Квадрокоптер: Покори Небо



Квадрокоптер: покори небо

Прошло некоторое время с момента сборки моего квадрокоптера и предыдущего
статьи .

Вдохновлены статьями( 1 , 2 ) товарищ ПолМан Я решил написать свой.

Правда не так подробно и не в виде туториала, а скорее рассказа о первых месяцах использования и установки FPV.



Заветное расстояние

Полетев день по полю, нарисовав круги, восьмерки и побоявшись более сложных фигур, мне захотелось полетов выше и дольше.

Разумеется, уже на второй день владения аппаратурой к нему прикрепили мыльницу и сделали первые записи с борта.

Первые записи (скучные и сильные вибрации) Первые впечатления: круто! Я уже знал, что хочу FPV, но потом понял, что это будет мое.

Дома я нашел завалявшуюся радио «видеокамеру» и приемник к ней, а также USB-устройство видеозахвата.

Прикрутив камеру к коптеру, он побежал на поляну с ноутбуком под мышкой.

В принципе, первый полет FPV состоялся.

Но на картинке, передаваемой этим чудом - китайской камерой, было сложно понять, что и куда летит. Было принято решение приобрести нормальный приёмник и передатчик.

Но выбрать их не так-то просто.



Приемопередающее оборудование
Для радиомоделей наиболее распространенными частотами передачи видеосигнала являются:
  • 900 МГц (длина волны: 333,1 мм);
  • 1,2–1,3 ГГц (длина волны: 234,2 мм);
  • 2,4 ГГц (длина волны: 124,9 мм);
  • 5,8 ГГц (длина волны: 51,6 мм).

Чем длиннее длина волны, тем лучше она проникает сквозь объекты, но тем меньше данных можно передать.

Также размер антенн напрямую зависит от частоты.

Качество картинки (объем передаваемых данных) в пределах этих частот вроде бы меняется незначительно, хотя некоторые говорят, что на 5,8 качество значительно лучше.

Вам придется как-то выбирать.

Нет опыта.

Примеров посмотреть негде.

Хорошо, начнем с просеивания:

  • 2,4ГГц — это частота Wi-Fi, а я собирался летать в городе.

    Кстати, это вообще не очень популярная частота, видимо по этой причине.

  • 900МГц - огромные антенны.

    И сообщество все чаще выбирает 1,2 ГГц, а не 0,9.

Остаются 1,2 ГГц и 5,8 ГГц.

Опираясь на данные с форумов (а они сильно разнятся — одни говорят, что на 5,8 даже за одиноким деревом нельзя пролететь, а другие утверждают, что за домом вполне можно пролететь), я решил рассмотреть более низкую частоту.

Это влечет за собой две проблемы:

  • Желательно, чтобы частота видео была выше, чем у пульта – более длинная волна может «перебить» короткую.

    Мне не хотелось видеть в хорошем качестве, как мой квадрокоптер упал, потеряв управление.

  • Вторая гармоника волны 1.2 совпадает с волной 2.4, что еще больше ухудшает этот выбор.

И вроде бы выбор логичный: взять 5,8 ГГц и летать с ней.

Но меня очень расстроило то, что на форуме много пишут о слабой пробивной способности.

В итоге неожиданно для себя решил: возьму 1,2-1,3 ГГц, куплю к нему ФВЧ и, если меня что-то не устроит, куплю приемник и передатчик на 433 МГц для Пульт дистанционного управления.

Следующая проблема: мощность.

Передатчики имеют мощность от 10 мВт до нескольких ватт (обычно с усилителями, но всё же).

Сколько энергии мне нужно? Многие говорят, что 800 МВт – это хорошо.

Другие говорят, что 100 МВт зашкаливают. Я прикинул, что сильно разделить видеоизлучающую и приемную управляющую антенну мне не удастся.

А передаваемый сигнал всего 50 мВт. 800 мВт могут его «задавить», даже без согласования частот. Более того, люди очень резонно говорили о том, что «100 МВт — это заоблачно».

Я решил взять 200 МВт. Я для себя тоже решил, от греха подальше, взять комплект, чтобы не ошибиться в плане совместимости (хотя выглядело все просто – и приемник, и передатчик должны поддерживать хотя бы один одинаковый канал).

И поэтому я заказал Передатчик 1,3 ГГц мощностью 400 мВт в комплекте с приемником (да не 200, а 400 - в последний момент передумал) ну фильтр для него.

Начались недели ожидания и летной практики.



Первые полеты «От первого лица»
Пришла долгожданная посылка.

Я одолжил у друга GoPro Hero 2 и установил все на коптер.

Первый полет – это неописуемые ощущения.

Это компьютерная игра, типа «симулятор полета», с очень сложным управлением и одной жизнью, но только в реальности.

(На видео дополнительно показаны моя жена, родители и собака.

Но думаю никто не обидится.

) В общем - круто! Если вы думаете, стоит ли это делать, то советую: оно того стоит! Просто сначала прочитайте статьи ПолМан — там очень четко, может быть, даже слишком подробно написано, с чего начать, как тренироваться и т. д. Но, конечно, все пошло не так гладко, как хотелось бы.

Видеосигнал стал шумным через 50 метров (но это на моей тестовой поляне - шум в этом месте все равно иногда проступает).

Во время испытаний на земле пульт либо работал на 300 метрах, либо терял связь после 100.

Квадрокоптер: покори небо

Первое, что я решил сделать, это переделать видеоантенны.

Я решила сделать 3-лепестковую» клевер "к передатчику и 4-х лепестковому к приемнику.

Сигнал изменился существенно! Наземная проверка показала дальность 3 километра - сигнал все еще был, но дальше по прямой идти было некуда.

Пульт все равно работал на 100-300 метров.

Полетев так один день, я понял, что хочу летать дальше! Но я даже летать на полную дальность пульта не мог - телеметрии не было - не с чем было передавать данные RSSI (Received Signal Strength Indication).

Пульт ДУ также не имеет обратной связи.

Заказал модули OpenLRS для Дистанционное управление и для модели .

Сейчас, кстати, я бы взял оба за модель и сам встроил их в пульт - он не так хорошо вписывается.

я тоже заказал Модуль OSD (экранное меню) .

Ну и всякие мелочи, конечно - пропеллеры, аккумуляторы и т.д. Снова ожидание и тренировочные полеты с FPV. За это время я купил GoPro Hero 3 Black. Забрав с почты долгожданную посылку, прикрепляю всё к коптеру.

OpenLRS с оригинальными антеннами, подозрительный видеофильтр можно выкинуть, ну и конечно OSD - сразу чувствуешь себя летчиком-истребителем! Перепрошивок OpenLRS, естественно, было много, а переходник USB-UART на 3,3 вольта я заказать забыл, поэтому пришлось травить его самому (один FT232RL стоил в 3 раза дороже готового изделия оттуда, но я сделал плата универсальная на 3,3 и 5 вольт).

Однажды uart не хватило - что-то случилось с загрузчиком - надо перепрошить программатором, а у меня всего 5 вольт. Что ж, с этим тоже поборолось довольно легко — благо программатор был самодельный и на базе AtMega8. У пульта теперь есть обратная связь! Он подает звуковой сигнал, когда пакеты потеряны.

Пролетаю ~150 метров и слышен писк.

Хммм.

Система для дальних полетов.



Квадрокоптер: покори небо

Надо попробовать сделать антенны! Для оборудования я выбрал самое простое.

Ви-диполь антенны.

И снова результат отличный - за все время работы с этими антеннами писк был только один раз, когда я летел за ЛЭП.

Дальность не мерил, но он пролетел 3 км в сторону и 1 км в высоту - сигнал был стабильный.



Высота зовет нас
Я еще не летал над облаками.

Проблема, как оказалось, не в том, чтобы взлететь туда, а в том, чтобы потом спуститься! Квадрокоптер при спуске ведет себя неустойчиво – и опускается не очень быстро.

И как-то страшно его быстро сбрасывать – а вдруг что-то не удержится при торможении? В целом мой личный рекорд — 1,1 км.

Это уже в слоисто-кучевых облаках, но не над ними.

Но цель, конечно же, высококучевые облака! Я проверю быстрые спуски, а потом можно будет попробовать!

Изменения, время полета и происшествия

За все это время я ничего не переделывал (кроме расположения плат на устройстве).

Только что добавлено новое оборудование:

  • FPV;
  • Bluetooth;
  • экранное меню;
  • уБЭК.



Квадрокоптер: покори небо

И, конечно же, пропеллеры.

Для начальных полетов у меня был 10х4,5. Теперь они 12х4,7. И хочу заказать карбоновые 15х4, но боюсь движки не выдержат. В ближайшее время собираюсь измерить ток, который сейчас потребляется и на основании этого сделать выводы.

Тяга сейчас очень приличная, но всегда хочется большего.

Вот я и попробовал повесить зеркалку (900 грамм).

Осталось еще немного тяги! И конечно хочется увеличить время полета.



Время отрыва от земли
С купленными изначально аккумуляторами емкостью 2650 мАч время полета стало уменьшаться с увеличением веса.

Я решил попробовать подключить обе батареи параллельно.

Время полета 14 минут. Большой.

Если просто повесить, то тем более.

Заказал 2 аккумулятора по 5000 мАч каждый.

Каждые 15 минут лета (одна батарея легче 2 2650) + еще 14 на парных старых.

На данный момент этого достаточно, но еще есть куда совершенствоваться.



Хьюстон у нас проблема
Пока что было только одно падение: Не очень сильный.

Собственно, все описание есть внутри видео.

Для тех, кто не хочет/не может смотреть краткое описание: Не послушал умников и не стал ставить самоподтягивающиеся хомуты на пропеллеры (да ведь они и так хорошо держатся).

Вот один из них раскрутился и начал включать ось мотора.

Было пару моментов, когда я думал, что сейчас все сломаю.

Например, даже без FPV я оторвался примерно на 150 метров.

Квадрокоптер уже плохо видно, GPS еще как-то непонятно работал.

Он начал увлекаться - и я даже не понимаю, где у него перед. Совершенно непонятно, куда он наклоняется! Но, с горем пополам, он прилетел на место.

Сердце бьется, руки потеют – я тоже успела это сделать в городе! Но все хорошо, что хорошо кончается.



Вместо заключения

Очень доволен своей игрушкой.

Доставляет массу удовольствия.

Вызывает большие волнения в населенных пунктах: Что в целом приятно.

На данный момент в планах:

  • как уже было сказано, пропеллеры еще большего размера;
  • хорошая система стабилизации камеры (я построил такую, но у меня были очень некачественные сервоприводы, из-за чего весь ее смысл терялся);
  • возможно, очки FPV;
  • Ну и хочу взять в руки зеркалку и сделать пару качественных фотографий (пока был только пробный полет на 15 метров).

Как обычно, в статье у меня нет ничего конкретного, только истории.

Не судите строго.

Задавайте любые вопросы - отвечу, как смогу.

Спасибо тем, кто дочитал до конца.

PS: пожалуйста, не говорите, что собирать что-то готовое - это ерунда, надо делать свое.

У меня другое мнение: нет смысла травить плату самостоятельно, если только компоненты будут стоить дороже готовой.

И нет смысла писать программное обеспечение самостоятельно с нуля.

Я лучше потрачу свое время на помощь проекту MultiWii — в таком вопросе не нужно изобретать велосипед. Но после сотен полезных коммитов, возможно, появится возможность начать что-то своё.

Теги: #Сделай сам или Сделай сам #квадрокоптер #FPV #квадрокоптер #multiwii

Вместе с данным постом часто просматривают: