FPV дроны для гонок и фристайла

Будучи любителем этой темы, решил создать небольшой пост о таком направлении дронов, как FPV (First Person View), по нашему - полеты от первого лица.

Почитав несколько постов и коментов на ЯПе, я пришел к выводу, что есть люди, которых эта тема заинтересовала, однако часто этим людям в ответ на вопросы пишут откровенные глупости и небылицы. По этой причине, в этом посте мне бы хотелось ответить с максимально актуальной информацией на часто задаваемые вопросы не сильно углубляясь в технические параметры, дабы не грузить читателей.

Начнем с основных видов дронов и чем они друг от друга отличаются.

Чаще всего на рынке встречаются потребительские дроны, то есть те, которые чаще всего используют блоггеры, операторы, любители поснимать для себя. Наверняка многие из вас знакомы с маркой DJI. У них целый модельный ряд всеразличных дронов для любого кошелька и потребностей. Начиная от 100 до 20,000$. Самые успешные их модели Phantom и Mavic, я иногда встречаю одну из этих моделей висящими в воздухе по несколько раз в неделю. Если сравнить этот вид дронов с FPV дронами, то это как сравнивать автомобили Tesla с гоночных картами.
Потребительские дроны в зависимости от модели, оснащены автопилотом, автопосадкой, датчиками столкновения, долгоиграющей батареей (15-25 минут полетов), стабилизацией видео, вспомогательными функциями пилотирования, GPS итд. итп. Передача видео сигнала и управление осуществляется посредством Wi-Fi, что абсолютно не годно для гонок и фристайла, позже объясню почему.
Потребительские дроны разработаны таким образом, что после пары часов тренировок, ими можно вполне неплохо управлять, с такой задачей справляются даже пожилые люди. Дальность полета таких дронов может составить от 2 до 5 км в зависимости от окружающей вас среды.

Однако дроны с похожим набором функций можно собрать и самому, имея необходимые инструменты, детали и навыки. Конечно это может обойтись дешевле чем готовые решения от DJI. Однако это тема для отдельного поста, не смотря на то, что способы постройки схожи с гоночными дронами.

Помимо потребительских дронов, существуют и промышленные (привет почта России). Такого рода дроны в зависимости от их размеров могут орошать поля, помогать в поисковых миссиях, выполнять всеразличные задачи как например транспортировка небольших грузов или обеспечение безопасности в складских помещениях.

ДРОНОГОНКИ.

Гоночные дроны делятся на разные классы. Самое большое отличие одного класса от другого это размер самого дрона. Чаще всего для фристайла и гонок используются 3 и 5 дюймовые классы. Это, конечно, не отменяет существования других классов большего или меньшего размера, однако 3 и 5 дюймов самые распространенные среди пилотов. Размер дрона определяется замером растояния от центра одного мотора до центра самого дальнего от него или размером используемых на них винтах. Если о классе говорят в дюймах, то имеется в виду именно размер винта, если в мм. то размер рамы.

Чем эти дроны отличаются от тех, которые мы чаще всего встречаем на полках магазинов электроники или игрушек?

Гоночные дроны можно приобрести как готовыми полетам так и собирать их по запчастям самому. Мой первый дрон был именно собранным с завода, китайское говнецо под названием echine racer 250. Так как до приобретения дрона я в жизни не держал паяльник в руках, начинать с самостоятельной сборки было страшно из-за отсутствия необходимых знаний. Однако покупка готового дрона не спасла меня от необходимости в нем ковыряться. Это чудо китайской промышленности уже при втором полете упало на землю из-за 2 сгоревших регуляторов мотора.

Сегодня конечно уже можно купить хороший квадрик в сборе. Быстрое развитие этого хобби привело на рынок хороших производителей запчастей. Основной толчок индустрии дали европейцы, русские и америкосы. Проектируя хорошие комплектующие они производили их в том же Китае, однако качество и ноу хау уже позволило производить комплектующие на две, три головы выше.

Состоят гоночные дроны из всего нескольких основных элементов, собрать все относительно не сложно, эдакий конструктор для техников. Поэтому я рекомендую начать именно собирать с нуля, заодно научитесь ремонтировать. Тут небольшая ремарка- ремонтировать часто приходится не из за плохих деталей, а из за того, что гоночные дроны, в связи с тем как они используются, часто врезаются, падают и соответственно ломаются некоторые компоненты. Поэтому не поленитесь и проштудируйте тему если вас это заинтересует.

И так, что нам понадобится для сборки летающей газонокосилки?

Рама. В 99% случаев состоит из карбона разной толщины. Материал прочный и легкий. Собирается меньше часа. Стоимость рамы варьируется от 20 до 120$. Некоторые производители даже дают пожизненную гарантию. То есть, бесплатно отправляют вам запчасти на раму которую вы сами по неосторожности зафигячили на скорости 70км/ч в стену или столб. Такие рамы и стоят в районе 90-120 долларов. Вес рамы весят от 30 до 120 грамм. Ниже пример рамы которую чаще всего использую лично.

Моторы. Сегодня на рынке уже несколько десятков производителей моторов именно для дронов класса 3 и 5 дюймов. Цена за один мотор от 8 до 30$. Покупать самые дешевые с мыслью - “всеравно я пока учусь летать” не стоит. Моторы из низкого ценового сегмента сделаны в некоторых случаях буквально из фольги. Они чаще будут выходить из строя при падениях, они хуже отбалансированы, тем самым просто будут мешать вашему прогрессу в этом хобби. Ценовой сегмент 12-18 долларов за штуку - золотая середина. Самое интересное, как и с другими товарами, китайцы могут делать клоны моторов производимых другими китайцами. То есть, даже в этом хобби уже есть подделки и касается это не только моторов но и рам, камер итд.

Регуляторы. Они регулируют то, с какой скоростью будет крутиться тот или иной мотор вашего коптера. Помните, сам коптер поворачивает и маневрирует за счет того, с какой скоростью крутится мотор. Информацию о необходимой скорости вращения они получают от полетного контроллера. Регуляторы бывают разной мощности, чаще всего на FPV квадриках используют регуляторы мощностью от 20 до 40 ампер на каждый мотор. Подбираются индивидуально в зависимости от того, на сколько “тяговиты" ваши моторы и сколько доступного места на вашей раме. Регуляторы бывают так-же 4в1 (одна плата на 4 мотора) или раздельные - по регулятору на каждый луч рамы. Цены от 20 до 120$ долларов за комплект. Как и с моторами, не рекомендую брать самые дешевые. Часто горят и вы просто можете в полете уронить дрон с приличной высоты. На фото пример регулятора 4в1. Держит до 30 ампер на каждый мотор. Управляется цифровым а не аналоговым сигналом.

Полетный контроллер. Если перевести на язык орг техники, то это материнская плата но уже с процессором. Получает информацию, которую вы как пилот передаете с пульта, обрабатывает ее при помощи процессора и далее дает команду регуляторам с какой скоростью крутить моторы. Полетный контроллер наверно один из тех компонентов, который получил основную долю прогресса этого хобби за последние года. Именно качество, производительность и прошивка полетного контроллера отвечает за качество ваших полетов и за их плавность. Как и смартфоны, они отличаются набором функций, сенсоров и качеством. Цены от 30 до 70$ за полетник. Новые версии прошивок порой выходят по несколько раз в месяц.

Плата распределения питания. Связывает всю электрическую цепочку дрона. Питает полетный контроллер, регуляторы а за ними и моторы, камеру, видеопередатчик итд. Последние модели полётных контроллеров позволяют обойтись вообще без платы распределения питания. Лично я их не использую уже почти год. Используя регуляторы 4в1 и полетный контроллер со встроенной платой распределения питания вы сэкономите не только вес но и место в вашем дроне.

Видеопередатчик. Из названия понятно что передает видео сигнал из камеры дрона на ваш монитор или очки. В отличии от потребительских дронов используется аналоговый сигнал а не Wi-Fi. Помните как раньше крутили антенну телевизора в разные стороны с целью поймать тот или иной канал? Это про нас. Аналоговый сигнал используется по той причине, что он практически мгновенно с минимальной задержкой передает картинку с дрона. Wi-Fi передаст более четкую картинку но с задержкой в пару секунд, а когда летишь на скорости 70-80 - попасть в какой-то проем между двумя стенами будет просто нереально с лагом в несколько секунд. Мощность видеопередатчика регламентирована в Европе, США и наверняка в России (не интересовался этим вопросом так как не живу в России), максимально разрешено использовать 25 милливатт. Это обеспечит стабильный видео сигнал на расстоянии до 500 метров в зависимости от местности где вы летаете. Конечно если передатчик настраиваемый, то его мощность можно поднять до 800 милливатт достигнув 3-4 км. Можно и больше если использовать хорошие приемники и большие антенны приема. Цены от 20 до 50$.

Приемник сигнала радиоуправления. Гоночные дроны, радиоуправляемы человеком. Поэтому необходима связь между пилотом и его пультом с самим дроном. Забудьте про автопилот итд. Эти свистелки пилотам энтузиастам не нужны. Мало того что они требуют дополнительных компонентов как GPS так еще повышают вес и энергопотребление. Есть для этого отдельный класс - Long Range (дальнобой), которые ставят доп системы и примочки, но в гонках и фристайле это попросту ненужно. Приемник радиоуправления по сути небольшая плата весом в несколько грамм. Хорошие приемники от 20 до 50$

Камера. В отличии от потребительских камер, где основные маркетинговые параметры это мегапиксели, тачскрины и зум, камеры для FPV квадрокоптеров отличаются маленьким размером и тем, что они в первую очередь аналоговые. Передают в среднем от 600 до 1200 TV линий. Чтоб понять качество картинки которое пилот видит в очках, посмотрите видео ниже. Уверен, это не то, что вы ожидали увидеть. Тут так-же как и с передатчиком, очень важна скорость картинки, в связи с этим и такое качество. Для гонщиков и фристайлеров очень важен при выборе камеры динамический диапазон, скорость камеры, скорость перестройки экспозиции с темной на светлую или наоборот ну и конечно качество картинки. В основном используются широкоугольные объективы с целью обеспечить максимальный обзор пространства в котором вы летаете. Цены от 20 до 50$

Пульт. То чем вы управляете самим дроном. В базовой комплектации пульты среднего ценового сегмента обеспечат дальность полета до 2 км. Хорошие пульты посредством специального слота позволяют установить дополнительный передатчик благодаря которому можно достичь дальности 20-30 км. Самые популярные среди дронщиков пульты, стоят в среднем от 100 до 250$ долларов. Они программируемые, с памятью, позволяют менять настройки дрона, голосом объявляют важную информацию о полете, что спасает если вы летаете в видео очках. Если взять в пример мой пульт, то на нем стоит модуль позволяющий улетать на несколько км, но это не потому, что я так далеко отлетаю а потому, что он пробьет сигналом те места, которые самостоятельно пульт не пробьет. Например, густые деревья которые находятся в метрах 500 от вас.

Видео очки. Похожи на VR очки только меньше. При помощи двух мини дисплеев показывают картинку с камеры вашего дрона. Различаются размером самой картинки (полем обзора), качеством и количеством видеоприемников. Некоторые очки продаются со встроенными приемниками видео сигнала. Желательно чтоб их было 2. Некоторые очки позволяют установить доп модули за счет которых получите более стабильный сигнал. Цены на сами очки 250-600 долларов. Дешевле только видео шлемы. Они более громоздкие и зачастую хуже качеством. Стоят от 30 до 150$, картинка в некоторых моделях просто ужасна.

Батареи. В отличии от потребительских дронов, гоночные летают от 2 до 5 минут в зависимости от того как вы “жарите”. Да, да… Ни о каких 20ти минутах и речи не идет. Начинающие пилоты первые пару месяцев конечно выжмут 8-9 минут лета, но это продлится от силы 2 месяца если выходить летать хотя-бы раз в неделю. Чаще всего для фристайла и гонок используются Li-Po батареи на 4-6 банок, объемом 1300-1800 мили ампер часов. Три основных параметра которые определяют стоимость одного аккума это кол-во банок, обьем и С-рэйтинг (способность отдавать ток, в десятки раз превышающий численное значение ёмкости в ампер-часах). Цены пляшут от 15 до 50$ за штуку. Желательно начать с покупки 4-5 и потом дойти до 10-15 штук.

Винты (пропеллеры). Авиамоделисты скажут винты, дронщики говорят пропы. Пришло с английского - Propeller. По сути - расходный материал, их понадобится много. Они ломаются или гнутся при падении. Падений много, стабилизаций у гоночного дрона нет, точнее ее настроить можно, любой полётный контроллер это позволяет, но смысл гонок и фристайла - летать без стабилизации. Именно по этой причине вам понадобится сразу комплектов 5 пропеллеров. Я выхожу в поле имея в запасе комплектов 10. Бывает один комплект продержится несколько вылазок. Бывает по 3-5 меняешь. Стоит 1 комплект на 4 винта 2-3 доллара. Есть и дешевле, но они как правило хуже держат удар, или при небольшом зацепе о ветку просто ломаются и ваш дрон падает.

Выводы. FPV гоночные дроны сильно отличаются от тех, которые мы часто встречаем. У них абсолютно другое назначение, их задача летать быстро а не далеко. Расстояние передаваемого сигнала не так важно. В любом случае вы не улетите дальше 5 км на одном заряде, зависит от того, как летать, конечно.

Если хотите начать, есть два варианта: купить собранный районе 250$ и докупить пульт, очки, аккумуляторы или собрать самому, что более интересно.

Часто задаваемые вопросы.

Как высоко летает? Может и до 10 км долететь если поставить перед собой такую цель и есть необходимое оборудование. В среднем все, кто занимается гонками и фристайлом летают не выше 100 метров. Все препятствия которые можно интересно облететь находятся ближе к земле.

Как быстро летит? Максимальная скорость варьируется от 70 до 200+ км/ч. Зависит от аккумулятора, веса дрона, моторов и пропеллеров. В среднем топ скорость 120-140.

Как долго летит? Батареи это единственное ограничение. При активном полете 3-4 минуты. В зависимости сколько циклов отлетал аккум.

Как далеко летит? От 50 метров до 5 км, если поставить перед собой такую цель и есть необходимое оборудование.

Сколько весит? Коптер под пропеллеры на 5 дюймов весит в среднем от 250 до 600 граммов. В зависимости от комплектующих и их колличества.

Сколько стоит если собирать самому и если не бомж коптер?
Рама 30-40$
Моторы 15$ х 4 = 60$
Регуляторы 15$ х 4 = 60$ если брать 4в1 то 35-40$
Полетный контроллер 35-40$
Камера 30$
Видеопередатчик 30$
Пульт и приемник 130$ можно и за 60$ для начала
Батареи 20$ х 4 = 80$
Очки 250/300$

Надеюсь мне удалось доступно обьяснить разницу между дронами для видео сьемки и дронами для гонок или фристайла. Конечно тему можно развить на несколько отдельных постов и более детально все описать, но я не ставил перед собой такой цели. Ниже примеры с описанием видов полетов

Это сообщение отредактировал hexis75 - 29.07.2018 - 20:19

Ниже видео с гонки. То что вы видите на экране это примерно то как мы видим картинку в очках, чуть лучше или чуть хуже, зависит от разных условий и камеры.

В этом видео на гоночном квадрике стоит система Long Range для дальнобоя. Думаю такие видео никого не оставят равнодушными.

Тут видео одного из топ фристайл пилотов Wild Willy. Думаю ни один другой вид дронов не снимет так красочно дрифт.

Это сообщение отредактировал hexis75 - 29.07.2018 - 19:58

На последок оставлю свое видео кусочки из которого пошли на рекламу прокатного картодрома. Я закончил, всем спасибо за терпение.

а если нечаянно в толпу залетит, то наверное может ухо кому нибудь пропеллером отхуячить?

Закончил, на вопросы и критику с радостью отвечу.

Может, поэтому есть правила. Обычно те кто этим занимается стараются не подвергать опасности других. Все может быть.

>Есть для этого отдельный класс - Long Range (дальнобой), которые ставят доп системы и примочки, но в гонках и фристайле это попросту ненужно.

на какой частоте общаются дрон и пульт?

Зависит от системы. Обычно 1,2 Ghz.