Ръководство за начинаещи по FPV Quadcopter Drone Racing: 16 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

Ако сте попаднали на тази статия, (надявам се) се интересувате от това ново явление, известно като FPV летене. Светът на FPV е свят, пълен с възможности и след като преминете през понякога разочароващия процес на изграждане/летене на FPV дрон за първи път, предимствата далеч надхвърлят тези разочарования. Тази кратка статия превежда начинаещите през основните аспекти на FPV летенето и дрона като цяло и ви дава добра база от знания, от която можете да изградите (буквално …).

Тази статия първоначално е публикувана на dronetrest.com и е преместена тук с разрешение от автора (кой съм аз!)

Стъпка 1: Какво е FPV?

Така че първо на първо място, FPV означава изглед от първо лице. Накратко, поставяте камера на летящ дрон, получавате емисията на живо от тази камера чрез чифт очила (или монитор) и управлявате дрона чрез тази емисия на живо. FPV ви предлага възможността да видите света си от птичи поглед-това е изцяло нова гледна точка, от която просто не можете да се наситите! Освен че съм истински пилот, това е най -завладяващото летящо преживяване, което ще срещнете и не мога да го популяризирам повече. Чувствате се така, сякаш сте физически вътре в дрона, сякаш сте птица, препускате покрай дървета и изпълнявате и се въртите във въздуха … въпреки че, разбира се, краката ви са здраво стъпили на земята.

Има три основни типа FPV летене; свободен стил, състезания и фотография, всяка от които е обяснена по -долу.

FPV Freestyle Това е типът FPV летене, с което най -вероятно ще сте се сблъсквали преди, ако сте гледали всеки FPV, който лети в YouTube. Той лети без ограничения къде трябва да летите; можете да летите ниско, можете да летите високо и можете да изследвате всяко ново вълнуващо място, което намерите. Това е арена, в която можете да изпълнявате трикове и обрати и да впечатлите всеки един зрител със своите умения! Свободните стилисти са акробатите в света на дронове и не ценят да бъдат задържани от неща като състезателни курсове, дървета или сгради … Freestyle е всичко за намиране на най -добрите линии през и около препятствия, докато хвърляте няколко обрата, за да изглеждате страхотно за YouTube видеоклипове.

FPV Racing

Няма награди за познаване на това - тук група от пилоти на FPV се събират и се състезават с дроновете си. Ще има някакъв вид състезателен курс, включващ смесица от естествени и създадени от човека препятствия (например дървета, порти и знамена). Печели този, който завърши първи. Това не е задължително само скорост и мощност, но наистина тества вашите рефлекси и маневреност. Тук е необходима голяма точност …

Въздушна фотография

Отново, това е точно това, което пише на кутията-това е изкуството да правите снимки и видеоклипове от онази перспектива от птичи поглед, за която говорихме по-рано. Технологията, използвана в дроновете, е позволила този лесен достъп до небето и така обикновените хора като вас и мен могат да се насладят на зашеметяващата природа от високо. Видът на дрон и оборудване, използвани при този тип летене, са доста различни от свободния стил и състезанията. Тук плавният и лесен полет има прецедент над скоростта и пъргавината, тъй като гладките кадри са от съществено значение. За тази цел карданите на камерата се използват на дрон за въздушна фотография, заедно с висококачествена HD камера, за да се получи гладко видео. Така че това е FPV, летящ накратко. Имате дрон, поставяте камера върху него и го управлявате, като гледате емисията на живо. Прост. Сега, ако се интересувате, ще продължа към някои от по -техническите части (но не твърде технически!) На това, което съставлява дрон.

Стъпка 2: Как работи дрон (мултиротор)

Това ще бъде кратък раздел за „науката“зад дрон. Първо, „дрон“е технически нещо, което може да лети автономно, но се е превърнало в общ термин за всичко електронно, което лети. В хобито на FPV често използваме думата квадрокоптер или „мултиротор“. Мултироторът е превозно средство с няколко „ротора“, т.е. мотори, а най -често срещаният, който ще видите в небето, е квадрокоптер - мултиротор с 4 двигателя.

И така, как човек може да контролира мултиротора? Мултироторът има 4 контролни точки; търкаляне, накланяне, извиване и тяга. Ако имате опит със самолети/хеликоптери, ще знаете какви са това, но за тези, които нямате, ето едно просто упражнение, за да се справите с тях. Дръжте ръката си нагоре, с длан надолу към земята - ръката ви вече е многороторна.

• Рол - клатете ръката си отстрани - това е вашето руло.
• Pitch - наклонете ръката си нагоре и надолу - това е вашата стъпка.
• Разваляне - като държите дланта си обърната надолу, завъртете ха наляво и надясно - това е вашето риголене.
• Тяга/Дросел - вдигнете ръката си нагоре и имате своя тласък.

Използвате тези 4 контролни точки в тандем помежду си, за да накарате вашия мултиротор да върви във всяка посока, която искате. Той лети подобно на това как прави хеликоптер. За да продължите напред, трябва да имате комбинация от стъпка и тяга.

Ако искате да усетите полета на FPV без риск от разбиване на дрон, чудесно място за начало е със симулатор на полет FPV.

FPV не е само за квадрокоптери FPV, използващ квадрокоптери, е най -популярният начин за управление на FPV, но има много пилоти с фиксирани крила, които прикрепят камери към по -традиционни самолети за радиоуправление. Но в това ръководство ще разгледаме основите на FPV от гледна точка на квадрокоптер, тъй като това е, с което повечето хора започват.

Стъпка 3: Изградете своя собствена или купете готова за полет?

Сега дадох на този въпрос отделен раздел, тъй като това е много важен въпрос; ще изградите ли свой собствен квадрокоптер или ще купите готов, готов за полет (RTF) FPV четириядрен апарат? Веднага ще кажа, че съм пристрастен към изграждането - не само че е добро забавление, но и получавате страхотно чувство за постижение, когато качите своя собствен четворка във въздуха. Това не означава, че закупуването на RTF комплект е грешно - можете да получите някои страхотни комплекти, които ще се представят фантастично и съм сигурен, че ще останете доволни от решението си.

Същността на проблема за мен е, че ще се сринете - много, много пъти. Някои от тези сривове няма да доведат до нищо катастрофално и ще трябва само да смените подпора или две. Някои от тези катастрофи обаче (особено когато започнете да ставате смели!) Ще доведат до по -сериозни щети. Може да се наложи да смените двигател, видеопредавател или полетен контролер на самия четворка. В тези ситуации, ако не сте създали машината сами, няма да знаете непременно как да я поправите. Следователно може да се наложи да закупите отново цял комплект - това може да поскъпне много бързо. Ако обаче сте го създали от нулата, вие знаете тънкостите на четириядъра и следователно ще можете да идентифицирате проблема и да го разрешите сравнително лесно.

Така че моят съвет? Изграждане. Ако това ви харесва, сега ще продължа да изброявам анатомията на дрон и можете да започнете да изграждате тези знания за дрон …

Стъпка 4: Анатомия на FPV Racing Drone

Така че нека да влезем в някои подробности за това какво представлява дрон с квадрокоптер. Всички основни компоненти на типичен FPV дрон са показани на изображението по -горе.

Дрон FPV може да бъде разделен на три основни „части“; полетната система, захранващата система и системата FPV.

• Системата за полет се състои от части, които карат квадрокоптера да лети, като двигатели и полетен контролер.
• Захранващата система се състои от части, които осигуряват електрическо захранване на вашия дрон, като батерията и разпределителната платка.
• Системата FPV се състои от части, използвани за видео емисията, включително вашата камера, видео предавател и очила.

Ще обсъдим всяка от тези системи по -подробно в следващите стъпки

Стъпка 5: Рамката

Първо, трите системи на дрон трябва да бъдат прикрепени към нещо, известно като рамка. Това е скелетът на дрона и осигурява не само здравината на мултиротора като цяло, но и окончателния вид на дрона. Има толкова много различни стилове и вариации на многороторни рамки, че би било невъзможно да се преброят, но всички имат еднакви общи характеристики. Всички те искат да бъдат възможно най -силни, но и възможно най -леки (тъй като това очевидно е най -добрата комбинация). Ето защо въглеродните влакна често се използват, тъй като като цяло са здрави, но леки.

Рамките също са категоризирани, но техният размер. Когато казвам размера на рамката, имам предвид междуосието, което е диагоналната дължина (в мм) от средата на един двигател до средата на двигателя директно по диагонал към него. Повечето рамки на FPV имат междуосие от 220 мм и под, тъй като технологията става все по -умна и по -малка.

Допълнително четене: Пълно ръководство за закупуване на рамка за квадрокоптер FPV

Стъпка 6: Полетната система

Системата за полети съдържа всичко, от което мултироторът се нуждае, за да лети. Това включва полетния контролер, двигателите, електронните регулатори на скоростта (ESC), радиоприемника и витлата.

Начинът на работа на полетната система е както следва:

• Пилотът премества пръчките на R/C контролера, това се изпраща до приемника безжично
• R/C приемникът изпраща команди на пилота към полетния контролер
• Контролерът на полета интерпретира тези команди и изчислява с каква скорост трябва да се движи всеки двигател и изпраща този сигнал до ESC
• ESC преобразува този сигнал във напрежение, което изпраща към двигателя
• Моторът е това, което произвежда тяга за действително преместване на дрона

Този процес се случва стотици пъти всяка секунда. Нека разгледаме всеки компонент по -подробно

Стъпка 7: R/C контролер и приемник

Радиоконтролерът е устройството, което пилотът държи в ръцете си с два джойстика, които се използват за управление на дрона. Радиоприемникът е малкото електронно устройство, което е инсталирано на дрона (и е свързано с полетния контролер). Контролерът изпраща радиосигнали до приемника и след това приемникът подава информацията към полетния контролер. Има много опции, когато става въпрос за избор на вашия R/C контролер и приемник. В момента радиостанциите Frsky Taranis са най -популярните в общността на FPV.

Стъпка 8: Контролер на полета

Както подсказва името, това оборудване контролира полета и затова може да се мисли за „мозъка“на дрона. Контролерът на полета взема данни от два входа и ги използва, за да поддържа мултиротора стабилен и да насочва дрона. Тези два входа за данни идват от вградени сензори на полетния контролер и от пилота чрез R/C контролера. Сензорите казват на полетния контролер неща като ориентация и надморска височина, а пилотът казва на полетния контролер в коя посока искат да се движи мултироторът.

В зависимост от това колко дълбоко искате да отидете, можете също така да настроите и програмирате вашия полетен контролер според вашите точни спецификации-точно както бихте направили с състезателна кола. По този начин можете да получите най -доброто от своя дрон.

Допълнителна информация:

Ръководство за закупуване на FPV Racing Flight Controller

Стъпка 9: Електронните контролери на скоростта (ESC)

ESC са компонентите, които поемат командите от полетния контролер и ги преобразуват в мощност към двигателите. ESC казва на двигателя да се върти по -бързо или по -бавно, като се имат предвид инструкциите на пилота. Следователно всеки двигател има специален ESC, тъй като всеки двигател във всеки един момент се движи с различна скорост спрямо останалите.

Типът и размерът на ESC, който е подходящ за вашия дрон, зависи от това каква система за захранване използвате и кои двигатели използвате.

Допълнителна информация

Какво трябва да имате предвид, когато купувате ESC за вашия мултиротор

Стъпка 10: Двигателите

Двигателите са движещата сила на мултиротора и осигуряват тягата (заедно с витлата). Най -важното нещо, което трябва да знаете по отношение на безпилотните двигатели FPV, е как се класифицират двигателите.

Имате много различни двигатели с много различни размери, но какво означават те? Е, нека вземем за пример ChaosFPV CF2205 2300Kv PRO Motor. Това е 2205 мотор с KV рейтинг 2300KV. Числото 2205 се отнася до размерите на двигателя; моторът е с диаметър 22 мм и има височина на статора 5 мм. Колкото по -висок е двигателят (по -голяма височина на статора), толкова по -бързо може да реагира, докато двигателите с по -голям диаметър ви дават повече въртящ момент и мощност, но реагират по -бавно. Номиналната стойност на KV се определя като оборотите в минута (RPM), на волт. Обикновено двигателите с по -ниски KV се използват най -добре с по -големи подпори.

Допълнителна информация:

Безчеткови двигатели - как работят и какво означават числата

Стъпка 11: Витлата

Витлата са прикрепени към двигателите и осигуряват необходимата тяга. На пазара има много различни видове подпори от традиционните винтове с 2 лопатки до витлата с 5 лопатки. Отново витлата са наименувани по стандартен начин, напр. 5x3x3. Това просто означава, че имате 5 -инчово витло с стъпка от 3 инча и има 3 остриета.

Стъпка 12: Електрическата система

Системата за захранване на дрон включва частите, които осигуряват захранване и насочват захранването към цялата електроника. В типичен FPV квадрокоптер има само два компонента, платка за разпределение на мощността (PDB) и батерията.

Платката за разпределение на захранването просто взема захранването от батерията и я разпределя към съответните източници. В най -простата форма това е отделна платка, към която свързвате батерията и към която свързвате другите компоненти на летателната система (като например ESC). Понякога PDB ще включва и някои регулатори на напрежение, които ще извеждат постоянен изход 5V или 12V, за да захранват част от другата ви електроника. Ще откриете също, че полетните контролери също имат вграден PDB, което означава, че свързвате батерията (и ESC) директно към полетния контролер. За да научите повече, проверете

Батерията

Сега стигаме до компонента, който осигурява захранването на вашия мултиротор - батерията. Дроновете обикновено се захранват от литиево -полимерни (LiPo) батерии, които се състоят от няколко „клетки“. Всяка клетка притежава напрежение от 3.7V и чрез добавяне на повече клетки, вие добавяте повече напрежение. Например, батерия с 3 клетки (отбелязана като 3S) държи напрежение 11,1V. Както се споменава в раздела „Двигатели“, скоростта, с която двигателят се върти, е пряко свързана с осигуреното напрежение. Така че, за да накарате двигателя ви да се върти по -бързо, имате нужда от повече напрежение. Не можете, за съжаление, просто да ударите батерия от 10 клетки на вашия дрон, за да го направите по -бърз - винаги има фин баланс между теглото и мощността, когато избирате подходящата за вас батерия.

Допълнително четене: LiPo батерии - Как да изберем най -добрата батерия за вашия дрон.

Стъпка 13: Системата FPV

Системата FPV се състои от камера, видеопредавател, който излъчва видео емисията обратно до вашите видео очила на земята. За да разберете системата FPV, най -лесната аналогия е да помислите как работи телевизията, тъй като това е почти едно и също нещо, само в много по -малък мащаб. Вашият дрон има камера, която заснема видео. Този сигнал се изпраща към видео предавател, който излъчва сигнал безжично (както би направило телевизионно студио). Очилата FPV на вашия квадрокоптер са като телевизор, който ще улавя сигнала. Но за да бъдем конкретни, видео приемникът ще вземе сигнала и ще го покаже на екрана вътре в очилата. Повечето FPV очила имат вграден видео приемник или имат възможност да го включат чрез модулен отсек.

FPV камерата

FPV камерата е може би най -важният компонент на всеки FPV дрон, тъй като е оборудването, чрез което се транспортирате до вашата FPV платформа. FPV камерите започнаха като камери за видеонаблюдение, но тъй като хобито напредна, много производители правят потребителски камери, специално проектирани за FPV. Това означава, че FPV камерите са проектирани да имат възможно най -ниската латентност (времето, необходимо за заснемането на кадър и изпращането му обратно при вас). Повечето FPV камери НЕ осигуряват HD изход, тъй като това увеличава латентността на емисията, която е пагубна за FPV летене. Когато пътувате със скорост 80 км / ч, всяка милисекунда латентност има значение.

Стъпка 14: Видеопредавателят (VTX)

Без видео предавател, свързан към вашата камера, камерата е напълно безполезна. Това е компонентът, който предава видео емисията от камерата безжично обратно към вашите FPV очила на земята.

FPV VTX се предлагат в различни размери, мощности и характеристики, но те са категоризирани главно по отношение на тяхната предавателна мощност (в миливати, mW). Двете основни мощности са 25mW и 200mW предаватели - 200mW е най -често срещаното сред FPV летящи.

Трябва също така да имате предвид, че има някои разпоредби за това колко мощност можете да използвате с вашия FPV предавател. В рамките на ЕС максималната мощност, която законно можете да използвате, е 25mW. Ако искате да използвате по -висока мощност на предаване над това, ще трябва да получите разрешение за това.

Допълнително четене: Всичко, което трябва да знаете за видеопредавателите FPV

Ръководство за антена FPV

Стъпка 15: FPV очила

Гледате видео емисията на живо от своя дрон с FPG очила. Технически видео приемникът приема сигнала и екранът в очилото го показва. Но в днешно време е вграден приемник на FPV или се закрепва върху почти всички FPV очила, така че обикновено смятаме, че това е едно нещо.

Видео емисията на живо се показва на малък екран вътре в очилата и също като виртуалната реалност виждате това, което вижда камерата и се пренасяте в небето! Както при всеки друг компонент в многороторната сграда, има много различни видове, стилове и марки очила FPV. Ако имате средства, можете да отидете за наистина чифт от висок клас с брилянтно качество на екрана, двойни приемници за по-добро приемане и специални функции, като например DVR (което означава, че можете да записвате това, което виждате). Можете обаче да се сдобиете с много солидни очила за не толкова много пари, които ще свършат работата чудесно за начинаещ.

Допълнително четиво: Ръководство за закупуване на очила на FPV

Стъпка 16: В обобщение

Следователно FPV летенето е просто акт на управление на вашия FPV дрон с прикрепена камера, докато гледате кадри на живо и пилотирате своя дрон съответно. Можете да участвате в тази дейност самостоятелно (въпреки че, ако сте начинаещ, се препоръчва да излезете с опитен пилот) или в група. Можете да зададете свой собствен състезателен курс и да се състезавате един срещу друг, за да видите кой е най -добрият пилот на FPV. Той ви дава съвсем различен поглед към света около вас и ви позволява да развиете ново умение, като същевременно се потопите в страхотно преживяване.