Теоретические основы FPV: от сборки дрона до программирования

Теоретические основы FPV
«От теории к сборке до программирования».
Оглавление
1. Устройство FPV их особенности. ......................................................................................................................... 3
1.1 Общая структура дрона. ................................................................................................................................ 3
1.2 Полетный контроллер.................................................................................................................................... 4
1.3 ESC (Electronic Speed Control). ....................................................................................................................... 8
1.5 Двигатели. .....................................................................................................................................................13
1.6 Пропеллеры. .................................................................................................................................................18
1.7 АКБ. ................................................................................................................................................................22
1.8 Протоколы управления. Приемник и передатчик. ....................................................................................32
1.9 Видеопередатчик FPV. .................................................................................................................................34
1.10 Курсовая FPV камера..................................................................................................................................39
2. Сборка первого дрона. ......................................................................................................................................45
2.1 Этап 1. Подготовка рабочего места. ...........................................................................................................45
2.2 Этап 2. Поэтапный сбор коптера. ................................................................................................................48
3. Программирование полетного контроллера...................................................................................................51
2
1. Устройство FPV их особенности.
1.1 Общая структура дрона.
FPV (First Person View) дроны – это квадрокоптеры или мультироторные беспилотные
летательные аппараты, оснащенные камерой и передающие видео в реальном времени на
устройство пилота. Это означает, что пилот может управлять дроном, используя видеопоток,
который передается на экран пилота, что дает ему ощущение, будто он находится в кабине
дрона.
Рис. 1 – Общая структура устройства дрона и минимальный комплект для пилотирования.
FPV дроны работают с помощью комплексной системы, состоящей из нескольких
ключевых компонентов, включая: камеру, передатчик, приемник и управляющий
контроллер.
Камера устанавливается на передний части дрона и может иметь различные углы обзора,
обычно от 90 до 180 градусов. Камера записывает
3
Передатчик видеосигнала – это еще один важный компонент FPV дрона.
Он устанавливается на дроне и передает видеосигнал от камеры на приемник пилота.
Приемник видеосигнал – компонент, позволяющий пилоту получать видеосигнал от
дрона на экран или очки оператора.
Приемо-передатчик команд управления – устанавливается на дроне и пульте
управления. Задача – передача управляющих сигналов с пульта оператора, прием сигнала
на дроне, обработка в последующем полетным контроллером, и возврат на пульт
управления в виде телеметрии.
Моторы FPV – несущая часть дрона, отвечающая за полет дрона. Контроль моторами
осуществляются с помощью контроллера оборота, который получает сигналы от полетного
контроллера.
ESC (Electronic speed controller) – контроллер оборотов мотора. Он может быть
использован как отдельный модуль на каждый мотор, либо на плате в стеке с делителем
напряжения, MOSFET транзисторами, с драйвером затвора и микроконтроллером.
Полетный контроллер – это «мозг» дрона, который осуществляет управление всеми
элементами дрона.
GPS модуль – это плата необходимая для позиционирования дрона в пространстве.
1.2 Полетный контроллер.
Полетный контроллер – плата оснащенная разного рода периферией с процессором на
одной плате, что является «мозгом» квадрокоптера.
Полетный контроллер включает в себя следующую периферию:
1. Акселерометр и гироскоп
Акселерометр измеряет ускорение движения в любом направлении, а гироскоп
вращение в пространстве. Две эти микросхемы жизненно необходимы для того, чтобы
коптер мог контролировать свое положение в воздухе.
Акселерометр выполняет роль стабилизатора в пространстве, есть даже такой режим
полета — «Режим стабилизации», при котором квадрокоптер невозможно будет
перевернуть в воздухе и он всегда будет держаться параллельно земле (если просто
отпустить стики на пульте). Опытные пилоты почти всегда летают в режиме АКРО, поэтому
они отключают акселерометр или используют его крайне редко. Гироскоп же выполняет
роль определения положения квадрокоптера в пространстве.
4
Рис 2. – Пример расположения микросхемы гироскопа и акселерометра.
2. Порты UART
Протокол UART (Universal asynchronous receiver/transmitter) или (универсальный
асинхронный приемник/передатчик) – старейший и самый распространённый на
сегодняшний день физический протокол передачи данных. Наиболее известный на
сегодняшний день из семейства UART протокол RS-232 (в народе COM порт).
К порту UART подключаются различные периферийные устройства, такие как,
приемник, различная телеметрия и так далее. У порта есть два контакта для обмена
данными — прием и передача, в свою очередь, они является основными рабочими
линиями – RXD и TXD, или просто RX и TX.
Ниже представлены порты UART и как они настраиваются при программировании.
Рис 3. – Пример расположения портов UART и порядок их настройки.
5
UART портов много не бывает — чем больше, тем более гибко можно будет
настраивать ваш квадрокоптер, а также они будут дублировать друг друг в случае поломки.
Но само количество портов зависит от размеров платы полетного контроллера и от того, как
расположены на ней компоненты, а также от типа процессора, который использует ПК. 3-е
и 4-е поколение полетных контроллеров (F3-F4) имеют от 3 до 5 UART, а 7-е поколение —
7 и более. Оно и понятно, слабый процессор не сможет физически обрабатывать столько
периферии.
3. Датчик напряжения и силы тока.
Датчик данного рода служат для измерения показателей напряжения с целью контроля
показателей при функционировании системы периферии и дальнейшей передачей
информации оператору. Как правило, датчик напряжения присутствует всегда, а датчик
силы тока – не всегда.
4. Шина I2C.
Это специальная шина данных для периферийных устройств, таких как барометр или
магнитометр. Шина I2C может отсутствовать, так как данная периферия может быть
встроенна.
5. OSD.
OSD (On Screen Display) — микросхема вывода информации на экран, работает с
видеосигналом от камеры, накладывает на видеопоток дополнительную информацию с
различных датчиков квадрокоптера, например, напряжение аккумулятора, высота, скорость
и так далее. Любой, кто сталкивался с minimOSD, знает, какая трудность — подключить и
настроить эту плату, да и мало подключить, ее еще нужно программатором прошить, и
только после этого плату OSD можно будет настраивать в Betaflight.
Рис 4. – Пример отображения показателей информации с датчиков квадрокоптера.
6
6. Преобразователь напряжения.
Как правило, ПК имеет минимум один преобразователь напряжения на 5 В, от которого
можно питать периферию. На более дорогих ПК может присутствовать преобразователь
напряжения на 9, 10 и 12В, для активации того или иного преобразователя необходимо при
пайке замкнуть ту или иную перемычку
7. Светодиод состояния.
Удобная функция, которая отображает текущее состояние полетного контроллера. Обычно
у светодиода есть 2 цвета — красный и синий. В зависимости от того, каким и сколько раз
мигает ПК — пилот понимает, все ли в порядке. Эта спецификация всегда указывается с
конкретным контроллером.
8. Кнопка для перехода в режим прошивки.
Без такой кнопки не обойтись ни одному полетному контроллеру. Для прошивки замыкают
2 контакта, затем подключают к компьютеру и запускают Betaflight конфигуратор или
любой другой. Есть два типа:
- С кнопкой;
- Без кнопки.
С кнопкой удобнее — нажал отверткой и все, а вот для контактов нужно использовать
пинцет или скрепку, чтобы закоротить их.
9. Иные функции полетного контроллера.
- Встроенный видеопередатчик. Это экономия места и веса, а также возможность
настраивать видео прямо из полетного контроллера.
- Барометр и Компас. Нужны для полета по курсу и зависания на одной высоте с
определением этой высоты. Не нужны гоночным дронам.
- Поддерживаемый протокол связи полетный контроллер=приемник: при покупке обратите
внимание, какие протоколы будет поддерживать ваш ПК — PWM, PPM, SBUS, Spektrum
Satellite и другие.
- AIO. Означает, что * в 1, где * — любое число. Например, 6 в 1 — это 4 регулятора
оборотов, сам полетный контроллер и плата разводки, и все это в одной плате.
Единственный минус — если что-то сломается, скорее всего, придется менять всю плату.
- Поддержка инфракрасного транспондера. Нужен для гонок, чтобы засчитывать время
круга, проходя контрольные точки.
7
1.3 ESC (Electronic Speed Control).
ESC — electronic speed controller, переводится как электронный контроллер скорости. В
русскоязычном сообществе принято называть их как «регуляторы оборотов», в
простонародье «регули» или «регуляторы».
Какие задачи у ESC? Для понимания без углубления — все очень просто, регуляторы
оборотов, исходя из названия — регулируют скорость оборотов двигателей ориентируясь на
команды контроллера полета. Чем быстрее вращается двигатель, тем больше он создает
тягу, тем быстрее летит квадрокоптер.
То, как ESC регуляторы оборотов взаимодействуют с двигателями, влияет на скорость и тягу
дрона, а также его поведение в воздухе.
Рис 5. – Общий вид ESC не в стеке.
Общение ESC с полетным контролером
Для простого понимания — контроллер полета посредством специального протокола
посылает данные регулятору оборотов, что нужно прибавить или убавить газ на двигателе.
Но двигателю квадрокоптера нельзя просто подать напряжение, так как он трехфазный и
требуется попеременно подавать напряжение на определенные участки обмотки. Этим и
занимается регулятор оборотов. На нем есть микросхемы, которые называются Мосфеты
(MOSFET), и эти платы выполняют роль ключей — открывают и закрывают подачу тока на
определенные участки обмотки.
Как уже говорилось выше, для общения полетный контроллер — регулятор оборотов,
используются протоколы. В списке ниже, ESC регуляторы оборотов поддерживают
различные протоколы, например:




Dshot1200;
Dshot600;
Oneshot125;
Multishot.
Они отличаются скоростью обмена данными, чем выше скорость, тем быстрее будет отзыв
двигателей на ваши команды.
8
Протоколы DSHOT
DShot — это новый протокол обмена данными между полетным контроллером (ПК)
и регуляторами скорости (ESC), замена протоколам Oneshot и Multishot. DShot
сокращение от Digital Shot. Протокол разработан Flyduino при сотрудничестве с
Betaflight. Преимущества DShot
При сравнении с Oneshot и Multishot мы видим следующие преимущества:





Нет необходимости калибровать регуляторы (нет джиттера)
Более точная и помехоустойчивая передача данных
Высокое разрешение — 2048 шагов (в старых протоколах всего 1000 шагов)
Быстрее чем Oneshot
Безопаснее (надежнее), каждый пакет данных содержит контрольную сумму
Стандартный PWM, Oneshot125, Oneshot42 и Multishot — аналоговые. Они основаны на
вычислении длительности импульса. Аналоговые сигналы имеют проблемы с точностью
потому что:
 Разная частота кварцевых резонаторов в регуляторах и ПК может внести
погрешность в измерение длительности импульсов. Также это причина
необходимости калибровать регуляторы.
 Шум и скачки напряжения могут исказить данные
 При использовании цифрового протокола этих проблем нет. Офигенно, больше не
нужно калибровать регули. А благодаря цифровой передаче (там всего лишь нули и
единицы), протокол менее подвержен воздействию шумов.
Есть 3 варианта протокола, цифры определяют скорость интерфейса:
 DShot600 – 600,000 бит/сек
 DShot300 – 300,000 бит/сек
 DShot150 – 150,000 бит/сек
ВАЖНО! Разные протоколы регуляторов оборота (ESC) влияют на полет дрона и его
стабилизацию при ОСЦИЛЯЦИИ. Самые часто, в настоящее время, используемые
протоколы DShoot600 и Multishot.
Строение регуляторов оборотов (ESC)
Строение регуляторов оборотов не слишком сложное, они состоят из:





MOSFET;
Драйвер затвора (gate drivers);
Микроконтроллер;
Регулятор напряжения.
В некоторых ESC также устанавливаются светодиоды и/или датчики тока.
9
Что такое MOSFET регулятора оборотов квадрокоптера?
MOSFET (metal-oxide-semiconductor field effect transistor) — это полевой транзистор с
изолированным затвором. Он работает как ключ — драйвер затвора подает сигнал —
MOSFET открывается и подает ток на определенную область статора, там самым, заставляя
магниты вращать колокол двигателя из-за того, что обмотка (статор) попеременно меняет
напряжение в определенных частях так, чтобы магниты начинали притягиваться в
определенный момент времени к определенной части статора — таким образом, колокол
двигателя начинает вращаться. Все это происходит много раз за доли секунды.
Что такое драйвер затвора регулятора оборотов?
Драйвер затвора управляет кучей мосфетов, о которых рассказано выше. Он определяет,
когда полевому транзистору открыться, а когда закрыться.
В регуляторах оборотах производителем могут использоваться специальные драйверы,
которые эффективны в управлении при использовании функции активного торможения
двигателями.
В идеале, для каждой фазы двигателя должен использоваться свой драйвер затвора, поэтому
компания Fortio начала производство микросхем FD6288 для BLHeli_32, которые
совмещают в себе 3 независимых драйвера затвора.
Что такое микроконтроллер?
Это мозги регуляторов оборотов. Именно этот чип прошивается и в него загружается
прошивка BLHeli.
Что такое регулятор напряжения в регуляторе оборотов?
Здесь тоже все просто исходя из названия — этот компонент регулирует напряжение для
питания всех компонентов ESC.
Другие компоненты
Светодиоды — они на ESC просто для красоты и уведомлений, больше никакую функцию
не несут и уж тем более никак не влияют на производительность.
Датчик тока — служит для отображения в OSD текущего тока, который подается на
регуляторы оборотов.
Какие по строению бывают регуляторы оборотов?
Как вы возможно уже знаете, регуляторы оборотов бывают 4 в 1 и отдельные. 4 в 1
становятся все популярнее, так как это компактность и их можно установить в стак с
полетным контроллером и такие регуляторы оборотов как правило совмещены с платой
распределения питания (PCB), что опять же экономит место и вес.
10
Рис 6. – Устройство ESC в стеке.
Номинальная мощность
В описании указывается как «Power rating» или «Constant». Для квадрокоптеров класса
мини и микро(обычно мини дроны строятся на раме размером до 220мм. Подробнее о
рамах.) используются 3 основных номинальных мощности:
 <18А: Такие регуляторы используются на микро-дронах и мини, но с рамами до
180мм, так как с рамами выше вам просто не будет хватать мощностей.
 20А: На мини-дронах чаще всего используют регуляторы на 20 ампер: то есть у вас
рама 180-220 миллиметров и пропеллеры размером до 6 дюймов + аккумулятор 3-4S.
 30А: Сейчас это стандарт для гоночных квадрокоптеров и с такими регуляторами вы
получите отличный дрон для гонок и фристайла. Рамы можно использовать для
гоночных размером до 250мм.
Для тех, кто хочет собрать мощный дрон, способный моментально разогнать двигатели,
существуют и более высокие мощности: 35А,45А,50А,55А.
11
Пиковая мощность или взрывная мощность
В описании указывается как «Burst power rating». Это количество мощности, которое
регулятор сможет обработать в короткий промежуток времени. Это довольно важный
параметр для гоночных мини дронов, так как часто на гоночных происходит резкое
изменение скорости — сейчас вам нужно погасить скорость, чтобы пролететь препятствие
и следом резко дать полный газ для ускорения.
Поддержка аккумуляторов
Все регуляторы из нашего списка поддерживают аккумуляторы LiPo 4-6S, но сейчас все
чаще некоторые собирают дроны 5S и 6S, поэтому, если вы купите регулятор с поддержкой
6S, а сами соберете дрон на 3S, например, то это будет пустая трата денег. Какой у вас
аккумулятор? Вот под такой и ищите регулятор, это тоже указывается в характеристиках,
как указано на скрине выше.
Форм-фактор (размер)
12
Форм-факторы ESC регуляторов оборотов бывают 3 типов:
Для крепления на лучах рамы;
4 в 1 — для крепления над или под полетным контроллером;
Каждая плата регулятора имеет разные размеры и собирается башней над полетным
контроллером или под ним.
1.5 Двигатели.
На коптерах используются бесколлекторные двигатели, в отличие от коллекторных у
них отсутствует щеточки, которые под действием вращения элементов двигателя
подвержены износа, а также данный тип двигателя выдает большой КПД.
Существуют две разновидности построения бесколлекторных двигателей:
 Outraner – это моторы с неподвижным статором с обмотками, который находится в
центре , а ротор с магнитами вращается вокруг статора;
 Inrunner – это классическая схема, когда ротор вращается внутри мотора, а статор
находится внутри мотора.
Именно бесколлеторные двигатели типа Outraner используются в большом
количестве современных коптерах!
Рис 7. – Внешний вид бесколлекторных моторов.
13
Принцип работы бесколлекторных (бесщеточных) двигателей:
Магниты и обмотка создают движущую силу благодаря взаимодействию и созданию
магнитного поля между ними. Это происходит благодаря подаче постоянного тока на
определенную обмотку (у нас 3 фазы, то есть 3 отдельных провода на обмотке), ток подается
и прекращает подаваться на определенные обмотки в короткий промежуток времени,
тысячные доли секунды, заставляя крутиться верхнюю часть с магнитами. Этим процессом
полностью управляют ESC-регуляторы, они решают, когда подавать ток, а когда нет и с
какой частотой.
Расшифровка маркировка двигателей квадрокоптеров.
Для решения конкретных задач необходимо осуществлять расчет параметров двигателя.
Параметры двигателя, как правило, пишутся на статоре двигателя.
KV – количество оборотов в минуту на вольт, чем больше число, тем сильнее будет
крутиться колокол двигателя и тем меньше можно установить пропеллер. У микро дронов
(tiny whoop) всегда очень большой KV, он может быть 8500, а может и 15000KV
2204 — размер статора.
A2313/16T – Буква А это класс двигателя. 23 – диаметр магнитопривода в мм, толщина
двигателя 13 мм, 16 – витков.
Чем меньше витков у двигателя, тем больше KV, но меньше крутящий момент!
Рис 8. – Пример маркировки двигателя.
14
Критерии выбора:
1) Рама
Размер и мощность двигателя определяется размером выбранной рамы дрона. Чтобы все
выбрать правильно, нужно определиться:
 с размерами дрона, который вы хотите собрать;
 с размерами пропеллеров, которые можно установить на выбранную раму;
 какие аккумуляторы вы собираетесь использовать.
Например, если вы собираете гоночный или фристайл дрон, то такие рамы небольшие и
усиленные. Если дальнолет (дрон, который летает на дальние расстояния), то у него будет
маленький фюзеляж и длинные лучи, на которых закрепляются двигатели.
ВАЖНО!!! Осуществлять правильный выбор рам, так как рамы, с недостаточной
прочностью и некачественным материалом, могут повлечь за собой появление
повышенных колебаний, что в конечном итоге приведет к повреждению
двигателя.
2) Пропеллеры
Размер пропеллеров зависит от размера рамы. Все пропеллеры начинаются с
маркировки, например, 5045, это 5-дюймовые пропеллеры с шагом 4,5. Как вы уже
знаете, размер допустимых пропеллеров должен быть указан в описании к раме. Кроме
этого, допустимы размер пропеллеров указывается в карточке описания двигателя.
ВАЖНО!!! Выбора пропеллеров, неподходящих к выбранному мотору, может
привести к выходу из строя двигателя.
3) Эффективность (КПД)
Эффективность измеряется в граммах/ватт и представляется как требуемая
тяга/мощность.
КПД двигателя влияет на время полета, срок службы аккумулятора и на падение
напряжения в полете. Идеальный двигатель, это когда все параметры эффективны при
любых оборотах двигателя, а не только при самых высоких.
Аккумулятор должен уметь отдавать большие токи, этот параметр указывается буквой С.
Маленькие аккумуляторы с низким С не смогут реализовать высокую эффективность
двигателя. Например, аккумулятор с 90С покроет потребности практически любых
двигателей для фристайла и гонок.
4) Мощность
В описании к двигателям пишут максимальную тягу, но не стоит зацикливаться только
на ней. Например, легкий квадрокоптер с двигателями у которых небольшая тяга, в
воздухе может себя вести точно также, как тяжелый квадрокоптер с двигателями с гораздо
большей тягой.
15
Есть одно правило, высчитанное практическим путем:
Соотношение мощности к весу должно быть 3 к 1 для фристайл-дронов и 8 к 1 для
гоночных дронов.
Пример эффективного расчета:
Рассчитать соотношение очень просто, для этого возьмем статическую мощность
двигателей и разделим на общий вес квадрокоптера. Например, рассчитаем соотношение
дрона на раме 200 мм с двигателями 2205 2400 KV и пропеллерами HQ5x4x3:
Тяга двигателей составляет 4241,5 грамм;
Общий вес вместе с аккумулятором 1300 mAh 75C составляет 490 грамм.
4241 : 490 = 8,6. Получается соотношение мощности к весу — 8,6 к 1. Это даже
больше, чем рекомендуемая, а значит мощности с запасом и дрон будет очень
резвым.
Можно было бы выбрать двигатели и с большей тягой, но это уже нецелесообразно,
потому что в нашем случае двигатели потребляют ток 24 Ампера при полном газе на
пропеллерах HQ5x4x3, а аккумулятор в сборке 1300 mAh и 75С, который выдерживает
токоотдачу 97,5 Ампер, 1,5 ампера останутся в запасе.
Все взаимосвязано, поэтому лучше сначала определиться с рамой и двигателями, а потом
покупать ESC (особенно, если сборка ESC + Полетный контроллер, 4 в 1), чтобы потом
не покупать новые комплектующие из-за несовместимости мощностей.
5) Крутящий момент
Чем больше двигатель, тем больше крутящий момент. Но современные производители
ведут много разработок и все чаще даже маленькие двигатели выдают большие крутящие
моменты за счет использования новых материалов и оптимизации технологии.
6) KV — количество оборотов на вольт
KV это просто параметр, показывающий сколько оборотов в минуту совершит двигатель,
он не будет показателем мощности, тяги или эффективности.
KV 8000 это значит, что если подать на двигатель 1 вольт, то он будет крутиться со
скоростью 8 тысяч оборотов в минуту.
Крутящий момент и его отношение к KV
Постоянная крутящего момента является обратной величиной KV. Чем больше KV, тем
меньше крутящий момент.
Ток, крутящий момент и KV взаимосвязаны, двигатели с более низким KV требуют
меньшего тока для вращения тяжелых пропеллеров и, следовательно, имеют больший
крутящий момент, но теряют эффективность при высоких оборотах — и наоборот,
двигатели с высоким KV требуют более высоких токов для вращения тяжелых
пропеллеров, но могут работать на высоких оборотах более эффективно.
16
Вспомогательная таблица некоторых двигателей с расчетами:
ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЕЙ FPV ДРОНОВ
• 1115KV
РАЗМЕР
ПРОПЕЛЛЕРОВ
8045
ПОДЪЁМНАЯ
СИЛА, Гр
3076
ПОТРЕБЛЯЕМЫЙ
ТОК,A
60
ТИП
АКБ,LIPO
6S
• 900KV
8045
2406
50
6S
• 690KV
9050
3875
50
8S
• 830KV
9050
2340
34
5S
• 900KV
9050
3041
50
6S
• 960KV
8045
3041
50
6S
• 115KV
9004
3520
55
6S
• 1500KV
8004
3040
80
6S
• 1300KV
7035
2520
45
6S
• 1700KV
6040
2440
50
6S
• 1180KV
7040
2339
45
6S
• 1300KV
7035
2347
42
6S
• 1150KV
8040
2721
47
6S
• 1500KV
8040
3320
76,4
6S
• 750KV
8045
3072
45
8S
• 620KV
1050
3900
47,5
8S
• 810KV
1050
3523
55
6S
• 1050KV
8045
2300
55
6S
• 700KV
1060
4709
76
8S
• 700KV
1050
5041
73
8S
• 500KV
1050
1050
68
12S
• 640KV
12.0*4.0
4020
48.3
6S
• 900KV
1040
4230
67.4
6S
• 900KV
9040
3210
40.3
6S
• 1050KV
9040
3770
56.2
6S
• 1200KV
8040
4120
88.6
6S
• 1200KV
9040
4480
80.2
6S
ТИП ДВИГАТЕЛЯ
17
1.6 Пропеллеры.
Пропеллеры нужны для того, чтобы создать подъемную силу с помощью двигателя, они
непосредственно влияют на то, как себя будет вести квадрокоптер в воздухе. Чтобы
максимально эффективно использовать квадрокоптер, нужно знать некоторые моменты о
пропеллерах.
При выборе пропеллеров, нужно учитывать 4 основных моментов:




Размер;
Шаг;
Конфигурация лопастей;
Материал (долговечность).
Маркировка пропеллеров состоит из 3 чисел, такого вида:
5045 и DP5х4.5х3V. 5045 — это сокращенная цифра общей маркировки. Общая маркировка
DP5х4.5х3V: первая цифра означает размер, в нашем случае это 5 дюймов. 4.5 это шаг или
угол наклона лопастей, который обозначает расстояние, которое пропеллер пройдет за 1
полный оборот по своей оси. Третья цифра (3) — это количество лопастей на пропеллере.
Маркировка пропеллеров: размер (в дюймах) X шаг (в дюймах) X кол-о лопастей.
Есть еще 3 критерия для подбора пропеллеров:
 для какого стиля полетов
 для какой рамы
 для каких двигателей
Стиль полета.
Здесь всего 2 типа — это гонки и съемка:
 Для съёмочного дрона нужны большие и широкие пропеллеры, им не нужна большая
скорость вращения и резкий разгон.
 Для гонок нужны небольшие и тонкие пропеллеры, чтобы была возможность
быстрого ускорения.
Тип рамы.
Обычно, в названии пропеллеров пишут для какой рамы разработаны эти пропеллеры,
например, для 250 рамы, это означает, что они подходят для рамы размером 250
миллиметров. Можно использовать пропеллеры размером немного большим или меньшим,
но технически рамы проектируются так, чтобы край лопасти был всего в нескольких
миллиметрах от фюзеляжа.
Тип двигателя.
Для слабого двигателя не подходят огромные и широкие пропеллеры, он их не сможет
быстро разгонять и поддерживать вращение, в итоге будет перегреваться под большой
нагрузкой и сгорит. Например, если у вас двигатели 2205 2300KV, то вам подойдут
18
пропеллеры 5045. Такие двигатели ставят на мини квадрокоптеры с рамами 210-250 мм.
Каждый производитель двигателей для дронов выполняет много разных тестов и составляет
специальную таблицу, где указывает какие пропеллеры подойдут именно для этих
двигателей на основе используемых аккумуляторов и регуляторов оборотов.
ВАЖНО!!! Выбора пропеллеров, неподходящих к выбранному мотору, может
привести к выходу из строя двигателя.
Размерные разновидности лопастей.
Размер пропеллеров напрямую связан с тягой, отзывчивостью и тем, как он «цепляется» за
воздух.
 Большой пропеллер будет проталкивать собой больше воздуха и будет тратить много
энергии для вращения. Он будет затягивать изменение скорости вращения
двигателей, потому что большой и тяжелый. Преимущество больших пропеллеров
заключается в хорошей тяге благодаря большой площади лопастей, он будет лучше
держать дрон в воздухе.
 Пропеллеры малого размера быстрее реагируют на изменение скорости вращения
двигателей. Они проталкивают через себя меньше воздуха, соответственно тратят
меньше энергии при изменении скорости вращения. Небольшие пропеллеры ставят
на гоночные квадрокоптеры, чтобы очень быстро менять скорость вращения
двигателей, совершать быстрые падения, которые не получатся на больших
пропеллерах из-за планирования и для быстрого изменения направления полета.
Количество лопастей.
Пропеллеры бывают:




2-лопастные;
3-лопастные;
4-лопастные;
5-лопастные.
Конфигурация пропеллера — это то, сколько лопастей у пропеллера. Самым эффективным
будет однолопастной пропеллер, но его физически нельзя использовать из-за дисбаланса.
Увеличение числа лопастей компенсирует размер пропеллера, особенно в микросборках,
ведь если на маленький дрон на раме 100 мм поставить 2-лопастные пропеллеры, он вряд
ли будет адекватно летать и это приведет к большим оборотам двигателей и их перегреву.
Именно поэтому в микросборках всегда 4-лопастные пропеллеры, а в дронах чуть больше
— 3-лопастные.
Из-за сложной физики и аэродинамики увеличение количества лопастей не так эффективно,
как увеличение размера. Винт с удвоенным количеством лопастей не будет работать так же
хорошо, как винт с удвоенным размером, но он обеспечивает большую тягу за счет большей
мощности.
19
Увеличение количества лопастей приведет к увеличению тяги и сцепления в воздухе за счет
отзывчивости и увеличения потребляемой энергии. Если проектируется дрон, на котором
вы будете совершать много постоянных и резких изменений направления в полете, то
нужны пропеллеры с увеличенным количеством лопастей.
Меньшее количество лопастей предпочтительнее, если требуется более быстрый отклик
двигателя, а тяга не так важна. Серьезные гонщики с современными сверхлегкими
гоночными рамами довольно часто используют 2-лопастные пропеллеры, потому что рама
настолько легкая, что требуемая тяга намного меньше, и, следовательно, может быть
реализован более быстрый отклик легких и менее «тянущих» пропеллеров.
ВАЖНО!!! 2-х лопастные пропеллеры дают отличные летные характеристики дрону
«на легке», то есть без груза. Дрон начинает лететь быстрее, плавнее, юрче, НО
КРИТИЧНО СНИЖАЕТ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТЬ!
3-Х ЛОПАСТНЫЕ ПРОПЫ ОБЕСПЕЧИВАЮТ НАИЛУЧШИЙ БАЛАНС
ЭФФЕКТИВНОСТИ, ТЯГИ И СЦЕПЛЕНИЯ!
Пример: 10 дюймовый дрон должен поднимать 6 кг веса, но с пропеллерами с двумя
винтами его тяга уменьшается почти в 2 раза, из-за чего максимальный подъемный вес
уменьшится до 3 кг. Проблема решается путем установки пропеллеров с тремя винтами.
Шаг пропеллера
Шаг (угол атаки) — это угол наклона каждой лопасти пропеллера.
Значение шага — это то расстояние, которое пройдет пропеллер вверх за 1 оборот в
идеальных условиях.
 Высокий шаг приводит к большей тяге и максимальной конечной скорости, но
маленькому крутящему моменту на низких скоростях.
Высокий шаг применяется в пропеллерах для съемочных квадрокоптеров.
 Низкий шаг обеспечивает большой крутящий момент на малых оборотах, но у него
небольшая тяга и максимальная конечная скорость.
Низкий шаг применяется в пропеллерах для гоночных дронов (мини и микро).
Материал пропеллеров
Чаще всего в магазинах вы покупаете пропеллеры из поликарбоната, он пластичный и
прочный. Еще есть пропеллеры из АБС-пластика, это тоже очень прочный пластик, но более
хрупкий. Отличие от поликарбонатных пропеллеров в том, что при ударе лопасть из АБСпластика скорее всего сломается, а из поликарбоната просто погнется, причем эту лопасть
можно выпрямить, но это чревато возникновением вибрации из-за нарушенной
балансировки.
Есть еще пропеллеры из пластика, который армирован стекловолокном, это очень жесткие
пропеллеры, но в тоже время при сильном ударе ломаются.
Выбор материала пропеллеров зависит и от времени года. Пластмассы для пропеллеров
термопластичны, то есть, их жесткость и пластичность зависит от температуры. Если вы
20
летаете зимой, то лучше ставить пропеллеры из АБС-пластика, так как поликарбонат на
холоде дубеет и становится хрупким. Если вы летаете в жару, то лучше использовать
пропеллеры армированные стекловолокном для хорошей жесткости, так как АБС и
поликарбонат будут становиться мягкими под действием жары от солнца и дрона потеряет
тягу.
Установка пропеллеров.
Чтобы добиться нужного направления тяги при разных направлениях вращения
лопастей, пропеллеры устанавливаются зеркально друг другу.
ВАЖНО!!! При направлении верхней кромки левого винта пропеллера вверх, он
должен крутиться по часовой стрелке – ВИНТ ПРАВОГО ВРАЩЕНИЯ (CW).
При направлении верхней кромки левого винта пропеллера внизу, он должен
крутиться против часовой стрелки – ВИНТ ЛЕВОГО ВРАЩЕНИЯ (CWW).
21
1.7 АКБ.
FPV дроны питаются от литий-полимерных аккумуляторных батарей, которые
способны накапливать и обеспечивать большим количеством энергии.
Li-Po батареи имеют высокую плотность хранения энергии, высокую скорость разряда и
малый вес, что делает их отличным кандидатом для питания радиоуправляемых моделей.
Li-Po батареи состоят из отдельных элементов («банок») и обозначаются как «S».
Каждый элемент батареи имеет номинальное напряжение 3.7В. Для увеличения
напряжения эти элементы могут соединяться последовательно.
Рис. 9 – Последовательное соединения элементов.
1S = 1 cell (1-баночный аккумулятор) = 3.7В
2S = 2 cell (2-баночный аккумулятор) = 7.4В
3S = 3 cell (3-баночный аккумулятор) = 11.1В
4S = 4 cell (4-баночный аккумулятор) = 14.8В
5S = 5 cell (5-баночный аккумулятор) = 18.5В
6S = 6 cell (6-баночный аккумулятор) = 22.2В
22
ВАЖНО!!!Номинальное напряжение задается производителями этих батарей и
является оптимальным и безопасным значением для каждой отдельной АКБ. LiPo
предназначен для работы в диапазоне от 3 до 4.2В на банку. Уменьшение напряжения
ниже 3В приведёт к потере производительности и даже выходу из строя, а
увеличение зарядки выше 4.2В привести к пожару.
Емкость и размер LiPo АКБ.
Емкость LiPo батареи измеряется в мАч/mAh (миллиампер-час). Это показатель того,
сколько тока вы можете получить от аккумулятора в течение часа, пока он не разрядится.
Пример: Для 2000 мАч LiPo аккумулятора процесс полной разрядки займет час, если вы
будете разряжать его в постоянном режиме силой тока 2А. Если текущее потребление
удвоить до 4А, продолжительность уменьшится вдвое. При увеличении силы
потребляемого тока до 40А, то на полный разряд такого АКБ уйдет 3 минуты.
Важно!!! 1000 мАч = 1Ач
C- рейтинг (Скорость разряд/разряда)
С-рейтинг разряда:
В спецификации АКБ есть важный параметр – C-рейтинг/Токоотдача/Скорость разряда
(англ. C-Rating/Dicharge Rate). Зная С рейтинг и емкость АКБ, мы можем расчитать
теоретический безопасный максимальный ток разряда LiPo батареи:
𝐼макс.разряда =
С − 𝑟𝑎𝑡𝑖𝑛𝑔(𝐷𝑖𝑐ℎ𝑎𝑟𝑔𝑒 𝑟𝑎𝑡𝑒) ∗ Емкость
1000
Пример: Батарея 2000 мАч 65С имеет расчетный макс. Ток непрерывного разряда 130А.
23
Бывает так, что на батареи может быть два значения С-рейтинга – Непрерывный
(Continues) и Пиковый (Burst). Значение пикового макс. тока (обычно в два раза
больше непрерывного) показывает сколько батарея может отдать за ±10 сек.
С-Рейтинг заряда:
Второй не менее важный параметр - С-Рейтинг заряда/скорость заряда (Charge Rate),
который так же может отображаться на АКБ. Рассчитать макс. возможный ток заряда можно
по формуле:
𝐼макс.разряда =
С − 𝑟𝑎𝑡𝑖𝑛𝑔(𝐶ℎ𝑎𝑟𝑔𝑒 𝑟𝑎𝑡𝑒) ∗ Емкость
1000
Пример: Батарея 2200 мАч 2С (charge rate) имеет макс. ток заряда 4.4А.
24
Разъемы
Разъемы для 2S-6S АКБ
Как правило, для подключения АКБ используются разъемы следующего вида:




JST (2 S АКБ)
XT30(2S и 3S АКБ)
XT60(3S и 4S АКБ)
XT90(4S и 6S АКБ)
Так же встречаются:




HXT-mm;
EC3;
EC5;
Deans (T).
Балансировочный разъем
Балансировочные разъемы в основном используются для сбалансированной зарядки АКБ.
Такая зарядка гарантирует равномерный заряд каждой банки АКБ. Количество проводов
для балансного вывода зависит от количества банок АКБ + 1, для 2S три провода, для 3S 4
провода.
25
Выбор АКБ.
Необходимо обратить внимание на:
1) Максимально потребляемый ток
Пример: Моторы 4* Iflight XING-E 2207 1700KV, с пропеллерами 6045. Если мы
обратим внимание на таблицу тяги от производители (ее вы можете спокойно найти
в интернете по названию мотора), то увидите, что потребление тока при
максимальной тяге для 6 дюймового мотора равно 32.42А, отсюда макс.
потребляемый ток для 4 моторов 32.42 х 4 = 129.68А. Для подбора АКБ продвинутые
пользователи сокращают это значение на 10%, т.е. 129.68 х 0.9 = 116.7А.
Уменьшение на 10% связанно с тем, что максимальное значение газа будет
использоваться крайне редко! Как правило, рабочий диапазон газа стиков колеблется
в районе 40-80%!!!!НО, ПОМИМО МОТОРОВ СУЩЕСТВУЮТ И ДРУГИЕ
ПОТРЕБИТЕЛИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ, ПОЭТОМУ К ПОЛУЧЕННОМУ
ЗНАЧЕНИЮ МОЖНО ДОБАВИТЬ 1-2А.!!!
2) Оптимальная емкость АКБ
Размер пропеллера предопределяет размер используемой рамы дрона. А зная рамер
дрона и требуемый С-рейтинг можно определить оптимальную емкость из формул,
что выше можно выразить нужную нам величину.
Пример: выше мы высчитали, что у нас 6 дюймовый дрон с потреблением тока при
максимальной тяге 118.7А и нам необходим С-рейтинг разряда 60С, отсюда выразим
емкость и получим конечный результат =1978 мАч округлим до 2000 мАч.
𝐼макс.разряда =
𝐼макс.разряда ∗ 1000
С − 𝑟𝑎𝑡𝑖𝑛𝑔 ∗ Емкость
→ Емкость =
1000
𝐶 − 𝑟𝑎𝑡𝑖𝑛𝑔
26
Существует закономерность для конкретных дронов:
- 6-дюймовый дрон: 1500 мАч – 2200 мАч;
- 5-дюймовый дрон: 1300 мАч – 1800 мАч;
- 4-дюймовый дрон 850 мАч – 1300 мАч;
- 3-дюймовый дрон 650 мАч – 1000 мАч.
3) Выбор пренда
Избегайте «no-name» батареи и придерживайтесь популярных в хобби брендов.
Режимы зарядки.
1) Прямой/Быстрый заряд (Direct charge/Fast charge) – в данном случае зарядка батареи
осуществляется только посредством основного/разрядного провода, что исключает
возможность зарядного устройства контролировать напряжение каждой банки на
протяжении всего зарядного процесса, что исключает возможность зарядки каждой
банки до 100%.
2) Балансная зарядка (Balance charge) – в данном случае батарея подключается к ЗУ
посредством основного и балансировочного провода, что дает возможность зарядки
каждой банки равномерно.
3) Зарядка до режима хранения (Storage charge) – в данном случае ЗУ доводит
напряжение каждой банки АКБ до 3.8-3.85В, что позволяет осуществлять бережное
хранение аккумулятора в те дни, когда они не эксплуатируются.
4) Разрядка (Dicharge) – в данном случае устройство осуществит медленную разрядку
АКБ.
27
Литий-полимерные (Li-Po) аккумуляторы
Инструкция по эксплуатации и безопасности
Перед использованием элементов внимательно прочитайте и неукоснительно
соблюдайте настоящую инструкцию. Некорректное использование элементов может
привести к выделению значительного количества теплоты, возгоранию, взрыву,
повреждению или потере ёмкости элементов.
Общие указания
Литиевые аккумуляторы с полимерным электролитом (сокращенно LiPo аккумуляторы)
требуют особо аккуратного обращения. Это справедливо как для зарядки и разрядки, так и
для хранения и других операций.
При этом должны соблюдаться следующие особые указания:
Следствием неправильного обращения могут быть взрывы, воспламенение, выделение
дыма и опасность отравления. Кроме того, несоблюдение инструкций и предостережений
может повлечь за собой потерю рабочих качеств и другие недостатки.
Емкость аккумуляторов уменьшается с каждой зарядкой разрядкой. Хранение при слишком
высоких или слишком низких температурах также может привести к постепенному
снижению их емкости. В конструкции модели, аккумуляторы после 50 циклов при
соблюдении предписаний по зарядке и разрядке все еще обеспечивают 50—80% емкости
нового аккумулятора, что достигается за счет высоких разрядных токов и индукционных
токов двигателя. Аккумуляторные блоки нельзя включать ни последовательно, ни
параллельно, так как емкости элементов аккумулятора могут быть слишком разными.
Поэтому поставляемые нами аккумуляторные блоки прошли специальный отбор.
Особые указания по зарядке Li-Po-аккумуляторов
Для зарядки LiPo-аккумуляторов следует использовать только разрешенные зарядные
устройства с относящимися к ним зарядными проводами. Любые операции над зарядным
устройством или зарядным проводом могут повлечь тяжелые последствия. При
использовании зарядного провода со схемой защиты, осуществляется обязательный и
полный контроль за каждым отдельным элементом аккумуляторного блока.
Для зарядки и разрядки LiPo-аккумулятора используйте только зарядно-разрядные
устройства, которые специально рассчитаны на работу с данным типом элементов питания.
Удостоверьтесь, чтобы было установлено правильное число банок, а также правильное
конечное напряжение заряда и конечное напряжение разряда. При этом следуйте
руководству по эксплуатации вашего зарядно разрядного устройства.
Дополнительные указания по обращению
Заряжаемый аккумулятор во время процесса зарядки должен находиться на неломкой,
жаростойкой, неэлектропроводящей подставке! Возгораемые и легковоспламеняющиеся
предметы также следует держать дальше от места, где производится зарядка. Включенные
последовательно Li-Po-аккумуляторы можно заряжать вместе в блоке лишь в том случае,
28
если напряжение отдельных элементов отклоняется не более чем на 0,05 В. Если
отклонение напряжения составляет более 0,05 В, то напряжение следует с максимально
возможной точностью уравнять посредством зарядки или разрядки каждого элемента
аккумулятора. При этих условиях Li-Po-аккумулятор можно заряжать максимум на 1C
(значение 1C соответствует емкости одного элемента) зарядного тока. Начиная с макс.
напряжения 4,2 В на элемент, следует продолжать зарядку при постоянном напряжении в
4,2 В, пока зарядный ток не станет меньше 0,1—0,2 A. Следует избегать напряжения выше
4,25 В на элемент, так как в противном случае он может получить неустранимые
повреждения. Чтобы предотвратить чрезмерную зарядку, следует установить значение
отключения заряда на 4,1—4,5 В на элемент, что позволит увеличить срок службы
аккумулятора.
После каждого процесса зарядки следует проверять, превышение допустимого напряжения
в 4,2 В отдельных элементов. Должно быть одинаковое напряжение. Если напряжение
отдельных элементов аккумулятора отклоняется более чем на 0,05 В, то напряжение следует
уравнять путем зарядки или разрядки каждого элемента по отдельности. Чтобы
предотвратить чрезмерную зарядку, после долгого использования в блоке, их следует
регулярно заряжать по отдельности. Всегда соблюдайте правильную полярность при
зарядке аккумулятора. При несоблюдении полярности в процессе зарядки происходят
ненормальные химические реакции, и аккумулятор приходит в негодность. Результатом
этого может стать образование трещин, выделение дыма или воспламенение. Допустимый
диапазон температур при зарядке и хранении Li-Po-аккумуляторов составляет 0—50°C.
Хранение: Li-Po-аккумуляторы следует хранить заряженными на 20% от номинальной
емкости. Если напряжение элементов аккумулятора падает ниже 3 В, то их обязательно
следует дозарядить. Глубокая разрядка и хранение в разряженном состоянии (напряжение
элементов меньше 3 В) приводят аккумулятор в негодность.
Особые указания по разрядке Li-Po-аккумулятора:
Разрядка ниже 3 В на банку причиняет им неустранимое повреждение, поэтому такую
ситуации следует обязательно предотвращать. Если отдельные элементы будут отличаться
по уровню заряда, то отключение регулятора в связи с пониженным напряжением
произойдет слишком поздно, в результате чего отдельные элементы могут оказаться
слишком разряженными. Температура аккумулятора при разрядке не должна подниматься
выше 70°С. В противном случае следует позаботиться о лучшем охлаждении или о
снижении тока разряда.
Оболочка аккумулятора
Ламинированную пленкой алюминиевую фольгу можно легко повредить острыми
предметами, например, иголками, ножами, гвоздями, контактами двигателя и т.п. Из-за
повреждений пленки аккумулятор приходит в негодность. Поэтому аккумулятор следует
вставлять в модель таким образом, чтобы аккумулятор не мог быть деформирован даже
при падении или столкновении модели с другими предметами. При коротком замыкании
аккумулятор может загореться. Температуры выше 70°C также могут повредить корпус,
сделав его негерметичным.
29
Механический удар
LiPo-аккумуляторы не обладают такой механической стабильностью, как аккумуляторы
в металлических корпусах. Поэтому не допускайте механических ударов, которые могут
быть вызваны падением, толчками, изгибами и т.п. Ни в коем случае не режьте, не рвите, не
деформируйте и не сверлите ламинированную пленкой алюминиевую фольгу, не изгибайте
и не искривляйте LiPo-аккумулятор. Не оказывайте давления на аккумулятор или контакты.
Обращение с контактами:
Контакты не такие прочные, как в других аккумуляторах. Это особенно относится к
алюминиевому плюсовому контакту. Контакты легко обламываются. В связи с
теплопередачей нельзя припаивать внешние выводы контактов напрямую.
Соединение ячеек
Не допускается прямое спаивание элементов аккумулятора между собой. При прямом
припаивании высокая температура может повредить компоненты аккумулятора, например,
сепаратор или изолятор. Подсоединения к аккумулятору могут выполняться только
промышленным способом посредством точечной сварки. При отсутствии или обрыве
кабеля необходим профессиональный ремонт со стороны производителя или
дистрибьютора.
Общие предостережения при использовании батарей
Нельзя допускать попадания аккумуляторов в огонь или сжигать их. Не допускайте
попадания воды и других жидкостей на элементы. Не допускайте перегрева элементов. При
сильном нагреве (свыше 90°С) возможно расплавление изолятора, структура элемента. Это
может привести к выделению значительного количества теплоты, возгоранию или взрыву.
Аккумуляторы не должны подвергаться воздействию микроволн или давления. Это может
вызвать дым, огонь и более серьезные последствия. Хранить и заряжать аккумуляторы
следует на подставке из невоспламеняющихся, жаростойких и не проводящих ток
материалов. Соблюдайте полярность при подключении элементов к зарядному устройству
или потребителю. При зарядке обратной полярностью возможно возгорание или взрыв.Не
допускайте короткого замыкания выводов элементов или батарей. Большие токи короткого
замыкания неизбежно приводят к выделению значительного количества теплоты, потере
электролита, газообразованию, возгоранию или взрыву. Оберегайте элементы от ударов и
нарушения целостности, не роняйте их. Сильные механические воздействия способны
нарушить внутреннюю структуру. Деформации могут вызвать короткое замыкание, что
может привести к выделению значительного количества теплоты, возгоранию или взрыву.
При пайке элементов соблюдайте осторожность. Перегрев выводов может вызвать
расплавление оболочки батареи, что может привести к выделению значительного
количества теплоты, возгоранию или взрыву. Не разбирайте и не модифицируйте элементы.
Разборка аккумулятора может привести к внутренним коротким замыканиям. Следствием
этого может быть выделение газа, огня, взрывы или другие проблемы. После использования
отсоединяйте батарею от потребителя во избежание глубокого разряда. Беречь от детей. При
30
проглатывании аккумулятора следует немедленно обратиться к врачу или в скорую помощь.
Некорректное использование опасно.
При зарядке батарей
Не применяйте зарядные устройства, не одобренные производителем. Соблюдайте
режимы зарядки, рекомендованные производителем элементов. Несоблюдение указанных
режимов (температура, напряжение или ток, некорректное функционирование устройств
отключения) может привести к выделению значительного количества теплоты, возгоранию
или взрыву. Проводите зарядку при постоянном контроле. Никогда не оставляйте
заряжаемые аккумуляторы без присмотра. Не подключайте батарею непосредственно к
источнику питания (аккумулятору, блоку питания и т.п.). Высокое напряжение вызывает
избыточный зарядный ток, который может привести к выделению значительного
количества теплоты, возгоранию или взрыву. По истечении указанного производителем
времени зарядки прекращайте процесс зарядки, даже если он не завершён.Встроенные в
аппарат аккумуляторы необходимо вынимать из аппарата, если они в данный момент не
используются, неиспользуемые устройства нужно своевременно выключать, чтобы
предотвратить глубокие разрядки. Следите за своевременной зарядкой аккумуляторов.
Глубоко разряженные LiPo-аккумуляторы дефектны и больше не должны использоваться.
Не заряжайте батарею вблизи источников тепла или в автомобиле. Перегрев может
привести к утечке электролита, выделению значительного количества теплоты, возгоранию
или взрыву. Не применяйте и не заряжайте литий-полимерные элементы совместно с
сухими элементами или аккумуляторами другого типа или ёмкости. В подобных случаях
вероятен глубокий разряд или избыточный заряд элементов. Эти факторы вызывают
нежелательные химические реакции в элементах, которые могут привести к выделению
значительного количества теплоты, возгоранию или взрыву. Если вы заметили изменение
формы, цвета элемента, незнакомый запах, либо обнаружили нагрев элемента, немедленно
отключите его от потребителя или зарядного устройства и в дальнейшем избегайте
использования этого элемента. Если герметичность элемента нарушена (обнаружены
повреждение целостности корпуса, утечка электролита или запах), незамедлительно
удалите элемент от любого источника открытого огня. Электролит огнеопасен.
Электролиты, содержащиеся в Li-Po-аккумуляторах или пары электролита вредны для
здоровья. Ни в коем случае не допускайте прямого контакта с электролитами. При
попадании электролита на кожу, в глаза или контакте с другими частями тела следует
немедленно смыть их большим количеством чистой воды, затем обратитесь за медицинской
помощью. Если помощь своевременно не оказана, длительное воздействие электролита
может причинить серьёзный вред. Поврежденные или пришедшие в негодность
аккумуляторы относятся к спецотходам и подлежат соответствующей утилизации.
31
1.8 Протоколы управления. Приемник и передатчик.
Аппаратура Радиоуправления (она же Аппаратура РУ, transmitter, пульт, аппа, джойстик)
- устройство, преобразующее положения стиков (gimbals)/тумблеров (switches) в команды
для коптера. Положение стиков отправляются на радиопередатчик (transmitter, tx, в
аппаратуре), преобразующий сигналы в команды определенного протокола передачи
данных. Команды передаются коптеру "по воздуху" на определенной частоте (обычно 900
МГЦ или 2.4 ГГЦ). На борту коптера команды принимает радиоприемник (receiver, rx) и
отправляет их на полетный контроллер (flight controller, FC) для исполнения.
Протоколы передачи данных.
В 2023 году наиболее популярными радиосистемами являются:
 TBS Crossfire - дальнобойная система, работающая на частоте 900 МГц. Позволяет
ставить рекорды в сотни километров при соблюдении определенного ряда условий
(локация, тип ЛА, настройки передатчика, расположение антенн и многое другое).
Встречается в качестве внешних передатчиков разных формфакторов и в качестве
встроенного модуля аппаратуры TBS Tango 2.
Плюсы и минусы TBS Crossfire:
На первый взгляд, user friendly программное обеспечение для настройки и
обновления прошивки. Очень подробная документация, отзывчивая поддержка.
Однако при выходе новых версий периодически возникают проблемы с коннектом, о
которых в явном виде можно узнать только по чатам или на личном опыте.
В теории, при идеальных условиях, управление с помощью этой системы будет еще
некоторое время оставаться после обрыва видеосвязи. Поскольку частота ниже и
длина волны больше, чем у стандартных радиопротоколов на 2,4 ГГц и самой
распространенной видеосвязи на частоте 5,8 ГГц. Но это не гарантирует, что вы
никогда не потеряете связь с аппаратурой до проблем с видео.
Система является закрытой, достаточно сложно убедить производителя что-либо
исправить или самому доработать.
Не подходит для гонок на профессиональном уровне из-за ощутимых (для топ
пилотов) задержек передачи команд, так как работает на частоте 900 МГЦ. В целом,
антенны приемников достаточно габаритные, это не прибавляет удобств.
Дорого в сравнении с некоторыми аналогами, поскольку особо нет конкурентов в том
же сегменте.
При packet rate в 150Гц работает на меньших дистанциях при той же мощности
передатчика, что и ELRS 2.4 на packet rate 150-250Гц
Подойдет любителям ставить рекорды на дальность и летать в сложных условиях.
32
 ELRS (он же ExpressLRS - Express Long Range System) - система, созданная самим
сообществом. Есть версия на 900 МГц и 2,4 ГГц. Рекомендуется версия на 2,4 ГГЦ.
Встречаются в качестве внешних передатчиков разных формфакторов и в качестве
встроенного модуля аппаратур от radiomaster, jumper и других (менее популярных).
Плюсы и минусы ELRS:
Коды и схемы в открытом доступе, что мотивировало производителей железа
выпускать приемники, передатчики, полетные контроллеры со встроенным
приемником, и появилась высокая конкуренция. Как результат - лучший вариант по
соотношению цена/качество, самое актуальное железо по минимальной цене.
Дальность передачи команд легко превышает дальность работы видеопотока
(умельцы летают десятки километров, на данный момент рекорд 100 км)
Минимальные задержки передачи данных, поскольку можно выбрать частоту
отправки пакетов вплоть до 500 Гц -> отлично подходит для гонок (но учтите, что
дальность при этом уменьшается).
Среди доступных на рынке приемников есть линейка самых легких и компактных
(см. happymodel ep2).
Программное обеспечение постепенно улучшается, упрощается для пользователя.
Документация также обширна и подробна. Для избежания проблем с прошивками
рекомендуется брать наиболее популярное железо с наименьшим количеством
"косяков" за время роста проекта (например, happymodel).
Новое железо от производителей появляется каждый месяц и разработчики не всегда
успевают выпускать софт для них или исправлять ошибки. Поэтому надо быть
готовым к тому, что с некоторыми платами придется подождать прошивок или
исправлений. Если вы нашли проблему, можете сообщить о ней или поискать по
ключевым словам в репозитории ExpressLRS заведенные заявки (issues) и
обязательно получите решение в ближайшее время. Также есть сайт с переводом на
русский язык и описанием ключевых моментов по прошивкам, настройкам http://expresslrs.ru/ и чат, где всегда подскажут (ссылка на чат на сайте).
Конкуренты ELRS, но с закрытыми прошивками:
TBS Tracer - если кратко: "натянули Crossfire на гонщиков". Работает на 2,4 ГГЦ (Crossfire
медленнее - 900 МГц), по удобству схож с ним. Не такой быстрый как ELRS, не такой
дальнобойный как Crossfire, первое время были проблемы с дальностью. Cо временем
вышли новые прошивки с исправлением, но все еще имеет место быть. Встречается в виде
отдельного модуля и в качестве встроенного передатчика аппаратуры TBS Mambo.
IMMERSION RC GHOST - соперник ELRS по минимизации задержек передачи команд.
Наиболее распространен в штатах, вероятно, ввиду доступности. В основном используется
топ гонщиками. Встречается только в качестве внешнего передатчика.
Устаревшее и что не стоит брать с 2020 года для дронов: frsky, flysky, dsmx (spektrum).
33
Передатчик и приемник.
Аппаратура и коптер общаются между собой при помощи передатчика и приемника.
Передатчик в аппаратуре может быть как встроенным (распаянным на плате), так и
внешним (вставляющимся в слот на задней части аппаратуры). Встроенный модуль, как
правило, удобнее ввиду компактности, в некоторых случаях потребляет меньше питания,
чем внешний. Максимальная мощность внешнего передатчика может быть ограничена
250мВт. Однако этого достаточно даже для 50 км.
Приемник – это небольшая плата с антенной(ами), устанавливающаяся на дрон и
подключающаяся к его полетному контроллеру на UART (Universal Asynchronous ReceiverTransmitter, универсальный асинхронный приёмопередатчик).
1.9 Видеопередатчик FPV.
Видеопередатчик — это устройство, которое принимает аналоговый или цифровой
видеосигнал с FPV камеры, обрабатывает его и транслирует на ваше принимающее
устройство, это может быть шлем или очки, а может быть и просто экран.
Мощность
Выходная мощность (Power Output) видеопередатчика — означает с какой силой передатчик
может транслировать видео. Чем выше мощность передатчика, тем больше диапазон
34
покрытия сигналом. Но у этого есть и обратная сторона, больше мощность, тем больше
помех он создает другим пилотам.
ВАЖНО!!! УВЕЛИЧЕНИЕ МОЩНОСТИ В 2 РАЗА УВЕЛИЧИВАЕТ
ДАЛЬНОСТЬ ВСЕГО √𝟐 РАЗ!
Какая бывает мощность видеопередатчика? Мощность бывает как правило 3 вариантах,
реже больше: 25mW (читается как миллиВатт), 200mW и 600mW.
 25mW — это стандарт для гонок на квадрокоптерах по FPV, как правило, такой
мощности хватает для любой гоночной трассы и эта мощность практически не
создает помехи другим пилотам. Дистанция обычно не превышает 100 метров.
 200mW — стандартная мощность для фристайла, то есть, свободный полет на
короткие дистанции, выполнение трюков. Дистанция обычно не превышает 500
метров.
 600mW — это уже излишняя мощность для гоночного дрона, как правило на дальние
расстояния мы не летаем, для этого есть съемочные дроны и дальнолеты. Также
видеопередатчик будет сильно греться, будет максимально создавать помехи другим
пилотам.
Сейчас все видеопередатчики (современные) имеют функцию регулировки выходной
мощности и вы без труда сможете сами ее регулировать.
Радиодиапазоны для передачи видео
Радиодиапазоны (Wireless Band) бывают 3-х видов:
5.8GHz,
2.4GHz,
1.3GHz.
На практике же, все современные видеопередатчики работают на частоте 5.8GHz. Это
сделано по той причине, что радиоаппаратура управления работает на частоте 2.4GHz, и
если видео тоже будет передаваться на этой частоте, то они будут друг друга глушить и
создавать сильные помехи. Еще одна причина, по которой используют высокие частоты для
35
видеопередачи — чем ниже частота, тем больше размер круговой поляризационной
антенны. Мало кто захочет ставить на дрон здоровую антенну, вместо миниатюрной для
5.8GHz.
Если вы собираете дальнолет или самолет, то с ними как правило используется
радиоаппаратура управления на частоте 900MHz или 433MHz. На низких частотах
диапазон значительно увеличивается, как и проходимость сигнала через препятствия, такие
как деревья, постройки и прочие большие препятствия.
Единственным недостатком низких частот будет то, что на них теряется качество видео. На
5.8GHz оно лучше, чем на 1.3GHz. Ну и придется смириться с большими антеннами.
Каналы
Спектр радиотрансляции видео может быть на многих частотах или каналах. Когда вы
читали о видеопередатчиках, наверняка замечали, что в характеристиках есть слово
«Channel», что переводится как «Канал». Сигнал разбивается на группы, а видеопередатчик
может делить сигнал даже на 40 каналов. Но это не значит, что он сможет транслировать
сигнал на 40 независимых каналов, нет. Это сделано для того, что если в радиусе его работы
будут находиться до 40 человек, они могли спокойно настроиться каждый на свой канал и
летать. Например, Иван на 1 канале, Сергей на 2 канале и так далее. Но к каналу Ивана могут
подключаться неограниченное количество принимающих устройств и наблюдать, как он
летает.
Также есть понятие как «Группа», обозначается как «Band», а в связке с каналом
обозначается буквой, например, A-3, где А — это группа (band), а 3 — это канал.
Некоторые производители в гонке за рынок, делают возможность выбирать группу за
пределами спектра 5.8GHz. В некоторых странах это может быть запрещено и
преследоваться по закону. Рекомендуем использовать только группы: “A”, “B”, “C”, “D”, или
“R”.
Все эти настройки закладываются в процессе программирования ПК, чтобы реализовать
взаимодействие между ПК и видеопередатчика. Как правило, производитель сам
предоставляет сетку частот для конкретного видеопередатчика, ее можно найти в описании
у продовца.
36
Переключение каналов видеопередатчика
Есть три способа переключения каналов видеопередатчика. Один способ уже устарел.
 DIP переключатель. Чтобы настроить канал, нужна отвертка. На самом
переключателе есть борозда. Вам ее нужно будет крутить на основе схемы. Такие
сейчас почти не встретишь.
 Цифровой переключатель с кнопкой и экраном. Чтобы сменить канал этим
переключателем, нужно нажать и удерживать кнопку, после чего на простом экране
начнет мигать цифра, далее просто нужно нажимать кнопку, пока не будет выбрана
нужна цифра и буква. Самый популярный переключатель. Но такой переключатель
запрещен на соревнованиях. Дело в том, что когда вы будете переключаться между
каналами, эфир будет забиваться вашим сигналом (вы же переключаете непрерывно)
и ваш сигнал может перехватываться аппаратурой других пилотов, и те в свою
очередь будут терять контроль над своим дроном.
 Инфракрасный переключатель. Переключение происходит сразу на нужный канал с
помощью пульта. Используется на соревнованиях.
Множество новейших видеопередатчиков поддерживают переключение каналов с
помощью Betaflight OSD.
Разъем для антенны
На рынке существует большое количество видеопередатчиков с разными коннекторами для
антенн. Самые популярные коннекторы это SMA, uFL и MMX. Какой коннектор нужен
именно для вас, в первую очередь зависит от того, что вы хотите собрать. Давайте
рассмотрим подробнее коннекторы:
 SMA — это стандартный, большой разъем с резьбой, он много лет использовался в
радиоэлектронике, как надежный и простой разъем. Да и сейчас это один из самых
популярных разъемов. Производится он в двух вариантах: SMA и RP-SMA, поэтому,
когда купите видеопередатчик с SMA, то и антенну нужно покупать с таким же
вариантом разъема, будьте внимательны!
37
 uFL — этот коннектор значительно меньше SMA и используется в компактных
сборках, где нет возможности ставить все большое. Коннектор этот press-fit, то есть
защелка. Поэтому будьте внимательны и сразу осматривайте после краша (и не
только) подключение антенны к передатчику. Если антенна отстегнулась, то
видеопередатчик сгорит, при условии, что он будет некоторое время работать без
антенны.
 MMCX — это один из новейших разъемов. Он похож на uFL, но меньше по размеру.
Тип соединения с антенной такой же — press-fit. MMCX собрал в себе компромиссы:
от SMA долговечность, а от uFL вес и размеры. Единственный недостаток — трудно
найти антенну с таким же разъемом.
 Прямой контакт — (Direct Solder) для некоторых видеопередатчиков предусмотрена
возможность прямого припаивания антенны к разъему. Есть мнение, что это
увеличивает мощность сигнала. Но такой способ контакта мы не рекомендуем.
38
1.10 Курсовая FPV камера.
Курсовая FPV камера — это камера, которая расположена в носовой части дрона, она
передает видео на видеопередатчик, а он на устройство приема видео — FPV-шлем, очки
или LCD-дисплей.
Строение курсовой FPV камеры квадрокоптера
Как правило, fpv камера квадрокоптера — это маленькая камера в металлическом корпусе,
обычно размером 2-2,5 см и весом в среднем 10 грамм.
Внутри все довольно просто. В строении таких камер находится сенсор изображения или,
другими словами, матрица. Это небольшой электронный компонент, который размещен на
печатной плате. Матрица совместно с платой преобразует подаваемый на нее свет из
объектива в аналоговый сигнал, который передается по проводу видеопередатчику (VTX)
дрона. Несмотря на то, что эти сенсоры используются уже несколько десятилетий, они попрежнему остаются очень сложными устройствами, которые могут производить всего
несколько компаний в мире.
В сфере FPV камер первое место уже давно удерживает матрица Sony Super HAD II CCD
Эта матрица изначально создавалась для рынка камер видеонаблюдения, и на сегодня это
одна из самых дешевых сенсоров CCD, которые все еще выпускаются. С появлением
смартфонов и цифровых камер, такие матрицы почти перестали использоваться, так как
рынок завоевали цифровые CMOS-матрицы.
CCD-матрица лежит в основе каждой FPV камеры,
CMOS и CCD, отличия
Все потребительские камеры оснащаются двумя типами матриц на выбор:
 CMOS;
 CCD.
39
CCD-матрицы дороже в изготовлении, используют больше энергии для питания. Также у
CCD следующие преимущества:
 Отличная производительность при большом изменении освещенности. Например,
вы летаете в солнечный день и начали лететь прямо в сторону солнца — матрица
CCD очень быстро под это адаптируется и затемнит изображение. То же самое
работает и в обратную сторону. Камеры с матрицей CMOS так быстро работать не
могут.
 У CCD очень маленькая задержка. Камеры с этой матрицы гораздо быстрее
отправляют видеопередатчику сигнал, нежели камеры с матрицей CMOS. Однако
новые современные CMOS-камеры все же начинают догонять по скорости CCD, но
последние все еще впереди.
 У CCD нет построения по линиям. Большинство CMOS собирают картинку по
строкам, чтобы получилось изображение. От сильной вибрации на дроне эти полосы
могут «поехать» и картинка станет волнообразной. Этот эффект еще называют
«желе». У CCD картинка выводится сразу целиком и полностью, а не рисуется
построчно.
На что нужно обратить внимание при выборе камеры
FPV камеры покупаются не по качеству картинки, потому что все они одинаковые в этом
плане. В первую очередь нужно обращать внимание на следующие факторы:
Форм-фактор
Форм-фактор — это типовой размер камеры в полном сборе. Камеры FPV бывают:
 Без корпуса;
 В пластиковом корпусе;
 В металлическом корпусе.
Курсовая FPV камера без корпуса называется «board camera», то есть бортовая камера.
Раньше такие камеры были очень популярны, сейчас же они используются в основном на
микродронах, так как нужна экономия места.
С ко́рпусами все дошло до стандартизации, и на сегодня все обычные fpv камеры —
одного размера. Точнее, есть два размера — мини и микро. Микро — легче и,
соответственно, немного меньше, чем мини.
Крепление
Камера к корпусу дрона может крепиться 2 способами:
 Винтами с двух сторон корпуса камеры;
 С помощью кронштейна: камера сначала крепится к кронштейну, а кронштейн
крепится к раме.
Большинство камер на сегодня поставляется с кронштейнами, которые можно легко и
просто прикрутить к раме дрона, так как там много отверстий. Приоритетным креплением
считается кронштейн, потому что такое крепление становится более жестким.
40
TVL
Наверняка вы задумывались над этой аббревиатурой около названий камер, например,
Runcam Swift 2 1200TVL. Что она означает?
TVL означает «телевизионные линии» в прямом смысле, то есть скорость обновления
изображения по линиям. Помните старые телевизоры с кинескопом? У некоторых они и
сейчас есть. Ну так вот, кинескоп работает по такому принципу:
То есть картинка отрисовывается вот этими самыми TVL.
TVL также определяет, насколько детально будет отрисовываться изображение.
По факту же, в FPV камерах это гонка цифр от производителей.
И сейчас мы приведем ниже 2 факта об этом:
Первый факт:
Сейчас у многих продавцов заявлено 600, 800, 1200 TVL. Но вы их не увидите. Дело в том,
что TVL соотносится с пикселями:
TVL Пиксели
Мегапиксели
380 640х480
0,3
430 720х576
0,36
480 800х600
0,5
560 933х700
0,65
600 1024х756 0,75
800 1080х960 1,23
1000 1600х1200 1,92
А теперь вспомните, какое разрешение у вашего шлема или очков? Максимум 720Р, и то это
дорогие FatShark. Что мы получаем в итоге? Даже если у вас камера 1200TVL, картинка по-
41
прежнему будет сжиматься до 720Р и ничего не поменяется. Простыми словами, ваши очки
все равно не смогут отобразить такое разрешение.
Второй факт:
Видео с видеопередатчика передается на частоте 5.8 ггц, это самая шумная и «грязная»
частота, и мы можем гарантировать, что вместо 600TVL, которые заявлены
производителем, вы максимум получите 400TVL. Дело в том, что аналоговый сигнал
работает так, что тот уровень, который транслирует передатчик, не обязательно будет
получен на том же уровне приемником. Цифровой сигнал работает наоборот — какой
сигнал отправлен, такой и будет принят.
В общем, можете не смотреть на этот показатель, если будет выбор камеры с 600 или
700TVL и камеры с 1200TVL, смело выбирайте 600 или 700, потому что абсолютно нет
смысла переплачивать и покупать камеру с 1200TVL. Не дайте себя обмануть маркетологам.
Надеемся, в ближайшем будущем цифра все же выйдет на уровень минимальной задержки,
аналогичный CCD.
Пока на рынке не появятся очки или шлем с разрешением хотя бы 1080р, не стоит покупать
камеру с TVL более 600-700. Цифры выше — маркетинг.
Коннекторы (разъемы)
То, с какой стороны расположены коннекторы на камере — важный момент, на который
тоже стоит обращать внимание, особенно если у вас оригинальная рама. Бывают рамы,
которым нужна камера, например, только с верхним расположением разъемов.
Еще один момент, на который нужно обращать внимание: вместе с камерой обычно идет
специальный джойстик для настройки камеры (яркость, контрастность и так далее), и
насколько легко вы сможете подключать его к камере, будет зависеть от расположения и
типа коннектора. Так, в камерах Runcam всегда 2 разъема — один для видео и питания, а
второй рядом, для подключения джойстика для настройки через OSD камеры. С камерами
Foxeer это дело обстоит хуже.
Объектив и линза
Для стандартных мини- и микроквадрокоптеров всегда используются FPV камеры с линзой
1/3 дюйма. Эти линзы универсальные и могут подойти к любой подобной камере, что делает
ее ремонтопригодной.
Некоторые производители стараются делать свои линзы с большим углом обзора или же
наоборот, с меньшим углом обзора.
Угол обзора — это пространство, которое вы сможете увидеть с помощью камеры.
Широкоугольные (с большим углом обзора) линзы не всегда хороши. Дело в том, что
в таких линзах ухудшается восприятие глубины пространства, вы можете не понять,
насколько близко к вам объект, а для гоночных дронов это критично.
42
Насчет линз рекомендаций нет, все зависит от ваших предпочтений и восприятия
окружающей среды.
ИК-фильтр
В некоторых камерах есть ИК-фильтр, он может быть как заблокированный, так и
разблокированный, в описании это указывается следующим образом:
 IR blocked;
 IR unblocked.
Линза без блокирующего ИК-фильтра (IR unblocked) передает картинку с тусклыми
цветами и предназначена для полетов ночью и в сумерки.
Линза с нанесенным ИК-фильтром (IR blocked) передает цвета естественно и не
предназначена для полетов ночью. С такой линзой картинка при солнечном свете будет
очень яркой и насыщенной, но ночью ничего видно не будет.
OSD
Некоторые производители начали экспериментировать с OSD в FPV камерах. Что
представляет из себя OSD в камере? Это информация о текущем напряжении аккумулятора
и таймер полета. Обычно все функции на этом и заканчиваются. Не путайте это OSD с
обычным экранным меню, которое называется аналогично, но на самом деле это не что
иное, как настройки камеры: резкость, яркость и так далее. Наш совет — смотреть в сторону
полетных контроллеров со встроенным OSD, так как там точно будет масса функций и
информации, которую можно будет вывести на экран очков или шлема, ну или докупить
minimOSD. Сейчас все больше производителей встраивают OSD в свои полетные
контроллеры.
Соотношение сторон
Если вы купили камеру с матрицей Sony CCD Super HAD II, то у нее будет только одно
соотношение сторон, 4:3. Если вы купили камеру с матрицей CMOS, то у такой можно
выставлять соотношение сторон 16:9, то есть широкоформатный вариант. Чем он хорош?
Большим углом обзора. Например, с широким форматом 16:9 умеют работать очки FatShark
Dominator v3.
Большинство камер умеет отображать видео и в 4:3, и в 16:9, но некоторые просто обрезают
верхнюю и нижнюю кромки 4:3, будьте внимательны при выборе. А в каком соотношении
летать — дело вкуса и привычки. Большинство пилотов летает в 4:3.
43
Видеоформат
Для аналоговых камер есть 2 типа видеоформата:
 PAL;
 NTSC.
Вы наверняка уже знаете об этих форматах. В Европе и СНГ устоялся формат PAL, а NTSC
используется в Северной Америке.
 PAL выдает 25 кадров в секунду и разрешение 720 × 576
 NTSC 30 кадров в секунду и разрешение 720 × 480 пикселей.
Рекомендуемые курсовые камеры FPV
Сейчас на рынке есть два главных игрока — RunCam и Foxeer.
44
2. Сборка первого дрона.
После того, как вы определились с задачами, которые должен выполнять дрон, можно
приступить к сборке вашего первого борта.
2.1 Этап 1. Подготовка рабочего места.
Рабочее место для пайки должно включать в себя следующие элементы:
1. Стол — рабочая поверхность стола должна
быть такой, чтобы на ней свободно размещались
ремонтируемая
аппаратура,
паяльник,
монтажный инструмент и измерительные
приборы.
Крышка
стола
покрывается
жаропрочным
изоляционным
материалом
(гетинакс, текстолит или резина).
2. Паяльник — это ручной инструмент, который
подключается к стандартной розетке и
нагревается, чтобы расплавить припой вокруг
электрических соединений. Это один из самых
важных инструментов, используемых при пайке,
и он существует в нескольких вариантах,
например, в форме ручки или пистолета. Новичкам рекомендуется использовать
паяльник в форме ручки мощностью от 15 до 30 Вт. Большинство паяльников имеют
сменные наконечники, которые можно использовать для различных паяльных работ.
Будьте очень осторожны при использовании паяльника любого типа, потому что он
может очень сильно нагреваться очень сильно.
3. Подставка для паяльника – очень проста, но очень полезна и удобна в
использовании. Эта подставка помогает предотвратить контакт горячего паяльника
с легковоспламеняющимися материалами или случайное повреждение руки.
4. Припои и флюсы.
5. Дополнительные принадлежности.
Особенности:
Паяльная станция — это более продвинутая версия базовой автономной паяльной
ручки. Если вы собираетесь много заниматься пайкой, паяльные станции подходят
вам больше, поскольку они обеспечивают большую гибкость и контроль. Основное
преимущество паяльной станции – это возможность точно регулировать
температуру паяльника, что отлично подходит для множества проектов. Эти
станции также могут создать более безопасное рабочее место, поскольку некоторые
из них включают усовершенствованные датчики температуры, настройки
предупреждений и даже защиту паролем для безопасности.
В случаях, когда необходим ремонт в полевых условиях, пойдет автономный карманный
паяльник, питание которого ведется через USB кабель!
45
Латунная губка или обычная
Использование губки поможет сохранить чистоту жала паяльника, удалив образующееся
окисление. Наконечники с окислением будут иметь тенденцию становиться черными и не
принимать припой, как когда они были новыми. Вы можете использовать обычную
влажную губку, но это сокращает срок службы насадки из-за расширения и сжатия. Кроме
того, влажная губка временно снизит температуру наконечника при протирании. Лучшая
альтернатива — использовать латунную губку.
Припой — это металлический сплав, который плавится для создания прочной связи
междуэлектрическими частями. Он выпускается как в свинцовом, так и в бессвинцовом
вариантахс разными диаметрами. Внутри сердечника припоя находится материал,
известный как флюс, который помогает улучшить электрический контакт и его
механическую прочность.
Для пайки электроники чаще всего используется припой на основе канифоли,
несодержащей свинца. Этот тип припоя обычно состоит из сплава олова и меди. Вы также
можете использовать этилированный припой на основе канифоли 60/40 (60% олова, 40%
свинца), но он становится все менее популярным из-за проблем со здоровьем. Если вы
всеже используете свинцовый припой, убедитесь, что у вас есть надлежащая вентиляция, и
чтовы моете руки после использования.
При покупке припоя НЕ используйте припой с кислотным сердечником, так как это
может повредить ваши схемы и компоненты. Припой с кислотным сердечником продается
в магазинах товаров для дома и в основном используется для сантехники и
металлообработки.
46
Флюс
Припой для радиомонтажных работ бывает проволокой или трубчатый — с флюсом
внутри.
Флюсы в припоях — как и вне припоев — очень существенно различаются по своим
свойствам, простираясь от обычной канифоли до пригодных для лужения кастрюль
агрессивных составов.
Нас во флюсе интересуют, по сути, только две характеристики: наличие остатков и
агрессивность. По крайней мере, если рассматривать только обычные оловянносвинцовые или оловянно-медно-серебряные припои для пайки РЭА.
Наличие остатков определяет вид места пайки после, собственно, её завершения.
Идеальный флюс оставляет после себя полностью прозрачный или слегка
желтоватый остаток, который — даже без отмывки — минимально портит внешний
вид места пайки. Флюс похуже оставляет после себя коричневый, хорошо заметный
остаток, который очень хочется так или иначе отчистить.
Агрессивность определяет, насколько хорошо флюс помогает паять не идеально
чистые поверхности — то есть покрытые тем или иным слоем окислов — без
предварительной механической зачистки. С другой стороны, агрессивный остаток,
не очищенный с платы после пайки, может вызвать коррозию дорожек и выводов
(особенно при работе устройства в среде с высокой температурой и влажностью), а
также уменьшить сопротивление между соседними выводами, вплоть до фатальных
сбоев устройства.
47
Дополнительные принадлежности
При пайке, тех или иных контактов, существует необходимость в поддержке проводов или
проверки качества пайки, а также различные поддерживающие устройства плат и прочее.
Для этого существуют следующие принадлежности, которые должен иметь человек при
пайке:





Мультиметр;
Дополнительное освещение;
Мини тестеры разного рода;
Пинцеты, щипцы, плоскогубцы, отвертки, гаечные ключи;
Держатели с лупой.
ЭТО МИНИМАЛЬНЫЙ И НЕОБХОДИМЫЙ НАБОР ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
СБОРКИ ВАШЕГО ДРОНА, ПРИ НЕОБХОДИМОСТИ ДАННЫЙ НАБОР
ФОРМИРУЕТСЯ ИНДИВИДУАЛЬНО!!!
2.2 Этап 2. Поэтапный сбор коптера.
Проверить совместимость комплектующих между собой
Накрутить поочерёдно каждый двигатель к лучам рамы для удобства сборки в дальнейшем,
сборку нужно начинать от меньшего к большему. Далее следует подготовить и расставить
навесные компоненты дрона (видеопередатчик, приемник сигнала с пульта, модуль GPS),
камеру, антенны)
48
Далее следует подогнать проводку по размерам рамы, лишнее обрезать, подготовить
провода к пайке на ESC регулятор. Припаять двигатели к регулятору. Обязательное условие:
регулятор должен крепиться на силиконовых проставках во избежание осцилляции
(лишних вибраций) во время полёта дрона. Регулятор является силовой составляющей
дрона, поэтому необходимо пристально следить за качеством пайки.
После того, как регулятор припаян, необходимо соединить его с полётным контроллером
через комплектный шлейф. Во избежание поломки самого шлейфа или его гнезда следует
подключать шлейф под прямым углом избегая заломов или перегибов, в противном случае,
контакты внутри гнезда шлейфа могут быть подвержены загибанию друг к другу
(исправляется тонким пинцетом)
49
Последний этап сборки электроники дрона – распайка навесных элементов
непосредственно на самом полётном контроллере, на данном этапе, следует уделить
внимание на технический паспорт, выпущенный для конкретной модели полётного
контроллера.
Далее следует перепроверить качество пайки и правильность сборки навесных элементов и
перейти к этапу конечной настройки и прошивки дрона.
50
3. Программирование полетного контроллера.
Для программирования ПК существует большое количество ПО, такие как:





Betaflight configurator;
Arduino IDE$
PX4;
JD-Link
INAV и.т.д.
В нашем случае воспользуемся распространённым в настоящее время
Betaflight configurator. При необходимости, в интернете есть огромное количество
обучающих видео для определенных конфигураторов. Ниже будет представлена
упрощенная настройку для ПК.
Шаг 1. Обновления полетного контроллера до последний прошивки.
Запускаем ПО BetaFlight конфигуратор.
ПЕРЕД ЗАПУСКОМ УБЕДИТЕСЬ, ЧТО ВСЕ БРАУЗЕРЫ И ПРОЧИЕ
ПРОГРАММЫ ЗАКРЫТЫ, ТАК КАК ПО КОНФЛИКТУЕТ С ДРУГИМ ПО. ЭТО
РЕШЕНИЕ ПОМОГАЕТ УСТРАНИТЬ ПРОБЛЕМУ С НЕВОЗМОЖНОСТЬЮ
ЗАГРУЗКИ ПРОШИВКИ – ЭТО ПРОЦЕСС НИЖЕ!!!
Для того, чтобы обновить полетный контроллер необходимо по Micro-USB
подключить его к компьютеру и открыть программу BetaFlight. После подключения
нажимаем обновить прошивку.
После чего откроется меняю обновления прошивки.
В появившемся окне необходимо нажать АВТООПРЕДЕЛЕНИЕ. После этого ПК
определиться сам. Версия самой последний прошивки на данный момент 4.4.2.
51
НО, В ПРОЦЕССЕ УСТАНОВКИ НАПРАПРАВЛЕНИЯ ВРАЩЕНИЯ
ДВИГАТЕЛЕЙ МОЖЕТ ВОЗНИКНУТЬ ПРОБЛЕМА ТАКАЯ, ЧТО
НАПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ МОЖЕТ НЕ МЕНЯТЬСЯ! ДЛЯ
РЕШЕНИЯ ДАННОЙ ПРОБЛЕМЫ НЕОБХОДИМО ОТКАТИТЬСЯ НА ВЕРСИЮ
ПРОШИВКИ 4.4.0!!!
Все параметры должны быть установлены аналогично скриншоту выше!
После того, как вы выставили основные параметры ПК и выбрали необходимую прошивку,
необходимо нажать на кнопку ЗАГРУЗИТЬ ПРОШИВКУ [ONLINE] и дождаться загрузки
прошивки.
В СЛУЧАЯХ, ПРОБЛЕМ С ЗАГРУЗКОЙ ПРОШИВКИ ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ НА
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ ВЫШЕ!!!
После успешной загрузки прошивки, нажмите на кнопку ПРОШИТЬ ПРОШИВКУ. После
чего ПК перейдет в режим DFU и начнет автоматически загружать прошивку.
52
После
успешной
загрузки
прошивки
появится
зеленая
надпись
(ПРОШИВКА УСПЕШНА). Прошивка завершена, можно подключаться к ПК – кнопка
ПОДКЛЮЧИТЬСЯ.
После подключения, ПК запросит ПРИМЕНИТЬ ПАРАМЕТРЫ ПО УМОЛЧАНИЮ,
соглашаемся и нажимаем на кнопку ПРИМЕНИТЬ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИЕ НАСТРОЙКИ.
ЕСЛИ ЭТОГО НЕ СДЕЛАТЬ ПК БУДЕТ РАБОТАТАТЬ НЕ СТАБИЛЬНО!!!
После применения настроек, ПК перезагрузится и переподключиться.
53
Шаг 2. Настройка полетного контроллера (ПК).
Первым шагом будет настройка АКСЕЛЕРОМЕТРА.
Это важный датчик, который отвечает за стабильность полета дрона. От данного
датчика и правильности его калибровки – будет зависеть на сколько дрон будет
ровно летать и не будет его сносить и клонить в сторону.
ДЛЯ ТОГО, ЧТОБЫ ОТКАЛИБРОВАТЬ АКСЕЛЕРОМЕТР, ЕГО
НЕОБХОДИМО ПОСТАВИТЬ НА РОВНУЮ ПОВЕРХНОСТЬ.
После этого, нажимаем на КАЛИБРОВАТЬ АКСЕЛЕРОМЕТР и ждём пока процесс
завершится.
54
После чего начинаем настройку COM портов UART.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ К КАКИМ ПОРТАМ (UART) ПРИПАЯН
ПРИЕМНИК/ПЕРЕДАТЧИК КАНАЛА УПРАВЛЕНИЯ И К КАКОМУ ПОРТУ (UART)
ПРИПАЯН ВИДЕОПЕРЕДАТЧИК. (ОБЪЯСНЕНИЕ НА СТР. 5 НАШЕЙ МЕТОДИЧКИ).
В НАШЕМ СЛУЧАЕ, ЧТО ПРЕДСТАВЛЕН НИЖЕ, МЫ ВИДИМ, ЧТО UART 1
ОТВЕЧАЕТ ЗА ПРИЕМНИК/ПЕРЕДАТЧИК КАНАЛА УПРАВЛЕНИЯ (ELRS или TBS
модуль), ТАК КАК ВХОДЯЩИЕ ПРОВОДА НА ПК ПРИПАЯНЫ К КОНТАКТАМ RX1
И TX1.
UART 2 – VTX (ВИДЕОПЕРЕДАТЧИК) ПРОВОДА ПРИПАЯНЫ К КОНТАКТАМ RX6
И TX6 (БЫВАЮТ СЛУЧАИ, ЧТО UART6 СУЩЕСТВУЕТ, НО НА ПЛАТЕ ОН МОЖЕТ
ОТОБРАЖАТЬСЯ КАК T0 И R0)
Так как ПК, когда на него приходит сигнал, является приемником (Serial RX) сигнала от
ELRS или TBS модуля. Для этого на UART1 устанавливаем SERIAL RX.
Так как ПК, передает на видеопередатчик сигнал, он является передатчиком (VTX)
устанавливаем для UART6 значение TBS Smart Audio.
После чего нажимаем кнопку СОХРАНИТЬ И ПЕРЕЗАГРУЗИТЬ.
55
После чего переходим во вкладку Питание и Батарея и изменяем следующий параметры:
 МИНИМАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ на 2.7
 МАКСИМАЛЬНОЕ НАПРЯЖЕНИЕ на 4.3
 ПРЕДУПРЕЖДАТЬ, ЕСЛИ НАПРЯЖЕНИЕ НА БАНКУ, выставить на
3.1 Выставить
 ЕМКОСТЬ (mah) на 10000
Затем нажимаем на кнопку СОХРАНИТЬ.
Следующим этапом будет настройка моторов. Для этого переходим во вкладку МОТОРЫ.
56
В данном пункте нам требуется настроить напряжение на нашу батарею которой будет
питаться дрон. А так же переназначить поочерёдность моторов квадрокоптера. А так же
обратное вращение, с нужным протоколом под регулятор оборотов. После автоматического
перезагрузки программы и полетного контроллера
необходимо повторно перейти во кладку МОТОРЫ и откалибровать
РЕГУЛЯТОРЫ ОБОРОТОВ. Для этого НЕ ПОДКЛЮЧАЯ
ПИТАНИЯ/АККУМУЛЯТОР, выставляем галочку на Я ПРИНИМАЮ ВСЮ
ОПАСНОСТЬ... , и выкручиваем МАСТЕР ползунок на самое максимальное
значение! ВАЖНО! НА МОТОРАХ НЕ ДОЛЖНО БЫТЬ УСТАНОВЛЕННО
ПРОПЕЛЛЕРОВ!!!
После этого подключаем АККУМУЛЯТОР в силовой разъем. ДРОН ПРОПИЩИТ
ОДИН РАЗ, ПОСЛЕ ТОГО, КАК ПИСК СТИХНЕТ. Необходимо ползунок МАСТЕР
опустить в самое нижнее положение – дрон пропищит еще один раз. После
этого калибровка ESC закончена.
Отключаем галочку с Я ПРИНИМАЮ ВСЮ ОПАСНОСТЬ. И переходим к
настройке ПЕРЕНАЗНАЧИТЬ МОТОРЫ. ДЛЯ НАСТРОЙКИ ЭТОГО ПАРАМЕТРА
НЕОБХОДИМО ПОДКЛЮЧИТЬ АККУМУЛЯТОР Нажимаем и подтверждаем
РИСКИ, после этого нажимаем СТАРТ.
57
После нажатия СТАРТ – Откроется схема дрона и необходимо на этой схеме
нажать на тот мотор, который будет крутится, с помощью этой настройки
будет выставлено расположение моторов на регуляторе оборотов.
После завершения настройки сохраняем настройки. Программа и дрон
перезагрузятся автоматически.
58
После переназначения моторов необходимо изменить вращение моторов.
Заходим во вкладку НАПРАВЛЕНИЕ МОТОРА. Принимаем риски и выбираем
ИНДИВИДУАЛЬНУЮ настройку.
После этого нам нужно проверить каждый мотор по схеме вращения, схема
вращения моторов указана сверху. При зажатии ЦИФРЫ – у нас будет
крутится тот мотор, к кторому принадлежит эта цифра. ЕСЛИ МОТОР
ВРАЩАЕТСЯ НЕ В ТУ СТОРОНУ, НЕОБХОДИМО ИЗМЕНИТЬ ЕГО ВРАЩЕНИЯ
59
ПУТЕМ СМЕНЫ обычного ВРАЩЕНИЯ ИЛИ обратного. Обычно за замену
вращения мотора отвечает ОБРАТНЫЙ параметр.
После проверки всех моторов, и убеждения, что все вращается в ту сторону, в
которую нужно, можно закрыть данный параметр, он сохраняется сам.
60