webdonsk.ruКак увеличить время полета квадрокоптера своими руками
Добавил пользователь Валентин П. Обновлено: 10.09.2024
Дальность квадрокоптеров - каковы максимальные и минимальные значения у современных дронов? Как возможно увеличить данные параметры? В данной статье специалисты поставщика беспилотников – компании ARMAIR ответят на все Ваши вопросы.
Дальность квадрокоптеров - каковы оптимальные и максимальные возможности аппаратов?
Большинство изделий на данный момент имеют небольшое значение данного параметра – до 1 км по городу и до 2-3 км загородом. Дальность квадрокоптеров зависит от силы радиосигнала, видеосигнала. Большинство аппаратов работают на частоте 2,4 Ггц, которая имеет дальность до 1 км. Далее сигнал либо слабеет, либо вообще пропадает, особенно в городской среде. Также существенным ограничителем дальности полета помимо силы сигнала является заряд батареи, у многих коптеров его хватает на 15-20 минут полета, некоторые модели обладают длительностью в 25-35 мину полета.
Каждый оператор устройств на радиоуправлении заинтересован в высоком качестве пилотирования и высокой производительности дэвайсов. Эти характеристики во многом зависят от времени, которое дрон или квадрокоптер проводит в воздухе. Увеличить длительность рабочего режима устройства можно, регулярно меняя аккумуляторы и заряжая батареи. Но вряд ли кого-нибудь обрадует такая перспектива. Поэтому операторы ищут более эффективные методы, увеличивающие время полета дрона.
Дальность управления квадрокоптером
На продление дальности полета квадрокоптеров влияет ряд факторов, среди которых:
- сила радиосигнала,
- емкость батареи,
- тип двигателя,
- полезная нагрузка,
- условия полета.
К примеру, время пилотирования дэвайса в условиях города значительно меньше, чем за городом. Кстати, новичкам рекомендуют получать навыки управления квадрокоптером на открытой местности, где отсутствуют препятствия в виде электрических опор, деревьев, других объектов.
Важный момент: увеличив дальность радиосигнала, не забывайте об увеличение дальности видеосигнала. Установка видеопередатчиков поможет беспрепятственно получать видеопоток с дэвайса.
Усилитель сигнала для квадрокоптера
Большинство изделий функционируют на частоте 2,4 Ггц: она позволяет осуществлять полеты на небольшое расстояние – в среднем 1 км. Вылет аппарата из зоны приема сигнала чреват потерей летательного устройства. Расширить зону приема сигнала помогут специальные комплектующие. Представленные на рынке модели отличаются рядом преимуществ, среди которых:
- легкий вес,
- компактные размеры,
- простота установки,
- доступная цена.
Использование усилителей позволит увеличить дальность полетов на расстояние до нескольких километров (этот показатель зависит от модели). В комплект устройств для усиления сигнала входят панель антенны, кабели, кронштейн в качестве опоры. Усилители концентрирует излучение антенны и направляют луч сигнала от пульта ДУ. Подключение аппаратуры не требует каких-либо изменений в работе летательного агрегата.
Как увеличить дальность полета квадрокоптера
Разработчики беспилотников активно работают в таком направлении, как увеличение дальности полета механизмов. Поэтому не исключено, что уже в ближайшее время на рынке появятся усовершенствованные модели, способные преодолевать относительно большие расстояния на одной подзарядке батареи.
Но и модели, имеющиеся в распоряжении, можно легко усовершенствовать, повысив их технические характеристики. Это можно сделать самостоятельно или обратившись в фирмы, предлагающие такого рода услуги.
Кроме установки устройств, влияющих на дальность сигнала, модернизация дрона предусматривает и другие шаги, к примеру:
- покупку нового пульта дистанционного управления,
- замену приемника на более дорогостоящий вариант,
- сброс лишнего веса и, как следствие, снижения уровня расхода батареи,
- использование легких элементов при комплектовании дронов,
- замену пропеллеров на более эффективные и другое.
Если в распоряжении – модель агрегата, способная работать в нескольких режимах, то время дрона в воздухе зависит от выбора того или иного режима. Достичь максимального параметра возможно, если перевести управление коптером в режим стабилизации – поддержания одинаковой скорости и высоты парения.
Современные хобби подразумевают использование актуальных технологий. Летающие дроны заняли важное место в списке желаний многих людей. Но бюджетные модели часто не радуют дальностью полета, продолжительностью нахождения в воздухе и другими параметрами. Если вы не довольны своим устройством, можно провести тюнинг и апгрейд квадрокоптера. Для этого достаточно купить необходимые детали с повышенной функциональностью.
Какие улучшения можно сделать?
Дроны могут значительно улучшить показатели высоты взлета, времени непрерывного полета, а также скорости перемещения. Есть возможность внешне изменить устройство, добавить необходимые аксессуары. Не все модели поддаются тюнингу. Для профессиональных дронов есть лишь несколько вариантов дополнительных комплектующих оригинального производства.
Основные улучшения квадрокоптера:
- внешний вид – можно покрасить или оклеить корпус специальными материалами;
- изменение характеристик полета – достаточно установить более производительные пропеллеры;
- повышение мощности – установка мощных альтернативных моторов;
- улучшение управляемости – использование альтернативных прошивок или блоков управления.
Часто дешевле купить квадрокоптер с реализованными функциями. Но владельцы оборудования прошлых поколений вынуждены справляться с низкой производительностью с помощью тюнинга. Это приносит удовольствие, позволяет лучше разобраться в конструкции коптера. Запускать улучшенный своими руками дрон намного интереснее.
Работа с основными характеристиками
Внешние изменения и стиль устройства – важные параметры. Но для большинства владельцев летательных аппаратов большую важность представляют технические параметры. Размышляя над тем, как улучшить квадрокоптер, многие подразумевают увеличение именно высоты и дальности управляемого перемещения по воздуху.
Для этого стоит помнить о важных правилах:
- у каждой модели есть ограничения, которые не стоит превышать;
- перед дальним запуском следует настроить отслеживание дрона, чтобы не потерять его;
- вам придется заменить или усовершенствовать пульт для передачи сигналов управления;
- для съемки с большой высоты потребуется установка более производительной камеры.
Усовершенствование техники – комплексная задача. Если вы не знаете, как увеличить дальность полета квадрокоптера, стоит воспользоваться профессиональными инструкциями. Одной заменой прошивки не обойдется, нужно ставить более выносливые механизмы привода, улучшать пропеллеры и работать с другими параметрами.
Комплектующие и аксессуары для коптеров
Настало время выяснить,что же такое квадрокоптер и из чего он состоит.
1. Рама
2. Приёмник/Передатчик
3. Контроллер полёта:
a) AIOP
b) NAZA
c) MuliWii
d) HKPilot
е) AMP
f) И другие
4. Силовая установка
a) Мотор
b) Регулятор скорости
c) Пропеллеры
5. Аккумулятор
6. Доп. Оборудование:
a) FPV система (вид от первого лица в реальном времени)
• Курсовая камера
• Передатчик
• OSD
b) Подвес для бортовой камеры
c) Подсветка
Рассмотрим рамы 330,450мм. В зависимости от ваших потребностей необходимо прикинуть вес квадрокоптера. В среднем получается от 1к до 1,5кг. Желательно чтобы тяга моторов была в 2-2,5 раза больше общей массы. Это говорит о том, что тяга должна быть 2-3 кг. Делим это на 4 и получаем тягу одного мотора: примерно 500-750 гр.
Возникает вопрос: какой двигатель выбрать? Смотрим в характеристики рамы: нас интересует какие двигатели можно в неё поставить. Должны интересовать первые 2 цифры: 22 или 28 в большинстве случаев.
Начинаем выбор двигателя. У названия двигателя вы увидите некую величину, например: 1100kv. Это величина обозначает количество оборотов на 1 вольт. Двигатели с высокими значениями kv имеют меньше витков обмотки статора, чем менее оборотистые.Из этого вытекает, что максимальная сила тока будет выше в двигателях с меньшим kv, которые имеют большую силу крутящего момента и это позволяет использовать большие пропеллеры.
Можно сравнить с коробкой передач автомобиля. 380kv и 1400kv это как первая и третья передача у авто.
380kv для размеренных медленных и долгих полётов с большой грузоподъемностью
1400kv для быстрого и маневренного хода.
В просторах интернета или же в описании этого двигателя можно увидеть его технические характеристики и результаты тестов. Нужно узнать максимальную силу тока (А) которую сможет потянуть двигатель и исходя их этих данных подобрать регулятор оборотов(ESC). Допустим max А для двигателя 20А. Тогда, ESC берём на 20-25% мощнее, 25-30А.
Теперь смотрим результаты тестов.
Например видим: 11х4.7 –3S-12А – 830гр
Это означает
11х4.7 — характеристики пропеллера(11-дюймы, 4.7 шаг )
3S — число банок LiPo батареи
12А — сила тока в цепи при данной нагрузке
830гр – тяга двигателя при даных условиях
Таким образом, максимальная тяга 830х4=3300 гр., max сила тока в цепи 12х4=48А
Максимальная сила тока нужна для подбора Аккума и Проводки.
Для начала не берите карбоновые пропы. Переплата. Учитесь летать на дешевых.
Крепление пропеллера зависит от самого двигателя. Большинство пропеллеров имеют адаптер под ось двигателя. Возможно крепление на Цангах или же резьбой. Есть прекрасные варианты самозатягивающиеся-крепления у DJI, при таком варианте ваш пропеллер никогда не открутится во время полёта.
Для более простых вариантов советую дополнительно закрепить герметиком для резьбы.
Как вы поняли, что бы собрать такой БПЛА необходимо не мало вложений.
Цена приблизительно в пределах 400-500 долларов.
Этот обзор предназначен для новичков и несет в себе теорию, в скором времени будет продолжение.Со сборкой и настройкой.
Я запланировал цикл статей и буду не спеша их реализовывать.
Буду рад критике,спасибо за просмотр.
Вскрою карты: конечный результат
Как такую штуку собрать и поднять в небо?
Инструкция будет в следующей части)
Вот небольшой ролик из первых полётов с подвесом.
Эта статья не первое, с чего нужно начать своё знакомство с fpv и фристайл пилотированием, однако я решил начать публикации с неё. Автор подразумевает наличие у читателя начальных знаний.
При переводе приходится использовать кальку с английского, так как устоявшейся терминологии на русском либо нет, либо мы используем кальку.
Успеха в FPV достичь сложно, однако возможно, если вы будете следовать следующим советам.
Группы в Фейсбуке и видео на Ютубе - место, где большинство добывают информацию о новых технологиях и распространённых применениях. Всегда есть слухи о некоем пилоте, единственная проблема которого, с его собранным квадрокоптером - это отсутствие достаточного количества заряженных аккумуляторов. Я бы хотел поделится с вами комбинацией проверенных идей и реального опыта, которая позволяет добиться таким пилотом как я "Mr. Steele", подобного высокого уровня надёжности FPV квадрокоптера. Оглядываясь на документ написанный самим королём FPV Raphael "Trappy" Pirker, я изложу все вещи, которые были опробованы и проверены в бесчисленном количестве ситуаций, в виде одного небольшого списка.
Следуя этим советам независимо от того, что говорят другие вы добьётесь успеха в FPV. Это не означает, что несогласие с этим списком гарантирует ужасные впечатление от FPV, но следуя ему, ваше мастерство и понимание будет расти быстро, а безудержное веселье настигнет ваш раньше и будет случаться гораздо чаще.
Прежде чем мы перейдём к списку, я напомню, что несмотря на то, что все советы, в первую очередь, направлены на снижение количества технических отказов, потерь летательного аппарата, а также исключение травмирования, в расчёт не берётся глупость пилота. Если вы хотите полетать над лужайкой перед Белым Домом с первой батареи, логичным продолжением вашей жизни будет тюрьма. Тогда, возможно, вам не стоит выбирать это хобби.
Для тех же, кто хочет позитивного опыта, ознакомьтесь с текстом ниже:
Далее идут общеупотребительные в хобби сокращения.
FPV (first person view) вид от первого лица, как если бы вы были за рулём.
LOS (line of sight) - в пределах видимости, управление дроном глядя на него.
DVR (digital video recording) - запись видео того, что вы видели в очках
FC (flight controller) - полётный контроллер
FW (firmware) - прошивка
ACC (accelerometer) - акселерометр
PID (proportional integral derivative) - пропорционально-интегрально-дифференцирующий (контроллер), числа, которые мы меняем для настройки дрона.
CG/CoG (center of gravity) - центр тяжести
OSD (on screen display) - ОСД, текстовая информация на экране
FAA (Federal administration if Aviation) - Федеральное управление авиацией
FCC (Federal Communication Commission) - Федеральная комиссия по связи
LiPo - (lithium-polymer) литий-полимерный аккумулятор.
mAh - millamp hour миллиампер-часы (что-то типа ёмкости топливного бака)
Литий-полимерные аккумуляторы имеют границы напряжения, в отличие от других аккумуляторов, где "пустая" батарея та, у которой на выводах ноль вольт, литий-полимерные считаются "пустыми" при напряжении около 3.5В на ячейку.
Литий-полимерный аккумулятор из одной ячейки:
Полностью заряжен: 4.2В
Напряжение хранения около 3.8
НЕ РАЗРЯЖАЙТЕ свои аккумуляторы ниже 3.5В на ячейку, это повреждает батарею и сокращает срок службы.
1S = 1 ячейка ("банка") = 4.2В
2S = 2 ячейки = 8.4В
3S = 3 ячейки = 12.6В
4S = 4 ячейки = 16.8В
5S = 5 ячеек = 21В
6S = 6 ячеек = 25.2В
C - рейтинг, условная характеристика аккумулятора, показывающая какую мощность он может отдать.
Стоит заметить, что, к примеру, если я собираюсь пойти полетать, мне необходимо зарядить свой 4S аккумулятор до 16.8В
4.2Вx4S=16.8В и я должен приземлиться тогда, когда напряжение на аккумуляторе будет около 14.8В - 15В. (это напряжение, которое аккумулятор показывает после остывания, примерно 30-60 секунд после полёта). Для большинства аккумуляторов напряжение, которое пишет на экране контроллер во время полёта может просаживаться ниже 15В - это нормально. Просто сажайте дрон пораньше первые несколько раз, чтобы убедиться, что вы используете правильное количество миллиампер-часов.
Напряжение хранения для 4S аккумулятора - 15.2В, если вы не планируете летать более 5 дней, советую довести аккумуляторы до напряжения хранения, пока вы снова не решите летать.
RC (radio control) - радиоуправляемый
RSSI (radio signal strenght indicator) - уровень силы радиосигнала (мы говорим эр-эс-эс-ай)
vTx (video transmitter) - видеопередатчик
vRx (video receiver) - видеоприёмник
Rx (receiver) - приёмник
RTH (return to home) - возврат домой
Sbus - быстрый протокол связи радиоуправления
CRSF - CrossFire (самый быстрый протокол радиоуправления на данный момент)
dbi - коэффициент усиления (чем больше, тем дальшн связь, но в узком секторе, чем меньше, тем меньше дальность, но покрытие полностью вокруг)(тут большое упрощение)
Omnidirectional - всенаправленная, антенна посылающая и принимающая сигнал во всех направлениях
High gain antenna - антенна которая принимает и посылает сигнал в одном направлении.
(для большинства FPV квадрокоптеров, всенаправленной антенны в 3dbi на приёмнике и такой же на передатчике будет достаточно)
Распространённые частоты для цифровых систем управления 433МГц/900МГц/2.4ГГц(самая распространённая)/5.8ГГц
Распространённые частоты для аналоговой видеосвязи 900МГц/1.3ГГц/2.4ГГц/5.8ГГц(самая распространённая)
Обычно чем ниже частота, тем лучше сигнал проходит сквозь препятствие и дальше связь, однако не всегда.
Понимание того, что чем меньше у вас опыта, тем больше времени нужно на реакцию - основополагающий принцип.
Давайте заставим ваше оборудование работать верно.
Следующие правила не относятся конкретно к квадрокоптерам, а скорее в целом к радиоуправляемым FPV летательным аппаратам.
Всегда начинайте с необходимого минимума, и добавляйте компоненты один за шаг. После каждого нового добавленного компонента, выполните необходимые проверки, будь то проверка качества видеоизображения на столе, включение новых моторов (без пропеллеров само собой) или просто подача питания на электронику, чтобы убедиться, что всё спаяно верно.
Когда собираете свой первый аппарат, начинайте с простого, покупайте только то, что понимаете или следуйте опробованным и проверенным путём, надёжность которого доказана многими другими.
Советы по FPV оборудованию.
Всегда собирайте разумно и оставляя немного пространства. Дроны падают и чем крепче компоненты прикреплены, тем проще они ломаются.
Паяйте ХОРОШО (практика, практика и ещё раз практика). Пайка - второй по важности навык при сборке модели. Второй сразу после Желания Преуспеть.
Используйте оборудование с хорошей репутацией или с приличным количеством хороших отзывов. Если вы купите компонент неизвестной модели, скорее всего при возникновении проблемы меньше человек захотят вам помочь.
Не запитывайте ваш видеопередатчик или камеру напрямую от аккумулятора, пока об этом не будет сказано в инструкции и компонент имеет встроенную фильтрацию питания.
Экранируйте провода переплетая сигнал и землю между собой, это отличный способ избавиться от помех на изображении.
Не летайте с видеосистемой способной перекрыть ваш канал радиоуправления по части дальности.
Не летайте с системой радиоуправления работающей на частоте выше чем видеосвязь.
Контролируйте жизненно важные параметры вашей системы, например напряжение аккумулятора, расход заряда, качество радиосвязи управления, качество видеосвязи. К примеру за батареей можно следить с помощью динамика, информации на экране, настроив таймер.
Старайтесь летать в малолюдных местах, с низким уровнем радиосигнала и всегда в пределах видимости.
Рекомендуется использовать 2.4ГГц для радиоуправления и 5.8ГГц для видесвязи, если вы не летаете на дальние расстояния. В этом случае рекомедуются более низкие частоты и выше мощность передатчиков.
НИКОГДА НЕ ЛЕТАЙТЕ БЕЗ ЗАПИСИ ВИДЕО
Перед взлётом ВСЕГДА проверяйте, что пропеллеры установлены в правильном направлении.
Всегда начинайте с безопасных вещей, не срывайтесь в небеса с первой батареи в новом месте. ОПАСНО.
Не летайте на пределе возможностей вашей системы. Если не знаете границ возможностей, всегда помните, если вы не видите - вы не можете лететь.
Как только заметили помехи на видео, разворачивайте дрон и либо покупайте более "дальнобойную" антенну, либо не летайте дальше и около той точки возникновения помех.
Всегда имейте чёткое понимание, где вы, как пилот находитесь относительно вашего дрона.
Развитое пространственное мышление это то, что делает разницу между отличным полётом и потерей вашего дрона, или даже травмированием вас или кого-то рядом.
25-200mW достаточная мощность видеопередатчика для 99% FPV-полётов. Если у вас проблемы с видеосигналом, проверьте все антенные разъёмы, также не забывайте,что место где вы летаете может быть сильно заполнено радиоизлучением, например дом неподалёку с множеством WiFi точек внутри.
НЕ ПОКУПАЙТЕ дешёвое оборудование, пока не доказано, что оно надёжно. Сэкономленные средства не стоят потраченных нервов на наладку или потерянного дрона.
Всегда проверяйте ваше оборудование перед полётом, не только во время упаковки и распаковки из рюкзака. Антенны раскручиваются, батарея смещается, пропеллеры гнутся.
Всегда проверяйте оборудование летая глядя на дрон, перед полётом FPV.
Общий FPV этикет при полётах с другими пилотами.
Будьте дружелюбны и начните с просьбы присоединиться к уже существующей компании пилотов.
Если есть место, которое вы видели на fpv-видео, всегда убедитесь у местных пилотов,что там можно летать.
Всегда начинайте с вопроса какой канал/частоту используют пилоты, даже до того как доставать свои вещи.
Перед тем как запитать дрон громко ясно и несколько раз скажите (чтобы все точно вас слышали): "Я включаюсь на канале X, хорошо?".Если вы не услышали "Нет" или "Погоди", тогда и только тогда вы можете включать свой дрон. Даже после того, как вы подключили батарею, будьте готовы немедленно её выключить, даже если вам показалось, что у кого-то проблемы, например кто-то сказал "У меня пропало видео".
Всегда включайте свой дрон как можно дальше от уже летающих.(Даже если вы на другом канале, ваш передатчик может перебить их видео потому что он ближе и мощнее, а их источник далеко и слабее).
При посадке, если есть ещё летающие пилоты, не садитесь рядом с ними, даже если вам будет неудобно пройтись за вашим дроном пару десятков метров. Это всё равно лучше, чем спровоцировать падение чьего-то дрона своей посадкой в центр компании.
Не проверяйте ваше оборудование рядом с людьми в видеоочках, и рядом с людьми вообще.
Всегда будьте в курсе состояния вашего окружения, замечайте пешеходов, изменения погоды, условий освещения и т. д.
Дополнительные советы для полётов на дальние дистанции.
Летать на далёкие дистанции (свыше ~ 1км) без информации о силе сигнала радиоуправления опасно.
Для максимального покрытия видеосвязи, советую высококачественны приёмник с передатчиком, системой дублирования приёма и антенны с высоким коэффициентом усиления. Максимальная мощность радиоканала управления, а также оптимальное расположение передающей и принимающей антенны тоже рекомендуется.
Не используете систему дублирования приёма как замену правильного расположения антенн. Система дублирования используется для снижения негативного эффекта от приёма неверно ориентированного поляризованного сигнала, а также для увеличения сектора приёма.
Наиболее распространены системы с одним аккумулятором, но два аккумулятора подключённые параллельно помогут снизить эффект от других отказов.
Добавление системы "Возврат домой" в ненадёжный дрон не увеличивает шансы успешного возврата. В первую очередь работайте над надёжностью дрона без системы автовозврата домой, затем добавляйте её если необходимо. Обычно к этому моменту приходит понимание, что система не нужна.
При проблемах - газ в ноль.
При полётах на дальние дистанции хорошо летать к интересной точке и обратно. Когда дистанци между вами и дроном велика, а качество видео низкое, очень легко потерять чувство направления.
Всегда отмечайте направление ветра перед полётом и летите против ветра, чтобы возвращаться по ветру. Или компенсируйте, оставляя достаточно заряда аккумулятора для борьбы с ветром на обратном пути.
Необязательно оборудование, такое как микрофон на дроне и трансляция звука в наушник подключённый к видеоочкам, очень полезно. Звук также подскажет вам, что пропеллер повреждён, хотя этого не видно на видео, а также повышает эффект погружения при полётах.
Автор: Steele Davis
Если вы ничего не поняли, но вам захотелось собрать квадрокоптер и научиться летать, ищите меня в вк cheat_fpv и мы начнём.
Если вы вообще не знаете, что такое фристайл пилотирование, вот ссылки на лучших пилотов и их видео.
Если вы думаете, что единственное, что вас останавливает это деньги, то план такой: сначала за ~5000р. мы покупаем только то, что необходимо для симулятора (и всё это пойдёт в реальный квад) и сам симулятор (LiftOff). Потом мы год учимся и весь этот год потихоньку покупаем всё остальное для дрона (20 - 30к). После симулятора мы имеем навык полётов, и свой первый дрон не расшибём при первом вылете, а если и расшибём то точно знаем как чинить, мы же его своими руками собрали.
Если вы технарь, то у вас ничего не получится, потому что фристайл - это искусство и эстетика видео.
Если вы гуманитарий, то у вас ничего не получится, потому что собрать дрон - это пайка, прошивка, настройка.
Читайте также: