квадрокоптеры

Радиоуправляемый квадрокоптер за короткий промежуток времени достиг популярности, которая сравнима с выходом смартфонов на общедоступный рынок. Но не многие знают, что радиоуправляемый квадрокоптер существует с 1920-х годов. (Хотя, самый первый беспилотник (БПЛА) был использован в 1849 году. Новатором была австрийская армия. Это были воздушные шары с автоматическим сбросом фугас. Для бомбардировки Венеции). Технологии развиваются молниеносно, сейчас любой желающий может купить квадрокоптер в Москве или в любой точке земного шара.

Дроны бывают для:
- детей;
- новичков;
- профессионалов;
- фотосъмки;
- видеосъмки.
- военных целей;
- перевозки грузов;
- осмотра мостов и факельных стоек и промышленных дымоходных башен;
- отслеживания дикой природы
- коммерция.

И этот список можно продолжать пока не закончится фантазия.

Хотите купить квадрокоптер? 

Вы уже поняли, что дронов много. В магазине Бибай вы сможете найти любой радиоуправляемый квадрокоптер, но какой выбрать? Давайте ознакомимся с принципом работы дронов квадрокоптеров и их функциями. 

Радиоуправляемый квадрокоптер - это беспилотный летательный аппарат с лопастями ротора. Лопасти приводятся в движение бесщеточными двигателями постоянного тока ( каждая лопасть имеет собственный двигатель). Два ротора вращаются по часовой стрелке, два против часовой стрелки. Это позволяет дрону стартовать и приземляться вертикально. Двигатели установлены на конце четырех стрел. Источник энергии - литий-полимерная батарея, которую рекомендуем НЕ разряжать ниже 20%.

Функции.

1. Квадрокоптер с камерой.

• По данной функции дроны бывают трех типов:
• Камера встроена в дрон (стационарная);
• Камера крепится при помощи кронштейна;
• Камера отсутствует.

Квадрокоптер с камерой, преимущества:

• С ней веселей;
• Можно рассмотреть мир с высоты птичьего полета;
• Можно контролировать местонахождения БПЛА.

Преимущества камеры, которая крепится к кронштейну: Вы можете сами решать какого качество фотографии или аэросъемки хотите снимать. То есть Вы можете изменить камеру на более мощную. Правда это уже относится больше к профессиональным фотографам, блогерам. Детский квадрокоптер в основном производят без камеры. Либо с камерой, объектив которой как у смартфона. Нет стабилизирующего устройства.  Качество, такой камеры оставляет желать лучшего. Так как детский квадрокоптер нужен для развлечения и  (это недорогие квадрокоптеры). 

2. FPV квадрокоптер (First Person View) — вид от первого лица. 

FPV квадрокоптер использует два канала радиосвязи:

- один для управления дроном (2.4GHZ);

- второй - это видео-радиоканал, для получения изображения в реальном времени. 

Плюсы:
- Риск повредить квадрик, когда он далеко - минимален. Потому что Вы видите все препятствия на пути полета. Дальше дело реакции и опыта управления.
- FPV дрон легко управляем на больших расстояниях. 

Минусы:
- Цена дрона больше.

Типы FPV:

1. аналоговый:
- 2,4 ГГц;
- 5,8 ГГц.

2. цифровой (2,4 ГГц).

Аналоговый диапазон 2,4 ГГц не популярен. Нас окружает много предметов, которые работают в этом диапазоне. Это влияет на качество картинки. Она получается плохого качества (размыта) и с шумами. Управлять FPV дроном с таким диапазоном в городе будет проблемно. Но за городом - одно удовольствие. 

Аналоговый диапазон 5,8 ГГц лучшее, что есть сейчас. Этот диапазон используют на профессиональных и гоночных БПЛА. Задержка картинки настолько мала, что не заметна человеческому глазу. Инженеры смогли этого достичь при помощи баланса между пропускной способностью и дальностью.
Цифровой FPV по Wi-fi (2,4 ГГц) самый популярный диапазон для недорогого квадрокоптера. Первая причина: дешевый передатчик. Вторая - отсутствие монитора. В его роли выступит смартфон, планшет.

Изображение полета выводится на дистанционный пульт, смартфон, 3D очки. Помимо изображения Вы еще увидите индикатор заряда батареи, высота, дальность полета и т.д.

Принцип управления пультом или смартфоном одинаков. Но качество передаваемой картинки разное. Управление пультом точное. Для профессиональных, гоночных дронов редко используют смартфоны. Но если используют, то для уточнения, настройки параметров (численно задать высоту полета, скорректировать настройки камеры и другие). Само управление происходит джойстиком. Есть радиоуправляемые квадрокоптеры, которые полностью управляются смартфоном. Это игрушечные, детские квадрокоптеры. Если квадрик можно подключить к смартфону, то он будет совместим с операционными система Android, IOS.

3. Тип двигателя.

- Коллекторный;

- Бесколлекторный.

В чем разница между коллекторным и бесколлекторным двигателем?

Работа коллекторного двигателя очень проста. Напряжение подается при помощи постоянного тока от источника питания (аккумулятор, батарея) - модель начинает двигаться. Для того чтобы изменить направление движения, достаточно при помощи реле изменить направление полюсов и теперь дрон летит не вперед, а назад. Из-за своей простоты коллекторный двигатель стоит недорого. А КПД составляет 60%.

Плюсы:
- Маленький размер;
- Небольшой вес;
- Цена;
- Простота ремонта.

Минусы:
- Низкий КПД;
- Скорость полета медленнее чем на бесколлекторном двигателе;
- Мотор быстро перегревается из-за трения щеток о коллектор.
- Повышенный износ.

Бесколлекторный двигатель состоит из ротора (плюс постоянные магниты), статора (с обмотками). Эта конструкция повышает износостойкость. КПД составляет 95%. Из-за характеристик износостойкости стоимость бесколлекторного двигателя больше.

Плюсы:
- Повышенная скорость полета;
- Износостойкий;
- Защита от пыли и влаги.

Минусы:
- Цена;
- Ремонт тоже дороже.

4. Время работы. Дальность полета.

Время полета дрона зависит от емкости аккумулятора. На расход энергии аккумуляторной батареи влияет камера. Если дрон с камерой, у нее нет своего источника питания, соответственно потребляется энергия батареи. Камера, которая крепится на кронштейн так же потребляет энергию дрона, хотя у нее есть собственный аккумулятор. Увеличенное потребление энергии связано с дополнительным весом. Увеличение веса = увеличение нагрузки = уровень заряда батареи снижается быстрее. Если Вы опытный пилот, то для снижения веса дрона можно убрать защитные элементы. Если Вы не хотите во время полета делать фотографии, то рекомендуем снять камеру и насладиться более длительным полетом. 

Увеличить время полета дрона можно купив мощную батарею. Кстати, некоторые квадрики идут в комплекте с 2 батареями. Это очень удобно, можно оперативно заменить севший аккумулятор на заряженный и продолжить летать.
Увеличить время полета можно экспериментируя с воздушными винтами. Сначала нужно совершить полет на пропеллерах, которые идут в комплекте. А затем можно пробовать менять их размер, поставить винты с меньшим размером лопасти. При этом стоит учесть чтобы они были достаточного размера, чтобы дрон взлетел. Это увеличит время автономной работы, правда, не намного. 

Рекомендуем использовать радиоуправляемый квадрокоптер в благоприятных условиях, спокойной погоде. При ветренной погоде квадрик потребляет больше энергии для стабилизации полета. При дождливой погоде происходит то же самое и при этом не все дроны можно использовать во влажных условиях. Для продления срока службы батареи рекомендуется не разряжать ее ниже 20%.

Дальность полета дрона обусловлена двумя факторами: емкость батареи, радиус действия пульта управления (ПУ). При этом важно понимать, что беспилотник может выйти из зоны действия пульта управления,  но продолжать полет (автономное управление). Радиоуправляемый квадрокоптер любительского класса редко переходит на режим автономного управления. При потере сигнала они автоматически возвращаются назад. Но риск сбоя все же может быть. 

Радиус действия пульта напрямую зависит от вида используемой связи: Bluetooth связь, Wi-Fi сигнал. Bluetooth связь - может пропасть сигнал на расстоянии 50 м.

Wi-Fi сигнал - мощный сигнал, который чаще всего работает на частоте 2,4ГГц. Управление квадрокоптером по Wi-fi 5-10 км. Для максимальной работоспособности нужно наличие мощных антенн на пульте. Дальность управления дроном в городской среде снижается почти в 2 раза. Так как слишком много шумов, которые влияют на чистоту радиосигнала. Строения, линии электропередач тоже вносят свой вклад в ухудшение сигнала. Если хотите по максимуму оценить характеристики беспилотника - рекомендуем использовать его вне города.

Цена влияет на дальность управления?

Да. Недорогие квадрокоптеры стоимостью до 6000 рублей летают на расстояние 50-100 м. Радиоуправляемый квадрокоптер стоимостью 10000-15000 рублей совершает полет на расстоянии 250-500 м, некоторые достигают показателя 1000 м. Дроны, от 15000 рублей могут достигать 20 км, 50 км….

Вывод: цена увеличивается прямо пропорционально дальности полета.

5. Скорость полета.

Для средних любительских беспилотников скорость ограничена мощностями их двигателей, размером лопастей. Самый быстрый в мире радиоуправляемый квадрокоптер смог разогнаться до скорости 263 км/ч. Это был Drone Racing League - он установил мировой рекорд. 

6. Удержание точки высоты.

Эта функция позволяет дрону зависать на одном месте. При возникновении воздушных потоков, не требуется подруливать джойстикам для того чтобы положение дрона осталось в заданной точке. Для детских квадрокоптеров эта функция ограничена. Она даже не на всех дронах любительского класса установлена. Зависать радиоуправляемый квадрокоптер может благодаря барометру. 

Барометр - это датчик, который контролирует атмосферное давление. То есть с увеличением высоты, барометр уменьшает атмосферное давлени. На малых высотах, меньше двух метров, датчик работает не совсем корректно, так как разница атмосферного давления почти не ощутима. Также некорректная работа наблюдается в плохую (дождливую) погоду. 

Для точного зависания дрона на маленьких высотах используются ультразвуковые датчики (сонары). Используются на селфидронах и радиоуправляемых квадрокоптерах. Еще есть датчик визуального позиционирования. Принцип работы основан на анализе поверхности  камерой, в реальном времени. Фирма DJI активно использует такой датчик в своих последних БПЛА (Phantom 4 Pro, Mavic Pro).

7. GPS

Для чего он нужен дрону? GPS нужен для удержания в заданной точке, в пространстве (удержание высоты, возврат в точку старта). Почти каждый радиоуправляемый квадрокоптер, у которого есть GPS, может совершать полет по заданной траектории, без участия пилота. Полет по точкам, заданному маршруту удобно использовать для съемки ряда фотографий, видео роликов. Нужно просто заранее запрограммировать маршрут. Такой полет программируется на пульте управления либо на смартфоне.

Можно спрограммировать несколько сценариев:

- совершить полет по координатным точкам;
- полет вокруг одной точки, по заданному радиусу;
- лететь за объектом на заданном расстоянии.

Для фотографий у GPS своя функция - уточнения геоданных на фотографиях, видео. Дрон можно найти по координатом, которые отображаются на пульте управления. Если радиоуправляемый квадрокоптер совершит аварийную посадку из-за разряженного аккумулятора, либо Вы случайно разбили его и он не находится в поле Вашего зрения. Радиоуправляемый квадрокоптер последних моделей может при помощи GPS определять “запретные зоны”. К примеру, дрон находится в зоне аэропорта. Для обеспечения безопасного полета самолета, радиоуправляемый квадрокоптер просто не взлетит.

8. Автовзлет и автопосадка

Это очень удобная функция для новичка. Далеко не у каждого получится с первого раза поднять в воздух и безаварийно, посадить радиоуправляемый квадрокоптер. Эти функции работают нажатием одной кнопки на пульте.

Автопосадка у каждого дрона реализована по своему:
- вернутся на место взлета;
- долететь до местонахождения пульта управления;
- просто сделать посадку на землю.

При критически низком заряде АКБ радиоуправляемый квадрокоптер совершит автопосадку, а не упадет на землю с неопределенной высоты. Функции и возможности мы рассмотрели. Теперь расскажем немного о самых передовых производителях.

1. MJX
Высокотехнологичная компания, которая основана на исследованиях, разработках, производстве и продаже БПЛА. MJX владеет профессиональной командой инженеров мирового уровня, которая обладает передовым инженерным опытом в области дронов и имеет глубокое понимание преднамеренного спроса на рынке. После многих лет накопления технологий, у MJX огромный опыт управления  БПЛА, передачей изображений, системой питания и системой позиционирования GPS.

2. Syma
Более 10 лет лидирует в производстве высококачественных дронов. Чтобы обеспечить малышам веселье, развить их фантазию и найти вдохновение - Syma использует инновационный  подход в совершенствовании детских полетов. Syma работает в ногу со временем, используя собственное производственное оборудование. 

3. DJI

DJI является доминирующей компанией на рынке гражданских беспилотников, на его долю приходится более 70 процентов мирового рынка. Его технология БПЛА использовалась во всем мире для музыкальной индустрии, телевизионной и киноиндустрии. Включая музыкальные клипы и наборы телевизионных постановок, номинированных на премию Эмми, таких как Игры Престолов. В 2017 году DJI получил премию «Эмми» за технологию дронов. Эта технология была признана за достижения в области инженерного творчества.  Инженеры предоставили режиссерам и кинематографистам доступную платформу для создания аэрофотоснимков, открывая творческие возможности и облегчая съемки телевизионных шоу.

Вывод: Вы ознакомились со всеми возможностями дронов, теперь Вы можете понять какие функции Вам нужны, а какими можно пренебречь, если хотите купить квадрокоптер недорого.