Nybegynnerguide til FPV Quadcopter Drone Racing: 16 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

Hvis du har støtt på denne artikkelen, er du (forhåpentligvis) interessert i dette nye fenomenet kjent som FPV -flyging. Verden til FPV er en verden full av muligheter, og når du kommer forbi den til tider frustrerende prosessen med å bygge/fly en FPV -drone for første gang, oppveier fordelene langt opp mot disse frustrasjonene. Denne korte artikkelen tar nybegynneren gjennom hovedaspektene ved FPV -flyging og en drone generelt og gir deg en god kunnskapsbase som du kan bygge ut av (bokstavelig talt …).

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på dronetrest.com og ble plassert her med tillatelse fra autoriteten (hvem er meg!)

Trinn 1: Hva er FPV?

Så først og fremst står FPV for First-Person-View. Kort sagt, du setter et kamera på en flygende drone, du mottar live feed fra dette kameraet via et par briller (eller skjerm) og du flyr dronen via dette live feedet. FPV gir deg muligheten til å se verden din fra fugleperspektiv-det er et helt nytt utsiktspunkt som du bare ikke kan få nok av! Utenom å være en ekte pilot, er dette den mest oppslukende flyopplevelsen du vil støte på, og jeg kan ikke promotere den mer. Du føler deg som om du er fysisk inne i dronen, som om du var en fugl, løp forbi trær og opptrådte og løkker gjennom luften … selv om du selvfølgelig har føttene godt på bakken.

Det er tre hovedtyper av FPV -flyging; freestyle, racing og fotografering, som hver er forklart nedenfor.

FPV Freestyle Dette er den typen FPV -flyging du mest sannsynlig vil ha støtt på før hvis du har sett noen FPV -flyging på YouTube. Det flyr uten begrensninger for hvor du må fly; du kan fly lavt, du kan fly høyt og du kan utforske ethvert nytt spennende sted du finner. Dette er arenaen der du kan utføre triks og flips og imponere alle som ser på med dine ferdigheter! Freestylistene er akrobater i droneverdenen og setter ikke pris på å bli holdt tilbake av slike ting som racerbaner, trær eller bygninger … Freestyle handler om å finne de beste linjene gjennom og rundt hindringer mens du kaster noen flips for å se bra ut for YouTube videoer.

FPV Racing

Ingen premier for å gjette denne - det er her en gruppe FPV -piloter kommer sammen og kjører droner. Det blir et slags løpebane med en blanding av både naturlig og menneskeskapt hinder (f.eks. Trær, porter og flagg). Den som avsluttet først vinner. Dette handler ikke nødvendigvis om hastighet og kraft, men tester virkelig refleksene og manøvrerbarheten din. Her trengs stor presisjon …

Luftfotografering

Igjen, dette er akkurat det det står på tinnet-dette er kunsten å ta bilder og videoer fra det fugleperspektivet vi snakket om tidligere. Teknologien som brukes i droner har muliggjort denne enkle tilgangen til himmelen, og nå kan vanlige folk som deg og meg ta inn det fantastiske landskapet fra det høye. Type drone og utstyr som brukes i denne typen flyging er ganske forskjellige fra freestyle og racing. Her tar jevn og enkel flyvning presedens over hastighet og smidighet, ettersom jevne opptak er avgjørende. Til dette formål brukes kameragimbal på en flyfotografidron, sammen med et HD-kamera av høy kvalitet for å gi jevn video. Så det er FPV som flyr i et nøtteskall. Du har en drone, du holder et kamera på den og flyr den ved å se live feed. Enkel. Hvis du er interessert, skal jeg gå videre til noen av de mer tekniske delene (men ikke for tekniske!) Av det som utgjør en drone.

Trinn 2: Hvordan fungerer en drone (multirotor)

Dette kommer til å bli en kort seksjon om ‘vitenskapen’ bak en drone. For det første er en 'drone' teknisk sett noe som kan fly autonomt, men har blitt et generelt begrep for alt elektronisk som flyr. I FPV -hobbyen bruker vi ofte ordet quadcopter, eller ‘multirotor’. En multirotor er et kjøretøy med flere ‘rotorer’, dvs. motorer, og den vanligste du vil se på himmelen er et quadcopter - en multirotor med 4 motorer.

Så hvordan kontrollerer man en multirotor? En multirotor har 4 kontrollpunkter; rull, pitch, yaw og stakk. Hvis du har erfaring med fly/helikoptre, vet du hva dette er, men for de du ikke har, her er en enkel øvelse for å ta tak i dem. Hold hånden opp, håndflaten ned til bakken - hånden din er nå multirotor.

• Rull - vipp hånden din fra side til side - dette er rullen din.
• Pitch - vipp hånden opp og ned - dette er tonehøyden.
• Yaw - hold håndflaten vendt ned, roter ha til venstre og høyre - dette er din yaw.
• Thrust/Throttle - løft hånden opp, og du har kraften din.

Du bruker disse 4 kontrollpunktene i takt med hverandre for å få multirotoren til å gå i hvilken som helst retning du vil. Det flyr på samme måte som et helikopter gjør. For å komme videre må du ha en kombinasjon av tonehøyde og trykk..

Hvis du vil føle FPV -flyging uten risiko for å krasje en drone, er et flott sted å starte med en FPV -flysimulator.

FPV er ikke bare for quadcopters. FPV ved hjelp av quadcopters er den desidert mest populære måten å fly FPV på, men det er mange fastvingede piloter som fester kameraer til mer tradisjonelle radiokontrollfly. Men i denne guiden vil vi dekke det grunnleggende om FPV fra et quadcopter -perspektiv, ettersom dette er hva de fleste kommer i gang med.

Trinn 3: Bygg din egen eller kjøp Ready-To-Fly?

Nå har jeg gitt dette spørsmålet en egen del ettersom det er et veldig viktig spørsmål; vil du bygge ditt eget quadcopter eller kjøpe en ferdiglaget, Ready-To-Fly (RTF) FPV quad? Jeg kommer til å si med en gang at jeg er partisk til å bygge - ikke bare er det gøy, du får også en god følelse av prestasjon når du får din egen quad opp i luften. Det er ikke å si at det er feil å kjøpe et RTF -sett - du kan få noen flotte sett der ute som vil fungere fantastisk, og jeg er sikker på at du vil være fornøyd med avgjørelsen din.

Kjernen i problemet for meg er at du vil krasje - mange, mange ganger. Noen av disse krasjene vil ikke føre til noe katastrofalt, og du trenger bare å bytte ut en rekvisitt eller to. Noen av disse krasjene (spesielt når du begynner å bli modig!) Vil resultere i mer alvorlige skader. Du må kanskje bytte ut en motor, videosenderen eller flykontrolleren på selve firhjulingen. I disse situasjonene, hvis du ikke har bygget maskinen selv, vet du ikke nødvendigvis hvordan du skal fikse den. Du må derfor kanskje kjøpe et helt sett igjen - det kan bli dyrt veldig raskt. Hvis du har bygget det fra bunnen av, kjenner du inn og ut av quad og vil derfor kunne identifisere problemet og løse det ganske enkelt.

Så mitt råd? Bygge. Hvis dette er noe for deg, vil jeg nå fortsette med å liste anatomien til en drone, og du kan begynne å bygge den dronekunnskapen …

Trinn 4: Anatomi av en FPV Racing Drone

Så la oss komme nærmere inn på hva som utgjør en quadcopter -drone. Alle hovedkomponentene i en typisk FPV -drone er vist på bildet ovenfor.

En FPV -drone kan deles inn i tre hoveddeler; flysystemet, kraftsystemet og FPV -systemet.

• Flysystemet består av delene som får quadcopter til å fly, som motorer og flykontroller.
• Kraftsystemet består av delene som gir strøm til dronen din, for eksempel batteriet og strømfordelingsbordet.
• FPV -systemet består av delene som brukes til videostrømmen, inkludert kamera, videosender og vernebriller.

Vi vil diskutere hvert av disse systemene mer detaljert i de neste trinnene

Trinn 5: Rammen

Først og fremst må de tre systemene på en drone festes til noe, kjent som rammen. Dette er skjelettet til dronen og gir ikke bare styrken til multirotoren som helhet, men også det endelige utseendet til dronen. Det er så mange forskjellige stiler og varianter av multirotorrammer der ute, det ville være umulig å telle, men alle har de samme generelle funksjonene. De vil alle være så sterke som mulig, men også så lette som mulig (da dette åpenbart er den beste kombinasjonen). Det er derfor karbonfiber ofte brukes da det generelt er sterkt, men lett.

Rammer er også kategorisert, men størrelsen. Når jeg sier størrelsen på en ramme, mener jeg akselavstanden som er diagonal lengde (i mm) fra midten av en motor til midten av motoren direkte diagonal mot den. De fleste FPV -rammer har en akselavstand på 220 mm og under ettersom teknologien blir smartere og mindre.

Videre lesing: Komplett guide til kjøp av en FPV Quadcopter -ramme

Trinn 6: Flysystemet

Flysystemet inneholder alt multirotoren trenger for å fly. Dette inkluderer flykontrolleren, motorene, de elektroniske hastighetskontrollerne (ESC), radiomottakeren og propellene.

Måten flysystem fungerer på er som følger:

• Pilot flytter pinnene på R/C -kontrolleren, denne sendes til mottakeren trådløst
• R/C -mottakeren sender pilotstick -kommandoene til flykontrolleren
• Flykontrollen tolker disse kommandoene og beregner hvilken hastighet hver motor skal bevege seg på og sender dette signalet til ESC
• ESC konverterer dette signalet til en spenning det sender til motoren
• Motoren er det som gir kraft til å faktisk flytte dronen

Denne prosessen skjer hundrevis av ganger hvert sekund. La oss se nærmere på hver komponent

Trinn 7: R/C -kontrolleren og mottakeren

Radiokontrolleren er enheten piloten holder i hendene med to styrespaker som brukes til å fly dronen. Radiomottakeren er den lille elektroniske enheten som er installert på dronen (og er koblet til flykontrolleren). Kontrolleren sender radiosignaler opp til mottakeren, og mottakeren sender deretter informasjonen til flykontrolleren. Det er mange alternativer når det gjelder valg av R/C -kontroller og mottaker. Akkurat nå er Frsky Taranis -radioene de desidert mest populære i FPV -samfunnet.

Trinn 8: Flykontrolleren

Som navnet antyder, styrer dette utstyret flyvningen og kan derfor betraktes som "hjernen" til dronen. Flykontrolleren tar data fra to innganger og bruker dem til å holde multirotoren stabil og styre dronen. Disse to datainngangene kommer fra innebygde sensorer på flykontrolleren, og fra piloten via R/C-kontrolleren. Sensorene forteller flykontrolleren ting som orientering og høyde, og piloten forteller flykontrolleren i hvilken retning de vil at multirotoren skal gå.

Avhengig av hvor dypt du vil gå, kan du også finjustere og programmere flykontrolleren din til dine eksakte spesifikasjoner-akkurat som du ville gjort med en racerbil. På denne måten kan du få det beste fra dronen din.

Videre lesning:

FPV Racing Flight Controller Kjøpsguide

Trinn 9: Elektroniske hastighetskontrollere (ESC)

ESC -ene er komponentene som tar kommandoene fra flykontrolleren og oversetter dem til strøm til motorene. ESC ber motoren snurre raskere eller saktere gitt instruksjonene fra piloten. Hver motor har derfor en egen ESC da hver motor til enhver tid beveger seg med en annen hastighet enn de andre.

Type og størrelse på ESC som passer for din drone avhenger av hvilket kraftsystem du bruker og hvilke motorer du bruker.

Videre lesning

Hva du bør vurdere når du kjøper en ESC for multirotor

Trinn 10: Motorene

Motorene er drivkraften til multirotoren og gir kraften (sammen med propellene). Det viktigste å vite når det gjelder FPV -dronemotorer er hvordan motorer er klassifisert.

Du har mange forskjellige motorer i mange forskjellige størrelser, men hva betyr de? La oss ta ChaosFPV CF2205 2300Kv PRO -motoren som et eksempel. Dette er en 2205 motor med en KV -vurdering på 2300KV. Tallet 2205 refererer til motorens dimensjoner; motoren er 22 mm i diameter og har en 5 mm statorhøyde. Jo høyere motor (større statorhøyde), desto raskere kan den reagere, mens motorer med høyere diameter gir deg mer dreiemoment og kraft, men reagerer langsommere. KV -verdien er definert som omdreininger per minutt (RPM), per volt. Vanligvis er lavere KV -motorer best brukt med større rekvisitter.

Videre lesning:

Børsteløse motorer - hvordan de fungerer og hva tallene betyr

Trinn 11: Propellene

Propellene er festet til motorene og gir den nødvendige kraften. Det er mange forskjellige typer rekvisitter på markedet, fra dine tradisjonelle 2-blads propeller til 5-blads propeller. Igjen er propeller navngitt på en standard måte f.eks. 5x3x3. Dette betyr ganske enkelt at du har en 5 -tommers propell med en stigning på 3 tommer og at det er 3 blader.

Trinn 12: Strømsystemet

Drones kraftsystem består av delene som gir strøm, og leder strømmen til all elektronikken. I et typisk FPV quadcopter er det bare to komponenter, et strømfordelingsbord (PDB) og batteriet.

PDB Strømfordelingskortet tar ganske enkelt strømmen fra batteriet og distribuerer det til de relevante kildene. I den enkleste formen er det et eget kort som du kobler batteriet til og som du kobler de andre komponentene i flysystem (for eksempel ESC) til. Noen ganger vil en PDB også inneholde noen spenningsregulatorer som sender ut en konsekvent 5V eller 12V outout for å drive noe av din andre elektronikk. Du vil også finne at flykontrollere også har en innebygd PDB som betyr at du kobler batteriet (og ESC) direkte til flykontrolleren. For å lære mer, sjekk ut

Batteriet

Nå kommer vi til komponenten som gir strøm til multirotoren din - batteriet. Droner drives vanligvis av litiumpolymer (LiPo) batterier som består av flere "celler". Hver celle har en spenning på 3,7V, og ved å legge til flere celler, legger du til mer spenning. For eksempel holder et batteri med 3 celler (notert som 3S) en spenning på 11,1V. Som det er referert til i "Motorer" -delen, er hastigheten som motoren spinner direkte korrelert med spenningen som er gitt. Så, for å få motoren til å snurre raskere, trenger du mer spenning. Du kan imidlertid dessverre ikke bare slå et batteri på 10 celler på dronen din for å få det til å gå raskere - det er alltid en fin balanse mellom vekt og kraft når du velger det riktige batteriet for deg.

Videre lesing: LiPo -batterier - Hvordan velge det beste batteriet til dronen din.

Trinn 13: FPV -systemet

FPV -systemet består av et kamera, en videosender som sender videostrømmen tilbake til videobrillene dine på bakken. For å forstå FPV -systemet, er den enkleste analogien å tenke på hvordan fjernsyn fungerer, da det er omtrent det samme, bare i en mye mindre skala. Dronen din har et kamera på seg som tar en video. Dette signalet sendes til en videosender, som sender et signal trådløst (slik et TV -studio ville gjort). FPV -brillene på quadcopter er som et fjernsynsapparat som vil fange opp signalet. Men for å være spesifikk, vil videomottakeren plukke opp signalet og vise det på skjermen inne i brillene. De fleste FPV -briller har en integrert videomottaker, eller har muligheten til å koble en til via en modulbrønn.

FPV -kameraet

FPV -kameraet er kanskje den viktigste komponenten i enhver FPV -drone, da det er utstyret du transporterer gjennom til din FPV -plattform. FPV -kameraer startet som CCTV -kameraer, men som hobbyen har avansert, lager mange produsenter tilpassede kameraer som er spesielt utviklet for FPV. Dette betyr at FPV -kameraer er designet for å ha lavest mulig ventetid (tiden det tar for det å fange en ramme og sende den tilbake til deg). De fleste FPV -kameraer gir imidlertid IKKE HD -utgang, da dette øker ventetiden til feedet som er katastrofalt for FPV -flyging. Når du reiser med 80 mph+, gjør hvert millisekund med forsinkelse en forskjell.

Trinn 14: Videosenderen (VTX)

Uten en videosender som er koblet til kameraet ditt, er kameraet helt ubrukelig. Dette er komponenten som sender videostrømmen fra kameraet trådløst tilbake til FPV -brillene dine på bakken.

FPV VTX kommer i en rekke størrelser, krefter og funksjoner, men de er hovedsakelig kategorisert når det gjelder overføringseffekt (i milliwatt, mW). De to hovedkreftene er 25mW og 200mW sendere - 200mW er mest vanlig blant FPV -flyging.

Du bør også merke at det er noen forskrifter for hvor mye strøm du kan bruke med FPV -senderen. Innenfor EU er maksimal effekt du lovlig kan bruke 25mW. Hvis du vil bruke en høyere sendeeffekt over dette, må du få tillatelse til å gjøre det.

Videre lesing: Alt du trenger å vite om FPV -videosendere

FPV -antenneguide

Trinn 15: FPV -brillene

Du ser live videostrømmen fra dronen din med FPG -briller. Teknisk sett mottar en videomottaker signalet og skjermen inne i beskyttelsesbrillen viser det. Men i dag er en FPV -mottaker innebygd i, eller festes på omtrent hver FPV -brille, så vi anser dette vanligvis som en enkelt ting.

Live -videostrømmen vises på en liten skjerm inne i brillene, og akkurat som virtual reality ser du hva kameraet ser, og du blir transportert inn i himmelen! Akkurat som med alle andre komponenter i multirotorbygg, er det mange forskjellige typer, stiler og merker av FPV -briller. Hvis du har midler, kan du gå for et virkelig avansert par med strålende skjermkvalitet, to mottakere for bedre mottak og spesielle funksjoner som DVR-funksjon (som betyr at du kan ta opp det du ser). Imidlertid kan du også få tak i et veldig solid par briller for ikke så mye penger som vil gjøre jobben fantastisk for en nybegynner.

Videre lesing: FPV Goggle -kjøpsguide

Trinn 16: Oppsummert

FPV -flyging er derfor bare å fly FPV -dronen din med et kamera festet mens du ser på liveopptakene og piloterer dronen din deretter. Du kan delta i denne aktiviteten alene (selv om du er nybegynner, anbefales det at du går ut med en erfaringspilot) eller i en gruppe. Du kan sette din egen løpsbane og løpe mot hverandre for å se hvem som er den ultimate FPV -piloten. Det gir deg et helt annet syn på verden rundt deg og lar deg utvikle en ny ferdighet mens du fordyper deg i en flott opplevelse.