Як зібрати безпілотник

Приклади конфігурацій, варіанти вибору і огляд можливостей.

Мультикоптер (multicopter) - це клас літальних апаратів з різним, але обов'язково парним числом несучих гвинтів. У класичному випадку ротори розташовані по діагоналі один навпроти іншого і обертаються в протилежні сторони. Найбільш поширені апарати з чотирма (квадрокоптер), шістьма (гексакоптер) і вісьмома (октокоптер) гвинтами.

Завдяки високій енерго-ефективності та стабільності подібні пристрої все частіше використовуються при створенні дистанційно керованих систем. Особливості конструкції дають можливість встановлювати відеокамери з досить широким кутом огляду, що, в свою чергу, дозволяє створювати доступні за ціною рішення для аеровідео і фотозйомки.

Політ і управління здійснюється за рахунок підйомної сили генеруємої пропелерами і строго дозованої зміни швидкості їх обертання. Всі гвинти коптера оснащені окремими двигунами. Центральний процесор пов'язаний з системою гіроскопічних датчиків і в залежності від їх показань і команд з пульту управління розраховує оптимальну швидкість обертання.

Сучасні мультикоптери найчастіше мають модульну конструкцію, що відкриває шлях для апгрейду і створення системи, яка відповідає саме Вашим запитам. У даній статті ми постараємося в доступній формі пояснити призначення основних модулів. Для більшої наочності в поясненнях будемо спиратися на конкретні вироби, від заслужившою популярність компанії Dji Innovations (http://dji.com/) або їх аналогів.

Пропелери (гвинти) - зазвичай продаються парами (лівого + правого спрямування). Можуть відрізнятися розміром, матеріалом виготовлення, вагою і жорсткістю. Заслуженою популярністю користуються самозакручувані гвинти. Пропелери деяких виробників мають складну конструкцію.

Порада: Гвинти досить часто виходять з ладу (наприклад, при невдалій посадці) крім того, при транспортуванні цю невелику, але важливу деталь досить просто втратити. Тому при покупці безпілотника варто задуматися про придбання, як мінімум одного додаткового комплекту гвинтів.

Захист пропелерів (гвинтів) - особливо важливий для початківців пілотів, він найчастіше рятує гвинти при аварійному приземленні, зіткненні або посадці у високу траву. Крім того подібний захист певною мірою може убезпечити оточуючих. Захист виготовляється або з жорсткого пластика, або з тросу натягнутого по периметру коптера.

Двигуни - в малих літальних апаратах найчастіше застосовуються двигуни бесколлекторного типу, різної потужності. При покупці варто звертати увагу на напрямок обертання "праве" або "ліве".

Живлення - здійснюється за рахунок легких і енергоефективних літій-полімерних акумуляторних батарей. Основними параметрами, на які варто звертати увагу, є ємність і маса. Для зарядки використовуються сучасні пристрої, оснащені мікропроцесорами і цілим набором датчиків. У продажі є спеціальні адаптери, що дозволяють одночасно заряджати кілька акумуляторів.

Порада: З огляду на те, що в середньому заряду одного акумулятора вистачає на 15-30 хвилин польоту, а зарядка навіть з використанням просунутого пристрою займає якийсь час, Вам однозначно варто купити один або навіть кілька додаткових акумуляторів.

Рама (корпус) - безумовно важлива деталь, є основою літального апарату. На раму встановлюється гвинто-моторна група, система енергозабезпечення, контролери і датчики. Найчастіше виготовляється з пластику або полімерів. Деякі рами можуть складатися, що дуже зручно при зберіганні та транспортуванні. Рама повинна мати ретельно розраховану і вивірену конструкцію, повинна успішно протистояти вібраціям і володіти оптимальним співвідношенням ваги і жорсткості.

Польотний контролер - найважливіший модуль, який відповідає за обробку сигналів, які надходять з пульту управління, гіроскопів і GPS модуля. Виходячи з отриманих даних, контролер розраховує оптимальну швидкість обертання гвинтів і коптер здійснює необхідний маневр. Крім того, контролер відповідає за функціонування різних периферійних пристроїв (наприклад, стабілізуючих підвісів камер). Якщо Вам важко самостійно розібратися у всіх нюансах пов'язаних з даним модулем, можна пошукати допомоги на форумах відповідної тематики або звернутися за консультацією до професіоналів.

GPS модуль - найчастіше присутній на апаратах середнього і високого цінового діапазону. Він дозволяє визначати і контролювати точну позицію літального апарату в просторі. Пристрій дає доступ до таких архі-важливих функцій, як повернення до точки старту при втраті управління і автоматична посадка при низькому рівні заряду батареї. Крім того модуль GPS допомагає в здійсненні складних маневрів, таких як обліт точки по колу або політ за маршрутом з заздалегідь заданих точок.

Камера для аерозйомки - різноманітність доступних на ринку камер і літальних апаратів, дозволяють зібрати комплект оптимізований для конкретних цілей. Найбільшою популярністю останнім часом користуються камери GoPro, даний продукт надає користувачеві оптимальне поєднання якості зйомки, ваги і тривалості автономної роботи. Втім, для отримання максимально якісної картинки доведеться використовувати професійну камеру і як наслідок безпілотник з більшою вантажопідйомністю.

Стабілізуючий підвіс для камери - механічний пристрій, який забезпечує стабілізацію камери при різких маневрах, поривах вітру і т. д. Підвіс оснащений гіроскопічними датчиками, найчастіше він пов'язаний з польотним контролером і системою енергозабезпечення. На ринку представлені моделі стабілізуючі камеру за двома або трьома осями, останній варіант звичайно краще, хоча і дорожче. Доступні моделі підвісів для камер, які використовуються найчастіше - GoPro Hero 3, Canon 5D Mark III, Sony NEX, Panasonic Lumix DMC-GH4, Blackmagic Pocket Cinema Camera (цей список поступово доповнюється).

FPV модулі, телеметрія і монітори - дозволяють транслювати в режимі реального часу картинку з камери на екрані "наземного" монітору. Найчастіше FPV модуль (іноді з додатковою платою) передає на монітор дані про швидкість і висоту польоту, поточні координати. Система складається з передавального блоку, встановленого на літальному апараті і приймача, який підключається до монітору (деякі монітори оснащені вбудованим приймачем). Для поліпшення зв'язку на кожному блоці встановлена ​​спеціалізована антена. При підборі варто звертати увагу на такі параметри як дальність зв'язку і частота на якій функціонують пристрої (зазвичай 2.4 ГГц або 5.8 Ггц).

Модулі для прокладання маршрутів - дозволяють не тільки заздалегідь прокласти маршрут по точках з певними координатами, а й задати поведінку літального апарату в кожній конкретній точці (зупинка, поворот, зміна висоти) При підборі важливо враховувати з якою операційною системою (Windows, IOS, Android) вам доведеться працювати.

Пульти управління - розрізняються частотою і потужністю сигналу, плавністю ходу керуючих елементів і ергономікою. Крім того деякі пульти оснащені додатковими програмованими кнопками або вбудованими моніторами. Для пультів продається ряд додаткових аксесуарів, таких як підсилювачі або кріплення моніторів.

Кейси - коптер потрібно десь зберігати і якось доставити до місця польотів, ці завдання можна виконати набагато ефективніше якщо у вас є спеціалізований кейс. Якісний кейс обов'язково повинен мати амортизуючий наповнювач з гніздами для літального апарату, пульту, монітору, акумуляторів і т. д. Кейс також можна використовувати як злітний майданчик або табурет. Більшість моделей виробляються з фанери з полімерним покриттям або з пластику. Варто також звертати увагу на якість наповнювача і фурнітури.

Наведемо кілька прикладів з описом можливостей, комплекти будуть відрізнятися можливостями і бюджетом:

1) Доступний комплект для тренувань і аматорської зйомки.

- Квадрокоптер DJI Phantom Quadcopter
- Камера Redleaf RD990

2) Готове рішення зі стабілізованою камерою. Управління камерою і телеметрія через смартфон або планшет.

- Квадрокоптер DJI Phantom 2 Vision +

3) Потужне рішення з розумним бюджетом. Тривісна стабілізація камери. Можливість ширококутної зйомки у форматі 4K. Дистанційна передача відеосигналу і телеметрії.

- Квадрокоптер DJI Phantom 2
- Стабілізуючий підвіс Zenmuse H3-3D
- Камера GoPro HD HERO3 + black edition
- FPV модуль DJI 5.8ghz Video Downlink
- Комутаційний блок DJI Phantom 2 FPV Cable&Hub
- Модуль телеметрії DJI iOSD mini
- Монітор Lilliput 329 W 7"
- Кронштейн для кріплення монітору FPV Monitor Mounting Bracket

4) Октокоптер для професійної зйомки. FPV і телеметрія. Можливість прокласти маршрут. Надійний зв'язок, безпека польоту і висока якість зйомки.

- Октокоптер DJI Spreading Wings S1000 Premium A2 зі стабілізуючим підвісом для камери Canon 5D Mark III
- FPV модуль DJI Lightbridge 2.4gHz Full HD Video Downlink
- Маршрутний модуль DJI 2.4G Bluetooth Datalink
- Комплект акумуляторів Vant10000-25-6S 10000mAh 25C 22.2V
- Зарядний пристрій FT680 AC 80W charger
- Професійна система радіоуправління 2,4 ГГц