Квадрокоптер с камерой: 250 класс и его особенности

Приветствуем вас, наши уважаемые читатели. В этой статье мы хотим рассказать о самостоятельной сборке БПЛА, о ее основных этапах, о выборе и заказе комплектующих. Квадрокоптер с камерой 250 класса на сегодняшний день является наиболее востребованным дроном как среди новичков, так и среди опытных пилотов. На него можно установить дополнительное оборудование, он способен сопротивляться порывам ветра, может нести емкий аккумулятор, gps модуль. Выбор комплектующих для 250 рамы очень широк.

Собранные RTF модели

Не всем известно, что означает «квадрокоптер 250» или «квадрокоптер 400». Цифрами обозначается размер рамы, а если быть еще более точным – размер по диагонали между двигателями. Беспилотники принято разделять на классы, например, 250 класс, 400 класс, и так далее.

Чем выше класс, тем большими размерами обладает дрон. Зачастую класс указывается в названии мультикоптера, например, DJI F450.

Все эти тонкости часто остаются незаметными для новичков, покупающих свои первые RTF коптеры.

Аббревиатура RTF расшифровывается как Ready to fly (готов к полету). В комплект входит полностью собранный дрон с пультом управления и всеми необходимыми аксессуарами (винтами, защитой, аккумулятором).

Размер рамы может быть самым разным, ведь многие производители беспилотников не ограничивают себя точными стандартами. В продаже можно найти дроны практически любых размеров, в том числе и мини коптеры, весом менее 250 грамм.

Большинство квадрокоптеров продается в комплектации RTF. Это могут быть как очень доступные по цене беспилотники, так и дорогие профессиональные модели. Однако в обоих случаях возможности по их кастомизации будут весьма ограниченными. Пилоту предлагается работать с готовым комплектом, и он может внести только некоторые изменения в настройки. RTF модели зачастую обладают ярким дизайном, а вся электроника прячется внутрь корпуса.

Самостоятельная сборка дает гораздо больше возможностей. Вы вольны использовать любые комплектующие и экспериментировать с настройками. Для 250 размера рамы можно найти практически любые запчасти, и это высоко ценится энтузиастами. Обычно данный типоразмер используется для создания гоночных моделей с FPV управлением.

Готовые комплекты для 250-го размера

Решившись на сборку квадрокоптера, можно пойти двумя путями:

Приобрести готовый комплект
Подбирать комплектующие самостоятельно

В первом случае вы получите конструктор, из которого, следуя инструкции, сможете собрать беспилотник. Дрон будет полностью соответствовать технической спецификации (при условии, что сборка была совершена правильно), а вы получите бесценный опыт.

Данный вариант подойдет начинающим моделистам. Проще иметь под рукой инструкцию и исчерпывающий набор деталей, чем самостоятельно решать те или иные технические задачи.

В продаже можно найти готовые комплекты для разного уровня подготовки пользователей. Например, американская компания TBS продает дорогие и сложные наборы, собрать из которых дрон без обращения к инструкции очень тяжело. Потребуется время и немало терпения. Богатая комплектация и надежность компонентов позволили TBS стать одним из лидеров в своем сегменте.

Как заказать из Китая

Доступные по цене комплекты для сборки квадрокоптера обычно заказываются на китайских онлайн площадках. На таких ресурсах как Aliexpress и Banggood можно найти практически любую модель или запасную часть.

Доставка часто бесплатна, однако занимает две-три недели (иногда больше). Как правило, доступна опция платной доставки, но не всегда процесс транспортировки становится быстрее.

Китайские онлайн магазины работают с большинством популярных платежных систем, поэтому никаких проблем с оплатой возникнуть не должно. Обращайте внимание на рейтинг продавцов и на отзывы других покупателей. Для оформления заказа необходимо указать почтовый адрес, на который будет отправлена посылка.

Не забывайте о новых правилах регистрации дронов в Госреестре гражданских судов. Беспилотники с видеокамерой до 250 грамм (или без нее) не подлежат регистрации, тогда как более крупные дроны придется официально оформлять.

Самостоятельный подбор комплектующих

При самостоятельном подборе комплектующих итоговые характеристики дрона часто остаются неизвестными вплоть до первого испытательного полета. Иногда в процессе сборки или после проведения первых испытаний одни части заменяются на другие, происходит перенастройка работы полетного контроллера, используются другие пропеллеры.

Чем больше внимания и времени вы уделите подбору деталей, тем меньше вероятность, что некоторые из них придется менять. Практически всегда можно обратиться к опыту других пилотов, почитав комментарии и советы, посмотрев обзорные видео.

Моторы

Нет никакого смысла собирать коптер на коллекторных движках. Они не отличаются ни высоким качеством, ни большой мощностью, ни надежностью. Добиться хорошей скорости полета можно только с бесколлекторными двигателями.

Ключевым параметром при выборе движка является тяга, которую мы хотим получить. Упрощенно расчет тяги ведется следующим образом: на 100 Вт мощности двигателя приходится 0.5 кг тяги. Учитывайте, что двигателей будет четыре.

Вес для гоночных моделей должен составлять 2/3 от максимального значения тяги. Для обычных квадрокоптеров полетный вес составляет 0.5 от тяги.

Регуляторы

Выбор регуляторов производится уже после того, как подобран двигатель и известно его рабочее напряжение и потребление тока. Регулятор покупается с запасом 25% по потреблению тока и с таким же вольтажом, как и у мотора.

Пропеллеры

Оптимальными для бюджетного коптера считаются пропеллеры серии SF и обязательно двухлопастные.

КПД двухлопастного винта выше, чем у трехлопастного, они обеспечивают лучшие показатели грузоподъемности на низких оборотах и недорого стоят.

Единственный минус – быстрое разрушение при контакте с поверхностью.

Так как падать, врезаться в препятствия и неудачно приземляться дрон будет часто (особенно во время тестовых запусков), советуем приобрести сразу несколько комплектов, благо, стоят винты недорого. Что касается диаметра, то можно взять два комплекта 12х4.5 и два комплекта 10х4.5.

Аккумуляторы и зарядники

С зарядным устройством все довольно просто – это та вещь, что приобретается надолго. Соответственно, экономить на заряднике не нужно. Отдавайте предпочтение фирменным устройствам, способным быстро зарядить аккумулятор, выполнить диагностику батареи.

Что касается аккумуляторов, то они подбираются исходя из уровня потребления тока двигателями. Время полета должно быть не меньше 10 минут. Чем выше емкость аккумулятора, тем дороже он стоит (при чем цена растет гораздо быстрее, чем увеличивается емкость).

Если вы собираете бюджетный дрон, то от емких, но дорогих батарей скорее всего придется отказаться. Но можно поступить другим способом – приобрести переходник для организации параллельного подключения и установить на борт беспилотника сразу два дешевых аккумулятора.

Полетные контроллеры

Стоимость полетных контроллеров заметно разнится в зависимости от их функциональности. Есть очень недорогие платы с минимумом настроек. Наличие на контроллере хотя бы небольшого LCD дисплея заметно облегчает его настройку.

Если помимо хороших летных качеств необходима функция удержания высоты, возврата домой, GPS модуль, то нужно смотреть в сторону более дорогих контроллеров с обновляемой прошивкой.

Пульт

Аппаратура управления является еще одной вещью, на которой не нужно экономить. Дроны будут сменять друг друга, тогда как функциональный пульт, оснащенный мощным передатчиком, скорее всего останется с вами.

Не обязательно приобретать дорогую аппаратуру, в продаже есть немало хорошо зарекомендовавших себя 8-канальных пультов с поддержкой режима headless, удобными стиками, качественными дисплеями и приличной дальностью связи.

FPV

Лучшие модели беспилотников, такие как Phantom 4, оснащаются качественными камерами, способными снимать в разрешении 4К и поддерживающими кинематографические режимы съемки, систему распознавания лиц и систему обнаружения препятствий.

Для 250 размера рамы использование сложной и дорогой видеоаппаратуры лишено смысла. Нам необходимо FPV управление (тот самый вид от первого лица), и его можно получить, не прибегая к дорогостоящим покупкам.

Даже сравнительно недорогие камеры, оснащенные FPV передатчиком, способны предоставить приемлемое по качеству изображение. Не стоит забывать о том, что передача видеосигнала ведется в full hd разрешении (в лучшем случае), и ни о каком 4К в данном случае речь не идет.

Очки

Самые простые очки для FPV управления предполагают использование смартфона iOS или Android в качестве экрана. Смартфон вставляется внутрь корпуса очков, на его дисплей выводится изображение с камеры. Это очень дешевый способ приобщиться к режиму дополненной реальности, но не лишенный множества недостатков.

Необходимо учитывать, что:

Полноценного стерео режима добиться не получится
Изображение нередко будет распадаться на квадраты
Батарея телефона активно разряжается
Качество картинки сильно зависит от характеристик экрана
Многие очки не отличаются высоким качеством

Дорогие очки и шлемы, оснащенные собственными дисплеями, на которые выводится видео, предлагают совершенно иной опыт и совершенно иное качество. Такие модели как FatShark Predator или Boscam GS 920 совершенно заслуженно считаются одними из лучших. Правда, их стоимость может заметно превышать смету на квадрокоптер. Разрешение видео составляет 640х480, то есть разрешающая способность камеры имеет далеко не самое важное значение.

Шлемы

Шлемы для управления квадрокоптерами используются редко. Такие устройства стоят недешево и каких-либо принципиальных улучшений по сравнению с очками не несут. Есть недорогие устройства, внутрь которых вставляется смартфон, но назвать их оптимальным выбором для FPV вряд ли можно.

Одним из наиболее функциональных считается шлем Eachine Goggles One. Есть аналогичные устройства и у DJI.

Экраны

Нередко для FPV управления используются экраны, устанавливаемые на пульт и получающие питание от него. Некоторые пульты оснащены встроенными цветными дисплеями. Чем больше диагональ экрана, тем удобнее наблюдать за полетом коптера.

Все чаще используются мобильные устройства. Трансляцией видео на смартфон или планшет уже никого не удивишь. Телефон подключается к пульту через Wi-Fi канал либо через кабель, и на его экран выводится видеосигнал с камеры дрона.

Камеры

Для организации FPV управления на максимальных расстояниях обычно используются аналоговые камеры; цифровые видеомодули применяются реже.

Преимущества аналоговых камер состоят в том, что они менее шумные, лучше работают в условиях недостаточной освещенности, картинка не так подвержена эффекту желе. Кроме того, они банально дешевле. Рекомендуется приобретать устройства с CCD матрицей.

Из важных характеристик следует выделить угол обзора. Гоночным моделям широкий угол не нужен, они быстро летают и пилоту необходимо иметь представление только о том, что располагается непосредственно по курсу. Подойдут линзы с фокусным расстоянием 3.2 мм (угол 90 градусов).

Если же речь идет о неспешных полетах, то можно использовать линзу с фокусным расстоянием 2.8 мм (угол 112 градусов). Впрочем, даже если вы пока не представляете, какое поле зрение необходимо, можно просто купить несколько линз и потом уже подобрать лучший вариант.

Разрешение аналоговый камеры измеряется в TVL (телевизионных линиях). Золотой серединой считается TVL600. Размеры и вес устройства позволяют без проблем установить его на раме 250 размера.

Сборка

Если на RTF моделях часто указывается, что управлять ими могут новички в возрасте от 8 лет, то в случае со сборными коптерами все несколько сложнее. Для начала их необходимо собрать, и для этого потребуется паяльник, припой, а также хотя бы минимальные навыки работы с ними.

Сборка рамы

Фактически, сборка рамы сводится к установке компонентов на свои места, закреплении их болтами, клеем, двусторонним скотчем, укладке кабелей. Это не быстрый процесс, и торопиться не нужно. К раме обычно прилагается инструкция (как, впрочем, и ко многим деталям), облегчающая процесс сборки квадрокоптера.

Сборка электроники и пайка

Установка и соединение электронного контролера, регуляторов и движков производится с помощью паяльника. Ничего сверхсложного в этом нет, но действовать нужно аккуратно. 250 масштаб является не самым крупным, многие элементы имеют небольшой размер. Особенно это актуально для регуляторов.

Вывод

Мы постарались охватить все этапы сборки квадрокоптера на 250-й раме. Создание собственного дрона является процессом увлекательным, хотя и не всегда быстрым.

Можно использовать заводские комплекты или воспользоваться популярными конфигурациями, но никто не мешает спроектировать уникальный беспилотник. Немаловажным является и тот факт, что можно не обладать опытом сборки, научившись всему в процессе.