. |
4 | I закон Кирхгофа | Познакомить класс с понятиями узлов и ветвей электрической схемы. Сформулировать I закон Кирхгофа (сумма токов, подходящих к узловой точке электрической цепи, равна сумме токов, уходящих от этого узла), привести примеры его применения. |
5 | II закон Кирхгофа | Сформулировать II закон Кирхгофа (в замкнутом контуре электрической цепи сумма всех эдс равна сумме падения напряжения в сопротивлениях того же контура), приведя пример его формулы. Пояснить классу его значение и сферу применения этого закона. Убедиться, что у класса нет вопросов. |
6 | Закон Джоуля-Ленца | Перед началом можно показать классу видео с экспериментом, демонстрирующим закон Джоуля-Ленца. Рассказать классу, почему в законе присутствуют имена двух ученых. Рассказать, как формулируется закон. Для более качественного понимания провести сравнения сопротивления тока с сопротивлением трения и выделяющегося при этом тепла. Разобрать задачу с применением закона Джоуля-Ленца. |
7 | Заключение | Подвести итоги занятия, спросить, есть ли у класса вопросы. Задать контрольные вопросы по пройденному материалу. Предупредить класс, что на следующем занятии пройдёт практическое занятие. |
8 | Резервное время | Показать видео и рассказать классу интересные факты по пройденной теме, не вошедшие в программу. |
Урок №15. тема: «основы радиоэлектроники, схемотехники и макетирования электрических схем»
Цель урока: Сформировать у учащегося представление о том, как работают различные платы, схемы и из каких элементов они состоят. Научить составлять принципиальные электрические схемы.
№ | Этап урока | Содержание |
---|---|---|
1 | Введение | Поприветствовать учеников. Провести опрос по пройденным темам. Сформулировать тему и цель урока. Сделать упор на то, что знание основ радиоэлектроники поможет учащимся усовершенствовать свой летательный аппарат, путем подключения датчиков и светодиодов / светодиодных лент. |
2 | Электричество | Дать под запись основные определения, касающиеся разделов радиоэлектроника и схемотехника. ● Электричество (природное явление, подтверждающее существование, взаимодействие и движение электрических зарядов. Электричество впервые было обнаружено еще в VII веке до н.э. греческим философом Фалесом) ● Электрон (элементарная частица, имеет отрицательный заряд примерно равный -1,602·10-19 Кл (Кулон). Обозначается “е”) ● Напряжение ● Электрический ток (это физический процесс направленного движения заряженных частиц под действием электромагнитного поля от одного полюса замкнутой электрической цепи к другому. В качестве частиц, переносящих заряд, могут выступать электроны, протоны, ионы и дырки) ● Проводник ● Электрическое сопротивление (физическая величина, определяющая свойство проводника препятствовать (сопротивляться) прохождению тока. Единица измерения сопротивления – Ом) ● Сила тока ● Электронная схема (это сочетание отдельных электронных компонентов, таких как резисторы, конденсаторы, индуктивности, диоды, транзисторы и интегральные микросхемы, соединённых между собой) ● Типы плат Каждое понятие подкреплять коротким видеороликом. Спросить у учащихся, что осталось непонятным. |
3 | Закон Ома | Прорешать несколько простых задач на закон Ома (от 3 до 5). Раздать каждому учащемуся подобную задачу на самостоятельное решение. Объяснить что такое последовательное и параллельное соединение. |
4 | Электронные компоненты | Раздать учащимся электронные компоненты и дать перерисовать обозначения этих компонентов. Учащиеся самостоятельно или в командах собирают схемы: ● Последовательное и параллельное подключение светодиодов на макетной плате ● Светодиод с кнопкой на макетной плате ● Светодиод с переменным резистором на макетной плате. К каждому опыту зарисовать схему подключения. |
5 | Заключение | Подвести итоги занятия, спросить, есть ли у класса вопросы. Спросить, что из изученного на занятии было для них интереснее всего. Попросить учеников ответить на контрольные вопросы. Предложить учащимся решить простую задачу на закон Ома. Предложить ученикам по желанию провести в интернете дополнительное исследование на пройденную тему. Сообщить ученикам, какую тему они будут проходить на следующем занятии. |
6 | Резервное время | Показать примеры интересных схем. Предложить учащимся собрать одну из понравившихся схем дома. |
Урок №9. тема: «основы радиосвязи. принцип работы радиоаппаратуры управления»
Цель урока: Дать представление об основах радиосвязи, работе передатчика и
приёмника сигнала. Ввести в терминологию модуляции сигналов.
№ | Этап урока | Содержание |
---|---|---|
1 | Введение | Поприветствовать учеников. Сформулировать тему и цель урока. Провести тестирование по пройденным темам. |
2 | Основы радиосвязи | Дать определение понятию «Радиосвязь».(Радиосвязь – наиболее распространенный способ передачи информации на расстояние. Сотовые телефоны, спутниковая связь, телевидение – все это работает на основе передачи сигналов через электромагнитные колебания определенной частоты). Спросить класс, где в повседневной жизни они могут наблюдать применение радиосвязи. Рассказать по какому принципу происходит передача сигнала от передатчика к приемнику. |
3 | Принцип работы радиоаппаратуры управления | Рассказать о принципе работы передатчика и приёмника (Аппаратура радиоуправления состоит из передатчика, который находится у пилота, и размещенных на модели приемника и полетного контроллера, который и управляет квадрокоптером через регуляторы мощности). Продемонстрировать схему взаимодействия передатчика и приемника в устройстве коптера. Спросить учеников, есть ли у них вопросы по этой схеме. |
4 | Передатчик | Рассказать о видах пультов управления. (Различают 2 основных вида пультов – джойстиковые и пистолетные. Для квадрокоптеров используют джойстиковый пульт). Продемонстрируйте схему модуляции PPM сигнала. Показать настройки PPM (РРМ сигнал имеет фиксированную длину периода Т=20мс. Это означает, что информация о положениях ручек управления на передатчике попадает на модель 50 раз в секунду, что определяет быстродействие аппаратуры управления. Как правило, этого хватает, поскольку скорость реакции пилота на поведение модели намного меньше. Все каналы пронумерованы и передаются по порядку номеров. Значение сигнала в канале определяется величиною временного промежутка между первым и вторым импульсом – для первого канала, между вторым и третьим – для второго канала и т.д.) и PWM – шим импульс (Для квадрокоптеров минимальное количество каналов – 4: управление газом, угол крена, угол тангажа, угол рысканья. Положение каждого из стиков пульта кодируется при помощи ШИМ импульса) на пульте радиоуправления. |
5 | Приёмник | Дать определение приемнику. (Устройство, служащее для осуществления радиоприема, т.е . для выделения сигналов из радиоизлучения. Приёмник устанавливается на квадрокоптере, принимает сигнал с пульта и передаёт его в полетный контроллер) Продемонстрировать схему работы приёмника, рассмотреть конкретный пример. |
6 | Заключение | Подвести итоги занятия, спросить, есть ли у класса вопросы. Спросить, что из изученного на занятии было для них интереснее всего. Попросить учеников ответить на контрольные вопросы. Предложить ученикам по желанию провести в интернете дополнительное исследование на пройденную тему. Сообщить ученикам, какую тему они будут проходить на следующем занятии. |
7 | Резервное время | Показать видео и рассказать классу интересные факты по пройденной теме, не вошедшие в программу. |
Урок №20. тема: «основы программирование на языке python»
Цель урока: разобрать основы синтаксиса языка Python. Выработать навыки написания простейших программ.
№ | Этап урока | Содержание |
---|---|---|
1 | Введение | Поприветствовать учеников. Провести опрос или тестирование по пройденным темам. Сформулировать тему и цель урока. Сделать упор на то, что программирование является неотъемлемой частью работы любого современного инженера и создание автономных коптеров является популярной задачей настоящих разработчиков крупных компаний. |
2 | Введение в Python | Рассказать про типы языков, а именно расшифровать понятия: ● Объектно-ориентированный язык ● Язык программирования высокого уровня ● Язык программирования низкого уровня ● Компилируемый язык ● Интерпретируемый язык. Рассказать, к каким типам относится язык Python. Привести примеры программ и систем, которые можно написать на языке Python. Объяснить зачем нужны библиотеки. (В составе Python поставляется большое число собранных и переносимых функциональных возможностей, известных как стандартная библиотека. Эта библиотека предоставляет Вам массу возможностей, востребованных в прикладных программах, начиная от поиска текста по шаблону и заканчивая сетевыми функциями. Python допускает расширение как за счет ваших собственных библиотек, так и за счёт библиотек, созданных другими разработчиками). Привести примеры библиотек в языке Python (например, math, позволяющая производить сложные математические операции). Спросить у учащихся, какие появились вопросы, их должно быть достаточно. Объяснить что такое блок-схемы. Научить ребят их строить. |
3 | Условная инструкция if-elif-else | Рассказать про важность отступов в питоне. Дать под запись синтаксис конструкции. Привести пример небольшой программы с использованием этой конструкции. Запустить программу на исполнение. Нарисовать блок-схему программы. |
4 | Цикл for | Дать под запись синтаксис конструкции. Привести пример небольшой программы с использованием этой конструкции. Запустить программу на исполнение.Нарисовать блок-схему программы. |
5 | Цикл while | Дать под запись синтаксис конструкции. Привести пример небольшой программы с использованием этой конструкции. Запустить программу на исполнение.Нарисовать блок-схему программы. |
6 | Операторы break и continue | Дать под запись синтаксис конструкции. Привести пример небольшой программы с использованием этой конструкции. Запустить программу на исполнение. Нарисовать блок-схему программы. |
7 | Программирование | Дать несколько простых задач, требующих использования минимум двух конструкций языка. Попросить учащихся написать программу для их решения. Проверить и скорректировать программу вместе с обучающимся. |
8 | Заключение | Подвести итоги занятия, спросить, есть ли у класса вопросы. Спросить, что из изученного на занятии было для них интереснее всего. Попросить учеников ответить на контрольные вопросы. Предложить ученикам по желанию провести в интернете дополнительное исследование на пройденную тему. Сообщить ученикам, какую тему они будут проходить на следующем занятии. |
9 | Резервное время | Привести примеры популярных программ и систем, написанных на языке Python. |
Мощная антенна на пульт управления
Следующее решение требует умения “ткнуть паяльником” и “разобрать пульт управления дроном”. Вместо штатной антенны устанавливается антенна от WiFi роутера с большим коэффициентом усиления (dBi).
Фактически, необходимо отпаять штатную антенну и на ее место впаять провод от разъема, а к нему можно крепить уже любую антенну.
Вот вариант использования самодельной Vee антенны вместе с внешним ВЧ блоком.
Так как аппаратура радиоуправления авиамоделями и дронами работает на частоте 2.4 ГГц, то к ней прекрасно подходят антенны от WiFi, которые работают на той же частоте.
На квадрокоптере, для увеличения дальности полета, тоже не лишним будет заменить штатную антенну на имеющую большее усиление.
Вот варианты готовых антенн и разъемов для них.
2.4GHz RP-SMA Male 16dBi
Купить: Cewaal Новый 2.4 ГГц
Купить: 2.4GHz 5dBi Wireless Wifi
Купить: Бесплатная доставка 2,4 ГГц
Купить: Mini RP-SMA to IPX
Купить: Удлинитель UFL на RP
Купить:
Рейтинг 10 лучших квадрокоптеров с большим радиусом действия и камерой
Ниже мы приведём рейтинг 10 лучших с точки зрения покупателей квадрокоптеров с большим радиусом действия и камерой. Ведь именно покупатель является самым объективным экспертом, определяя собственными деньгами наилучшие характеристики, функциональные возможности и эффективную стоимость каждого конкретного коптера.
На десятом месте нашего рейтинга GoPro – квадрокоптер, у которого имеется не только специальные крепления видеокамеры, но и устройство стабилизации.
Несмотря на мировую известность производителя (именно он выпускает всемирно известные камеры GoPro) и довольно массированную рекламную кампании, коптер GoPro относится к среднему классу и по стоимости, и по своим эксплуатационным характеристикам.
Серия Phantom – это квадрокоптеры с радиусом действия в 5 и более километров. По сравнению с предыдущим – третьим – поколением квадрокоптер DJI Phantom 4 получил функцию автономности. Сонары, которыми оснащён дрон, определяют не только высоту, но и расстояние к объекту съёмки. Таким образом, действия квадрокоптера полностью отвечают требованиям четвёртого поколения.
Единственный недостаток данной модели – это слишком высокая стоимость, которая делает крайне затруднительным приобретение данного профессионального коптера с видеокамерой.
Этот китайский квадрокоптер является, наверное, самой лучшей моделью начального уровня.
Безопасность фронтальной камеры обеспечивает массивный передний бампер. Время полёта квадрокоптера не ограничивается только светлым временем суток. Для ночных полётов у дрона имеется пара мощных фар.
Покупатель может выбрать несколько вариантов комплектаций:
- Базовая – без камеры и дополнительных аксессуаров;
- Промежуточные комплектации с видеокамерой и/или экраном;
- Полная комплектация – камера, видеогарнитура и FPV монитор.
Бесколлекторные двигатели, конечно, неспособны тягаться со скоростными гоночными образцами, но их характеристики позволяют сопротивляться даже очень сильным порывам ветра, удерживая коптер над заданной точкой.
Hubsan X4 H501S – это квадрокоптеры с радиусом действия менее одного километра, но с очень большой скоростью. Поэтому их оптимально использовать для съёмок в движении, когда и сам пилот движется на автомобиле.
Если дрон вылетит за пределы радиуса действия пульта управления, то он самостоятельно вернётся в зону уверенного приёма радиосигнала благодаря функциям Failsave и Return to Home.
Поведение и действия квадрокоптера в режим Headless Mode значительно упрощены, что позволяет работать с дроном даже начинающим пилотам.
Если предыдущая модель предназначена для съёмки движущихся объектов, то квадрокоптер DJI Spark Fly More Combo заточен для селфи-съёмки, а по своим функциональным возможностям его называют «летающим iPhone».
Например, вы сможете управлять этим коптером с большим радиус действия своей рукой в буквальном смысле этого слова, ведь его мощный многоядерный процессор поддерживает жестовое управление.
На момент выхода в 2023 году квадрокоптер Xiaomi Mi Drone 4K был самой обсуждаемой моделью китайской компании. Ведь она предложила рынку мощный коптер, оснащённый видеокамерой со сверхмощным разрешением и обладающий широкими функциональными возможностями.
Управление квадрокоптером осуществляется при помощи фирменного приложения Mi Drone.
Изначально вы получите доступ только начальному уровню управления Beginner, уровень Professional можно получить только после определённого количества числа налёта.
Квадрокоптер DJI Mavic Air Fly More Combo, несмотря на свои ультракомпактные размеры, обладает возможностями полноразмерного беспилотника профи-класса. Например, вы можете управлять дроном с большим радиусом действия своей рукой, подавая ему специальные жесты-команды.
Просчитанная геометрия корпуса обеспечивает ему высокие скоростные характеристики и большое время работы.
На трёхосевой механический подвес устанавливается 12-мегапиксельная камера с 1/2.3” CMOS сенсором, способная снимать в стандарте 4К со скоростью 30 кадров в секунду или 100 Мб/с. Ещё камера способна работать в интеллектуальном режиме QuickShots, а также снимать сферические панорамы в стандарте 32 мегапикселей и в режиме Slow-Motion.
Тест дальности системы передачи видеосигнала на 5.8 ггц
Решено было провести наземный тест дальности комплекта Aomway, о котором я расказывал в своем дневнике
http://www.parkflyer.ru/38737/blogs/view_entry/4495/
. Для этого на высоте 1,5 метров закреплен приемник видеосигнала с установленной на него антенной. На такой же высоте на автомобиле закреплен стенд с передатчиком видеосигнала. Антенны сориентированы в одной плоскости.
Измерения проводились в достаточно известном месте среди моделистов Санкт-Петербурга, близ Каменки, а точнее дорога на завод «Ниссан».
Базовая станция, а соответственно место старта разместили на пересечении дороги в Каменку и Комендантского проспекта. Ее координаты 60.046425 30.207783. Выбранный отрезок Комендантского проспекта является прямой дорогой без перепадов высот. Таким образом, приемник и передатчик находятся в прямой видимости.
Для наглядности можно перейти к сервису Google https://www.google.com/maps/@60.046333,30.207886,3a,75y,329.26h,84.25t/data=!3m4!1e1!3m2!1sKF6iIN6KQ1_cQMJYE_y_1w!2e0!6m1!1e1
Оборудование
Для тестов был собран стенд. На основании из обрезка вспененного полиэтилена было размещено следующее оборудование:
– Контроллер Crius AIOP v 2.0 с самолетной прошивкой MPNG
– GPS NEO-6M v 3.0
– MAVLink-OSD
– Регулятор напряжения Turnigy UBEC 5v
– Телеметрию 433 МГц (использовалась только для настройки)
– Передатчики видеосигнала Aomway 5.8 ГГц на 500 и 1000 мВт
Базовая станция Aomway 5.8 ГГц со встроенным DVR рекордером.
При тестировании будут использоваться два комплекта антенн:
1. всенаправленные антенны диапазона 5,8 гГц с коэффициентом усиления 5db
2. антенны круговой поляризации Boscam Комплект антенн круговой поляризации (клевер) Boscam 5.8GHz, разъем SMA
Методика измерений
Передатчиков A/V-сигнала у меня два, поэтому измерения буду выполнять для каждого передатчика, сперва с всенаправленными антеннами, а потом с антеннами круговой поляризации.
Расстояние будет определяться по данным GPS, координаты и расстояние до базовой станции фиксировалось по видеозаписи. Качество видеосигнала оценивалось визуально.
Запись будет вестись как в прямом, так и в обратном направлении, поэтому можно проследить на каком расстоянии пропал видеосигнал и на каком появился.
С методикой измерений все понятно, переходим непосредственно к измерениям.
Измерение расстояний
1. Наземный тест дальности Aomway 5.8 ГГц 1000 мВт с всенаправленными антеннами 5 дб.
До 800 метров помех не наблюдалось, картинка стабильная. Следующие 700 метров видео сопровождалось помехами, но картинка была разборчивой, текст телеметрии считывался с экрана. На расстоянии 1500 метров связь стала прерываться, но среди ряби пробивались данные. Самое дальнее, когда что-либо удалось увидеть это 1893 метра.
2. Наземный тест дальности Aomway 5.8 ГГц 1000 мВт с клеверами.
С клеверами результат оказался хуже, уже на 500 метрах появились помехи. На расстоянии 1334 метра связь была потеряна. Но при движении в обратную сторону связь восстановилась на расстоянии 1879 метров, так же как и в прямом направлении на отрезке 1400-1300 метров сигнал пропадал вовсе, и с 1300 до 800 метров сигнал был с помехами.
3. Наземный тест дальности Aomway 5.8 ГГц 500 мВт мВт с всенаправленными антеннами 5 дб
Пятисотка продержалась до 1000 метров, и до 1300 метров передавала с помехами.
4. Наземный тест дальности Aomway 5.8 ГГц 500 мВт с клеверами
С антеннами круговой поляризации результат оказался практически таким же, как и с всенаправленными антеннами – 1 и 1,3 километра до потери сигнала.
Выводы
В первую очередь, отмечу относительно использования данной частоты. В городе частота 5,8 ГГц используется в сетях Wi-Max интернет-операторами и операторами сотовой связи, которые работают на оборудовании четвертого поколения 4G.
Расстояние такое и ожидал, тем более напомню, что тест наземный. При нахождении передающего модуля в воздухе ситуация должна измениться в лучшую сторону.
А вот относительно используемых при тесте антенн, то тут как-то особой разницы то и нет.
Конечно, следует отметить, что в комплекте с оборудование идут всенаправленные антенны с коэффициентом усиления 5 дб. По результатам наземного теста клевера от Boscam показали практически одинаковый результат при тесте с 500 мВт передатчиком, а при измерениях дальности с 1000 мВт передатчиком расстояние оказалось даже меньше, чем с 500 мВт передатчиком.
Опасения, которые у меня появились при написании предыдущей статьи http://www.radiocopter.ru/38737/blogs/view_entry/4495/ , что на пятисотом передатчике установлена плата с маркировкой от двухсотого, были развеяны.
Необходимости в достаточно дорогих антеннах круговой поляризации нет, когда в комплекте идут антенны с высоким коэффициентом усиления. Так же можно будет попробовать другие антенны с большим коэффициентом усиления, например 7 дб, 12 дб.
Для желающих получить еще больше расстояние радиосвязи рекомендуется использовать направленные антенны. Я присматриваюсь вот к такой http://www.ulmart.ru/goods/494287 .
Другие мои статьи можно почитать в дневнике http://www.radiocopter.ru/blogs/user_feed/38737/
Урок №1. тема: «знакомство. принципы проектирования и строение мультикоптеров»
Цель урока: познакомить учеников с предстоящим курсом, сформировать учебную мотивацию, познакомить учеников с историей создания и развития коптеров, сформировать представления о функциях и возможностях современных коптеров, наглядно продемонстрировать виды и конфигурации коптеров, дать теоретические знания об управлении коптером и его составных частей, обучить основным терминам для качественного усвоения новых знаний.
№ | Этап урока | Содержание |
---|---|---|
1 | Знакомство | В начале занятия необходимо представиться классу, для удобства общения с новым коллективом будет правильно на первые занятия приходить с бейджиком. |
2 | Представление курса | Опрос учеников с какими ожиданиями они пришли на первое занятие, чего они хотят узнать и чему научиться в ближайшее время. Это поможет лучше познакомиться с классом, понять мотивацию детей. Необходимо прокомментировать их ответы, поддержать если ожидание ученика совпадает с программой курса. Дополнить ответы, перечислив интересные темы и практические занятия, которые ждут учеников в данном курсе. |
3 | Демонстрация современных коптеров | Чтобы ещё больше заинтересовать учеников, необходимо продемонстрировать им видео с современными коптерами, кадры с гонок, научных выставок, демонстраций. |
4 | История коптеров | Опрос учеников, как давно, по их мнению, появились первые беспилотные летающие аппараты. Отметить учеников, которые были ближе всего в своих догадках, добавив что первые беспилотники появились ещё в 1890-х годах, например радиоуправляемая лодка Теслы(В 1899 году на выставке в Мэдисон-Сквер-Гарден инженер и изобретатель Никола Тесла продемонстрировал миниатюрное радиоуправляемое судно.), так же в качестве прообраза беспилотников могли выступать птиц. Продемонстрировать ученикам развитие беспилотных технологий:
Спросить учеников, какие недостатки, по их мнению, были у этих моделей и с какими трудностями сталкивались люди используя их. Показать ученикам современный беспилотник и современный коптер на фото или видео. Можно показать коптер, который учащиеся будут собирать во время обучения, чтобы у них сформировалось представление о результате, к которому они должны прийти после освоения курса. |
5 | Применение БПЛА самолетного типа | Спросить у учеников, какие примеры использования БПЛА самолетного типа в современном мире они знают. Рассказать про преимущества применения БПЛА самолетного типа, особенно, про съемку с воздуха и мониторинг лесов и полей. Рассказать о сферах использования:
Продемонстрировать свои примеры на фото и видео. Предложить ученикам привести ещё варианты, где могут применяться БПЛА самолетного типа. |
6 | Применение коптеров | Спросить у учеников, какие примеры использования коптеров в современном мире они знают. Постараться прокомментировать и дополнить каждый ответ. После чего задать ученикам вопросы, как, по их мнению, коптеры могут быть полезны в следующих областях:
Продемонстрировать свои примеры на фото и видео. Предложить ученикам привести ещё варианты, где могут применяться коптеры. Поделиться своим собственным опытом использования коптеров, если есть такая возможность. Для эффектного завершения занятия можно показать ученикам фото и видео с гоночных соревнований дронов. |
7 | Виды и конфигурация коптеров | Рассказать ученикам о видах коптеров и зарисовать направление вращения моторов на каждом из них.
Спросить ребят, что, по их мнению, даёт разное количество винтов, в конце сделав акцент на то, что квадрокоптеры самые простые из них в сборке и управлении. Показать ученикам два вида конфигурации квадрокоптеров и X и их отличие. |
8 | Управление | Показать классу пульт управления, перечислить название его управляющих элементов. Пусть ученики попробуют сами догадаться какое назначение у стиков и переключателей. Представить ученикам схему управления пультом. Познакомить их с необходимыми терминами и их значением:
Рассказать классу принцип вращения винтов, особенности направления их вращения. Продемонстрировать ученикам тестовую картинку, попросить их определить в каком направлении будет двигаться коптер. Позволить им самим свериться с правильными ответами и задать вопросы. |
9 | Элементы коптера | Рассказать ученикам о составных элементах коптера:
Зарисовать схему квадрокоптера и объяснить, как взаимодействуют между собой элементы. Спросить учеников, что, по их мнению, произойдет в случае отказа того или иного элемента. |
10 | Резервное время | Подведение итогов темы. Спросить у учеников, есть ли у них вопросы. Спросить, что из изученного на занятии было для них интереснее всего. Попросить учеников ответить на контрольные вопросы. Предложить ученикам по желанию провести в интернете дополнительное исследование на пройденную тему. Сообщить ученикам, какую тему они будут проходить на следующем занятии. |
Урок №10. тема: «аналоговая и цифровая видеотрансляция. применяемые камеры, радиопередатчики и приемники»
Цель урока: Дать представление о принципах работы видеосвязи. Раскрыть основы
работы аналоговой и цифровой видеосъемки. Сформировать знания применение
съёмки на беспилотных летательных аппаратах.
№ | Этап урока | Содержание |
---|---|---|
1 | Введение | Поприветствовать учеников. Провести опрос или тестирование по пройденным темам. Сформулировать тему и цель урока. |
2 | Видеокамеры аналогового типа | Рассказать об истории аналоговых камер и сфере их применения. |
3 | Работа аналоговых видеокамер | Продемонстрировать классу схему устройства аналоговой камеры, описать принцип ее работы.(Световой поток, проходя сквозь линзы объектива, попадает на матрицу ПЗС, где он преобразуется в видеосигнал). Попросить учеников зафиксировать основные элементы схемы и запомнить её. |
4 | Видеокамеры цифрового типа | Рассказать о появлении цифровых камер и области их использования. |
5 | Работа цифровых видеокамер | Продемонстрировать классу схему устройства цифровой видеокамеры, описать принцип ее работы (световой поток, отраженный от предметов попадает на чувствительную к свету матрицу устройства, которая преобразует его, но уже в сигнал электрический. Далее этот электрический сигнал, посредством процессора IP камеры обрабатывается, и лишь тогда кабелем «витая пара» или «коаксиальным кабелем», а возможно и средствами беспроводной связи (Wi – Fi), обработанный видеосигнал поступает на вход цифрового видеорегистратора). Попросить класс зафиксировать и запомнить её. |
6 | Дальность полёта | Рассказать классу о дальности полета коптера при использовании камеры. Перечислить особенности, на которые надо обратить внимание: ● Дальность передачи видеосигнала зависит от количества помех в зоне полета ● Разные системы передачи сигнала имеют различную способность огибать препятствия ● Дальность ограничивается лишь емкостью батареи, но для реализации всего потенциала современных технологий необходима наземная станция. ● Моделью довольно сложно управлять по камере. Так или иначе вы будете зависеть от погоды. Спросить у учеников, какие, по их мнению, еще трудности могут возникнуть. |
7 | Качество изображения | Рассказать о характеристиках современных камер. Продемонстрировать классу несколько видео с установленной на коптер камеры. |
8 | Заключение | Подвести итоги занятия, спросить, есть ли у класса вопросы. Спросить, что из изученного на занятии было для них интереснее всего. Попросить учеников ответить на контрольные вопросы. Предложить ученикам по желанию провести в интернете дополнительное исследование на пройденную тему. Сообщить ученикам, какую тему они будут проходить на следующем занятии. |
9 | Резервное время | Показать видео и рассказать классу интересные факты по пройденной теме, не вошедшие в программу. |
Урок №11. тема: «техника безопасности при сборке и настройке коптеров, при подготовке к вылету. техника безопасности при работе с аккумуляторами»
Цель урока: Дать учащимся понимание основных правил техники безопасности при конструировании и эксплуатации коптеров и почему их следует соблюдать.
№ | Этап урока | Содержание |
---|---|---|
1 | Введение | Поприветствовать учеников. Провести опрос или тестирование по пройденным темам. Сформулировать тему и цель урока. |
2 | Безопасность при работе с Li-Po аккумуляторами | Рассказать правила техники безопасности при работе с Li-Po аккумуляторами: ● Обращаться с аккумуляторами бережно. Не допускать падений, ударов деформаций. ● При подключении (отключении) аккумуляторов держаться только за разъёмы, тянуть или дергать за провода запрещается. ● В случае обрыва разъемов, обнаружения целостности изоляции или корпуса аккумулятора, не трогая его, немедленно сообщить преподавателю. Объяснить почему происходят возгорания аккумуляторов. Подкрепить рассказ показом видеороликов. |
3 | Техника безопасности при работе с паяльником | Вместе с учащимися вывести список правил, которые следует выполнять в лаборатории и во время пайки: ● Следите за тем, чтобы нагретая часть паяльника не прикасалась в ходе пайки к электрическому проводу. Жало обладает очень высокой температурой, поэтому изоляция будет повреждена в считанные мгновения. Дальше последует короткое замыкание. ● Перед началом работы проверьте целостность проводки и штепсельной вилки. Повреждения могут привести к тому, что ток замкнет непосредственно на вас. ● При работе с горячим паяльником необходимо использовать подставку. Ее обычно изготавливают из деревянного бруска и металлических держателей. Так вы сможете безопасно расположить инструмент и не бояться, что он упадет на горючие материалы. ● Как канифоль, так и сам припой при плавлении выделяют большое количество вредных веществ. Работать в респираторе вас никто не принуждает, но проветривать помещение после каждой пайки просто жизненно необходимо. Через каждые 30 минут делайте небольшие перерывы со сквозным проветриванием помещения и не забудьте при этом отключать паяльник. ● Держите паяльник только за ручку. Проследить, чтобы учащиеся записали их в тетрадь и предупредить, что чтобы допуститься до пайки, каждый должен будет отчитаться по этим правилам. |
4 | Техника безопасности в аудитории | Рассказать правила техники безопасности и поведения в аудитории: ● Не бегать рядом с рабочими столами ● Вешать сумки на ручку кресла (а лучше вообще убрать в шкаф или оставить в другой части аудитории) ● Не трогать оборудование (резак, 3д принтер) без преподавателя● Не вставлять пальцы и другие части тела и вещи в розетку ● Еда, вода только на перемене (или по разрешению преподавателя) ● Брать в руки демонстрационные дроны, пульты и так далее только с разрешения преподавателя Назначить ответственного за соблюдением ТБ в классе. |
5 | Правила техники безопасности при летной эксплуатации коптеров | Рассказать что включает в себя предполетная подготовка. Раздать листы предполетной подготовки каждому учащемуся или на команду и дать возможность учащимся полностью провести предполетную подготовку с занесением отметок о выполнении в лист предполетной подготовки. Правила ТБ при подготовке к полетам: ● Убедиться, что Li-Po аккумуляторы заряжены. ● Убедиться, что аккумуляторы или батарейки в аппаратуре управления заряжены. ● Устанавливать пропеллеры только перед вылетом. ● Проверить надёжность следующих узлов: Затянутость гаек пропеллеров. Крепление и целостность защит винтов. Надежность крепления проводов Отсутствие болтающихся проводов. ● Подключать Li-Po аккумулятор только перед вылетом. ● Располагать зрителей за спиной пилота или за линией, проходящей через оба плеча пилота за спиной пилота. ● Не допускать выхода зрителей в полусферу перед лицом пилота. ● Знать и помнить время полёта, на которое рассчитан данный коптер и его ● аккумулятор. ● ДО подключения Li-Po аккумулятора включить аппаратуру управления ● (пульт), перевести стик газа в нулевое положение. ● Подключать Li-Po аккумулятор только перед взлётом, отключать сразу после взлёта. ● Стоять на расстоянии не менее 3 м от коптера. ● Взлетать с земли с ровной площадки, на расстоянии не менее 3 метров от препятствий. |
6 | Безопасность в полете | Вместе с учащимися вывести правила техники безопасности в полете. ● Выполнять все указания преподавателя или лётного инструктора. ● Заранее обозначить зону пилотажа. Летать только в обозначенной зоне и не допускать вылета за её пределы. Не залетать за собственную спину. ● При обучении полётам летать на уровне ниже собственного роста. ● Летать рядом с собой на расстоянии, на котором вам видна ориентация коптера в пространстве. Не улетать далеко от себя. В случае сомнений в ориентации коптера немедленно выполнить посадку на месте. Не пытаться взлететь. Подойти ближе к коптеру и выполнить взлёт. ● При управлении все движения стиками выполнять аккуратно и плавно. Не допускать резких движений. При необходимости изменить направление полёта двигать стиками следует энергично, но не резко. ● Летать следует осторожно и выполнять только те элементы, в которых нет сомнений. Запрещается выполнять фигуры пилотажа, в успехе которых возникают сомнения и фигуры, связанные с риском. ● Соблюдать скоростной режим. Скорость полета коптера держать в пределах скорости идущего человека. ● Вернуть коптер к месту посадки к рассчитанному времени, не допускать полной разрядки аккумулятора в полёте. ● Посадку выполнять только на ровную открытую площадку вдали от препятствий. Проследить, чтобы учащиеся записали правила в тетрадь.Предупредить, что допуск к полетам будет даваться только после сдачи правил техники безопасности. |
7 | Заключение | Подвести итоги занятия, спросить, есть ли у класса вопросы. Спросить, что из изученного на занятии было для них интереснее всего. Попросить учеников ответить на контрольные вопросы. Предложить ученикам по желанию провести в интернете дополнительное исследование на пройденную тему. Сообщить ученикам, какую тему они будут проходить на следующем занятии. |
8 | Резервное время | Показать видео и рассказать классу интересные факты по пройденной теме, не вошедшие в программу. |
Урок №3. тема: «теория пайки»
Цель урока: Обучить теории пайки, дать представление об инструментах и методике
пайки.
№ | Этап урока | Содержание |
---|---|---|
1 | Введение | Поприветствовать учеников. Сформулировать тему и цель урока. Постараться замотивировать учеников, акцентируя важность темы. Объяснить, что знания, которые они получат на этом уроке обязательно пригодятся им в дальнейшем на практических занятиях. |
2 | Теория пайки | Перечислить основные технологические операции, которые происходят во время пайки. Пайка сводится к следующим технологическим операциям: ● Паяемые поверхности очищают от загрязнений, коррозионных корок и т.п. Зачищают до блеска, т.е. до отсутствия видимых следов окислов; ● Покрывают флюсом – веществом, удаляющим остатки окисла и не допускающим окисления поверхностей в дальнейшем процессе. Для флюсовки под лужение предпочтительно использовать не жидкие или твердые флюсы, а флюс-пасты; ● Затем поверхности лудят – наносят на них расплавленный припой (специально предназначенный для пайки сплав), он при этом растекается тонкой пленкой и химически соединяется с основным металлом; ● Детали предварительно соединяют механически: скруткой, сжатием пинцетом, пассатижами, в тисках, струбциной и пр. Наносят еще флюс, чтобы не допустить окисления припоя под нагревом;● Наносят с прогревом еще припой (возможно, уже другой) до получения спая заданного качества; ● Если пайка велась паяльником с луженым жалом, по ее окончании его очищают и покрывают неактивным флюсом. Чтобы пайки были качественными, обычный паяльник должен храниться с зафлюсованным жалом! Подробно описать процесс зачистки, лужения и пайки. Дать ученикам рассмотреть и подержать в руках паяльник,во время объяснения из чего он состоит. Рассказать об особенности подготовки и пайки проводов. Научить зачистке и скрутке проводов. Каждый ученик должен провести эту операцию самостоятельно. Спросить, есть ли у класса вопросы. |
3 | Припои и флюсы | Рассказать о припоях и флюсах. Припои от ПОС-90 до Авиа-2 – мягкие для низкотемпературной пайки. Гарантированно обеспечивают только электрический контакт. ПОС-30 и ПОС-40 паяют медь, латунь, бронзу с неактивными флюсами, а их же со сталью и сталь со сталью – сактивными. ПОССр-15 можно паять оцинковку с неактивными флюсами; другие припои при этом разъедают цинк до стали и пайка скоро отваливается. 34А, МФ-1 и ПСр-25 припои твердые, для высокотемпературной пайки. Припоем 34А можно паять алюминий в пламени (см. далее, о пайке алюминия) со специальными флюсами, см. там же. Припоем МФ1 припаивают медь к стали с активированным флюсом. «Невысокие требования к прочности» в данном случае значит, что прочность спая ближе к прочности меди, чем стали. ПСр-25 при пайке сухим паяльником пригоден для пайки ювелирных изделий, витражей тиффани и т.п. Паяльные флюсы делятся на нейтральные (неактивные, бескислотные), химически с основным металлом не взаимодействующие или взаимодействующие в ничтожной степени, активированные, химически действующие на основной металл при нагреве, и активные (кислотные), действующие на него и холодными. В отношении флюсов наш век принес больше всего нововведений; большей частью все же хороших, но начнем с неприятных. Первое – технически чистого ацетона для промывки паек в широкой продаже больше нет вследствие того, что он используется в подпольном производстве наркотиков и сам обладает наркотическим действием. Заменители технического ацетона – растворители 646 и 647. Второе – хлористый цинк в активированных флюс-пастах часто заменяют тераборнокислым натрием – бурой. Соляная кислота – высокотоксичное химически агрессивное летучее вещество; хлорид цинка также токсичен, а при нагреве сублимирует, т.е. улетучивается не плавясь. Бура безопасна, но при нагреве выделяет большое количество кристаллизационной воды, что немного ухудшает качество пайки. Лучше, чтобы у в наличии были образцы припоев и флюсов, чтобы ученики смогли взять их в руки и рассмотреть. |
4 | Виды пайки | Рассказать об основных видах пайки: ● Мелкая пайка ● Пайка радиоэлектронных компонент на печатную плату ● Микросхемы. Для более наглядного понимания технического процесса показать ученикам пайку микросхем, или продемонстрировать обучающее видео. |
5 | Заключение | Подвести итоги занятия, спросить, есть ли у класса вопросы. Задать контрольные вопросы по пройденному материалу. Если останется время рассказать классу о подставках для паяльников и основную технику безопасности. |
6 | Резервное время | Показать видео и рассказать классу интересные факты по пройденной теме, не вошедшие в программу. |
Урок №6. тема: «бесколлекторные двигатели и регуляторы их хода»
Цель урока: закрепить теоретические знания о строении и работе бесколлекторных
электродвигателей. Сформировать знания о работе и настройке регуляторов хода,
технике безопасности. Обучить решению проблем, возникающих в случае некорректной работы регуляторов.
№ | Этап урока | Содержание |
---|---|---|
1 | Введение | Поприветствовать учеников. Провести опрос по пройденным темам. Сформулировать тему и цель урока. Сделать упор на то, какие типы двигателей и почему применяются в коптерах. |
2 | Принцип работы бесколлекторного электродвигателя | Описать принцип работы бесколлекторного электродвигателя. Показать видео работы. Разобрать такие понятия как: ● Обмотка ● Ротор ● Статор ● Фаза (Трехфазные бесколлекторные двигатели приобрели наибольшее распространение. Но они могут быть и одно, двух, трех и более фазными. Чем больше фаз, тем более плавное вращение магнитного поля, но и сложнее система управления двигателем. 3-х фазная система наиболее оптимальна по соотношению эффективность/сложность, поэтому и получила столь широкое распространение). Попросить учеников объяснить, почему в бесколлекторных электродвигателях три фазных провода. При необходимости скорректировать ответы. |
3 | Основные характеристики | Спросить у класса, какими характеристиками, по их мнению, должен обладать бесколлекторный электродвигатель. Рассказать о датчиках и контроллерах (регуляторах оборотов или ESC). Рассказать о функциях и характеристиках ESC: ● Максимальный постоянный ток (указывает, какой ток контроллер способен держать продолжительное время. Как правило, этот параметр входит в обозначение контроллера (например Jes -18, Phoenix -10). Иногда указывают величину “кратковременного” тока, допустимого в течении нескольких секунд) ● Максимальное рабочее напряжение (указывается, с каким количеством NiCd или литий-полимерных банок можно использовать контроллер. Для контроллеров с ВЕС-м, эта величина может быть разная, в зависимости от количества сервомашинок) ● Максимальные обороты (программное ограничение максимальных оборотов. Всегда указывается для двухполюсного двигателя. Для многополюсных моторов это число надо разделить на количество пар полюсов) ● Внутреннее сопротивление (полное сопротивление силовых ключей контроллера, без учета проводов. Чем мощнее контроллер, тем меньше его внутреннее сопротивление. Как правило, сопротивление проводов сравнимо с внутренним сопротивлением контроллера и вносит до 30% потерь) ● Частота импульсов контроллера (как правило, составляет 7- 8 Кгц. У “продвинутых” контроллеров частоту регулирования можно программировать на другие значения- 16 и 32 Кгц. Эти значения применяется в основном для высокооборотных 3-4-х витковых моторов с малой индуктивностью, при этом улучшается линейность регулирования частоты вращения). Спросить у учащихся, что осталось непонятным разобрать то, что оказалось сложным для восприятия еще раз. |
4 | Применение | Дать каждому ученику или команде мотор и регулятор оборотов. Указать на основные ошибки при установке моторов на луч (использование слишком длинных винтов при установке, что приводит к повреждению обмотки). Разобрать каким образом мотор присоединяется к регулятору оборотов, а регулятор к полетному контроллеру и плате распределения питания.Рассказать про настройки, которыми обладает контроллер: ● Напряжение выключения мотора ● Тип выключения мотора ● Тормоз ● Опережение ● Режим старта ● Время акселерации или задержка акселерации ● Ограничение тока ● Режим газа ● Реверс Объяснить основные проблемы при использовании регуляторов оборотов и какие действия помогают их разрешить. |
5 | Заключение | Подвести итоги занятия, спросить, есть ли у класса вопросы. Спросить, что из изученного на занятии было для них интереснее всего. Попросить учеников ответить на контрольные вопросы. Предложить ученикам по желанию провести в интернете дополнительное исследование на пройденную тему. Сообщить ученикам, какую тему они будут проходить на следующем занятии. |
6 | Резервное время | Показать видео и рассказать классу интересные факты по пройденной теме, не вошедшие в программу. |
Урок №7. тема: «принцип работы, типы и устройство аккумуляторов»
Цель урока: сформировать знания о принципе работы аккумуляторов. Сформировать и актуализировать знания о видах и специфике литий-полимерных аккумуляторах, техники безопасности.
№ | Этап урока | Содержание |
---|---|---|
1 | Введение | Поприветствовать учеников. Сформулировать тему и цель урока. Сформировать учебную мотивацию на занятии, отметив, что на уроке будет рассказан принцип работы с элементом питания, который в дальнейшем будет использоваться при сборке коптеров. |
2 | Устройство аккумуляторов | Дать определение аккумулятора. Рассказать о сферах их применения. Продемонстрировать схему его устройства, процесс зарядки и разрядки аккумулятора. (Принцип работы аккумулятора: когда к электродам подключена нагрузка, например, лампочка, то создается замкнутая электрическая цепь, через которую протекает ток разряда. Он формируется движением электронов в металлических частях и анионов с катионами в электролите) |
3 | Способы соединения аккумуляторов | Рассказать о правилах и особенностях при параллельном и последовательном соединении аккумуляторов. |
4 | Аккумуляторы для коптеров | Рассказать о моделях аккумуляторов, которые применяются при сборке коптеров. Описать основные характеристики аккумуляторов: ● Ёмкость (Записывается в ампер-часах. Это такой ток который до полного разряда может выдавать аккумулятор в течении часа. Например, если емкость аккумулятора 3А/ч, то значит он может в течении одного часа выдавать ток 3А. При токе 1А его хватит на 3 часа, а при токе 30А он разрядится за 6 минут) ● Максимальный разрядный ток Указывается во сколько максимальный разрядный ток превышает емкость. Например значение «30-40C» для аккумулятора с емкостью 3А/ч означает, что он кратковременно может выдавать ток 90-120А. Естественно, при выборе аккумулятора необходимо руководствоваться меньшим значением. ● Напряжение (Зависит от количества «банок» или ячеек аккумулятора. Напряжение одной ячейки LiPo аккумулятора составляет порядка 3,7В. Соответственно, чем больше ячеек, тем больше напряжение. Соединяя аккумуляторы последовательно можно набрать достаточно большое напряжение, как это делают, например, в электровелосипедах). Раздать всем учащимся или на команду аккумуляторы. Попросить измерить напряжение на одном аккумуляторе, а также на аккумуляторах соединенных последовательно и параллельно. Попросить сделать выводы о величине напряжения при различных способах их соединения. Скорректировать их при необходимости. |
5 | Зарядка аккумулятора | Рассказать о правилах зарядки LiPo аккумуляторов, и необходимых для этого устройствах. Показать, как поставить аккумулятор на зарядку. Попросить каждого ученика проделать это. |
6 | Применение аккумуляторов | Рассказать о непосредственном применении аккумулятора в сборке коптера. Продемонстрировать классу установленный на коптере аккумулятор. Показать устройство его подключения к плате распределения энергии. (Для подключения аккумуляторов используют специальные коннекторы. Диаметр пистонов в них 4мм и они дополнительно подпружинены для обеспечения большой площади контакта. Еще для подключения используют специальные провода в силиконовой изоляции, которая способна выдерживать высокие температуры). |
7 | Техника безопасности | Рассказать о правилах эксплуатации и хранения аккумуляторов, и последствия, к которым может привести нарушение техники безопасности. Показать видео, демонстрирующие последствия механического повреждения аккумулятора . |
8 | Заключение | Провести тест по пройденным темам. Подвести итоги занятия. Спросить, есть ли у класса вопросы. Задать контрольные вопросы. |
9 | Резервное время | Если останется время, показать классу видео, более подробно демонстрирующее процесс зарядки аккумулятора. |