Квадрокоптер — не просто игрушка, с помощью которой можно выполнять разные трюки (хотя это важная часть развлекательного процесса), а еще и устройство для аэросъемки, разведки, орошения полей, даже доставки! Производители создают готовые модели, а также выпускают наборы деталей, которые позволяют собрать квадрокоптер самому. Какой бы вариант не выбрал пользователь, хорошо бы разбираться, как устроен и как работает этот летательный аппарат. Статья рассказывает как раз об этом. А еще она помогает разобраться с управлением и дает полезные советы новичкам.
Устройство квадрокоптера
Чтобы понять, как работает квадрокоптер, сперва нужно разобраться, как он устроен, из каких деталей состоит. Основных частей у дрона всего пять. Ниже рассказывается, для чего они нужны.
1. Рама — служит основой в устройстве дрона. Именно к этой части крепятся все остальные составляющие девайса. В раме предусмотрены отверстия для кабель-менеджмента.
2. Контроллер — «сердце» беспилотника. Это база для подключения аппаратной начинки. Отвечает за координацию, стабилизацию и собственно управление.
Совет: если нужен дрон для ребенка, то MJX X929H отлично подойдет. Он годится и для тех, кто еще не имел дела с квадрокоптерами.
3. ЭРС или ESC — электронные регуляторы скорости. Эти компоненты отвечают за передачу энергии на моторы (каждый — на свой).
4. Моторы — отвечают за вращение пропеллеров. От тяги мотора зависят летные характеристики «авиамодели». Основные типы моторов:
— Коллекторные — для легких летательных аппаратов начальной категории. Показатель тяги у этого типа моторов низкий. К тому же, они недолговечны.
— Коллектор + редуктор — более выносливы к нагрузкам. Мощность такого мотора выше, как и показатель тяги. Минус в том, что этот вид мотора нередко перегревается, от чего шестеренки приходят в негодность.
— Бесколлекторный мотор — отличается стабильной работой, долговечностью и высокими показателями как тяги, так и мощности. Управляемость тоже на высоте. Такой вариант встречается у топовых дронов.
5. Пропеллеры — за счет их синхронизированного вращения коптер и поднимается в воздух.
6. Аккумулятор. В недорогих учебных дронах батареи не слишком емкие. Их хватает на несколько минут. В специализированных устройствах подороже аккумуляторы соответственно мощнее. Например, PowerEgg способен улететь на 5 тысяч метров, а его батареи хватает почти на полчаса.
Читайте также: 16 уникальных способов применения квадрокоптеров
Технический процесс полёта
Благодаря всем перечисленным выше составляющим квадрокоптер и летает. Принцип работы такого аппарата не так уж и сложен. Два из четырех пропеллеров вращаются по часовой стрелке, а два других — в противоположном направлении. За счет этой особенности аппарат использует осевое вращение влево/вправо, путем увеличения скорости одной пары двигателей и снижением скорости другой.
Совет: отличным вариантом для обучения станет Cyclone 2 V333 на радиоуправлении, который может пролететь 150 метров. Такой дрон трудно потерять, потому что он не улетит далеко. Защита на пропеллерах не даст им сломаться, если пользователь не справится с управлением.
Горизонтальное движение возможно за счет увеличения тяги оборотами. Ускорение достигается при помощи двигателей. Показатели увеличиваются на одной из сторон и снижаются на противоположной. За счет этого происходит наклон беспилотника (Roll or Pitch) в необходимом направлении. После этого баланс тяги восстанавливается. Угол наклона устанавливается скоростью движения.
Компенсация порывов ветра осуществляется автоматическим наклоном в соответствующую направлению сторону. За работу функции отвечают электронные гироскопы. Их задача — измерение уровня по трем осям. В некоторых моделях предусмотрены электронные акселерометры. Их задача определить смещение по трем осям. Контроль высоты измеряется в соответствии с изменением параметров скорости.
Полезно: Как выбрать квадрокоптер для ребенка: 6 основных критериев
Ручное управление квадрокоптером
Manual Mode (Acro Mode, Rate Mode) — режим ручного управления, который позволяет задавать скорость полета и выполнять повороты с сильным креном. Подходит для любителей «аэро акробатики». Вспомогательные механизмы отключены, что снимает все скоростные ограничения. Пилотировать дрон в этом случае стоит только опытным пользователям.
Совет: подобные эксперименты с беспилотниками не рекомендуются новичкам. Это может быть опасно для пользователя и окружающих. Да и есть высокая вероятность сломать квадрокоптер.
В ручном режиме хозяин дрона пилотирует его с помощью пульта ДУ. Во всех моделях органы управления практически идентичны. Обычно пульт делится на две части: левый и правый стик. С помощью левого контроллера регулируется высота полета и вращение квадрокоптера вокруг оси. Правый стик позволяет контролировать крен и тангаж для определения направления полета и управления наклоном.
Интересно: Mavic Air для профессиональной аэросъемки умеет снимать в 4К, а еще способен пролететь 10 километров и не разрядиться.
|
Левый стик
|
Правый стик | ||
|---|---|---|---|
| Throttle UP | Позволяет увеличить обороты двигателя (при перемещении вверх беспилотник взлетает | Roll Left | Наклон влево |
| По сути, это аналог педали газа | |||
| Throttle Down | Отвечает за торможение и снижение дрона | Roll Right | Наклон вправо |
| Yaw Left | Используется для вращения дрона вокруг оси против часовой стрелки | Pitch Down | Позволяет наклонить девайс вперед |
| Yaw Right | Обеспечивает вращение вокруг оси по часовой стрелке | Pitch Up | Отвечает за наклон квадрокоптера назад |
Для тех, кто еще не выбрал: ТОП-5 квадрокоптеров (дронов) DJI
Автопилот и автоматизированное управление
Квадрокоптер устроен так, что им необязательно управлять вручную. Он способен летать на автопилоте.
Авторежимы аппарата, и как они работают:
- Self-Level Mode (Horizone Mode). Активирует контроллеры стабилизации — гироскоп, акселерометр, — а также лимитатор скорости. Этот режим управления подходит для обучения.
Интересно: компактный Cheerson с вай-фай и камерой — хороший вариант для начинающих.
- Attitude Holding Mode. Тут активирована бортовая электроника контроля стабилизации и доступна функция удержания высоты за счет датчика-барометра. В этом режиме дрон держится в воздухе, даже если отпустить рычаг управления на пульте ДУ. Квадрокоптер просто зависнет. Пользователю остается только регулировать горизонтальное смещение летательного аппарата.
Примечание: автопилотирование и функция возврата к исходной точке позволят не потерять дрон.
- GPS Attitude Holding Mode. За удержание высоты отвечает модуль GPS. Это дает возможность точной привязки дрона к точке координат. Даже при сильном ветре аппарат останется статичным. Такой режим понравится любителям аэросъемки.
- Stabilize (автостабилизация). Весьма полезная функция для новичков. Поможет отследить и изменить угол наклона, освоить основы управления.
В тему: ТОП-3 лучших производителей дронов — рейтинг производителей квадрокоптеров
Как управлять дроном
Как управлять квадрокоптером вручную с помощью пульта, описано чуть раньше. Примерно такой же принцип будет и в том случае, если пользоваться смартфоном или планшетом. Здесь же — правила, которые помогут научиться работать с дроном как профи и не сломать квадрокоптер в первом же полете. Как всегда, начать нужно с подготовки летательного аппарата.
Примечание: если дрон — не модель в готовом виде, а набор для сборки, значит, устройство для полетов понадобится собрать.
Первым делом девайс необходимо откалибровать: настроить акселерометр, компас и GPS. Если проигнорировать процесс, то дрон не сможет работать корректно. Например, получив команду двигаться вперед, он будет лететь в заданном направлении, но слегка с наклоном. Комфортным такой полет назвать сложно.
Совет: взять дополнительный аккумулятор про запас — хорошая идея. Длительность полета большинства современных беспилотников — около 10 минут на одном заряде. Для тренировки этого недостаточно. Иметь в арсенале несколько запасных пропеллеров тоже не помешает. Именно эта деталь наиболее часто приходит в негодность, если с управлением пользователь еще не подружился.
Как откалибровать дрон:
- Поднять его на полметра и задать направление движений влево и вправо, вперед и назад.
- Если летает как надо — все ок.
- Если квадрокоптер отклоняется от курса, стоит проверить, находятся ли полетный контроллер и лопасти роторов в одной плоскости.
- Если контроллер и роторы находятся в одной плоскости, а дрон все равно работает некорректно, понадобится проверить акселерометр.
Начинающим не стоит поднимать квадрокоптер слишком высоко. От «авиа-шоу» тоже лучше воздержаться. Велика вероятность того, что попытки неопытного пользователя выполнить трюк приведут к «крушению» беспилотника.
Кроме того, это может быть травмоопасно. Простые маневры — то, что надо. Взлет, путь в несколько метров, разворот — вот с чего лучше всего начать.
Интересно: способность снимать в 4К и емкая батарея делают Inspire 1 V2.0 отличным вариантом для профессиональной аэросъемки. Модель с бесколлекторным двигателем и трехосевой стабилизацией великолепно ведет себя в воздухе.
Для тренировок лучше выбрать безветренный день. Можно заставить квадрокоптер сделать сальто и не бояться, что порыв ветра снесет беспилотник.
Совет: учиться управлять беспилотниками лучше на бюджетных экземплярах и только после приобретать технику топовой или предтоповой категории.
Устроен квадрокоптер не так уж и сложно. Собрать дрон можно самому, если знать принцип его работы и следовать инструкциями. Если же не хочется заморачиваться — можно купить готовую сборку. В любом случае, прежде чем выполнять трюки или просто отправить квадрокоптер полетать подальше, нужно научиться им управлять. Для этого существуют специальные пульты и приложения, позволяющие приказывать дрону с помощью смартфона или планшета.