Дрон із камерою 4К знімає приголомшливі відео та фотографії. Ви захопилися, і відправили його надто далеко. Акумулятор раптово розрядився. Апарат не зміг повернутися до точки запуску та був втрачений. Адже можна було перестрахуватися і збільшити дальність польоту вже готової моделі так, щоб коптер сприймав команди пульта на максимальній відстані, і йому вистачило заряду на зворотну дорогу.
Ви можете зробити це самі або звернувшись до KLONA. Доробка пристрою – одна з послуг студії. У статті ми розповімо, від яких факторів залежить дальність польоту квадрокоптера, як її можна збільшити на промислових моделях, і як зібрати квадрокоптер з великим радіусом дії.
Від чого залежить дальність польоту безпілотника
Дальність польоту дрона залежить від технології зв’язку, ємності акумулятора, потужності двигуна та пропелерів. Розглянемо ці чинники.
Технологія зв’язку з дроном
Дешеві апарати керуються через Bluetooth . Радіус керування дроном — лише 50 м. Їх купують для дітей.
Управління через Wi-Fi працює, якщо ви знаходитесь у зоні прийняття сигналу: 100 м у закритому просторі, не більше 300 м у відкритому.
Але можна збільшити дальність відеосигналу Wi Fi. Про один із способів розказано у відео.
Радіоуправління . При частоті 2,4 ГГц ви зможете відлетіти до 10 км і не втратити сигнал.
Додаткові функції дрону на радіокеруванні:
- автоповернення додому;
- самостійна посадка за рахунок вбудованих датчиків;
- обхід перешкод, наприклад, стін та дерев.
GPS дрон орієнтується за точками, заданими на карті. Він керується програмою, а чи не оператором.
Якщо GPS немає, дрон зноситиме вітер, повертати його вам доведеться командами з пульта. Дальність польоту визначатиме характеристики пульта управління.
Акумулятор для дрона
Чим більша ємність акумулятора, тим далі пролетить дрон від точки запуску, а потім повернеться назад . Підбирайте акумулятор, коли готове збирання і ви вже вирішили, які двигуни поставити.
Порада. Щоб спростити вибір, занесіть усі ваші відомі характеристики до калькулятору Ecalc . У ньому ви спрогнозуєте результат, змінюючи батарейні блоки.
Ви можете запитати складання літієво-іонними, нікель-кадмієвими або нікель-металогідридними акумуляторами. У всіх їх однакова механіка, різниця у параметрах.
Зверніть увагу. Вага безпілотника разом з новою батареєю має бути нижчою, ніж максимальна злітна вага (загальна тяга двигунів). Щоб покращити польотні характеристики, заплануйте запас.
Для знімальних далеколітів буде гарний LiPo-акумулятор ємністю 5000 або 6000 mAh. Велика ємність зробить БПЛА надто важким, що позначиться на польоті.
Мотори та пропелери
Гвинти та двигуни виготовляють з урахуванням ваги, підйому та тяги. У документації з двигунів вказують максимальну тягу. Але легкий БПЛА з мотором малої тяги в повітрі веде подібно до важкого апарату з двигунами великої тяги. Тут важлива пропорція потужності двигуна та ваги – 4:1 .
Щоб апарат подолав гравітацію, знадобиться підйомна сила, що перевищує її. Зліт підтримують пропелери, що обертаються у різних напрямках.
Пропелери різняться:
- за стилем та розмірами;
- кількості лопатей;
- матеріалу;
- куту нахилу;
- формі.
Кут нахилу – це довжина, на яку зрушиться лопата за один оберт. За однакових умов у повітряних гвинтів з кутом нахилу 3″ і 4,5″ генеруватиметься різна тяга.
Матеріал пропелера впливає на міцність апарату та вагу, вага – на енергоспоживання, а енергоспоживання – на дальність польоту.
Дві лопаті – це стандартний варіант пропелера.
На невеликих апаратах їх ставлять понад два. Завдяки цьому:
- потік повітря розподіляється більш рівномірно;
- знижується турбулентність;
- збільшується підйомна сила.
Пропелер із трьома лопатями маленького діаметру створює таку ж силу підйому, як і пропелер із двома лопатями більшого розміру.
Чим більше лопат у пропелера, тим більш чуйний апарат у польоті. Виготовити та відцентрувати такі гвинти складно, краще придбати їх у офіційних дилерів.
Пропелери розрізняють по довжині та кроку. Крок – це відстань, яка подолає гвинт у напрямку нагору за один оборот.
Для пропелера з великим кроком характерно:
- переміщення БПЛА на більшу відстань за оборот;
- підвищення турбулентності, трясіння апарату;
- швидка розрядка акумулятора через зменшення моменту, що крутиться.
У пропелерів з довгими гвинтами велика підйомна сила. Вони стійкі при зависанні, але батарея швидко розряджається.
Щоб збільшити швидкість, вибирають довгі лопаті, у яких великий крок. Для вантажопідйомності довгі, з малим кроком. Для далеких польотів підійдуть короткі лопаті з малим кроком.
Як збільшити дальність польоту DJI Mavic
Антена
Після встановлення дальність польоту може збільшитися вдвічі.
Вам знадобиться спрямована антена або та, яка має високий коефіцієнт посилення сигналу.
Додатковий акумулятор
Ви можете збільшити час польоту квадрокоптера, наростивши ємність батареї.
Так як у стандартний відсік не міститься акумулятор більшого розміру, то силові дроти виводяться на спину безпілотника. Зовнішнє джерело живлення розташовується паралельно.
У цьому відео показано, як замінити стандартний акумулятор на LG 18650-HG2 ємністю 3000 mAh.
На 3D-принтері можна роздрукувати кришку для такої переробки.
Як зібрати квадрокоптер з великим радіусом дії
| Рама | TBS Source One (V5) |
| Плата живлення (ESC) та плата контролера польоту (FC) | Speedybee F405 V3 + 50A 4in1 ESC |
| Мотори | 4x iFlight Xing2 2207 1855KV |
| Пропелери | 4x HQ 5×4.3×3 V2S |
| Приймач | Radiomaster RP1 ExpressLRS |
| Камера FPV Setup | Runcam Link + Runcam Wasp (DJI System) |
| Батарея | Battery Strap (20x220mm) |
Щоб змонтувати апарат самому, вам знадобляться навички паяння, а також час розібратися в теорії.
Складання рами
Для апарата, що долає великі відстані, підійде двоповерхова рама розміром 230-250. На її поверхах ви розміщуватимете необхідне обладнання.
Якщо у вас немає пульта та приймача, візьміть комплект для складання, а потім встановіть GPS та ємнісні акумулятори.
Підготовка рами до збирання:
- відшліфуйте гострі краї деталей, особливо зовнішню сторону важелів та пластин, щоб гострі краї не порізали дроти та ремінець акумулятора при аварії;
- вимийте всі деталі з вуглецевого волокна в мильній воді, щоб видалити вугільний пил, що залишився після різання, свердління та шліфування;
- висушіть деталі рушником.
Етапи складання:
- встановіть важелі та замок важеля на верхню частину нижньої пластини;
- помістіть задню нижню пластину з натискними гайками поверх важелів та закріпіть гвинтами знизу;
- встановіть 8 алюмінієвих стояків.
Установка двигунів
Встановіть чотири двигуни для пропелерів. Використовуйте різьбовий фіксатор на гвинтах, щоб зменшити вібрації. Переконайтеся, що гвинти не надто довгі та не торкаються обмотки двигуна.
Монтаж плати живлення (ESC) та плати контролера польоту (FC)
Політний контролер (FC) – мозок дрону. Це плата з датчиками, яка відстежує команди оператора та рух коптера, а також регулює швидкість обертання пропелерів.
Датчики це:
- гіроскопи;
- акселерометри;
- барометри;
- компас.
До FC підключається периферія. Наприклад, GPS та світлодіоди.
Кроки встановлення:
1. Вставте плати ESC і FC у чотири довгі гвинти. Слідкуйте за орієнтацією ESC. Контакти живлення повинні бути звернені назад, а контакти двигуна вгору. Переконайтеся, що плати ESC та FC не контактують.
2. Перевірте, якою довжиною мають бути дроти двигуна, і обріжте їх, залишивши трохи провисання. Закріпіть дроти двигуна на важелях ізолентою.
3. Припаяйте дроти двигуна до ESC.
4. Припаяйте кабель живлення до контактів живлення на регуляторі обертів. Слідкуйте за полярністю
5. Припаяйте конденсатор до проводів, які раніше припаювали до живлення ESC. Слідкуйте за полярністю.
6. Підключіть FC до ESC за допомогою 8-контактного стрічкового кабелю, що додається.
7. Протестуйте регулятори швидкості та двигуни, підключивши LiPo акумулятор.
Використовуйте мультиметр у режимі безперервності та щупи для перевірки позитивних та негативних клем, щоб не допустити короткого замикання.
Встановлення приймача
Пілот управляє дроном за допомогою радіоконтролера з двома джойстиками. Команди з джойстика передаються бездротовою мережею на радіоприймач, встановлений всередині дрону.
Контролер польоту приймає команди від радіо, об’єднує їх з даними від гіроскопа і розраховує, з якою швидкістю повинен рухатися кожен двигун.
Припаяйте приймач RX до польотного контролера FC. Вам підійдуть дроти 26AWG-28AWG.
Встановлення камери
Кроки встановлення:
1. Встановіть камеру між бічними панелями всередині рами. Використовуйте 2 мм стяжки.
2. Візьміть кабель DJI Air Unit, що йде в комплекті з FC, обріжте кінці та припаяйте його до відеосистеми Vista з урахуванням розпинки.
3. Наклейте двосторонню клейку стрічку на нижню частину Runcam Link (Vista).
4. Налаштуйте прошивку Betaflight.
Завершення
1. Надягніть нейлонові гайки на польотний контролер.
2. Прикріпіть конденсатор до пластин камери.
3. Встановіть верхню пластину і протягніть ремінець для батареї.
4. Під час встановлення пропелерів зверніть увагу на різні напрямки обертання – CW (за годинниковою стрілкою) та CCW (проти годинникової стрілки). Переконайтеся, що ви встановили їх на правильні двигуни. Інакше ваш коптер не злетить або перевернеться під час спроби злетіти.
5. Встановіть акумулятор. Перевірте, щоб центр ваги якомога ближче до центру дрону. Якщо коптер важкий спереду, переднім двигунам доведеться працювати більше ніж заднім, щоб підтримувати рівень. Це погіршить льотні показники.
Тепер ви готові до випробувального польоту!
Висновки
На дальність польоту безпілотника впливають:
- Технологія зв’язку . Далі за всіх пролетить радіокерований дрон .
- Ємність аккумулятору. Найємніший акумулятор – це LiPo . Але, щоб збільшення ваги дрона не позначилося на ефективності польоту, зупиніться на ємності 5000–6000 mAh.
- Ефективність мотора та пропелерів . При виборі мотора важливо, щоб співвідношення потужності мотора до ваги було 4:1 .
Щоб збільшити дальність польоту промислової моделі , наприклад, DJI Mavic – встановлюють антену або додатковий акумулятор .
Ви зберете дрон самі, якщо вмієте паяти і розберетеся теоретично. Плюси : апарат відповідатиме вашим завданням, ніяких зайвих деталей. Це дешевше, ніж купити готовий.
Вибір деталей для проекту може перетворитися на довгий, болісний підбір ідеального співвідношення ваги, ємності акумулятора, потужності двигуна та функціональності апарату .
Замовте послуги зі збирання унікальних БПЛА або доопрацювання пристроїв у компанії KLONA . Так ви заощадите час , а в результаті отримаєте модель з урахуванням необхідних вам функцій .
