Як влаштований і як працює квадрокоптер – відповіді на 2 питання + особливості керування

Квадрокоптер – не просто іграшка, за допомогою якої можна виконувати різні трюки (хоча це важлива частина розважального процесу), а ще й пристрій для аерозйомки, розвідки, зрошення полів, навіть доставки! Виробники створюють готові моделі, а також випускають набори деталей, які дозволяють зібрати квадрокоптер самому. Який би варіант не вибрав користувач, добре б розбиратися, як влаштований і як працює цей апарат. розповідає як раз про це. А ще вона допомагає розібратися з керуванням і дає корисні поради новачкам.

Пристрій квадрокоптера

Щоб зрозуміти, як працює квадрокоптер, спершу потрібно розібратися, як він влаштований, з яких деталей складається. Основних частин у дрона всього п'ять. Нижче розповідається, для чого вони потрібні.

1. Рама - служить основою в пристрої дрона. Саме до цієї частини кріпляться всі інші складові девайса. У рамі передбачені отвори для кабель-менеджменту.
Контролер - «серце» безпілотника. Це база для підключення апаратної начинки. Відповідає за координацію, стабілізацію і власне керування.

Рада: якщо потрібен дрон для дитини, то MJX X929H підійде. Він годиться і для тих, хто ще не мав справи з квадрокоптера.

3. ЕРС або ESC - електронні регулятори швидкості. Ці компоненти відповідають за передачу енергії на мотори (кожен – на свій).
4. Мотори - відповідають за обертання пропелерів. Від тяги мотора залежать льотні характеристики «авіамоделі». Основні типи моторів:

- Колекторні – для легких літальних апаратів початкової категорії. Показник тяги у цього типу моторів низький. ДО того ж, вони недовговічні.
+ редуктор – більш витривалі до навантажень. Потужність такого мотора вище, як і показник тяги. Мінус в тому, що цей вид мотора нерідко перегрівається, від чого шестерінки приходять в непридатність.
мотор – відрізняється стабільною роботою, довговічністю і високими показниками як тяги, так і потужності. Керованість теж на висоті. Такий варіант зустрічається у топових дронів.

5. Пропелери - за рахунок їх синхронізованого обертання коптер і піднімається в повітря.
Акумулятор. У недорогих навчальних Дронь батареї не надто ємні. Їх вистачає на кілька хвилин. У спеціалізованих пристроях дорожче акумулятори відповідно могутніше. Наприклад, PowerEgg здатний полетіти на 5 тисяч метрів, а його батареї вистачає майже на півгодини.

Читайте також: 16 унікальних способів застосування квадрокоптера

Технічний процес польоту

Завдяки всім перерахованим вище складовим квадрокоптер і літає. Принцип роботи такого апарату не так вже й складний. Два з чотирьох пропелерів обертаються за годинниковою стрілкою, а два інших – в протилежному напрямку. За рахунок цієї особливості апарат використовує осьове обертання вліво/вправо, шляхом збільшення швидкості однієї пари двигунів і зниженням швидкості інший.

Рада: відмінним варіантом для навчання стане Cyclone 2 V333 радіоуправлінні, який може пролетіти 150 метрів. Такий дрон важко втратити, тому що він не полетить далеко. Захист на пропелер не дасть їм зламатися, якщо користувач не впорається з керуванням.

Горизонтальне рух можливий за рахунок збільшення тяги оборотами. Прискорення досягається за допомогою двигунів. Показники збільшуються на одній зі сторін і знижуються на протилежній. За рахунок цього відбувається нахил безпілотника (Roll or Pitch) в необхідному напрямку. Після цього баланс тяги відновлюється. Кут нахилу встановлюється швидкістю руху.

Компенсація поривів вітру здійснюється автоматичним нахилом в відповідну напрямку сторону. За роботу функції відповідають електронні гіроскопи. Їх завдання – вимір рівня по трьох осях. У деяких моделях передбачені електронні акселерометри. Їх завдання визначити зміщення по трьох осях. Контроль висоти вимірюється відповідно до зміни параметрів швидкості.

Корисно: Як вибрати квадрокоптер для дитини: 6 основних критеріїв

Ручне керування квадрокоптера

Manual Mode (Acro Mode, Rate Mode) – режим ручного керування, який дозволяє задавати швидкість польоту і виконувати повороти з сильним креном. Підходить для любителів «аеро акробатики». Допоміжні механізми відключені, що знімає всі швидкісні обмеження. Пілотувати дрон в цьому випадку варто тільки досвідченим користувачам.

Рада: подібні експерименти з безпілотниками не рекомендуються новачкам. Це може бути небезпечно для користувача і оточуючих. Та й є висока ймовірність зламати квадрокоптер.

В ручному режимі господар дрона пілотує його за допомогою пульта дистанційного керування. У всіх моделях органи керування практично ідентичні. Зазвичай пульт ділиться на дві частини: лівий і правий стик. За допомогою лівої контролера регулюється висота польоту і обертання квадрокоптера навколо осі. Правий стік дозволяє контролювати крен і тангажу для визначення напрямку польоту і керування нахилом.

Цікаво: Mavic Air професійної аерозйомки вміє знімати в 4К, а ще здатний пролетіти 10 кілометрів і не розрядитися.

Для тих, хто ще не вибрав: ТОП-5 квадрокоптера (дронів) DJI

Автопілот і автоматизоване керування

Квадрокоптер влаштований так, що їм не обов'язково керувати вручну. Він здатний літати на автопілоті.

Авторежимах апарату, і як вони працюють:

• Self-Level Mode (Horizone Mode). Активує контролери стабілізації – гіроскоп, акселерометр, – а також лімітатор швидкості. Цей режим керування підходить для навчання.

Цікаво: Cheerson з вай-фай і камерою – хороший варіант для початківців.

• Attitude Holding Mode. Тут активована бортова електроніка контролю стабілізації і доступна функція утримання висоти за рахунок датчика-барометра. В цьому режимі дрон тримається в повітрі, навіть якщо відпустити важіль керування на пульті ДУ. Квадрокоптер просто зависне. Користувачеві залишається тільки регулювати горизонтальне зміщення літального апарату.

Примітка: автопілотування і функція повернення до вихідної точки дозволять не втратити дрон.

• GPS Attitude Holding Mode. За утримання висоти відповідає модуль GPS. Це дає можливість точної прив'язки дрона до точки координат. Навіть при сильному вітрі апарат залишиться статичним. Такий режим сподобається любителям аерозйомки.
• Stabilize (автостабілізація). Дуже корисна функція для новачків. Допоможе відстежити і змінити кут нахилу, освоїти основи керування.

В тему: ТОП-3 кращих виробників дронів – рейтинг виробників квадрокоптера

Як управляти дроном

Як управляти квадрокоптера вручну за допомогою пульта, описано трохи раніше. Приблизно такий же принцип буде і в тому випадку, якщо користуватися смартфоном або планшетом. Тут же – правила, які допоможуть навчитися працювати з дроном як профі і не зламати квадрокоптер в першому ж польоті. Як завжди, почати потрібно з підготовки літального апарату.

Примітка: якщо дрон – не модель в готовому вигляді, а набір для зборки, значить, пристрій для польотів знадобиться зібрати.

Насамперед девайс необхідно відкалібрувати: налаштувати акселерометр, компас і GPS. Якщо проігнорувати процес, то дрон не зможе працювати коректно. Наприклад, отримавши команду рухатися вперед, він буде летіти в заданому напрямку, але злегка з нахилом. Комфортним такий політ назвати складно.

Рада: додатковий акумулятор про запас – хороша ідея. Тривалість польоту більшості сучасних безпілотників – близько 10 хвилин на одному заряді. Для тренування цього недостатньо. Мати в арсеналі кілька запасних пропелерів теж не завадить. Саме ця деталь найбільш часто приходить в непридатність, якщо з керуванням ще не подружився.

Як відкалібрувати дрон:

• Підняти його на півметра і задати напрямок рухів вліво і вправо, вперед і назад.
• Якщо літає як треба – все ок.
• Якщо квадрокоптер відхиляється від курсу, варто перевірити, чи знаходяться польотний контролер і лопаті роторів в одній площині.
• Якщо контролер і ротори знаходяться в одній площині, а дрон все одно не функціонує належним чином, знадобиться перевірити акселерометр.

Початківцям не варто піднімати квадрокоптер занадто високо. Від «авіа-шоу» теж краще утриматися. Велика ймовірність того, що спроби недосвідченого користувача виконати трюк приведуть до «краху» безпілотника.

Крім того, це може бути травмоопасно. Прості маневри – то, що треба. Зліт, шлях в кілька метрів, розворот – ось з чого найкраще почати.

Цікаво: здатність знімати в 4К і ємна батарея роблять Inspire 1 V2.0 варіантом для професійної аерозйомки. Модель з безколекторним двигуном і трехосевой стабілізацією чудово поводиться в повітрі.

Для тренувань краще вибрати безвітряний день. Можна змусити квадрокоптер зробити сальто і не боятися, що порив вітру знесе безпілотник.

Рада: вчитися управляти безпілотниками краще на бюджетних примірниках тільки після купувати техніку топової або предтоповой категорії.

Влаштований квадрокоптер не так вже й складно. Зібрати дрон можна самому, якщо знати принцип його роботи і слідувати інструкціями. Якщо ж не хочеться морочитися – можна купити готову збірку. У будь-якому випадку, перш ніж виконувати трюки або просто відправити квадрокоптер політати подалі, потрібно навчитися ним керувати. Для цього існують спеціальні пульти і додатки, що дозволяють наказувати дрону за допомогою смартфона або планшета.