Камера

  • Как правильно подобрать раму и двигатель (мотор) квадрокоптера. Часть 1. Рамы

    Пост о моторах квадрокоптера оказался очень популярным среди читателей этого блога, но он не содержит практических указаний о том, как именно выбрать двигатель (мотор) квадрокоптера. Поэтому, я решил написать эту статью для тех, кто выбирает раму и двигатели на квадрокоптер, но не уверены, в правильности своего выбора. Все изложенное ниже основано на личном опыте, информации с других сайтов, и не претендует на то, чтобы быть абсолютной истиной. Также я не буду пытаться оценивать моторы и рамы с точки зрения их качества и предлагать какие-то бренды или модели как лучшие. Статья будет только о параметрах и об их влиянии на выбор.

    Начнем с рамы (frame). Почему важен выбор рамы для выбора двигателя? Рама определяет две основные характеристики квадрокоптера — вес и размер. А это, в свою очередь, влияет на выбор пропеллеров и двигателей. Поэтому мы и начнем с рамы.

    Собственно, рамы (с точки зрения размера) бывают маленькими, средними и большими. Конечно же, у них есть куча других характеристик, но мы будем подробно останавливаться на основных, которые влияют на выбор двигателей. И так, вы собрались строить:

    • Гоночный квадрокоптер
    • Простенький квадрокоптер среднего размера
    • Большой квадрокоптер для профессионального фото и видео

    Гоночные квадрокоптеры, несмотря на страшное слово «гоночный», самые простые и недорогие (есть исключения). Почему так? Потому, что набор комплектующих и «наворотов» минимален. Основная цель — получить аппарат как-можно с меньшим весом. Это сделает его маневренным и быстрым.

    racing_quads

    До недавнего времени, стандартом гоночного FPV квадрокоптера был размер 250 мм. Сейчас появились модели 210 и даже 160мм. Чем меньше квадрокоптер, тем легче и маневренее он будет. Но очень маленькие модели сложно собирать и «впихивать» в них минимальный набор комплектующих: камера, контроллер полета, плата питания, видеопередатчик, антенна, радиоприемник, и конечно же — батарея. У меня есть опыт постройки 210мм гоночного квадрокоптера, и мне кажется, с рамой размером 250 работать намного проще.

    Рама гоночного квадрокоптера должна быть карбоновая (Carbon Fiber). Можно, конечно, взять раму из всякого рода пластмасс (Composite), и даже из стекловолокна (Glass Fiber, Fiberglass), но тогда вам нельзя будет ударять такой аппарат о землю. А это, поверьте мне, вы будете делать очень часто. В отличие от больших и средних аппаратов, которые совсем не желательно ронять, и которые при падениях что-то все-таки да ломают, гоночные квадрокоптеры должны выдерживать удары о землю и другие предметы, т.к. для них это обычное дело. Качественные рамы можно купить от $15 и до $100 и больше. При чем, эта 15 долларовая рама очень хорошая, на мой взгляд. Для гоночных квадрокоптеров обычно используются пропеллеры размером 5-6 дюймов. Среднее время полета гоночных квадрокпотеров — 5-10 минут. Нормальный вес гоночного квадрокоптера — 400-500 грамм. Батарея 1200-1500 мА*ч.

    Квадрокоптеры средних размеров (300-500мм) уже не используются для гонок, поэтому требования к раме не такие жесткие. Вы можете взять пластмассовую раму, карбоновую, или даже изготовить ее самостоятельно из дерева или металла. На что следуюет все-таки обратить внимание — это вес. Эта характеристика уже не такая критичная как в случае с гоночными аппаратами, но все же лишние 200-300 грамм сильно скажутся на полетном времени в итоге. Карбоновые рамы предпочтительнее из-за веса и прочности, но если вы строите бюджетный вариант, то подойдет и хорошая пластмассовая. На квадрокоптер среднего размера тоже прекрасно устанавливается подвес для камеры, и на нем можно летать по FPV. Но все же квадрокоптер среднего размера — это некий компромисс между стоимостью и качеством. Я бы рассматривал его как платформу для обучения и экспериментов.

    450_copter

    Для квадрокоптеров средних размеров обычно используются пропеллеры размером 8-11 дюймов. Среднее время полета — 8-15 минут. Нормальный вес — 900-1500 грамм. Батарея 3000-5000 мА*ч

    Большие и мощные квадро- гекса- и даже окто- коптеры (от 650 мм) для фото и видеосъемки, способные улететь далеко и вернуться, обычно «напичканы» дорогой электроникой, несут дорогую камеру и большую (дорогую) батарею. Они имеют большой вес и не так ограничены в возможностях. Строить аппарат с дорогой электроникой суммарной стоимостью под $1000 и при этом съекономить на раме — выглядит не очень разумно. Поэтому, рама должна быть прочной, легкой и карбоновой 🙂 Также, такая рама может иметь складные ноги и руки, что позволяет легко транспортировать квадрокоптер к месту полета и назад, а также поднимать (складывать) ноги во время полета, чтобы не попадать в поле зрения камеры.

    big_copter

    На квадрокоптеры такого размера ставят пропеллеры от 15 дюймов и большие мощные двигатели с маленьким KV рейтингом. Вес такого аппарата может достигать 2.5 кг и больше, а время полета начинается обычно с 15 минут. Среднее время полета — 20-25 минут. Хотя в интернете встречаются примеры конфигураций, которые летают 50 и даже 60 минут. Эти аппараты очень дорогие, и имеют, как правило, больше 4 моторов, часто 6 и даже 8. Такие мультикоптеры очень стабильны в полете, что не маловажно для фото и видео съемки. Батареи очень часто имеют больше 3 ячеек (часто 6) и емкость от 8000 мА*ч

    Все типы рам могут иметь встроенную плату питания или распределения электроенергии (PCB, PDB). Тогда вам не нужно покупать отдельеую плату и меньше проводов будет торчать наружу. Обзор таких плат выходит за рамки этой статьи.

    Итак, если вы определились квадрокоптер какого размера и типа вы будете строить, самое время перейти к выбору двигателей для него, как самой важной части оборудования. Но об этом мы поговорим во второй части. Stay tuned.

     

  • Первые FPV полеты в очках

    Казалось бы, что может быть проще? Одел очки, и виртуально очутился на квадрокоптере. Но не тут-то было! Вместе с переносом своего источника зрения на летательный аппарат, мы также теряем связь с окружающим миром. Обзор ухудшается, а привязки к окружающим объектам стают не такими четкими.

    Особенно плохо, если ваша камера не вращается и имеет маленький угол обзора. Такие камеры используются опытными спортсменами на гоночных моделях, но новичкам по-началу очень сложно привыкнуть к тому, что вы видите только кусок пространства вокруг и не можете оглянуться по сторонам.

    На собственном опыте могу подтвердить, что начинать летать в режиме FPV лучше с использованием дисплея. Вы можете переводить взгляд с экрана на летательный аппарат практически моментально и комбинировать поступающую видео картинку со своим зрением. У вас будет сразу два источника информации, и при этом, с разных точек пространства. И уже потом, освоившись ориентироваться по экрану, стоит переключаться на полеты полностью по очкам.

    Отдельно стоит упомянуть о выборе оптики для камеры или самой камеры. А точнее, угла обзора. Есть мнение, что для гоночных квадрокоптеров нужны маленькие углы обзора, но начинать учиться надо на больших.  Стоят сменные объективы не дорого, и есть возможность подобрать подходящий именно для вас. Если, конечно, у вас не камера типа GoPro, которая изначально настроена на универсально-оптимальный режим для съемок видео. Ну и не забываем, что какой бы классной не была пишущая камера, вы все равно получите небольшую задержку (лаг).

    Удачных полетов!

  • FPV. Начало

    И так — FPV. First Person View. Или вид от первого лица. А проще — это камера, установленная на летательном аппарате, передающая видеоизображение в реальном масштабе времени.

    Возникает резонный вопрос: «А нужно ли это мне?» Если вы собрали свой квадрокоптер и уже полетали достаточно на нем, наверняка вы уже задумывались о том, что было бы здорово снять видео с аппарата. На первый взгляд, все очень просто — прицепил видеокамеру (обычно, это Action Camera — типа GoPro или аналоги) каким-нибудь нехитрым способом и вперед. Это почти правда, если не задаваться целью получить действительно качественную картинку. О том, как снять свое видео с квадрокоптера можно написать отдельный пост. Но если не вдаваться в технические подробности, то можно сразу же заметить один существенный недостаток такой съемки — мы снимаем видео и смотрим его потом, после полетов. И порой нам хочется что-то в этом видео изменить, но уже поздно.

    FPV же позволяет получить изображение с аппарата непосредственно во время полета. Да, оно будет не таким качественным как с камеры, но ощущение присутствия стоит того. Кроме того, на изображение можно наложить телеметрию, что позволит отказаться от использования компьютера для контроля параметров полета и состояния аппарата. Изображение можно тут же записывать на записывающее устройство для последующего просмотра. В общем, FPV — это круто. И не даром эта тема сейчас так популярна. Вы можете найти много примеров на том же YouTube.

    Просматривать видео в процессе полета можно разными способами. Это может быть экран телефона, дисплей компьютера, специальный монитор или очки. У каждого способа есть свои достоинства и недостатки.

     

    Вот такой дисплей, прикрепляемый на передатчик одно из самых дешевых решений. Очки же — более дорогое устройство и имеет свои недостатки и преимущества. Я не буду останавливаться на этом подробнее, особенно учитывая, что в интернете уже полно материала об этом.

    Я хочу поделиться своим опытом оснащения моего квадрокоптера системой FPV + OSD.

     

    Продолжение следует.