Как выбрать аппаратуру радиоуправления для квадрокоптера. Аппаратура управления квадрокоптером, какая бывает и как выбрать Какой квадрокоптер выбрать
В этой статье мы обсудим основные характеристики аппаратуры управления, покажем на что обратить внимание при покупке: цена, число каналов, моды, частоты и другой функционал.
Аппаратура управления (передатчик) и приемник — это первое что необходимо купить при сборке коптера. Новички могут запутаться при выборе. В отличие от других комплектующих, которые часто ломаются или устаревают, хорошая аппаратура управления будет служить вам годами, так что вполне логично вложить немного больше для покупки более качественного варианта.
Что такое аппаратура управления (передатчик и приемник)?
Аппаратура управления (TX) — это устройство, которое позволяет пилоту удаленно управлять коптером. Сигнал/команды получает приемник, который, в свою очередь, подключается к .
Каналы
Число каналов — это количество функций летательного аппарата, которыми можно управлять.
Например: газ, направление (рысканье, курс), тангаж (он же питч, наклон вперед/назад), крен (ролл, влево/вправо), каждая функция требует отдельный канал. Как видите, для управления коптером минимально требуется 4 канала.
Для хоббийных коптеров вам определенно захочется иметь больше каналов.
Дополнительные каналы часто называют AUX, они представлены в виде тумблеров и крутилок (переменные резисторы). Вы можете использовать их для смены полетных режимов или для активации разных функций коптера.
Передатчики с бОльшим числом каналов (6+) обычно стоят дороже. Как правило, у них выше качество сборки и гораздо больше функций, чем у простых 4х или 5 канальных передатчиков.
Чтобы не запутаться, учтите, что в английском языке стики часто называют gimbal; что также означает и подвес камеры — camera gimbal , не перепутайте.
Моды
Есть 4 разных конфигурации стиков: mode 1, mode 2, mode 3, mode 4.
Mode 1 — руль высоты на левом стике, газ справа.
Mode 2 — наиболее часто встречаемый режим, потому что коптер будет повторять движения стиков. Руль высоты справа, газ — слева. При этом правый стик подпружинен по обеим осям и автоматически возвращается в центр; левый стик центрируется только по горизонтальной оси (рысканье, курс) и щелкает при вертикальном движении (если трещотки нет, то двигается с небольшим усилием) — т.е. при увеличении и уменьшении газа.
Mode 3 — тоже самое что и Mode 1, только элероны и руль направления поменяны местами.
Mode 4 — тоже самое что и Mode 2, только элероны и руль направления поменяны местами.
В некоторых передатчиках благодаря тому, что аппаратно стики одинаковые, легко меняются режимы Mode 1 на Mode 3 и наоборот; а также Mode 2 и Mode 4. Это достигается простой заменой канала элеронов и руля направления.
Нет правильного и неправильного выбора, это вопрос привычки. Если вы не знаете с чего начать, то выбирайте mode 2 , т.к. это наиболее популярная мода у пилотов коптеров, да и аппаратуру потом продать будет проще.
Рабочая частота
Самая популярная частота — 2,4 ГГц . Более низкие частоты тоже используются (27 МГц, 72 МГц, 433 МГц, 900 МГц и 1,3 МГц), но в нашем хобби (коптеры) они значительно менее популярны.
Если вам интересно, то вот краткое техническое описание.
Те, кто занимаются моделизмом довольно давно, должны помнить частоты 27 МГц и 72 МГц с номерами каналом и кварцами (кварцевые резонаторы нужны были для настройки на определенный канал, в приемнике ставился аналогичный кварц для привязки его к передатчику). Этой технологией пользовались десятилетиями, она позволяла передавать сигнал на большие расстояния, а сигнал хорошо огибал препятствия. Однако такой сигнал мог глушиться другими передатчиками, работающими на тех же частотах (даже при использовании разных брендов). Другой проблемой был размер антенн, их длина была порядка метра. Кварцы для выбора канала были не очень надежными, их легко можно было повредить; при полетах в компаниях их часто приходилось менять.
2,4 ГГц — новое поколение систем, в настоящее время это самая популярная частота для управления устройствами как летающими в небе, так и ездящими по земле. С появлением алгоритмов с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты , благодаря которым нет необходимости вручную выбирать частоты и каналы, эта частота стала стандартной для радиоуправляемых моделей. Антенна меньше, вес тоже меньше, но обычно радиус приема меньше, чем у 27/72 МГц (спорный вопрос, прим. перев).
Возможно вы слышали о других частотах, например, 1,3 ГГц, 868/900 МГц, 433 МГц; на этих частотах работает дальнобойное оборудование для тяжелых моделей.
Все производители передатчиков используют алгоритмы с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты, так что использовать аппаратуру стало очень просто. Программное обеспечение постоянно сканирует эфир для поиска наилучшей частоты, отслеживает помехи, и автоматически переходит на свободные каналы. Это происходит множество раз в секунду, так что вы не увидите пауз или сбоев управления, как это было раньше. Еще одно достоинство этих алгоритмов в том, что вы можете одновременно летать с другими пилотами, не боясь заглушить их аппаратуру.
Приёмники
Обычно в комплекте с передатчиком идет и приёмник. Важно помнить, что передатчики работают (как правило) с приемниками только того же производителя. Например, если вы купили FrSky Taranis, то нужно будет использовать приемники FrSky, или другие приемники, совместимые с FrSky.
Привязка приемника к передатчику — очень простой процесс, делать это нужно только один раз при покупке нового приемника. Большинство аппаратур управления позволяют использовать множество приемников. Т.е. вы можете создать несколько профилей разных моделей и менять для них настройки индивидуально. Просто прочтите инструкцию к вашему приёмнику.
После того как приёмник привязан к передатчику, он будет игнорировать команды других передатчиков.
Как выбрать приёмник
Ваши требования к приёмникам (доступность, размер, вес) также влияют и на выбор передатчика. Например, система FrSky стала популярной благодаря небольшому размеру приемников, она идеально подошла для миникоптеров.
В этом списке мы описали все самые .
На что обратить внимание при выборе передатчика?
Бюджет и число каналов
Диапазон цен просто огромный, начиная от дешевых передатчиков за $50 и заканчивая аппаратурой за $1000 и выше.
Если ваш бюджет ограничен, и вы не готовы потратить $200 за Taranis, тогда чтобы ощутить все прелести полетов есть смысл потратиться на дешевую 6 канальную аппаратуру. Позже, когда станете опытнее сможете приобрести более дорогой передатчик. Хотя, я думаю, вам следует приобрести один из нормальных передатчиков, которые мы порекомендуем ниже.
Железо и функционал
При выборе хорошего передатчика нужно учесть очень много вещей, например: экран (разрешение, подсветка и т.д.), как ощущаются стики (их качество), наличие памяти на несколько моделей, режим тренера и т.д. Кому-то нужны экспоненты и кривые, которые позволяют менять реакцию стиков, например, смягчают реакцию в центре (конечно, вы можете задать экспоненты и в полетном контроллере, что и предпочитает делать большинство пилотов, при этом не снижается точность передачи сигнала).
Некоторые передатчики можно программировать и перепрошивать. Их можно настраивать под себя, менять музыку, звуки, голосовые сообщения и многое другое. Прежде чем покупать изучите доступные варианты.
Эргономика
Эргономика — вещь достаточно личная, никто не сможет сказать вам, какой передатчик будет лучше лежать именно в ваших руках. Учтите вес передатчика, расположение стиков и тумблеров, насколько крупные у вас руки, длинные или нет пальцы, всё имеет значение.
Я не думаю, что нужно очень сильно этим заморачиваться. Передатчики, описанные здесь выпускаются компаниями, которые занимаются этим годами и они знают как сделать хороший передатчик. Если вы все еще сомневаетесь, тогда сходите на какое-нибудь местное мероприятие и попробуйте аппаратуру других пилотов.
Поддержка телеметрии
Чем больше я занимаюсь коптерами, тем больше ценю телеметрию. Это очень полезный функционал, он позволяет приемнику отправлять данные назад в аппаратуру управления, например, RSSI (уровень принимаемого сигнала), напряжение аккумулятора, потребляемый ток и т.д.
Возможность установки внешнего радиомодуля
Помимо встроенного радиомодуля, некоторые передатчики имеют отсек для внешнего модуля. Внешние модули могут работать на других частотах, например, на 433 МГц, вместо 2,4 ГГц или могут использовать системы/протоколы других брендов. Т.е. Taranis с модулем Orange можно использовать с приемниками Spektrum.
Зачем вкладываться в хороший передатчик?
Качественный передатчик — это долгосрочное вложение.
С дополнительными скриптами мы можем выполнять разные интересные вещи, например, настраивать PID коэффициенты или рейты прямо в полете. Т.е. наличие дополнительных каналов управления — это огромное преимущество. Еще одно преимущество хорошего передатчика — это возможность настраивать отдельные профили для разных моделей.
Еще одна фишка, которую «нужно иметь» — прямое подключение передатчика к компьютеру через USB, это позволяет вам использовать передатчик в симуляторах безо всяких дополнительных железок. Тренировка в позволит вам почувствовать стики и натренировать мышечную память. Некоторые дешевые передатчики в таких случаях требуют дополнительных усилий и железок.
Обзор популярных передатчиков
| Внешний вид | Модель | Кол-во каналов | Цена | |
 |
Flysky FS-T6 | 6 | $56 | |
 |
Spektrum DXe | 6 | $60 | |
 |
Turnigy Evolution | 8 | $68 | |
 |
Turnigy 9X (обзор, англ) | 8 | $73 | |
 |
Turnigy 9XR | 8 | $111 | |
 |
FrSky Taranis Q X7 ( , купить) | 16 | $110 | |
 |
Spektrum DX6e | 6 | $180 | |
 |
FrSky Taranis X9D Plus ( | FrSky Horus X12S (купить на GearBest , horusrc) | 16 | $500 |
 |
Spektrum DX9 Black | 9 | $600 |
Лично я предпочитаю Taranis X9D Plus и Taranis QX7 .
- Обе эти аппаратуры работают под управлением прошивки с открытым исходным кодом, OpenTX
- Совместимы с большим количеством приемников FrSky, которые поддерживают PWM, PPM, SBUS; они доступны по цене, маленькие по размеру и весят совсем немного
- У QX7 тумблеров меньше, чем у X9D; кроме того, меньше разрешение экрана, но это совсем не важно для коптеров. Некоторые говорят, что QX7 лучше лежит в руках чем X9D, хотя это дело личных предпочтений
Обновление (март 2017) — FrSky выпустила обновленную версию, X9D SE (Special Edition) в которой установлены стики на датчиках Холла (M9 Gimbals), корпус под карбон, новые тумблеры.
Мой опыт с самого начала
В самом начале я купил Turnigy 9X. Это было доступное решение за $60, дающее простор в плане самостоятельных апгрейдов! Вот мой обзор этой аппаратуры (англ). Но я быстро вырос, мне понадобился дополнительный функционал и поэтому купил Taranis X9D Plus.
В то же время вышла 9XR-Pro, которая была отличным обновлением 9X. Её функционал был как у более дорогих передатчиков, но стоила она значительно дешевле. Передатчик можно было перепрошить; а благодаря тому, что у него есть возможность установки внешнего радиомодуля, то получалось использовать с другими системами: Frsky, Orange (dsmx/dsm2). Благодаря поддержке сообщества появилось очень много модификаций.
Это был очень заманчивый вариант, но я рад, что купил X9D. Передатчик X9D позволяет делать очень многое, он стоит своих денег. X9D стал одним из самых популярных передатчиков в нашем хобби. Не говоря уже о доступности большого количества маленьких и легких приемников с телеметрией. Вот . Конечно, учтите, что есть более простая версия — .
Есть и другие топовые аппаратуры управления: Futaba T10/T18, Spektrum DX9/DX18, JR-XG11/XG14 и т.д. Вот, например, сравнение DX6 и Taranis (англ).
Самодельный передатчик
В 2013 году я попытался самостоятельно собрать передатчик. Но так и не протестировал его с коптерами.
История изменений
- Октябрь 2013 — первая версия статьи
- Июнь 2016 — обновление статьи
- Июнь 2017 — статья обновлена, добавлена информация о приемниках
Несмотря на то что квадрокоптеры крайне модная тема, выбирать компоненты для сборки своего аппарата по-прежнему не так просто. Выбор деталей для конкретного проекта - это мучительный поиск оптимального сочетания веса, мощности и функ-циональности. Поэтому прежде, чем окунуться в мир бесчисленных интернет-магазинов и безымянных китайских производителей, давай проделаем подготовительную работу.
Что такое квадрокоптер и для чего это надо
Мультироторы, они же мультикоптеры или просто коптеры, - это беспилотные летательные аппараты, предназначенные для развлечения, съемки фото и видео с воздуха или отработки автоматизированных систем.
Коптеры обычно различают по числу используемых моторов - начиная от бикоптера с двумя моторами (как GunShip из фильма «Аватар») и заканчивая октакоптером с восемью. На самом деле число моторов ограничено только твоей фантазией, бюджетом и возможностями полетного контроллера. Классическим вариантом является квадрокоптер с четырьмя моторами, расположенными на перекрещивающихся лучах. Такую конфигурацию еще в 1920 году попытался соорудить француз Этьен Омишен (Étienne Oehmichen), и в 1922 году у него это даже получилось. По сути, это самый простой и дешевый вариант сделать летательный аппарат, способный без особых проблем поднимать в воздух небольшие камеры вроде GoPro. Но если ты собираешься взлетать с серьезной фото- и видеотехникой, то стоит выбирать коптер с большим числом моторов - это не только увеличит грузоподъемность, но и добавит надежности, если в полете выйдет из строя один или несколько моторов.
Теория полета
В теории полета (аэродинамике) принято выделять три угла (или три оси вращения), которые задают ориентацию и направление вектора движения летательного аппарата. Проще говоря, летательный аппарат куда-то «смотрит» и куда-то двигается. Причем двигаться он может не туда, куда «смотрит». Даже самолеты в полете имеют какую-то составляющую «сноса», которая уводит их от курсового направления. А вертолеты вообще могут летать боком.
Три эти угла принято называть крен, тангаж и рыскание. Крен - это поворот аппарата вокруг его продольной оси (оси, которая проходит от носа до хвоста). Тангаж - это поворот вокруг его поперечной оси (клюет носом, задирает хвост). Рыскание - поворот вокруг вертикальной оси, больше всего похожий на поворот в «наземном» понимании.
Основные маневры (слева направо): движение по прямой, крен/тангаж и рыскание
В классической схеме вертолета основной винт при помощи автомата перекоса лопастей управляет креном и тангажем. Так как основной винт обладает ненулевым сопротивлением воздуха, у вертолета возникает вращающий момент, направленный в сторону, противоположную вращению винта, и, чтобы его скомпенсировать, у вертолета есть хвостовой винт. Изменяя производительность хвостового винта (оборотами или шагом), классический вертолет управляет своим рысканием. В нашем же случае все сложнее. У нас есть четыре винта, два из них вращаются по часовой стрелке, два - против часовой. В большинстве конфигураций используются винты с неизменяемым шагом и управлять можно только их оборотами. Если они все будут вращаться с одинаковой скоростью, то они скомпенсируют друг друга: рыскание, крен и тангаж будут нулевыми.
Если мы увеличим обороты одного винта, вращающегося по часовой стрелке, и уменьшим обороты другого винта, вращающегося по часовой стрелке, то мы сохраним общий момент вращения и рыскание по-прежнему будет нулевым, но крен или тангаж (в зависимости от того, где мы сделаем ему «нос») изменятся. А если мы увеличим обороты на обоих винтах, вращающихся по часовой стрелке, а на винтах, вращающихся против часовой стрелки, уменьшим (чтобы сохранить общую подъемную силу), то возникнет вращающий момент, который изменит угол рыскания. Понятное дело, что все это будем делать не мы сами, а бортовой компьютер, который будет принимать сигнал с ручек управления, добавлять поправки с акселерометра и гироскопа и крутить винтами, как ему надо. Для того чтобы спроектировать коптер, необходимо найти баланс между весом, временем полета, мощностью двигателей и другими характеристиками. Все это зависит от конкретных задач. Все хотят, чтобы коптер летал выше, быстрее и дольше, но в среднем время полета составляет от 10 до 20 минут в зависимости от емкости аккумулятора и общего полетного веса. Стоит запомнить, что все характеристики связаны между собой и, к примеру, увеличение емкости аккумулятора приведет к увеличению веса и, как следствие, к уменьшению времени полета. Чтобы узнать, сколько примерно твоя конструкция будет висеть в воздухе и сможет ли вообще оторваться от земли, существует хороший онлайн-калькулятор ecalc.ch . Но прежде чем вбивать в него данные, нужно сформулировать требования к будущему аппарату. Будешь ли ты устанавливать на аппарат камеру или другую технику? Насколько быстрым должен быть аппарат? Как далеко тебе нужно летать? Давай посмотрим на характеристики различных компонентов.
PX4 - бортовой компьютер с полноценной UNIX-системой
Рама
Основной момент, который нужно решить при выборе рамы, - будешь ли ты использовать готовую раму или же делать ее сам. С готовой рамой все проще, да и заказывать в любом случае придется множество деталей. При этом, учитывая цены в китайских магазинах, самодельный вариант может оказаться дороже. С другой стороны, собственную раму в случае аварии будет проще починить. Ну и, естественно, своими руками можно сделать любую, даже самую сумасшедшую конструкцию. Рассмотрим поподробнее самосборный вариант.
Сделать раму можно из любых подручных материалов (дерево, алюминий, пластик и так далее). Можно подойти чуть серьезнее и выпилить ее на ЧПУ-станке из плетеного карбона, причем можно усложнить задачу и сделать складную конструкцию.
Самый простой вариант для любителей DIY - пойти в OBI, «Леруа Мерлен» или на строительный рынок и купить квадратную алюминиевую трубу 12 × 12, а также алюминиевый лист толщиной в 1,5 мм. Для того чтобы сделать раму из таких материалов типа «четыре палки и крепеж», достаточно дрели или ножовки по металлу. Но нужно быть готовым к тому, что такая конструкция прослужит недолго. Все-таки все эти профили делают из очень мягкого материала (АД31/АД33), при полетах он будет легко гнуться.
Oehmichen № 2, пилотируемый квадрокоптер французского инженере Этьена Омишена, запущенный в 1922 году
В качестве образца для твоей рамы можно взять упрощенную заводскую раму или же найти в интернете готовый чертеж. Более сложные материалы (например, углепластик) можно заменить на алюминий - если и получится тяжелее, то ненамного. В любом случае стоит обращать внимание на длину и симметричность лучей. Длина лучей выбирается исходя из диаметра используемых пропеллеров, так, чтобы после их установки расстояние между окружностями вращающихся винтов было не менее 1–2 см, и уж тем более эти окружности не должны пересекаться. Моторы, устанавливаемые на лучах, должны быть равноудалены от центра рамы, где будет располагаться «мозг», и (в большинстве случаев) находиться на одном расстоянии друг от друга, образуя равносторонний многоугольник.
При проектировании стоит учесть, что центр рамы должен совпадать с центром тяжести, поэтому установить аккумулятор сзади между лучами - плохая идея, если он не будет скомпенсирован грузом спереди, например камерой. Продумай, на что будет приземляться твой аппарат, для новичков можно посоветовать приспособить что-то мягкое на «пузе» или концах лучей, например плотный поролон или теннисные мячики. А также защити аккумулятор на случай неудачного приземления, например установи его между пластинами рамы или расположи под высокими посадочными лыжами.
info
Полет от первого лица (FPV) очень захватывает, особенно если пользоваться видео-очками и HeadTracker’ом, который будет повторять движения головы на подвесе FPV-камеры, создавая ощущение, что находишься в кабине пилота.
Моторы и пропеллеры
Из-за вращения моторов в разные стороны приходится использовать разнонаправленные пропеллеры: прямого вращения (против часовой) и обратного вращения (по часовой). Обычно используются двухлопастные пропеллеры, их легче балансировать и найти магазинах, в то время как трехлопастные дадут больше тяги при меньшем диаметре винта, но доставят много головной боли при балансировке. Плохой (дешевый и неотбалансированный) пропеллер может развалиться в полете или вызвать сильные вибрации, которые передадутся на датчики полетного контроллера. Это приведет к серьезным проблемам со стабилизацией и вызовет сильное смазывание и «желе» на видео, если ты снимаешь что-то с коптера или летаешь с видом от первого лица.
Регулятор скорости,он же ESC
У любого пропеллера есть два основных параметра: диаметр и шаг. Их обозначают по-разному: 10 × 4.5, 10 × 45 или просто 1045. Это означает, что диаметр пропеллера 10 дюймов, а его шаг 4,5 дюйма. Чем длиннее пропеллер и больше шаг, тем большую тягу он сможет создавать, но при этом повысится нагрузка на мотор и увеличится потребление тока, в результате он может сильно перегреться и электроника выйдет из строя. Поэтому винты подбираются под мотор. Ну или мотор под винты, тут как посмотреть. Обычно на сайтах продавцов моторов можно встретить информацию о рекомендуемых пропеллерах и аккумуляторах для выбранного мотора, а также тесты создаваемой тяги и эффективности. Существуют и пропеллеры с изменяемым шагом, что в теории повысит маневренность, но в реальности добавит сложную механику, имеющую свойство изнашиваться и ломаться с последующим дорогостоящим ремонтом.
Также чем больше винт, тем больше его инерция. Если нужна маневренность, лучше выбрать винты с большим шагом или трехлопастные. Они при том же размере создают тягу в 1,2–1,5 раза больше. Понятно, что винты и скорость их вращения нужно подбирать так, чтобы они смогли создать тягу большую, чем вес аппарата.
И наконец, бесколлекторные моторы. У моторов есть ключевой параметр - kV. Это количество оборотов в минуту, которые сделает мотор, на поданный вольт напряжения. Это не мощность мотора, это его, скажем так, «передаточное число». Чем меньше kV, тем меньше оборотов, но выше крутящий момент. Чем больше kV при той же мощности, тем больше оборотов и ниже момент. При выборе мотора ориентируются на то, что в штатном режиме он будет работать при мощности 50% от максимальной. Не стоит думать, что чем kV больше - тем лучше, для коптеров с типичной 3S-батареей рекомендуемое число находится в диапазоне от 700 до 1000 kV.
info
Более прочный материал - дюраль (Д16Т). Практически не гнется, достаточно пружинистый, и его применяют в авиации. Профили из него в ОБИ не продаются, но можно поймать на Митинском рынке на третьем этаже, на рынке ТВЦ «Строй» тоже были.
Питание и контроллеры питания
Капитан подсказывает: чем больше мощность мотора, тем больше батарейка ему нужна. Большая батарейка - это не только емкость (читай, время полета), но и максимальный ток, которая она отдает. Но чем больше батарейка, тем больше и ее вес, что вынуждает скорректировать наши прикидки относительно винтов и моторов. На сегодняшний день все используют литий-полимерные батарейки (LiPo). Они легкие, емкие, с высоким током разрядки. Единственный минус - при отрицательных температурах работают плохо, но если их держать в кармане и подключать непосредственно перед полетом, то во время разряда они сами слегка разогреваются и не успевают замерзнуть. LiPo-элементы вырабатывают напряжение 3,7 В.
При выборе батареи стоит обращать внимание на три ее параметра: емкость, измеряемую в миллиампер-часах, максимальный ток разряда в емкостях аккумулятора (С) и число ячеек (S). Первые два параметра связаны между собой, и при их перемножении ты узнаешь, сколько тока сможет отдавать этот аккумулятор продолжительное время. Например, твои моторы потребляют 10 А каждый и их четыре штуки, а батарея имеет параметры 2200 мА · ч 30/40C, таким образом, коптеру требуется 4 10 A = 40 A, а батарея может выдавать 2,2 A 30 = 66 A или 2,2 А 40 = 88 А в течение 5–10 секунд, что явно будет достаточно для питания аппарата. Также эти коэффициенты напрямую влияют на вес аккумулятора. Внимание! Если тока будет не хватать, то в лучшем случае батарея надуется и выйдет из строя, а в худшем загорится или взорвется; это же может произойти при коротком замыкании, повреждении или неправильных условиях хранения и зарядки, поэтому используй специализированные зарядные устройства, аккумуляторы храни в специальных негорючих пакетах и летай с «пищалкой», которая предупредит о разрядке. Число ячеек (S) указывает на количество LiPo-элементов в батарее, каждый элемент выдает 3,7 В, и, например, 3S-аккумулятор будет отдавать примерно 11,1 В. Стоит обращать внимание на этот параметр, так как от него зависят скорость оборотов моторов и тип используемых регуляторов.
Элементы батареи объединяют последовательно или параллельно. При последовательном включении увеличивается напряжение, при параллельном - емкость. Схему подключения элементов в батарее можно понять по ее маркировке. Например, 3S1P (или просто 3S) - это три последовательно подключенных элемента. Напряжение такой батареи будет 11,1 В. 4S2P - это восемь элементов, две группы, подключенных параллельно по четыре последовательных элемента.
Однако моторы подключаются к батарее не напрямую, а через так называемые регуляторы скорости. Регуляторы скорости (они же «регули» или ESC) управляют скоростью вращения моторов, заставляя твой коптер балансировать на месте или лететь в нужном направлении. Большинство регуляторов имеют встроенный стабилизатор тока на 5 В, от которого можно питать электронику (в частности, «мозг»), можно использовать отдельный стабилизатор тока (UBEC). Выбираются контроллеры скорости исходя из потребления мотором тока, а также возможности перепрошивки. Обычные регули довольно медлительны в плане отклика на поступающий сигнал и имеют множество лишних настроек для коптеростроительства, поэтому их перепрошивают кастомными прошивками SimonK или BLHeli. Китайцы и тут подсуетились, и часто можно встретить регуляторы скорости с уже обновленной прошивкой. Не забывай, что такие регули не следят за состоянием аккумулятора и могут разрядить его ниже 3,0 В на банку, что приведет к его порче. Но в то же время на обычных ESC стоит переключить тип используемого аккумулятора с LiPo на NiMH или отключить уменьшение оборотов при разрядке источника питания (согласно инструкции), чтобы под конец полета внезапно не отключился мотор и твой беспилотник не упал.
Моторы подключаются к регулятору скорости тремя проводами, последовательность не имеет значения, но если поменять любые два из трех проводов местами, то мотор будет вращаться в обратном направлении, что очень важно для коптеров.
Два силовых провода, идущих от регулятора, надо подключить к батарейке. НЕ ПЕРЕПУТАЙ ПОЛЯРНОСТЬ! Вообще, для удобства регуляторы подключают не к самой батарейке, а к так называемому Power Distribution Module - модулю распределения энергии. Это, в общем-то, просто плата, на которой припаяны силовые провода регуляторов, распаяны разветвления для них и припаян силовой кабель, идущий к батарее. Конечно, батарею не надо припаивать, а надо соединить через разъем. Ты же не хочешь перепаивать батарею каждый раз, как она сядет.
Бортовой компьютер и сенсоры
Выбор полетных контроллеров для коптеров очень велик - начиная от простого и дешевого KapteinKUK и нескольких open source проектов под Arduino-совместимые контроллеры до дорогого коммерческого DJI Wookong. Если ты настоящий хакер, то закрытые контроллеры тебя не должны сильно интересовать, в то время как открытые проекты, да еще и основанные на популярной ардуинке, привлекут многих программистов. О возможностях любого полетного контроллера можно судить по используемым в нем датчикам:
Гироскоп позволяет удерживать коптер под определенным углом и стоит во всех контроллерах; акселерометр помогает определить положение коптера относительно земли и выравнивает его параллельно горизонту (комфортный полет); барометр дает возможность удерживать аппарат на определенной высоте. На показания этого датчика очень сильно влияют потоки воздуха от пропеллеров, поэтому стоит прятать его под кусок поролона или губки; компас и GPS вместе добавляют такие функции, как удержание курса, удержание позиции, возврат на точку старта и выполнение маршрутных заданий (автономный полет). К установке компаса стоит подойти внимательно, так как на его показания сильно влияют расположенные рядом металлические объекты или силовые провода, из-за чего «мозги» не смогут определить верное направление движения; сонар или УЗ-дальномер используется для более точного удержания высоты и автономной посадки; оптический сенсор от мышки используется для удержания позиции на малых высотах; датчики тока определяют оставшийся заряд аккумулятора и могут активировать функции возврата на точку старта или приземление.
Сейчас существует три основных открытых проекта: MultiWii, ArduCopter и его портированная версия MegaPirateNG. MultiWii самый простой из них, для запуска требует Arduino с процессором 328p, 32u4 или 1280/2560 и хотя бы одним датчиком-гироскопом. ArduCopter - проект, напичканный всевозможным функционалом от простого висения до выполнения сложных маршрутных заданий, но требует особого железа, основанного на двух чипах ATmega. MegaPirateNG - это клон ArduCopter, который способен запускаться на обычной ардуине с чипом 2560 и минимальным набором датчиков из гироскопа, акселерометра, барометра и компаса. Поддерживает все те же возможности, что и оригинал, но всегда догоняет в развитии.
Продвинутый девяти-канальный пульт
С железом для открытых проектов аналогичная ситуация, как и с рамами для коптера, то есть ты можешь купить готовый контроллер или собрать его самостоятельно с нуля или на основе Arduino. Перед покупкой стоит всегда обращать внимание на используемые в плате датчики, так как развитие технологий не стоит на месте, а старье китайцам как-то надо распродать, к тому же не все сенсоры могут поддерживаться открытыми прошивками.
Наконец, стоит упомянуть еще один компьютер - PX4, отличающийся от клонов Arduino тем, что у него есть UNIX-подобная операционная система реального времени, с шеллом, процессами и всеми делами. Но надо предупредить, что PX4 - платформа новая и довольно сырая. Сразу после сборки не полетит.
Настройка полетных параметров, как и программы настройки, очень индивидуальна для каждого проекта, а теория по ней могла бы занять еще одну статью, поэтому вкратце: почти все прошивки для мультикоптеров основаны на PID-регуляторе, и основной параметр, требующий вмешательства, - пропорциональная составляющая, обозначаемая как P или rateP. Если при взлете твой коптер дергается из стороны в сторону, то это значение надо уменьшать, если же вяло реагирует на внешние воздействия, то наоборот - повышать, остальные нюансы ты сможешь найти в инструкциях и на сайтах разработчиков.
Безопасность
Все новички, думая о безопасности, вспоминают AR.Drone и его защиту винтов. Это хороший вариант, и он работает, но только на мелких и легких аппаратах, а когда вес твоего коптера начинает приближаться к двум килограммам или давно перевалил за эту цифру, то спасти может только прочная железная конструкция, которая будет весить очень много и, как ты понимаешь, сильно уменьшит грузоподъемность и автономность полета. Поэтому лучше сперва тренироваться подальше от людей и имущества, которое можно повредить, а уже по мере улучшения навыков защита станет и не нужна. Но даже если ты пилот со стажем, то не забывай о технике безопасности и продумывай возможные негативные последствия твоего полета при нештатных ситуациях, особенно при полетах в людных местах. Не стоит забывать, что сбой контроллера или канала связи может привести к тому, что аппарат улетит от тебя далеко, и тогда для поиска может пригодиться GPS-трекер, установленный заранее на коптер, или же простая, но очень громкая пищалка, по звуку которой ты сможешь определить его местоположение. Настрой и заранее проверь функцию fail safe твоего полетного контроллера, которая поможет приземлиться или вернуть коптер на точку старта при потере сигнала с пульта.
Управление
Немного про радиоаппаратуру. Сейчас практически все передатчики для летающих моделей работают на частоте 2,4 ГГц. Они достаточно дальнобойные, и этот частотный диапазон не так зашумлен, как, например, 900 МГц. Для полета вообще-то достаточно четырех каналов: газ, рыскание, тангаж, крен. Ну а восьми каналов точно хватит и на что-нибудь еще.
info
Для полетов с камерой обзаведись подвесом, который будет удерживать камеру параллельно горизонту при маневрах, а также поможет управлять наклоном камеры. Большинство контроллеров имеют выходы для стабилизации подвесов с сервоприводом, а также выход для переключателя управления кнопкой спуска камеры.
Комплект обычно состоит из самого пульта и приемника. На приемнике находятся ручки управления и дополнительные кнопки. Обычно выбирают аппаратуру Mode2, когда левый стик управляет газом и поворотом, а правый - наклонами коптера. Все ручки, кроме газа, подпружинены и возвращаются в начальное положение при отпускании. Также стоит обращать внимание на количество каналов. Для беспилотника потребуется четыре канала управления и один канал для переключения режимов полета, кроме того, могут потребоваться дополнительные каналы для управления камерой, для настройки или для особых режимов полетного контроллера. При выборе пульта стоит также учитывать возможность смены радиомодуля, чтобы в будущем его можно было легко обновить.
Перед постройкой квадрокоптера вы в первую очередь должны обратить внимание на выбор аппаратуры радиоуправления. Наиболее частый вопрос от новичков — это как выбрать пульт радиоуправления.
В этой статье мы рассмотрим основные моменты связанные с радиоаппаратурой и что наиболее важно при покупке: цена, число каналов, варианты исполнения, частота и другие функции.
Каналы.
Число каналов определяет сколько отдельных функции летательного аппарата можно удаленно контролировать.
Например, канал 1 для газа, канал 2 для рысканья (поворот влево или вправо), канал 3 для тангажа (наклон вверх или вниз), канал 4 для крена (наклона влево или вправо).
Как вы видите, минимальное количество каналов для управления квадрокоптером равно четырем (тангаж, рысканье, крен, газ).
Если на передатчике есть дополнительные каналы, они обычно используются, как AUX каналы для переключателей и потенциометров. Вы можете применять их для изменения полетных режимов и включения различных функций на квадрокоптере.
Передатчики с шестью и более каналов стоят дороже, но обычно лучшего качества и имеют больше фунций, чем 4 и 5 канальные пульты управления.
Рукоятка управления радиопередатчика называется подвесом. (не путайте с подвесом камеры).
Варианты исполнения. (mode)
Существует четыре разных варианта исполнения — mode 1, mode 2, mode 3 и mode 4. Их основное отличие в конфигурации управления.
Вариант 1 (mode 1) — руль высоты находится слева, стик управления уровнем газа справа.
Вариант 2 (mode 2)
чаще всего применяется для управления квадрокоптерами, так как стик аппаратуры отвечает за передвижение коптера. В этом варианте руль высоты находится справа, а газ слева. Правый джойстик подпружинен и возвращается в центральное положение, в то время как левый джойстик возвращается в центр только по оси рысканья (поворот влево и вправо). Уровень газа остается в постоянном положении. 
Вариант 3 (mode 3) – такой же как и mode 1 за исключением того, что элероны и руль направления поменяны местами.
Вариант 4 (mode 4) —
такой же как и mode 2 за исключением того, что элероны и руль направления поменяны местами. 
На многих передатчиках можно поменять местами стики для изменения варианта аппаратуры.
Рабочая частота
В аппаратуре радиоуправления в основном применяются следующие радиочастоты 2.4GHz , 27MHz , 72MHz , 433MHz , 900MHz и 1.3GHz . В настоящее время наибольшее распространение получила частота 2.4GHz, остальные используются для специфических задач. Дальше мы остановимся на некоторых технических особенностях.
Если вы достаточно давно занимаетесь авиамоделизмом, то должны помнить аппаратуру с частотой 27MHz и 72MHz , где применялись частотные кристаллы (кварц) для смены каналов. Аппаратура на данной частоте обладала большим радиусом действия и хорошей проникаемостью через препятствия. Но вы могли легко попасть под действие другой аппаратуры использующей туже частоту (даже другого бренда). Другой проблемой являлось большая длина антенны(около 1 метра). Кристаллы применяемые для смены каналов были также неудобны, легко ломались и при полетах в компании приходилось постоянно их менять.
Сейчас применяется более новые системы радиоуправления работающие на частоте 2.4GHz . Данная частота стала стандартной для радиоуправляемых моделей после появления протоколов, которые позволяли автоматически менять частоту, не беспокоясь о помехах создаваемых другими пилотами. У аппаратуры на 2.4Ghz маленькая антенна и ее легко переносить, но она обладает меньшим радиусом действия, чем на 27/72Mhz.
Аппаратура с частотой 1.3ghz, 900mhz и 433MHz в основном применяется для увеличения дальности приема и на больших летательных аппаратах.
Все производители аппаратуры радиоуправления перешли на технологию переключения каналов, что значительно упрощает настройку и использование. Суть технологии состоит в том, что программное обеспечение постоянно сканирует эфир в поисках наилучшего канала. Если на текущем канале появится помеха, программа автоматически перейдет на другой доступный канал. Все это происходит много раз в секунду, поэтому нет никаких глюков и помех от других передатчиков.
Совместимость радиопередатчика и приемника.
Передатчик обычно поставляется с приемником. Обратите внимание, что некоторые бренды передатчиков работают только с приемниками своего бренда. Это означает, что в случае поломки приемника желательно купить такой же.
Но это не всегда так, есть способы использовать приемники, которые работают на одном и том же протоколе (например, spektrum). Обязательно перед покупкой проверьте и спросите продавца о совместимости приемника с вашим передатчиком.
Привязка приемника к передатчику достаточно простая операция и требуется только при первом включении новой аппаратуры радиоуправления. Наиболее продвинутые передатчики позволяют привязать несколько приемников и сохранить каждый со своими настройками.
Какой радиопередатчик купить?
Бюджет и число каналов.
Цена на аппаратуру радиоуправления колеблется от $20 до свыше $1000. Чем дешевле пульт управления, тем хуже качество может оказаться (корпус, подвесы, переключатели и т.д.) и тем меньшее число каналов вы получите.
Если у вас небольшой бюджет и вы не на столько преданы хобби, то берите дешевую 5 или 6 канальную аппаратуру управления. С ней вы попробуйте летать и позже обновите на более качественную, когда вы наберетесь опыта и будете знать, что вам конкретно нужно. Так же неплохо, чтобы была запасная аппаратура на всякий случай.
Но если вы решили серьезно заниматься квадрокоптерами и планируете выполнять полеты по GPS, управлять подвесом и т.д. то лучше сразу покупайте аппаратуру на 8 каналов.
Аппаратная часть.
Много сомнений возникает при выборе хорошего пульта управления, когда дело доходит до рассмотрения отдельных деталей: есть ли подсветка у экрана, насколько плавно ходят стики, сколько отдельных моделей можно сохранить, тренировочные функции и т.д. Некоторым также будут нужны функции эскпонирования и настройки кривых для изменения отклика на перемещение стиков (хотя эту операцию можно сделать программно при настройке полетного контроллера, что многие пилоты и предпочитают).
Некоторые радиопередатчики поддерживают программирование загрузку пользовательских прошивок. Вы можете загружать музыку и голосовые записи.
Зачем вкладываться в хороший передатчик?
Пульт радиоуправления — это долгосрочные инвестиции.
В таких программах, как cleanflight, вы можете задействовать дополнительные каналы для настройки квадрокоптера в полете. Поэтому будет очень неплохо, если у вашего пульта управления есть свободные AUX каналы. Также очень удобно, когда на пульте можно сохранить настройки для нескольких летательных аппаратов.
Кроме того, дорогие передатчики можно подключить напрямую к компьютеру через USB разъем и использовать в полетных симуляторах. Это позволяет не только почувствовать стики, но помогает совершенствовать свои полетные навыки, даже когда вы станете опытным пилотом. В симуляторе вы будете пользоваться именно своим пультом и сможете попрактиковаться в использовании его функций прежде чем взлететь на настоящем квадрокоптере. . Конечно, некоторые дешевые передатчики тоже можно подключить к симулятору, но понадобиться купить дополнительные аксессуары и выполнить дополнительные настройки.
При небольшом бюджете Turnigy 9X относительно доступна и обладает потенциалом для самостоятельных модификаций.
9XR или 9XR-Pro на шаг выше 9X. Эти пульты управления имеют туже функциональность, как другие дорогие пульты, но при супер низкой цене. Аппаратуру 9XR можно программировать, загружать прошивки, звуки и музыку. При использовании сменных радиомодулей становятся доступны различные протоколы Frsky, Orange (dsmx/dsm2).
Если позволяет бюджет, то попробуйте Frsky Taranis. Это один из лучших и наиболее популярных передатчиков с адекватной ценой.
Наиболее дорогие передатчики — это Futaba T10/T18, Spektrum DX9/DX18, JR-XG11/XG14.
Купить пульты радио управления в Иркутске можно в нашем интернет магазине
Если вы давно имеете дело с авиамоделями, серьезно увлекаетесь винтокрылой техникой, следите за тенденциями моделизма, вас непременно будет преследовать желание усовершенствовать свою модель, а вместе с ним вопрос: «Как подобрать пульт к радиоуправляемому вертолету?»
Дешевый пульт для вертолета - деньги на ветер
Самый доступный вариант пульта для вертолета на радиоуправлении - 2-х и 3-х канальные. Но стоит учитывать, что обратной стороной такой экономии станет ограниченная функциональность. Это самый простой, примитивный передатчик, и набора его возможностей едва ли хватит для нормального полета. Такая модель вам быстро надоест и не принесет ожидаемого удовольствия. Полноценный 3-канальный пульт сгодится для «комнатных» вертолетов и детских игрушек. Модели с таким управлением могут летать вверх-вниз, вперед-назад и делать повороты.
Оптимальным вариантом для авиамоделистов, которые используют вертолет для хобби и развлечения, станут 4-канальные пульты. Помимо перечисленных выше функций, у них добавляется движение боком (крен). Аппаратура может использовать как помехозащищенный диапазон 2.4GHz, так и мегагерцовый канал.
Полеты боком выполняются с помощью автомата перекоса - это специальный механизм, расположенный возле основания лопастей, который по соответствующей команде наклоняет ротор в ту или иную сторону, а летательный аппарат совершает крен.
Для настоящих асов, ценителей профессиональной техники и больших пилотажных машин, нужна самая «продвинутая», многофункциональная и надежная аппаратура.
Пульт для вертолета на радиоуправлении на 5 и больше каналов называют компьютерным. Все дело не в устройстве, а наличии специального жидкокристаллического дисплея, на котором транслируются все самые важные для полета данные. Такой передатчик можно настроить сразу на несколько моделей и запрограммировать на необходимые для вас функции: микширование (сочетание) каналов, экспоненциальное отклонение рулей, ограничение хода рулевых машинок и т.д.
Относитесь внимательно к выбору 6-канальной аппаратуры. Она может быть универсальной, для всех авиамоделей: самолетов, вертолетов, планеров, мультикоптеров, так и предназначенной только для устройств определенного типа.
Самые надежные пульты для квадрокоптеров
Аналогично решается вопрос, как выбрать пульт для квадрокоптера. Многие мультироторные летательные аппараты, если они не имеют своей оригинальной аппы, отлично сочетаются с вертолетным ДУ. Необходимостью покупки пульта для квадрокоптера также озадачены все, кто решили заняться самостоятельной сборкой беспилотника. Поэтому мы более детально остановимся на критериях подбора аппаратуры управления для квадрокоптера.
Первым делом необходимо учитывать расположение органов управления (ручек, стиков, кнопок) на пульте управления. Самыми удобными считаются передатчики типа Mode2, когда джойстик, отвечающий за газ и повороты, расположен под левую руку, а наклоны выполняются правой рукой. На всех рычагах, кроме газа, предусмотрена пружина для возвращения в нейтральное положение.
Для нормального полета квадрокоптера также достаточно 4-х каналов (газ, рыскание, тангаж, крен), но если вы хотите задействовать вспомогательные операции: управление подвесом камеры, автоматический полет по GPS, захват и транспортировка грузов, вам потребуется пульт с большим числом каналом.
Во всяком случае, универсальный ответ на вопрос «Какой пульт для квадрокоптера купить?» - чем больше каналов, тем лучше. Берите про запас, и когда буде наращивать функционал своего квадрика, у вас точно не возникнет проблем.
Еще один показатель, который заслуживает вашего внимания - это стандарт передачи сигнала. Чаще всего можно встретить передатчики, которые работают в диапазонах 27 МГц, 40 МГц и 2.4 ГГц. Небольшая доля отводится моделям с инфракрасным сигналом.
Если вы выбираете пульт для серьезных намерений, стоит смотреть в сторону 2,4 ГГц передатчиков. Они отличаются хорошей дальностью действия, не зашумленным диапазоном и устойчивостью перед помехами. Остальные варианты не такие дальнобойные и надежные.
Еще один вид связи, который активно применяется с квадрокоптерами - Wi-Fi соедирнение. Управлять беспилотником с помощью смартфона или планшета очень удобно: вам не нужно привыкать к интерфейсу, на экране можно просматривать видео, не нужно дополнительно покупать монитор и возить его к месту полетов. Управлять движением, контролировать скорость и высоту, делать фото и записывать видео ролики можно одним касанием пальца. Тем, кто с различными мультимедийными гаджетами «на ты», такой вид пульта для квадрокоптера придется по душе.
Главный недостаток Wi-Fi передачи данных - небольшой радиус действия. Но если использовать мобильные устройства как дополнение к профессиональной аппаратуре - это себя оправдывает.
Если же вы планируете летать на квадрокоптере не только ради удовольствия, но и чтобы получать качественные фото и видео материалы, ответом на вопрос «Какой пульт для квадрокоптера купить» - будет «Только с FailSafe!».
При потере связи между передатчиком и приемником (т.е. между моделью и пилотом), режим FailSafe автоматически дает указание контроллеру вернуть квадрокоптер в точку взлета. Очень полезная опция, если вы летаете в условиях города, где радиоэфир сильно зашумлен, или если вы еще не обладаете достаточными навыками обращения с дроном.
Немного по-другому работает другой режим - Hold. При потере сигнала, система еще раз дублирует последний сигнал, который будет выполняться, пока пилот снова не сможет взять управление под свой контроль. Режим Hold убережет вашу модель от аварий и падений, поэтому для дорогостоящих аппаратов его наличие обязательно!
Подведем итог всему, о чем мы говорили выше:
- Для хобийных вертолетов и мультикоптеров нужен пульт управления на 4 - 6 каналов;
- Аппаратам профессионального назначения стоит покупать аппаратуру от 5 каналов и выше;
- Пульт с частотой 2.4 ГГц не боится помех;
- Летать только по Wi-Fi можно на небольшие дистанции;
- Профессиональным квадрокоптерам обязательно нужны режимы FailSafe и Hold.
Теперь вы знаете, как не растеряться в ассортименте ДУ, и сможете самостоятельно выбрать аппаратуру к , пульт управления самолетом радиоуправляемым и т.д. Специалисты магазина «Planeta Hobby» всегда готовы прийти вам на помощь и порекомендовать лучшие варианты из ассортимента.
