Квадрокоптер – что это такое?

Что такое дрон

Чтобы понять в чем отличие между двумя устройствами следует понять, что они собой представляют. С точки зрения терминологии, дрон – это любое беспилотное устройство. Это и летательный аппарат, и наземный. Даже обычный робот пылесос является дроном. С английского языка это слово переводится как трутень, почему и кем было принято решение так их назвать неизвестно, но название прижилось в мире и часто любые беспилотники именуют дронами. Следует сказать, что это не ошибка, фактически это одно и тоже. Но важно понимать любой квадрокоптер – это дрон, но не наоборот.

Сегодня дроны могут быть самыми разными – они ездят по земле и летают в воздухе, бороздят поверхности морей и опускаются в их глубины. Дроны используются для развлекательных целей (танки и машинки на радиоуправлении), они часто являются бытовыми приборами (упомянутые выше роботы), а также используются в военных (дроны для наблюдения) и научных целях (подводные батискафы, луноходы).

Легко понять, что дрон – общее название класса беспроводных девайсов. Они имеют множество подвидов.

Особенности, характерные для квадро-

Отличается данная категория дронов наличием четырёх моторов и винтов. Бывают также коптеры с 2, 3, 6 и 8 винтами, но наибольшее распространение получили именно четырёхдвигательные модели. Связано это с тем, что такая конструкция обеспечивает оптимальное соотношение между ценой модели, её качеством, стабильностью поведения в воздухе, простотой управления, грузоподъёмностью и кучей других факторов.

Более маленькие дроны чувствительны к порывам ветра, более крупные – это уже профессиональный класс, предназначенный для выполнения серьёзных задач. Вот и получается, что нарицательным названием для всего класса коптеров в народе стал именно квадрокоптер.

В общем-то, именно модели этой категории и будут Вас интересовать, если Вы только начинаете свой путь в небеса с использованием беспилотников. Среди четырёхвинтовых красавцев есть много подходящих для новичков моделей, которые идеально Вам подойдут!

Беспилотный летающий аппарат (БПЛА)

БПЛА – это летающий аппарат без экипажа на борту. Они имеют разную степень автономности, в зависимости от конструкции и задач. Также различаются по общей конструкции, назначению, исполнению и внешнему виду. Они могут летать автоматически, по заданной программе, курсу, маршруту. Возможно наличие систем автоматического распознавания цели (если речь идет о БПЛА военного назначения, то врага).

БПЛА в воздухе

Военные модели могут иметь оружие на борту. С другой стороны оператор может контролировать полет, полностью или частично им управлять, такие модели называют дистанционно-пилотируемые летательные аппараты. Однако системы управления достаточно уязвимы – это весомый недостаток для применения беспилотников в военных целях.

Из выше перечисленного следует, что БПЛА оснащаются набором датчиков, камер и управляющих систем. Это нужно для осуществления их основной задачи: осуществления разведки, наблюдения и изучения территорий, куда по той или иной причине нет возможности попасть человеку. Для работы без участия человека, система управления БПЛА должна адекватно справляться с автопилотированием.

Стоимость

Цены на лучшие квадрокоптеры с камерой 2020 могут быть самыми разными. Простые микродроны с примитивными матрицами на борту могут стоить 2 тыс. рублей. Средние по размерам коптеры, способные летать до 100 м от оператора, уже будут стоить 10-20 тыс. рублей. А вот продвинутые любительские модели от именитых производителей дешевле 50 тыс. рублей купить вряд ли получится. Зато они будут обладать действительно интересными характеристиками и неплохими встроенными камерами.

На что обратить внимание

Чтобы правильно выбрать квадрокоптер перед покупкой, вы должны знать, какие есть отличия между моделями и что за опции предлагают разные производители. Итак, обо всем по порядку.

Версии дронов

Первый неизвестный параметр, с которым вы можете столкнуться при выборе – версия аппарата. Существуют четыре наиболее популярные маркировки, которая указывается в характеристиках:

  1. RTF (расшифровывается как Ready to Fly или «готовый к полету») – эта версия означает, что квадрокоптер оснащен всем необходимым для полетов (пультом, аккумулятором, зарядным устройством). Данный вариант исполнения отлично подойдет для новичков, т.к. после покупки останется только извлечь дрон из коробки и выполнить первый запуск.
  2. PNP (Plug and Play или же “включи и играй») – на самом деле расшифровка не соответствует действительности т.к. версия PNP дает понять, что коптер поставляется без аккумулятора, пульта и зарядного. В коробке только сам беспилотник, все остальное докупается отдельно.
  3. BNF (Bind and Fly, перевод – «Привяжи летай») – в комплектации нет пульта, его нужно докупать отдельно и синхронизировать. Такой вариант исполнения больше подойдет опытным пилотам.
  4. ARF (Almost Ready to Fly, дословно переводится как «Почти готовый к полетам) – данная версия квадрокоптера поставляется в полностью разобранном виде, иногда может быть даже без пульта. Покупателю нужно самому собрать дрон. Идея заключается в том, что можно сразу же заменить комплектующие на другие, тем самым модернизировать свой летательный аппарат. Версия ARF используется опытными пилотами и радиолюбителями.

Чаще всего продаются RTF квадрокоптеры, поэтому сложностей с их первым знакомством возникнуть не должно.

Количество винтов

Если вы хотите выбрать квадрокоптер, винтов должно быть 4 (этим и характерно название устройства, от приставки «квадро). Бывают еще:

  • Трикпотеры (3 винта) – они более маневренны и отличаются легким весом.
  • Гексакоптеры (6 винтов) – чаще всего большие по размерам и тяжелые. Используются в большей мере профессионалами для видеосъемки на большой высоте и доставки грузов.
  • Октакоптеры (8 винтов) – все аналогично гексакоптерам.

Размеры

Как было сказано в самом начале, дроны бывают разных размеров, что напрямую связано с их назначением. Общепринято их делить на следующие группы:

Мини-дроны. Попросту являются игрушками, такие модели можно выбрать для ребенка или баловства.

Мини-дрон

Квадрокоптеры до 250 грамм, средний размер. Популярность данной группы беспилотников возросла с тех пор, как был выпущен федеральный закон о том, что модели весом более 0,25 кг должны быть зарегистрированными («Воздушный кодекс РФ» № 60). Процедура это не самая легкая, поэтому многим проще стало выбирать небольшие дроны, весом меньше указанного.

Средний размер

Тяжелые, габаритные квадрокоптеры. В пределах данной статьи они будут неинтересны, т.к. чаще всего используются в производственных целях (доставка грузов) и при профессиональной съемке с воздуха.

Дрон для доставки грузов

Чтобы без проблем сразу же после покупки заняться пилотированием, лучше останавливать выбор на квадрокоптер весом до 250 грамм. К тому же в этом сегменте самый больший ассортимент моделей от разных производителей.

Важно! Существует еще одна классификация дронов по размеру. Мини-дроны – это те, размер которых не превышает 200 мм, от 200 до 700 мм – это модели средних размеров и, соответственно, свыше 700 мм считаются крупные квадрокоптеры.

Наличие камеры и ее характеристики

Следующий момент, который вы должны решить – будете выбирать дрон с камерой или без. Если наличие камеры напрямую связано с общим назначением аппарата, то о характеристиках нужно рассказать подробнее.

Вот что вы должны знать, если хотите выбрать квадрокоптер с видеокамерой для начинающих:

Камеры могут иметь разрешение от 0,3 МП до 4К. Чем лучше камера, тем соответственно качественнее будет картинка или видео, снятое дроном. От 720p и выше считается хорошим показателем для новичков, которые желают использовать режим FPV. Для профессиональной видеосъемки уже даже мало будет разрешения Full HD (1080p), нужно останавливать свой выбор на квадрокоптерах с 4К камерой (2160p).

Важно! Если вы решили выбрать недорогой дрон с HD-камерой (720p), не рассчитывайте на то, что качество видео будет высоким. Хорошее видеооборудование и стоит соответственно дорого.

Конструктивно камеры могут быть встроенным (комплектными) или съемными. Во втором случае вы можете запросто заменить камеру на другую, допустим экшн-камеру с лучшим разрешением, чем было. Однако в 2019 году можно подобрать квадрокоптер с хорошей встроенной камерой, список лучших мы предоставим в конце статьи (рейтинг до 5000 рублей).

Также важно отметить, что некоторые модели, допустим MJX Bugs 3 или GoPro Karma, продаются без камеры, что позволяет не переплачивать и выбрать для себя оптимальный вариант по характеристикам.

Еще один параметр, на который нужно обращать внимание – угол обзора. Чем он больше, тем лучше. Хорошим показателем считается угол обзора от 80 градусов.

Отдельно стоит сказать пару слов о подвесе. Без него качественной съемки можете не ожидать. Данный аксессуар автоматически стабилизирует угол наклона камеры в трехосевом измерении. Благодаря этому во время полета и съемки отсутствуют помехи, искажения картинки и всевозможные тряски экрана.

Тип управления

Более дорогие квадрокоптеры идут с управлением со смартфона через специальное приложение, бюджетные модели типа Syma, управляются пультом. Аналоговая частота, на которой работают трансмиттеры, может быть 2,4 ГГц либо 5,8 ГГц. Также возможно управление через Wi-Fi на частоте 2,4 ГГц.

Управление с пульта

Аналоговая частота 2,4 ГГц считается наименее популярной, т.к. на ней наблюдаются шумы, размытия и ухудшение качества самой картинки. Все дело в том, что на данной частоте работают практически все современные приборы (СВЧ-печи, мобильные телефоны, подключенные к Wi-Fi и т.д.).

FPV по Wi-Fi на частоте 2,4 ГГц более распространено, практически все бюджетные квадрокоптеры работают на данной частоте. Несмотря на это проблема с задержкой картинки также присутствует.

В моделях премиум-класса используется аналоговая частота 5,8 ГГц. Это позволяет минимизировать задержку картинки при съемке и сделать полет более комфортным для наблюдения.

Управление в режиме от первого лица

Лидеры рынка, квадркоптеры DJI выпускают модели, которые способны управляться жестами, например, DJI Spark.

Двигатели

Существуют два типа двигателей, которыми оснащаются дроны: коллекторные и бесколлекторные. Первые устанавливаются в бюджетных моделях, недостаток коллекторных моторов в том, что они менее надежны. Связано это с тем, что в конструкции использованы угольные щетки, которые подвержены более быстрому износу. Помимо этого, коллекторные двигатели не дают возможность развивать высокую скорость полета или взлетать на большую высоту. Большая часть квадрокоптеров до 5 тыс. рублей оснащена именно такими моторами.

Двигатель

Бесколлекторные моторы в свою очередь лишены этого недостатка, т.к. в них не установлены угольные щетки. Данный тип двигателей более мощный и надежен, поэтому устанавливается в дорогие квадрокоптеры.

Чем отличается коптер? Главные параметры

Коптеры используют не только для развлечения и съемки видео с воздуха. Оборудование применяют для разведывательных операций, охоты, при поиске потерявшихся людей. Устройства могут оснащаться тепловизорами, профессиональными камерами. Можно найти аксессуары для квадрокоптера, которые сделают его функциональным для любого варианта эксплуатации.

Основные отличительные черты такого оборудования:

  • наличие четырех моторчиков, которые управляют отдельными пропеллерами;
  • использование общего блока питания – компактного компьютера для управления каждым мотором;
  • в большинстве моделей интегрирована камера или крепление для смартфона;
  • пульт управления позволяет тонко управлять движением устройства в воздухе.

Обычно оборудование выполнено в легком пластиковом корпусе, для дорогих моделей использованы прочные композитные материалы. Камера может передавать изображение на смартфон или экран пульта. Многие модели позволяют управлять полетом через FPV – First Person View. Это очки, на которые камера передает изображение в режиме реального времени, создавая ощущение живого полета.

Скорость полёта

Существуют коптеры с горизонтальными скоростями полёта около 10-20 м/с, что приблизительно соответствует 35-70 км/ч. Можно назвать эти модели скоростными относительно прочих. Такая скорость будет полезна при съёмке движущихся объектов, при полётах на большие расстояния, когда важно время, проведённое в воздухе.

Если параметр не критичен, и коптер будет запускаться для развлечения, то вам хватит скорости 3-10 м/с. Именно такими скоростями, кстати, обладает большинство недорогих моделей.

Как выбрать квадрокоптер

Приобретение квадрокоптеров в нашей стране регулируется законом. К дронам относятся беспилотные летательные средства весом от 250 грамм до 30 кг. Они должны быть в обязательном порядке зарегистрированы в течение 10 дней после покупки.

Устройства можно условно разделить на 3 типа: игрушки, любительские и профессиональные. Последние служат военным, спасателям, применяются для мониторинга окружающей среды, патрулирования и других целей. Стоят они дорого. Любительские, как и игрушки, появились в процессе миниатюризации аппаратов. Самые дешевые стоят от 1000–1500 рублей, но и функций у них немного. Более сложные модели могут оцениваться в 100–300 тысяч рублей, по своим возможностям приближаются к профессиональным. Дроны становятся все более популярными в мире.

Перед тем как выбрать квадрокоптер, стоит определиться с назначением – для чего он приобретается. Также важен бюджет.

Чтобы выбор был сделан правильно, нужно обращать внимание на следующие критерии:

  • Применение. Самые дешевые аппараты используются как игрушки. Часто они не имеют камеры или оснащены простыми вариантами с низким разрешением. Стоят до 100 долларов. Легкие, маленькие, их сложно разбить. Хороший дрон для видеосъемки стоит дорого. Выбор ограничивается только бюджетом. Но лучше начать с доступного и недорогого устройства для наработки опыта.
  • Исполнение. Не все беспилотники сразу готовы к применению. Существует несколько типов поставки. RTF – готовность из коробки, после покупки можно сразу запускать. Выбор новичков. ARF – требуется сборка и настройка. Подойдет для профессионалов и продвинутых любителей. BNF – необходима синхронизация со сторонним пультом управления. Его стоит приобрести, если уже есть опыт такой настройки.
  • Наличие камеры. Дроны с камерой могут использоваться для фото и видеосъемки, управляются от первого лица. Для любителя подойдет девайс, снимающий в FHD и HD, профи выбирают не меньше 4К. Модели могут быть как со встроенной, так и навесной камерой. Специалисты предпочитают второй вариант.
  • Летные характеристики. Скорость, маневренность, дальность и высота полета имеют немаловажное значение. С управлением Wi-Fi максимальное удаление – до 100 метров, с радиоканалом – до 5 км и более. Рекомендовать что-то конкретное трудно – чем лучше показатели, тем дороже гаджет. Дешевые варианты могут летать не более 10–15 минут, дорогие держатся в воздухе до 30–35 минут, аппараты среднего ценового сегмента – около 20. Желательно, чтобы модуль управления работал на частотах 2,4 или 5,8 GHz – тогда не помешают другие устройства, и вы не потеряете свой квадрокоптер.
  • Функционал. GPS-датчики, гироскопы, системы автопилотирования нужны особенно новичкам. Лучшие дроны хорошо комплектуются. Но будьте осторожны – аппарат может не заметить провода, ветви и разбиться. Среди функций актуальны полет по заданной траектории или к определенной точке назначения, следование за оператором, зависание на месте даже при ветре. Но чем больше возможностей – тем выше цена.
  • Стоимость. Не столь важно, сколько стоит хороший квадрокоптер, траты на его приобретении не закончатся. Нужно быть готовым покупать запасные винты (они будут выходить из строя), аккумуляторы (особенно важно при съемке на выезде), платить за ремонт. Расходы могут составить 30–100% от цены самого дрона. В магазинах представлены варианты до 10000 рублей (игрушки или со слабой камерой), до 100 тысяч (подойдут для съемок), свыше 100 тысяч (профессиональные).
  • Аксессуары. Особенно важен подвес со стабилизацией для качественной съемки. Защитные устройства для винтов также обязательны – они продлят жизнь агрегату. Wi-Fi экстендер увеличит дальность видеотрансляции до 1 км.
  • Бренд. Лучшие производители: DJI, Xiaomi, Syma, Ryze Tech, Pilotage.

Можно ли управлять с планшета или смартфона?

У некоторых ПДУ есть специальное крепление под планшет или смартфон. С его помощью можно закрепить мобильное устройство и превратить его в экран, на который будет транслироваться видео с камеры дрона в реальном времени.

Со смартфона можно также управлять функциями квадрокоптера, подключаясь к нему по Wi-Fi (если конечно коптер поддерживает мобильные устройства). Недостаток такого управления в невысокой дальности связи – на практике около 50 метров. Также отсутствует обратная связь, плюс поток видео может запаздывать, что может быть критично при больших скоростях дрона.

Больше такой тип управления подойдёт для развлечения себя и детей – это удобно и недорого. Будьте внимательны при выборе – одни модели могут поддерживать ОС Android, другие IOS, третьи вообще Windows, и далеко не все поддерживают сразу все ОС.

Потеряли квадрокоптер, остался пульт

При потере квадрокоптера важно сразу же приступить к поискам. Нажмите кнопки, поскольку коптер может отреагировать и показаться в поле зрения (при условии, что аккумулятор полностью заряжен).

Если аппарат оснащён дополнительным GPS-трекером, тогда будет достаточно позвонить оператору по сохранённому номеру и ждать смс с точными координатами местонахождения беспилотника. Это самый простой способ быстро найти свой квадрокоптер.

Рекомендуем всегда делать скриншоты местности в разные моменты полёта, чтобы при необходимости быстро найти утраченный аппарат.

Отменная альтернатива — отслеживание в режиме реального времени его местонахождения с помощью интерактивной карты.

Всегда перед запуском квадрокоптера проверяйте уровень заряда батареи, наличие записи стартовых координат и проведите калибровку устройства (для этого поднимите беспилотник на высоту до метра и проверьте выполнение команд поворота в разные стороны, а также движения вперёд/назад). Выполнив эти простые действия, вы минимизируете риск потери квадрокоптера.

Также в некоторых моделях с GPS предусмотрена полезная функция — автовозврата. Она срабатывает если:

  • сигнал с пульта ДУ был потерян;
  • уровень заряда батареи снижается и близится к нулю.

Функция может быть активирована как автоматически, так и принудительно (в ситуации когда есть опасность или пилот ещё не обладает уверенностью в своих силах). Благодаря ей квадрокоптер можно вернуть до того, как батарея разрядится полностью. Стоимость таких моделей несколько выше классических устройств, но в результате вы получаете высокий уровень защиты от потери. Данный вариант позволит не потерять и быстро найти беспилотник, если остался пульт. Подобные модели представлены в отличном выборе на сайтах специализированных интернет-магазинов.

Но учтите, что данная функция может и не сработать, если перед взлётом коптера не была произведена запись точки взлёта! Чтобы предотвратить подобную ситуацию, следует всегда перед взлётом проводить калибровку (особенно при запуске на новых местах). Автовозврат также может не быть доступен, если произошёл сбой электроники. Возникли сомнения в работе системы? Тогда уделите несколько минут перезапуску устройства, чтобы быть уверенным в точности записанных исходных данных точки взлёта.

Найти дрон, используя трекер

На всех квадрокоптерах предусмотрена дополнительная функция установки GPS-трекера. С ним можно запускать многороторную платформу и не бояться, что она пропадёт. Не экономьте на его покупке, поскольку самые бюджетные модели не несут никакой пользы для дрона. Практика доказала низкую точность передачи данных у них, где погрешность порой может составлять до нескольких километров.

Более дорогостоящие модели отличаются высокой точностью передачи. Узнать её уровень стоит сразу же у продавца коптера (это один из основных критериев выбора трекера в магазине). Перед покупкой также убедитесь в полной совместимости трекера с контроллером своего беспилотного аппарата. Для установки трекера потребуется клей и несколько минут, а также установка активной «симки» в слот модуля. После выполнения таких простых действий найти потерянный квадрокоптер можно будет, позвонив на номер симки с любого мобильного телефона.

Точные координаты беспилотника придут в виде смс на телефон.

Данный метод максимально простой и понятен даже новичку, при этом его эффективность была доказана не раз. Согласитесь, это очень удобно, когда для получения точных координат местонахождения беспилотника достаточно позвонить на один номер!

Продолжительность полёта

Конечно, чем выше продолжительность полёта от одной зарядки, тем лучше. Но не всегда продолжительность полёта имеет первостепенную важность. Если вы покупаете квадрокоптер для ребёнка или для собственного развлечения, достаточно будет модели, аккумуляторов которой хватит до 15 минут полёта – таких квадрокоптеров, кстати, большинство.

От 15 до 25 минут полёта для квадрокоптера – уже отличный показатель. Хватит для того чтобы успеть подняться на максимальную высоту и снять красивую панораму. Именно такую продолжительность полёта имеет большинство самых популярных дронов известных брендов.

Полётом свыше 25 минут могу похвастаться немногие модели, и это действительно лучшие показатели. Стоит брать, если именно выносливость квадрокоптера – ваш основной критерий выбора.

Надо также понимать, что указанная в параметрах продолжительность полёта – величина всегда приблизительная. Реальное время налёта может колебаться в зависимости от температуры воздуха, ветра, нагрузки и т.п. условий.

Как сделать квадрокоптер для человека своими руками

Дрон для человека — пока что крайне редкий, небезопасный и дорогостоящий вариант для самостоятельной сборки. Общедоступных инструкций того, как самому в домашних условиях сделать квадрокоптер с огромной подъемной силой, пока не существует, поскольку обладателей таких аппаратов очень немного.

Однако краткий алгоритм создания грузоподъемного дрона можно описать, опираясь на стандартную схему.

Комплектующие

Начнём с моторов. «Промежуточность» 180-го размера, а также богатство их ассортимента, осложняют выбор. С одной стороны, можно брать то, что идёт на 160-е, с другой — то, что устанавливают на 210-е или даже 250-е. Исходить надо из пропеллеров и батареи (количество банок). Не вижу смысла использовать батарею 3S, а по пропеллерам общие правила таковы:

  • нужна максимальная статическая тяга — увеличивай диаметр пропеллера и уменьшай шаг (в разумных пределах)
  • нужна высокая скорость — уменьшай диаметр и увеличивай шаг (в разумных пределах)
  • нужна высокая тяга при маленьком диаметре — добавляй количество лопастей (опять же в разумных пределах, так как если разница между двух- и трёхлопастными пропеллерами ощутимая, то между трёх- и четырёхлопастными — не такая большая)

В моём случае я имею ограничение размера пропеллеров в 4 дюйма, но не имею ограничения по моторам. Значит, разумнее всего будет использовать трёхлопастные 4045 пропеллеры bullnose. Их сложно балансировать, но с ними управление отзывчевее и предсказуемее, а звук тише. С другой стороны, с двухлопастными пропеллерами скорость у квадрокоптера выше, но мне этого точно не надо. «В народе» на 180-х рамах преобладают следующие сетапы:

  • лёгкий с моторами 1306-3100KV, обычными 4045 пропеллерами и батареей 850mAh
  • тяжёлый и мощный под трёхлопастные bullnose пропеллеры и экшн-камеру с моторами 2205-2600KV и батареей 1300mAh

На самом же деле, рама позволяет ставить моторы от 1306-4000KV до 22XX-2700KV. Кстати, не знаю почему, но моторы 1806-2300KV сейчас в опале и мало используются.
Для своего квадрика моторы я взял — RCX H2205 2633KV. Во-первых, хотелось иметь запас по мощности (хотя с моими скромными навыками пилотирования, непонятно зачем). Во-вторых, мои сетапы никогда не получались сверхлёгкими, вдобавок я ещё и экшн-камеру таскать планирую. Конкретно моторы RCX — вариант компромиссный. Они дёшевы, но и нареканий по качеству много. На момент покупки комплектующих это были одни из немногих моторов 2205-2600KV на рынке. Сейчас (на момент написания статьи) ассортимент значительно больше и лучше выбрать что-нибудь другое.
С остальными комплектующими действовал по принципу «больше челленджа»:

  • Рама RC180 V2. Недорогая (брендовые аналоги в 2-3 раза дороже), лёгкая, с хорошей компановкой и нижней пластиной 3мм. К сожалению, отдельно запчастей к ней не купить, но, учитывая цену всей рамы, вполне можно купить 1-2 комплекта на запчасти.
  • Приёмник FrSky D4R-II. Поначалу хотелось попробовать FrSky X4R-SB, но в этом случае пришлось бы менять модуль на передатчике, а этого делать совсем не хотелось. Забегая вперёд скажу, что разумнее брать версию приёмника без припаянных разъёмов. У себя я всё равно их отпаял.
  • Регуляторы FVT LittleBee 20A — недорогие и проверенные, но сейчас уже устаревшие. Когда я их покупал только-только появились в продаже FVT LittleBee 20A PRO на чипе Silabs F396 (та версия, что у меня использует чип Silabs F330), а на момент написания статьи уже принимались предзаказы на FVT LittleBee 20A-S, заточенные под BLHeli_S.
  • Видеопередатчик Foxeer FX799T — компактный, популярный и с микрофоном.
  • Камера Sony Super HAD CCD 600TVL (IR Block, NTSC, объектив 2.8). Можно было и Foxeer XAT600M, но мне нужна без корпуса.
  • Держатель камеры Diatone.
  • Антенна-«клевер» BeeRoter и кабель-удлинитель
  • MICRO MinimOSD.
  • В комплекте с рамой уже есть плата распределения питания, но я не хочу её использовать. Поэтому заказал Matek Mini Power Hub, она намного удобнее. Кстати, при использовании батарей 3S, эта PBD издаёт громкий свист и это никак не лечится.
  • Несколько батарей Turnigy nano-tech 1300mAh 4S 45~90C.
  • Подсветка с пищалкой ZG 12Bit WS2812B LED Board Позднее выяснилось, что пищалка либо не работает, либо есть какие-то неизвестные (никакой документации не прилагалось) нюансы в подключении. В итоге поставил другую.
  • Несколько комплектов пропеллеров DYS 3-blade 4040 Bullnose.

Рама

Для сборки самодельного большого квадрокоптера подойдет только металлическая рама из стали, карбона или прочного алюминия. Другие конструкции просто не смогут поднять всю электронику и владельца дрона.

Болты для скрепления элементов рамы должны быть рассчитаны на нагрузку свыше 100 кг

Сборка

Для начала несколько общих советов по сборке:

  • Карбон проводит ток. Так что всё надо хорошо изолировать, чтобы нигде ничего не замыкало на раму.
  • Всё, что выступает за пределы рамы, при аварии вероятнее всего, будет сломано или оторвано. В данном случае речь идёт, в первую очередь, о разъёмах. Провода тоже могут быть перерублены винтом, так что и их надо прятать.
  • Крайне желательно после пайки покрыть все платы изолирующим лаком PLASTIK 71, причём в несколько слоёв. По собственному опыту скажу, что наносить жидкий лак кисточной намного удобнее, чем покрывать спреем.
  • Не лишним будет капнуть немного термоклея на места пайки проводов к платам. Это защитит пайку от вибраций.
  • Для всех резьбовых соединений желательно использовать «Локтайт» средней фиксации (синий).

Сборку я предпочитаю начинать с моторов и регуляторов. хорошее видео по сборке маленького квадрокоптера, с которого я перенял идею расположения проводов моторов.
Отдельно хочется сказать про крепление регуляторов: где и чем? Их можно закрепить на луче и под ним. Я выбрал первый вариант, так как мне кажется, что в этом положении регулятор более защищён (это мои домыслы, не подтверждённые практикой). Вдобавок, при креплении на луче, регулятор отлично охлаждается воздухом от пропеллера. Теперь о том, как закрепить регулятор. Способов много, наиболее популярный — двухсторонний скотч + одна-две стяжки. «Дёшево и сердито», к тому же демонтаж трудностей не доставит. Хуже то, что при таком креплении можно повредить плату регулятора (если ставить стяжку на неё) или провода (если крепить на них). Так что я решил крепить регуляторы термоусадочной трубкой (25мм) и запаял их вместе с лучами. Есть один нюанс: сам регулятор тоже должен быть в термоусадке (мои в ней и продавались), чтобы не соприкасаться контактами с карбоном луча, иначе — КЗ.

Также имеет смысл приклеить по кусочку двухстороннего скотча снизу на каждый луч в месте крепления мотора. Во-первых, он защитит подшипник мотора от пыли. Во-вторых, если по какой-то причине один из болтиков открутиться, он не выпадет при полёте и не потеряется.
При сборке рамы не использовал ни одного болтика из комплекта, так как все они неприлично короткие. Вместо этого приобрёл чуть длиннее и с головкой под крестовую отвёртку (есть такое личное предпочтение).
Камера не помещалась по ширине между боковых пластин рамы. Немного обработал края её платы надфилем (скорее сточил шероховатости) и она встала без проблем. Но сложности на этом не кончились. Мне очень понравилось качество держателя для камеры от Diatone, но камера с ним не помещалась в раму по высоте (примерно на 8-10мм). Сначала я приколхозил держатель на наружной (верхней) стороне пластины через неопреновый демпфер, но конструкция получилась ненадёжной. Позже пришла идея максимально простого и надёжного крепления. Я взял только хомут от Diatone`овского крепления и одел его на отрезок прута с резьбой М3. Чтобы камера не сместилась вбок, я зафиксировал хомут нейлоновыми муфтами.

Очень понравилось, что из разъёмов на ПК пришлось паять только коннекторы для регуляторов. Полноценные трёхконтактные разъёмы у меня не вписывались по высоте, пришлось пойти на хитрость и использовать двухпиновые. Для первых пяти каналов (4 для регуляторов + 1 «на всякий пожарный») я припаял коннекторы к сигнальной площадке и «земле», для остальных трёх — к «плюсу» и «земле», чтобы можно было запитать сам ПК и уже от него — подсветку. Учитывая, что китайские клоны полётных контроллеров грешат ненадёжной фиксацией разъёма USB, его я пропаял тоже. Ещё одним моментом, характерным для клона SPRacingF3, является разъём «пищалки». Как и в случае с vbat, на верхней стороне платы находится двухконтактный разъём JST-XH, а на нижней — он продублирован контактными площадками. Закавыка в том, что у клона «земля» на разъёмe постоянная и при его использовании «пищалка» всегда будет активирована. Нормальная рабочая для «пищалки» «земля» выведена только на контактную площадку. Это легко проверяется тестером: «плюс» разъёма прозванивается с «плюсом» на контактной площадке, а «минус» — не прозванивается. Следовательно, надо припаять провода для «пищалки» к нижней стороне ПК.

Трёхконтактные разъёмы регуляторов тоже пришлось заменить. Можно было использовать четыре двухконтактных штекера, но вместо этого, я взял два четырёхконтактных штекера и вставил в один «землю» всех регуляторов, во второй (соблюдая порядок подключения моторов) — сигнальный провод.

Пластина с подсветкой по ширине больше, чем рама и выступает по бокам. Единственное место, где её не собьют пропеллеры — под рамой. Пришлось колхозить: взял длинные болты, надел на них нейлоновые муфты с предварительно проделанными прорезями (чтоб стяжки, крепящие подсветку, могли зафиксироваться) и вкрутил через нижнюю пластину в стойки рамы. К получившимся ножкам стяжками притянул пластину со светодиодами (отверстия в пластине подходили идеально) и залил стяжки термоклеем. С задней стороны пластины припаял коннекторы.
Уже после сборки, на этапе настройки выяснилось, что с пищалкой что-то не то. Сразу после подключения батареи она начинала монотонно пищать, а если активизировать её с пульта, то на этот монотонный писк накладывался ещё и ритмичный. Я сначала грешил на ПК, но после замера напряжение мультиметром, стало ясно где именно проблема. На самом деле можно было с самого начала подключить к проводам пищалки обычный светодиод. В итоге я заказал сразу несколько пищалок, послушал их и установил самую громкую.


Часто PDB и контроллер крепят к раме нейлоновыми болтами, но я не доверяю их прочности. Поэтому я использовал 20мм металлические болты и нейлоновые муфты. После установки PDB я припаял питание регуляторов (остальные провода были припаяны заранее) и залил места пайки термоклеем. Главный силовой провод, идущий к батарее, я стяжкой закрепил к раме, чтобы его не вырвало в случае аварии.

С приёмника я кусачками удалил все коннекторы, кроме необходимых трёх, а перемычку между третьим и четвёртым каналами пропаял прямо на плате. Как я уже писал выше, разумнее было бы брать приёмник без коннекторов. Также я развернул у него антенны и заплавил в термоусадку. На раме приёмник хорошо поместился между PBD и задней стойкой. При таком расположении хорошо видно его индикаторы и есть доступ к кнопке бинда.

Видеопередатчик стяжками и термоклеем я закрепил к верхней пластине рамы так, чтобы через прорезь был доступ к кнопке переключения каналов и светодиодным индикаторам.

Для крепления антенны видеопередатчика в раме есть специальное отверстие. Но не стоит соединять её с передатчиком напрямую. Получается своего рода рычаг, где одним плечом служит антенна, другим — сам передатчик со всеми проводами, а место крепления разъёма будет точкой опоры, на которую придётся максимум нагрузки. Таким образом, в случае аварии почти со 100% вероятностью разъём на плате передатчика отломается. Поэтому крепить антенну надо через какой-то переходник или удлинитель.
К MinimOSD я решил припаять разъёмы, а не провода напрямую. На форумах пишут, что эта плата нередко сгорает, следовательно разумно сразу подготовиться к возможной замене. Я взял планку с коннекторами в два ряда, нижние припаял к контактным площадкам с отверстиями, а на верхние вывел vIn и vOut. После этого залил места пайки термоклеем и упаковал всю плату в термоусадку.

Последним штрихом является наклейка с номером телефона. Она даст хоть небольшую надежду в случае потери квадрокоптера.

Сборка на этом подошла к концу. Получилось компактно и при этом сохранён доступ ко всем необходимым органам управления.Масса квадрокопрера без батареи составляет 330г, с батареей — 470г. И это ещё без экшн-камеры и крепления для неё. В следующей статье я расскажу о прошивке и настройке получившегося квадрокоптера

Установка моторов и регуляторов оборотов

Двигатели для мощного квадрокоптера своими руками устанавливаются на лучах силовой рамы. Принципиальное внимание нужно уделить их производительности — суммарная тяга должна быть не меньше 120 кг. Добиться такого показателя реально при помощи восьми бесколлекторных моторов на 3 кВт каждый. К двигателям необходимо докупить регуляторы не менее 80 А. Детали соединяют между собой при сборке проводами, а к раме крепят исключительно на прочных винтах.

Для мощного дрона лучше брать моторы средней производительности со сниженной собственной массой

Схема проводки

Понятное дело, что все компоненты, которым нужно питание 5В или 12В, будут получать его от BEC`ов платы распределения питания. Камеру теоретически можно было запитать напрямую от 4S-батареи, благо входное напряжение это позволяет, но ни в коем случае делать этого не стоит. Во-первых, все камеры очень восприимчивы к шумам в цепи от регуляторов, что выразится в помехах на картинке. Во-вторых, регуляторы с активным торможением (такие, как мои LittleBee), при активизации этого торможения, дают в бортовую сеть очень серьёзный импульс, что может сжечь камеру. Причём, наличие импульса напрямую зависит от износа батареи. У новых его нет, а у старых — есть. Вот познавательное на тему помех от регуляторов и чем их фильтровать. Так что камеру лучше питать либо от BEC`а, либо от видеопередатчика.
Также, ради улучшения качества картинки, рекомендуется пустить с камеры на OSD не только сигнальный провод, но и «землю». Если скрутить эти провода в «косичку», то «земля» действует, как экран для сигнального провода. Правда в данном случае я этого не делал.
Коли уж зашла речь о «земле», то часто спорят о том, надо ли подключать «землю» от регуляторов к ПК или достаточно одного сигнального провода. На обычном гоночном квадрокоптере однозначно надо подключать. Её отсутствие может привести к срывам синхронизации ().
Конечная схема проводки получилась простой и лаконичной, но с парой нюансов:

  • питание полётного контроллера (5В) от PDB через выходы для регуляторов
  • питание радиоприёмника (5В) от ПК через разъём OI_1
  • питание видеопередатчика (12В) от PDB
  • питание камеры (5В) от видеопередатчика
  • OSD подключил к UART2. Многие используют для этого UART1, но как и на Naze32, здесь этот разъём запараллелен с USB.
  • Vbat подключен к ПК, а не к OSD. В теории показания вольтажа батареи (vbat) можно считывать как на OSD, так и на ПК, подключив батарею либо к одному, либо к другому. В чём разница? В первом случае показания будут присутствовать только на экране монитора или очков и ПК ничего не будет о них знать. Во втором случае ПК может отслеживать напряжение батареи, информировать о нём пилота (например, «пищалкой»), а также передавать эти данные на OSD, в «чёрный ящик» и по телеметрии на пульт. Настраивать точность показаний тоже проще через ПК. То есть, подключение vbat к полётному контроллеру намного предпочтительнее.

Летные характеристики

Пожалуй, главными для новичка станут такие параметры, как наличие упрощенного режима работы, автономность и возможность автоматического возвращения к оператору. Первое включает в себя автоматические и полуавтоматические пресеты, которые позволят освоиться неопытному пилоту. Небольшая автономность сильно ограничит время полета. В любом случае, старайтесь приобрести дополнительные аккумуляторы. И, наконец, возможность автоматического возвращения дрона к пульту управления.

Разница между дронами и квадрокоптерами

Еще раз главное отличие носит лингвистический характер. Дрон — это общий термин, который охватывает беспилотные летательные аппараты, а квадрокоптер — это тип дрона с четырьмя пропеллерами, которые облегчают взлет и обеспечивают высокую устойчивость в воздухе.

Квадрокоптер является идеальным инструментом для аэрофотосъемки, в то время как беспилотные летательные аппараты могут быть использованы для выполнения различных вещей, так как этот термин охватывает широкий спектр транспортных средств. Беспилотники чаще всего ассоциируются с военными, а квадрокоптеры часто используются любителями дронов.

Мультикоптеры – многовинтовые летательные аппараты

Мультикоптером является летательный аппарат, который приводится в движение группой винтов, обычно они имеют названия по их количеству, например:

  • трикоптеры – три винта;
    Трикоптер
  • квадрокоптеры – четыре;
    Квадрокоптер
  • гексакоптеры – шесть;
    Гексакоптер
  • октокоптеры – восемь.
    Октокоптер

Количество винтов – главное отличие коптеров. Из этого определения следует, что квадрокоптер не может как-либо отличаться от мультикоптера, потому что квадрокоптер – это один из видов мультикоптера.

Следует отметить, что коптеры с четырьмя винтами обрели наибольшее распространение, они достаточно стабильны и автономны. На втором месте – гексакоптеры.

Квадрокоптеры серьезно отличаются от радиоуправляемого вертолета типовым функционалом и стабильностью при полете. Поэтому в последнее время они стали особенно востребованными на рынке фото- и видеосъёмки для съёмки видео и фотографий с воздуха.

Важно знать: в иностранном языке выделилось новое название для «воздушного» сэлфи – dronie, кстати, опять появились «дроны». Не стоит обращать на этом внимание, мы выше уже объяснили, что это лишь маркетинговые подмены понятий.

Квадрокоптер является беспилотным летательным аппаратом если на его борту нет человека, в остальном отличий от БПЛА у квадрокоптера нет никаких. Его также используют для наблюдения, разведки, исследований и в военных целях.

В связи с популярностью летающих дронов-коптеров, появилась тенденция к развитию беспилотной доставки. Идея заключаются в доставке малогабаритных посылок и фастфуда не по земле, как все привыкли, а по воздуху. Это позволит снизить себе стоимость доставки. К тому же операторам не нужно даже покидать офиса, а лишь следить за состоянием летательного аппарата и его полетом удаленно.

Категории цен

Супер-бюджетные, до 5000 рублей. Позволят вам попробовать, что вообще представляет из себя квадрокоптер, также будет хорошим подарком для ребёнка. В эту ценовую категорию впишутся только мини-квадрокоптеры, которые будут идеальны для полётов в помещении.

Бюджетные, 5000 – 15000 рублей. Уже можно приобрести среднего размера квадрокоптер с камерой 720p, который получится использовать для съёмки видео. Радиус действия будет не больше 200 метров.

Средний класс, 15000-40000 рублей. Рассчитаны на Go-Pro и подобные экшн-камеры, имеют в большинстве gps и другие полезные функции вроде автовозврата домой. Уже могут передавать потоковое видео на ПДУ, и имеют большую дальность полёта.

Лидеры, дороже 40000 рублей. Отличаются другим уровнем качества – это выражается и в самой сборке, и в функциях. Именно этой категории принадлежат полноценные модели для съёмки видео. Дальность полёта вплоть до 5000 метров, навороченные ПДУ с телеметрией, высокие скорость, продолжительность полёта и высотный потолок.

С человеком на борту

Говоря о том, что коптер является беспилотником, пока на его борту нет человека, мы имели в виду большие машины для подъёма людей в воздух. Например, такую как изображена на фото. Это уже не может являться БПЛА, они отличаются по определению. На фото пример мультикоптера, который несет человека:

Мультикоптер с человеком на борту

Раз уж затронули тему лёгких летательных аппаратов для переноски человека на борту, стоит вспомнить об автожире или гирокоптере, от которого отличия у квадрокоптера опять же в количестве винтов. Гирокоптер больше походит на вертолет.

Какие ещё полезные функции могут быть?

· GPS – наличие gps-трекера даёт огромные преимущества, с ним вы сможете найти упавший квадрокоптер или отслеживать его фактическое перемещение в реальном времени по карте.

· Защита винтов – немного увеличит общий вес, но зато защитит от поломки лопасти.

· Функция возвращения к месту взлёта при потере связи – будет весьма полезна, позволив вам не потерять квадрокоптер в лесу или ближайшем озере.

Заключение

Подводя итог, если вы заинтересованы в покупке беспилотного летательного аппарата для того, чтобы летать ради удовольствия например по району, квадрокоптер, безусловно, является одним из лучших вариантов. Они также сопровождаются или комплектуются множеством дополнительных функций, которые обеспечивают помощь при посадке и позволяют расширить диапазон управления и срок службы батареи.

Дроны имеют много разных подтипов и, вообще говоря, активно используются для помощи обществу.

Источники

  • https://ya-rostislav.ru/cifrovaya-tehnika/kvadrokopter/i-dron-v-chyom-raznica
  • https://Gevis.ru/raznitsya-mezdu-kvadrokopterom-i-dronom/
  • https://dronnews.ru/o-dronakh/chem-otlichaetsya-dron-ot-kvadrokoptera.html
  • https://www.kp.ru/putevoditel/tekhnologii/luchshie-kvadrokoptery-s-kameroj/
  • https://dronnews.ru/o-dronakh/kak-vybrat-kvadrokopter.html
  • https://idrone.ru/v-chem-raznica-mezhdu-dronom-i-kvadrokopterom/
  • https://club.dns-shop.ru/blog/t-273-kvadrokopteryi-i-geksakopteryi/15525-kak-vyibrat-kvadrokopter/
  • https://zen.yandex.ru/media/healthman/luchshie-kvadrokoptery-2020-goda-reiting-dronov-s-kameroi-i-bez-nee-top10-5df8ba373642b607cd29b620
  • https://my-quadrocopter.ru/how-to/kak-najti-uletevshij-kvadrokopter-esli-on-poteryalsya/
  • https://tehnolev.ru/tsifrovaya-tehnika/kvadrokopter/kak-sdelat-samodelnyy-kvadrokopter-svoimi-rukami.html
  • https://habr.com/ru/post/395455/
  • https://DronGeek.ru/novosti/chem-otlichaetsya-dron-ot-kvadrokoptera

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Лайфхаки на каждый день, полезные советы
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: