Panduan Permulaan untuk FPV Quadcopter Drone Racing: 16 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Sekiranya anda menjumpai artikel ini, anda (semoga) berminat dengan fenomena baru ini yang dikenali sebagai FPV terbang. Dunia FPV adalah dunia yang penuh dengan kemungkinan dan setelah anda melewati proses membuat / menerbangkan drone FPV yang kadang-kadang mengecewakan untuk pertama kalinya, kelebihannya jauh melebihi kekecewaan ini. Artikel pendek ini membawa pemula melalui aspek-aspek utama terbang FPV dan drone secara umum dan memberi anda asas pengetahuan yang baik dari mana anda boleh membina (secara harfiah…).

Artikel ini pada mulanya diterbitkan di dronetrest.com dan ditempatkan di sini dengan izin daripada penulis (siapa saya!)

Langkah 1: Apa itu FPV?

Jadi perkara pertama yang pertama, FPV bermaksud First-Person-View. Ringkasnya, anda meletakkan kamera di drone terbang, anda menerima suapan langsung dari kamera ini melalui sepasang kacamata (atau monitor) dan anda menerbangkan drone melalui suapan langsung ini. FPV memberi anda peluang untuk melihat dunia anda dari pandangan mata kasar - ini adalah sudut pandang baru yang anda tidak dapat mencukupi! Di luar menjadi juruterbang sebenar, ini adalah pengalaman terbang yang paling mendalam yang akan anda hadapi dan saya tidak dapat mempromosikannya lagi. Anda merasa seolah-olah anda berada di dalam drone secara fizikal, seolah-olah anda adalah burung, berlari melewati pokok, dan melakukan persembahan dan gelung di udara … walaupun, tentu saja, kaki anda tegap di atas tanah.

Terdapat tiga jenis penerbangan FPV utama; gaya bebas, perlumbaan, dan fotografi, masing-masing dijelaskan di bawah.

FPV FreestyleIni adalah jenis penerbangan FPV yang kemungkinan besar akan anda temui sebelum ini jika anda pernah menonton FPV yang terbang di YouTube. Ia terbang tanpa sekatan ke mana anda mesti terbang; anda boleh terbang rendah, anda boleh terbang tinggi dan anda dapat menjelajahi mana-mana tempat menarik baru yang anda dapati. Ini adalah arena di mana anda dapat melakukan trik dan membalik dan menarik perhatian penonton dengan kemahiran anda! Freestylists adalah akrobat dunia drone dan tidak menghargai ditahan oleh hal-hal seperti padang lumba, pokok atau bangunan … Gaya bebas adalah tentang mencari jalan terbaik melalui dan di sekitar rintangan sambil melemparkan beberapa flip untuk kelihatan hebat untuk YouTube video.

Perlumbaan FPV

Tidak ada hadiah untuk meneka ini - di sinilah sekumpulan juruterbang FPV berkumpul dan berlumba dengan drone mereka. Akan ada kursus perlumbaan yang menampilkan gabungan antara halangan semula jadi dan buatan manusia (mis. Pokok, gerbang dan bendera). Sesiapa yang selesai pertama menang. Ini tidak semestinya mengenai kelajuan dan kuasa tetapi benar-benar menguji refleks dan kemampuan bergerak anda. Ketepatan yang hebat diperlukan di sini …

Fotografi Udara

Sekali lagi, inilah yang dikatakan di kaleng - ini adalah seni mengambil gambar dan video dari perspektif burung-mata yang telah kita bicarakan sebelumnya. Teknologi yang digunakan dalam drone membolehkan akses mudah ke langit dan sekarang orang biasa seperti anda dan saya dapat menikmati pemandangan yang menakjubkan dari atas. Jenis drone dan peralatan yang digunakan dalam jenis terbang ini agak berbeza dengan gaya bebas dan perlumbaan. Di sini, penerbangan yang lancar dan mudah diutamakan daripada kelajuan dan kelincahan kerana rakaman yang lancar sangat penting. Untuk tujuan ini, gimbal kamera digunakan pada drone fotografi udara, di samping kamera HD berkualiti tinggi untuk memberikan video yang lancar. Oleh itu, FPV terbang secara ringkas. Anda mempunyai drone, anda meletakkan kamera di atasnya dan menerbangkannya dengan melihat siaran langsung. Ringkas. Sekarang, jika anda berminat, saya akan pergi ke beberapa bahagian yang lebih teknikal (tetapi tidak terlalu teknikal!) Dari apa yang membentuk drone.

Langkah 2: Bagaimana Drone (Multirotor) Berfungsi

Ini akan menjadi bahagian ringkas mengenai 'sains' di sebalik drone. Pertama, ‘drone’ secara teknikal adalah sesuatu yang dapat terbang secara autonomi, tetapi telah menjadi istilah umum untuk apa sahaja elektronik yang terbang. Dalam hobi FPV, kami sering menggunakan perkataan quadcopter, atau 'multirotor'. Multirotor adalah kenderaan dengan beberapa 'rotor' iaitu motor dan yang paling biasa yang akan anda lihat di langit adalah quadcopter - multirotor dengan 4 motor.

Jadi bagaimana seseorang mengawal multirotor? Multirotor mempunyai 4 titik kawalan; gulung, padang, menguap dan tujah. Sekiranya anda mempunyai pengalaman dengan kapal terbang / helikopter, anda akan mengetahui apa itu tetapi bagi yang tidak anda lakukan, berikut adalah latihan mudah untuk memahami mereka. Pegang tangan ke atas, telapak tangan ke tanah - tangan anda kini menjadi multirotor.

• Gulung - goyang tangan anda dari sisi ke sisi - ini adalah gulungan anda.
• Pitch - condongkan tangan anda ke atas dan ke bawah - ini adalah nada anda.
• Yaw - menjaga telapak tangan menghadap ke bawah, putar ha ke kiri dan kanan - ini adalah rahang anda.
• Thrust / Throttle - angkat tangan ke atas dan anda mempunyai daya tuju anda.

Anda menggunakan 4 titik kawalan ini bersama-sama untuk menjadikan multirotor anda menuju ke arah yang anda mahukan. Ia terbang sama seperti helikopter. Untuk maju, anda mesti mempunyai gabungan antara nada dan daya tuju..

Sekiranya anda ingin merasakan FPV terbang tanpa risiko menembak drone, tempat yang bagus untuk memulakannya adalah dengan simulator penerbangan FPV.

FPV bukan hanya untuk quadcopters. FPV menggunakan quadcopters adalah cara paling popular untuk terbang FPV, tetapi ada banyak juruterbang sayap tetap yang memasang kamera ke pesawat kawalan radio yang lebih tradisional. Tetapi dalam panduan ini kita akan membahas asas-asas FPV dari perspektif quadcopter kerana inilah yang dimulakan oleh kebanyakan orang.

Langkah 3: Bangun Sendiri atau Beli Siap Terbang?

Sekarang, saya telah memberikan soalan ini bahagiannya sendiri kerana ia adalah soalan yang sangat penting; adakah anda akan membina quadcopter anda sendiri atau membeli quadcopter siap pakai, siap pakai (RTF) FPV quad? Saya akan mengatakan dengan segera bahawa saya cenderung membina - bukan sahaja itu menyeronokkan, anda juga mendapat rasa pencapaian yang hebat apabila anda menaikkan quad anda sendiri di udara. Ini tidak bermaksud bahawa membeli kit RTF adalah salah - anda boleh mendapatkan beberapa kit hebat di luar sana yang akan membuat persembahan hebat dan saya yakin anda akan berpuas hati dengan keputusan anda.

Inti masalah bagi saya ialah anda akan terhempas - berkali-kali. Sebilangan kemalangan ini tidak akan membawa kepada apa-apa malapetaka dan anda hanya perlu mengganti satu atau dua. Sebilangan kemalangan ini bagaimanapun (terutama ketika anda mulai berani!) Akan mengakibatkan kerosakan yang lebih serius. Anda mungkin perlu mengganti motor, pemancar video atau pengawal penerbangan quad itu sendiri. Dalam situasi seperti ini, jika anda sendiri belum membuat mesin, anda tidak semestinya tahu bagaimana membetulkannya. Oleh itu, anda mungkin perlu membeli keseluruhan kit lagi - yang boleh menjadi mahal dengan cepat. Sekiranya anda membuatnya dari awal, anda tahu selok-belok quad dan oleh itu dapat mengenal pasti masalah dan menyelesaikannya dengan mudah.

Jadi nasihat saya? Membina. Sekiranya ini menarik minat anda, saya sekarang akan menyenaraikan anatomi drone dan anda boleh mula membina pengetahuan drone itu …

Langkah 4: Anatomi FPV Racing Drone

Oleh itu, mari kita terperinci mengenai apa yang membentuk drone quadcopter. Semua komponen utama drone FPV biasa ditunjukkan dalam gambar di atas.

Drone FPV dapat dipecah menjadi tiga ‘bahagian’ utama; sistem penerbangan, sistem kuasa dan sistem FPV.

• Sistem penerbangan terdiri daripada bahagian yang membuat quadcopter terbang, seperti motor dan pengendali penerbangan.
• Sistem kuasa terdiri daripada bahagian yang memberikan kuasa elektrik kepada drone anda seperti bateri dan papan pengagihan kuasa.
• Sistem FPV terdiri daripada bahagian yang digunakan untuk suapan video termasuk kamera, pemancar video dan kacamata anda.

Kami akan membincangkan setiap sistem ini dengan lebih terperinci dalam langkah seterusnya

Langkah 5: Rangka

Perkara pertama yang pertama, ketiga sistem drone mesti dilekatkan pada sesuatu, yang dikenali sebagai bingkai. Ini adalah kerangka drone dan memberikan bukan sahaja kekuatan multirotor secara keseluruhan, tetapi juga penampilan terakhir drone. Terdapat begitu banyak gaya dan variasi bingkai multirotor di luar sana, mustahil untuk dihitung tetapi semuanya mempunyai ciri umum yang sama. Mereka semua ingin sekuat mungkin tetapi juga sekecil mungkin (kerana ini jelas merupakan kombinasi terbaik). Itulah sebabnya serat karbon sering digunakan kerana umumnya kuat tetapi ringan.

Bingkai juga dikategorikan tetapi ukurannya. Apabila saya mengatakan ukuran bingkai, saya bermaksud jarak roda yang panjang pepenjuru (dalam mm) dari tengah satu motor ke tengah motor secara langsung pepenjuru ke arahnya. Sebilangan besar bingkai FPV mempunyai jarak roda 220mm ke bawah kerana teknologinya berkembang lebih pintar dan lebih kecil.

Bacaan Lanjut: Panduan Lengkap Membeli Bingkai Quadcopter FPV

Langkah 6: Sistem Penerbangan

Sistem penerbangan mengandungi semua keperluan multirotor untuk terbang. Ini termasuk pengawal penerbangan, motor, pengendali kelajuan elektronik (ESC), penerima radio dan baling-baling.

Cara kerja sistem penerbangan adalah seperti berikut:

• Juruterbang menggerakkan tongkat pada pengawal R / C, ini dihantar ke penerima tanpa wayar
• Penerima R / C menghantar arahan tongkat pilot ke pengawal penerbangan
• Pengawal penerbangan menafsirkan arahan ini dan mengira kelajuan setiap motor harus bergerak dan menghantar isyarat ini ke ESC
• ESC menukar isyarat ini kepada voltan yang dihantar ke motor
• Motor inilah yang menghasilkan daya tarikan untuk menggerakkan drone

Proses ini berlaku beratus-ratus kali setiap saat. Mari lihat setiap komponen dengan lebih terperinci

Langkah 7: Pengawal dan Penerima R / C

Alat kawalan radio adalah alat yang dipegang oleh juruterbang di tangan mereka dengan dua kayu bedik yang digunakan untuk menerbangkan drone. Penerima radio adalah alat elektronik kecil yang dipasang pada drone (dan disambungkan ke pengawal penerbangan). Pengawal menghantar isyarat radio ke penerima dan penerima kemudian menyalurkan maklumat kepada pengawal penerbangan. Terdapat banyak pilihan ketika memilih pengawal dan penerima R / C anda. Kini radio Frsky Taranis adalah yang paling popular dalam komuniti FPV.

Langkah 8: Pengawal Penerbangan

Seperti namanya, peralatan ini mengawal penerbangan dan boleh dianggap sebagai 'otak' drone. Pengawal penerbangan mengambil data dari dua input dan menggunakannya untuk memastikan multirotor tetap stabil dan mengarahkan drone. Kedua input data ini berasal dari sensor terpasang pada pengawal penerbangan, dan dari juruterbang melalui pengawal R / C. Sensor memberitahu pengawal penerbangan perkara seperti orientasi dan ketinggian, dan juruterbang memberitahu pengawal penerbangan ke arah mana mereka mahu multirotor pergi.

Bergantung pada sejauh mana anda ingin pergi, anda juga dapat menyesuaikan dan memprogram pengawal penerbangan anda dengan spesifikasi yang tepat - seperti yang anda lakukan dengan kereta lumba. Dengan cara ini, anda boleh mendapatkan yang terbaik dari drone anda.

Bacaan lanjut:

Panduan Membeli Pengawal Penerbangan FPV Racing

Langkah 9: Pengawal Kelajuan Elektronik (ESC)

ESC adalah komponen yang mengambil perintah dari pengawal penerbangan dan menerjemahkannya menjadi kuasa ke motor. ESC memberitahu motor untuk berputar lebih cepat atau lebih perlahan kerana diberi arahan daripada juruterbang. Oleh itu, setiap motor mempunyai ESC khusus kerana setiap motor, pada waktu tertentu, bergerak dengan kelajuan yang berbeza dengan yang lain.

Jenis dan ukuran ESC yang sesuai untuk drone anda bergantung pada sistem kuasa apa yang anda gunakan dan motor mana yang anda gunakan.

Bacaan lanjut

Apa yang perlu dipertimbangkan semasa membeli ESC untuk multirotor anda

Langkah 10: The Motors

Motor adalah daya penggerak multirotor dan memberikan daya tuju (bersama dengan baling-baling). Perkara yang paling penting untuk diketahui dari segi motor drone FPV adalah bagaimana motor dikelaskan.

Anda mempunyai banyak motor yang berbeza dengan pelbagai saiz tetapi apa maksudnya? Baiklah, mari kita contohkan Motor ChaosFPV CF2205 2300Kv PRO sebagai contoh. Ini adalah motor 2205 dengan penarafan KV 2300KV. Nombor 2205 merujuk kepada dimensi motor; motor berdiameter 22mm dan tinggi stator 5mm. Semakin tinggi motor (tinggi stator lebih besar), semakin cepat ia dapat bertindak balas, sementara motor berdiameter yang lebih tinggi memberi anda lebih banyak tork dan daya, tetapi bertindak balas lebih perlahan. Peringkat KV ditakrifkan sebagai putaran per minit (RPM), per volt. Motor KV rendah biasanya digunakan dengan alat peraga yang lebih besar.

Bacaan lanjut:

Motor tanpa berus - bagaimana ia berfungsi dan apa maksud nombor

Langkah 11: Baling-Baling

Baling-baling dipasang pada motor dan memberikan daya tuju yang diperlukan. Terdapat banyak jenis alat peraga di pasaran dari baling-baling 2-bilah tradisional anda hingga baling-baling 5-bilah. Sekali lagi, baling-baling dinamakan dengan cara standard mis. 5x3x3. Ini bermaksud bahawa anda mempunyai baling-baling 5 inci dengan nada 3 inci dan terdapat 3 bilah.

Langkah 12: Sistem Kuasa

Sistem kuasa drone terdiri daripada bahagian yang memberikan kuasa, dan mengalihkan kuasa ke semua elektronik. Dalam quadcopter FPV khas hanya ada dua komponen, papan pengagihan kuasa (PDB) dan bateri.

Papan agihan kuasa PDB hanya mengambil kuasa dari bateri dan menyebarkannya ke sumber yang berkaitan. Dalam bentuk paling mudah, ia adalah papan berasingan yang anda gunakan untuk menyambungkan bateri dan anda menyambungkan komponen lain dari sistem penerbangan (seperti ESC). Kadang-kadang PDB juga akan menyertakan beberapa pengatur voltan yang akan mengeluarkan arus keluar 5V, atau 12V yang konsisten untuk menghidupkan beberapa elektronik anda yang lain. Anda juga akan mendapati bahawa pengendali penerbangan juga mempunyai PDB bawaan yang bermaksud bahawa anda menyambungkan bateri (dan ESC) terus ke pengawal penerbangan. Untuk mengetahui lebih lanjut, lihatlah

Bateri

Sekarang kita sampai ke komponen yang memberikan kuasa kepada multirotor anda - bateri. Drone secara amnya dikuasakan oleh bateri polimer litium (LiPo) yang terdiri daripada beberapa ‘sel’. Setiap sel menahan voltan 3.7V dan dengan menambahkan lebih banyak sel, anda menambah voltan lebih banyak. Sebagai contoh, bateri dengan 3 sel (dicatat sebagai 3S) memegang voltan 11.1V. Seperti yang disebutkan di bahagian 'Motor', kelajuan motor berputar secara langsung berkaitan dengan voltan yang disediakan. Oleh itu, untuk menjadikan putaran motor anda lebih cepat, anda memerlukan lebih banyak voltan. Anda tidak boleh, sayangnya, hanya memukul bateri 10 sel pada drone anda untuk menjadikannya lebih pantas - selalu ada keseimbangan antara berat dan kuasa ketika memilih bateri yang tepat untuk anda.

Bacaan Lanjut: Bateri LiPo - Cara memilih bateri terbaik untuk drone anda.

Langkah 13: Sistem FPV

Sistem FPV terdiri daripada kamera, pemancar video yang menyiarkan suapan video kembali ke kacamata video anda di tanah. Untuk memahami sistem FPV, analogi termudah adalah memikirkan bagaimana televisyen berfungsi kerana ia hampir sama, pada skala yang jauh lebih kecil. Drone anda mempunyai kamera di dalamnya yang merakam video. Isyarat ini dihantar ke pemancar video, yang menyiarkan isyarat tanpa wayar (seperti yang akan dilakukan oleh studio televisyen). Gogal FPV pada quadcopter anda adalah seperti sebuah televisyen yang akan mengambil isyarat. Tetapi untuk lebih spesifik, penerima video akan mengambil isyarat dan memaparkannya di layar di dalam kacamata. Sebilangan besar kacamata FPV mempunyai penerima video bersepadu, atau mempunyai kemampuan untuk memasangnya melalui ruang modul.

Kamera FPV

Kamera FPV mungkin merupakan komponen terpenting dari mana-mana drone FPV kerana ia adalah peralatan yang anda bawa ke platform FPV anda. Kamera FPV dimulakan sebagai kamera CCTV, tetapi sebagai hobi telah maju, banyak pengeluar membuat kamera khusus yang ditentukan khusus untuk FPV. Ini bermaksud bahawa kamera FPV dirancang untuk mempunyai latensi serendah mungkin (masa yang diperlukan untuk menangkap bingkai dan mengirimkannya kembali kepada anda). Sebilangan besar kamera FPV TIDAK memberikan output HD namun kerana ini meningkatkan kependaman suapan yang menjadi bencana untuk terbang FPV. Apabila anda menempuh perjalanan dengan kecepatan 80mph +, setiap milisaat kependaman membuat perbezaan.

Langkah 14: Pemancar Video (VTX)

Tanpa pemancar video disambungkan ke kamera anda, kamera tidak akan berguna sepenuhnya. Ini adalah komponen yang menghantar suapan video dari kamera kembali ke kacamata FPV anda di tanah.

FPV VTX hadir dalam pelbagai ukuran, kekuatan dan ciri tetapi mereka terutama dikategorikan dari segi daya penghantarannya (dalam miliwatt, mW). Dua kuasa utama adalah pemancar 25mW dan 200mW - 200mW paling biasa di antara FPV terbang.

Anda juga harus perhatikan bahawa ada beberapa peraturan mengenai berapa banyak daya yang dapat Anda gunakan dengan pemancar FPV anda. Di EU, kuasa maksimum yang boleh anda gunakan secara sah ialah 25mW. Sekiranya anda ingin menggunakan kuasa penghantaran yang lebih tinggi, anda perlu mendapatkan kebenaran untuk melakukannya.

Bacaan Lanjut: Semua yang anda perlu ketahui mengenai Pemancar Video FPV

Panduan antena FPV

Langkah 15: Goggle FPV

Anda melihat suapan video langsung dari drone anda dengan kacamata FPG. Secara teknikal penerima video menerima isyarat dan skrin di dalam kacamata memaparkannya. Tetapi sekarang ini penerima FPV dimasukkan ke dalam, atau merangkumi hampir setiap gogal FPV jadi kami biasanya menganggap ini satu perkara.

Suapan video langsung dipaparkan di skrin kecil di dalam kacamata dan, seperti realiti maya, anda melihat apa yang dilihat oleh kamera dan anda dibawa ke langit! Sama seperti komponen lain dalam bangunan multirotor, terdapat banyak jenis, gaya dan jenama kacamata FPV. Sekiranya anda mempunyai dana, anda boleh mendapatkan pasangan mewah dengan kualiti skrin yang cemerlang, penerima berganda untuk penerimaan yang lebih baik dan fungsi khas seperti kemampuan DVR (bermaksud anda dapat merakam apa yang anda lihat). Walau bagaimanapun, anda juga boleh menggunakan kacamata yang sangat kukuh untuk wang yang tidak banyak yang akan melakukan pekerjaan dengan baik untuk pemula.

Bacaan Lanjut: Panduan Membeli Goggle FPV

Langkah 16: Ringkasnya

Oleh itu, terbang FPV hanyalah tindakan menerbangkan drone FPV anda dengan kamera terpasang semasa anda menonton rakaman langsung dan memandu drone anda dengan sewajarnya. Anda boleh mengambil bahagian dalam aktiviti ini sahaja (walaupun jika anda seorang pemula, disarankan agar anda keluar dengan juruterbang pengalaman) atau secara berkumpulan. Anda boleh mengatur kursus perlumbaan anda sendiri dan berlumba antara satu sama lain untuk melihat siapa juruterbang FPV utama. Ini memberi anda pandangan yang berbeza tentang dunia di sekitar anda dan membolehkan anda mengembangkan kemahiran baru sambil membenamkan diri dalam pengalaman hebat.