Дрон для любителя: устройство и принципы программирования

ТОП-5. Yuneec Typhoon Н — до 2 000 метров

Неплохой радиус действия квадрокоптера «Тайфун» вкупе с крутой камерой и инновационной системой создания 3-D модели мира делают его единственным в своем роде.

• Дизайн. Дрон имеет шесть лучей, то есть он — гексакоптер. Лучи, изготовленные из карбона можно сложить для удобной транспортировки. Также в воздухе они складываются, чтобы обеспечить камере ничем не ограниченный угол обзора.
• Радиус квадрокоптера — до 2 километров. Правда, пилоты пишут, что помехи в передаче видео случаются на расстоянии 1200 метров. Время в воздухе — 25 минут. Разгоняется до 70 километров в час. При этом заряжаться батарея будет около двух часов.
• Камера CG03+ имеет 12.4 мегапикселя и снимает в двух разрешениях: премиум 4К и в 1080р. 3-осевой подвес крутит ее на 360 градусов, ничто не ускользнет от внимания пилота. Угол обзора  — 115 градусов, что превосходит возможности конкурента —  Phantom 4 Pro. Картинка передается не так называемую «наземную станцию ST16». Так называется серьезный пульт с крутым экраном, куда выводится картинка с дрона и телеметрия полета. Есть возможность докупить еще один пульт Wizard remote, который может не входить в комплектацию. Им второй пилот может управлять камерой.
• Особенности: На передней части дрона стоит особенная камера Intel, которая воссоздает 3D-модель окружающего. Основываясь на данных, коптер прокладывает самую безопасную дорогу. Дополнительные ультразвуковые сенсоры облегчают полет в условиях минимальной видимости.

Квадрокоптер, зачем?

Наверняка вам уже знакомо, что такое квадрокоптер и возможно он даже у вас есть. Но сегодня я постараюсь рассказать про квадрокоптеры которые люди собирают самостоятельно. Зачем они это делают, спросите вы? Например для меня это отдушина от сдвиганья кнопки на пиксель влево, на пиксель вправо, пока дизайнера не отпустит.
«Обычные», потребительские квадрокоптеры, лишены веселья. Сейчас конечно уже появляются разные конфигурации, но если взять самые популярные, например — DJI Mavic, то вопросов к качеству и выполняемым им задачам нет. Но это не то. У себя между ног, пролелеть не получится, cделать мертвую петлю или хотя бы бочку не выйдет, лететь со скоростью 120км+, не знаю, может? Думаю нет. Я уже не говорю про дальность и FPV.

В общем, ограничений много и хочется собрать квадрокоптер который будет доставлять вам удовольствие. Возможно вы хотите учавствовать в гонках, снимать более динамические кадры или просто нанюхаться флюса пока припаиваете моторы. В любом случае, чувство полета птицы и веселья гарантированно только со своим, собранным своими руками квадрокоптером.

Как говорится, лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать. Предлагаю вашему вниманию ряд видео, разного жанра:

MinChan FPV готовится к гонке (это не ускоренное видео)

Фристаил

Cinematic FPV съемка

Что такое FPV?

First-person view — вид от первого лица.

На носу у квадрокоптера камера, которая снимает все происходящее и передает изображение на очки пилота. Вы как будто в воздухе и летаете.

Существует множество разных очков и две основных технологии передачи видео. Аналоговая и цифровая технология.

Первое видео, в котором пилот тренируется на гоночном квадрокоптере, видно, что такое аналоговая система FPV. Картинка похожа на ту, что мы видели в детстве на аналоговом ТВ. Она может быть с кучей помех, но при этом у нее минимальный латенси (нет лагов), с дальностью картинка постепенно шумит все больше и больше.

Цифровое FPV пока еще сырая технология, но у меня никаких нареканий нет. Из минусов которые могут быть, можно очевидно выделить — лаги или даже фризы (зависания картинки). Но такие системы как DJI FPV, местами даже более пробивные через стены и на расстояние чем аналоговые. Поэтому, все это очень спорно и субъективно по ощущениям. Для гонок принято использовать аналоговые системы, быть может это скоро изменится.

(DJI FPV)

Более подробно рассмотрим комплектующие для FPV в следующих статьях этого цикла.

Как выбрать

Чтобы выбрать квадрокоптер нужно обратить внимание на ряд характеристик.

1. Перед покупкой стоит решить для чего он нужен – поиграть ребенку, снимать видео, устраивать гонки или выполнять трюки. Во многом от этого зависит ценник девайса.
2. Скорость полета – это параметр, который не следует считать ключевым. Он важен тем пользователям, которые планируют устраивать гонки, а вот для всех остальных задач выбирать девайс по скорости будет не логично.
3. Удобство управления – все коптеры можно разбить на две категории – любительские и профессиональные. Первая категория имеет простое управление и позволяет научиться управляться с аппаратом. Здесь есть автоматическое приземление и взлет, автоматическая смена ориентации (то есть у девайса нет передней и задней стороны), есть автопилот, а трюки могут выполняться нажатием на одну кнопку. Все эти режимы позволят обучиться управлять беспилотником. Профессиональные модели подразумевают ручное управление, но вместо этого у них есть более интересные режимы.
4. Время полета коптера может достигать 30 минут. При этом следует отдать предпочтение моделям с быстрой перезарядкой или тем у которых есть возможность оперативно поменять аккумулятор и продолжить полеты.
5. Если устройство покупается для съемки видео, то стоит оценить качество видеосъемки. Разрешение может быть HD, FHD и 4K. Здесь во многом все зависит от цены устройства. Следует посмотреть на угол захвата изображения. Но самый важный момент, который повлияет на качество видео – наличие стабилизации.
6. Управлять беспилотником можно с ПДУ по радиоканалу, через смартфон (дальность действия будет меньше) или же с помощью жестов от первого лица. В последнем случае коптер должен поддерживать работу с фирменными или сторонними VR очками. Пользователь видит картинку словно сам находится внутри девайса.
7. Выше упоминалось о возможностях коптера для удобства управления, но есть режимы, которые способствуют более удобной съемке. Следование по заданным точкам позволит сосредоточиться на съемке видео, а полет будет осуществлен в заданном заранее режиме. Слежение– девайс будет сопровождать указанный объектом. Планирование на месте – аппарат зависает в указанной точке. Слежение за пультом – пользователь сможет снимать свои перемещения с высоты птичьего полета.
8. Бытовые коптеры достаточно легкие устройства и препятствием для их использования может стать ветер. В некоторых моделях предусмотрены режимы, при которых ветер не станет помехой. Однако, их наличие снизит время полета.
9. При покупке беспилотника следует заранее рассчитывать на то, что на первых порах его ждут удары, падения и жесткие столкновения. По этой причине следует рассмотреть модели с защитой на лопастях и дополнительным комплектом лопастей.

Выбирая квадрокоптер для первого знакомства не стоит гнаться за дорогой моделью с большим количеством возможностей и крутой камерой. Скорее всего она очень быстро придет в негодность, а пользователь не успеет по достоинству оценить все ее возможности.

Недостатки электрических квадрокоптеров

У электрических квадрокоптеров есть существенный недостаток – малое время полета. Даже модели профессионального уровня способны пробыть в воздухе лишь 30-40 минут, и это считается очень хорошим показателем. Дооснащение запасными (или более емкими) аккумуляторами приводит к заметному увеличению массы летательного аппарата и существенно уменьшает вес полезной нагрузки, которую он может нести.

Производители стараются максимально уменьшить вес дронов беспилотников, используя облегченные материалы, но пока не существует технологий, способных существенно облегчить массу батарей. И чем больше ее емкость, тем значительнее становится вес.

Нельзя не упомянуть и про еще один недостаток – стоимость аккумуляторов. Она достаточно высока, при этом эксплуатационные качества батареи со временем ухудшаются. Универсальных аккумуляторов, подходящих ко всем популярным моделям коптеров не существует.

Необходимо учитывать и время, которое придется потратить на заряд аккумулятора. Одно дело, когда необходимо совершить 20-30 минутный полет, и совсем другое – когда речь идет о многочасовой работе. Запасных батарей попросту не хватит, и придется делать перерывы на зарядку. К тому же, в удаленных районах электросети могут отсутствовать в принципе.

Как видим, недостатки беспилотной техники, использующей электродвигатели, связаны с аккумуляторами. Увеличение емкости батарей приводит к их утяжелению и увеличению размеров. Подытожив, можно констатировать, что аккумуляторы:

• Стоят дорого
• Плохо переносят минусовые температуры
• Не являются универсальными
• Требуют длительного времени на зарядку
• Обладают значительным весом и размерами

Микро-класс квадрокоптеров

Самые маленькие в настоящее время квадрокоптеры, которые умещаются на ладони. Хотя в действительности на ладони таких аппаратов можно разместить до четырех единиц. У них пульты управления раза в три больше чем они сами. Их создавали в основном для развлечений, а также для обучения основам управления. Такие коптеры настолько малы, что им не страшны удары об стены, мебель, телевизоры или люстры.

Взять, например, ультракомпактный недорогой квадрокоптер HUBSAN X4. Он может подарить его обладателям мгновения увлекательной видеосъемки в новых инновационных форматах, которые уже сейчас стали общедоступными для обычных пользователей. Имея габариты 165 х 165 х 60 мм и вес всего лишь 155 грамм, такой дрон идеально подойдет для развлечений на открытом воздухе или в помещениях. Наличие широкого функционала вместе с новыми технологиями безопасности полета делают квадрокоптер Hubsan предельно удобным. Как управлять квадрокоптером поймут даже дети.

Полетные характеристики квадрокоптера HUBSAN X4

Имея шестиосевой гироскоп и коллекторные моторы, квадрокоптер для начинающих осуществляет стабильность полета на протяжении двенадцати минут при полной зарядке аккумуляторной батареи. При потере управления или низкой зарядке аккумулятора, радиоуправляемый квадрокоптер автоматически сможет вернуться в исходный район. Специализированные режимы полета позволят управлять им, невзирая на то, какой стороной он обращен к пользователю. Продвигаться он будет в указанном направлении от поступающих с контроллера команд. Невероятно простой в управлении лучший мини квадрокоптер с яркой системой подсветки является любимым развлечением на рынке игрушек.

Параметры съемки квадрокоптера HUBSAN X4

Создавая красочные фото и видеозаписи видеокамерой с hd, пользователи обычно делятся ими с друзьями в соцсетях. При взгляде на мир под новым углом они наслаждаются захватывающим процессом высококачественных съемок. В процессе фиксирования каждого кадра с высоты птичьего полета открывается новый мир.

Интуитивное управление квадрокоптером HUBSAN X4

Получить полный контроль над всеми маневрами своего радиоуправляемого квадрокоптера можно при помощи эргономичного пульта ДУ, которым обеспечивается надежность хвата в процессе управления. Удобное расположение и функциональность кнопок дает гарантию высокой точности при каждом нажатии. На небольшом дисплее отображаются индикаторы заряда аккумуляторной батареи передатчика и радиоуправляемого квадрокоптера, режимы фото и видеосъемки, GPS и много других параметров полета. Четырехканальный контроллер обеспечивает радиус действия сигнала до 300 метров.

Точное GPS-позиционирование дрон-квадрокоптера

Радиоуправляемые квадрокоптеры оснащены системами сверхточного GPS-позиционирования. Вследствие этого они способны к зависанию на месте. При отпускании управляющих стиков квадрокоптер с камерой всегда возвращается к месту своего пуска с учетом данных GPS-навигации.

Полный контроль и безопасность полета

Тогда, когда радиоуправляемый квадрокоптер внезапно может потерять связь с передатчиком на время больше, чем три секунды, он автоматически возвращается на место взлета и осуществляет приземление. Система точного контролирования остаточного уровня заряда батареи, автоматически сможет определить стоит ли вынуждено приземляться или возвращаться к месту запуска. Вследствие этого, данная модель квадрокоптера ни при каких обстоятельствах не будет отключена в полете, что предупредит его аварию.

Общие правила выбора

Как выбрать квадрокоптер с учетом своих нужд, знают не все, однако есть ряд параметров, который поможет новичку сориентироваться в разнообразии и сэкономить на первых моделях.

Тип мотора

В первую очередь обязательно нужно обращать внимание на моторы. Электродвигатели бывают коллекторными и бесколлекторными

Первые используют в недорогих и небольших по размерам моделях. Их минусом является применение угольных щеток, из-за которых износоустойчивость значительно уменьшается, появляются искры.

Что касается бесколлекторных моторов, то в них эта деталь отсутствует, и они считаются более надежными. Скорость вращения у них изменяется в большом диапазоне. Но такие двигатели используются в более дорогих моделях.

Скорость, время и дальность полета

Следующий показатель, на который обращают внимание – это скорость передвижения. Самыми быстрыми являются гоночные модели

Они могут разогнаться до 135 км/ч.

Специалисты советуют покупать несколько аккумуляторов, чтобы можно было их менять и дольше использовать прибор для собственных нужд. Лучше всего покупать зарядное устройство с несколькими точками подключения, чтобы заряжались одновременно несколько аккумуляторов.

Что касается дальности полета, то показатель зависит не только от емкости батареи, но и мощности двигателей, помехоустойчивости всей аппаратуры, в том числе и блока управления. У небольших моделей дальность полета обычно всего несколько десятков метров. Но уже разработаны аппараты с показателем до 7 км.

Режимы и дополнительные возможности

При выборе устройства обращают внимание на автоматические режимы полета

Особенно это важно для новичков.
Одним из главных режимов является автовозврат
Т. е

прибор самостоятельно вернется в место отправления, а посадка будет осуществляться тоже автоматически.
Еще одна удобная функция – удержание высоты. Она предназначается для видеосъемки. Оператор будет управлять камерой, причем можно не волноваться о том, что дрон разобьется в это время.

Как правильно выбрать квадрокоптер с камерой

Камера является одной из главных деталей, если планируется фото- и видеосъемка. Такие устройства используют и любители, и профессионалы. Для бытовых нужд подойдут и простые модели. Существуют даже модули, которые работают в режиме 4К.

Камеру можно приобретать отдельно. Она должна иметь хорошее разрешение и высокую частоту кадра. Подвес рекомендуется с 3 осями. Если планируется онлайн-трансляция прямо с камеры дрона, то нужно приобрести специальный модуль Wi-Fi. Управлять аппаратом можно с помощью приложения на телефоне либо пультом.

Для аэросъемки отлично подойдет модель Xiaomi Mi Drone 4К. Есть и камеры аж на 12 мегапикселей. Даже в наиболее сложных условиях полета устройство делает высококачественое видео.

ТОП-6. HD WLToys

Камера для квадрокоптера не входит в основную комплектацию ряда беспилотников известной фирмы, специализирующийся на производстве радиоуправляемых игрушек WLToys. Это такие дроны, как X206A, V666,V333, V656,V323. Приставка  HD этой камеры не может не привлекать. Она говорит о высоком качестве получаемого видео.

• Комплектация: Кроме самой камеры пилот получает  карту памяти micro SD, картдридер USB, кабель USB, шлейф питания и колпачок, защищающий сенсор аппарата.
• Как выглядит: Корпус сделан из прочного пластика. Особенность ее, как и других дополнительных устройств фирмы  WLToys — предельная простота установки и ее надежность. Производители отмечают, что аппарат обеспечивает хорошую обзорность.
• Качество.  Записывает видео в качестве 1080P, но можно переключить и на 720P  . В целом, как и  другие модели этой фирмы не подходит для выдающихся съемок. Правда здесь картинка намного лучше, если сравнивать «с собратьями». Например, видеопередатчик WL TOYS, который тоже есть в нашем топе, снимает  в разрешении  всего в 640х480

Выводы

Хорошая камера для квадрокоптера в своем сегменте. Можно сказать, что это золотая середина между низкокачественными 0,3-мегапиксельными и любительскими камерами средней ценовой категории. Вкупе с бюджетной стоимостью можно судить о выгоде этой покупки. Пользователи в своих отзывах отмечают, что возможности модели можно улучшить с помощью демпферных устройств, которые снизят уровень вибрации.