Begynderguide til FPV Quadcopter Drone Racing: 16 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Hvis du er stødt på denne artikel, er du (forhåbentlig) interesseret i dette nye fænomen kendt som FPV flying. Verden i FPV er en verden fuld af muligheder, og når du først kommer forbi den til tider frustrerende proces med at bygge/flyve en FPV -drone for første gang, opvejer fordelene langt over disse frustrationer. Denne korte artikel tager nybegynderen igennem hovedaspekterne ved FPV -flyvning og en drone generelt og sætter dig op med et godt vidensgrundlag, som du kan bygge ud af (bogstaveligt talt …).

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på dronetrest.com og blev gemt her med tilladelse fra autoriteten (hvem er mig!)

Trin 1: Hvad er FPV?

Så først og fremmest står FPV for First-Person-View. Kort sagt, du sætter et kamera på en flyvende drone, du modtager live feed fra dette kamera via et par briller (eller skærm), og du flyver dronen via dette live feed. FPV giver dig chancen for at se din verden fra et fugleperspektiv-det er et helt nyt udsigtspunkt, som du bare ikke kan få nok af! Uden for at være en rigtig pilot er dette den mest fordybende flyveoplevelse, du vil støde på, og jeg kan ikke promovere det mere. Du føler, at du er fysisk inde i dronen, som om du var en fugl, løb forbi træer og optrådte og sløjfede gennem luften … selvom du selvfølgelig har dine fødder fast på jorden.

Der er tre hovedtyper af FPV -flyvning; freestyle, racing og fotografering, som hver især er forklaret nedenfor.

FPV Freestyle Dette er den type FPV -flyvning, du sandsynligvis vil have stødt på før, hvis du har set nogen FPV -flyvning på YouTube. Det flyver uden begrænsninger for hvor du skal flyve; du kan flyve lavt, du kan flyve højt, og du kan udforske ethvert nyt spændende sted, du finder. Dette er arenaen, hvor du kan udføre tricks og vende og imponere alle tilskuere med dine færdigheder! Freestylisterne er akrobater i droneverdenen og sætter ikke pris på at blive holdt tilbage af ting som racerbaner, træer eller bygninger … Freestyle handler om at finde de bedste linjer gennem og omkring forhindringer, mens de kaster et par flips for at se godt ud for YouTube videoer.

FPV Racing

Ingen præmier for at gætte denne - det er her en gruppe FPV -piloter mødes og kører deres droner. Der vil være en slags racerbane med en blanding af både naturlig og menneskeskabt forhindring (f.eks. Træer, porte og flag). Den, der sluttede først, vinder. Dette handler ikke nødvendigvis om hastighed og kraft, men tester virkelig dine reflekser og manøvredygtighed. Stor præcision er nødvendig her …

Luftfotografering

Igen er det præcis, hvad der står på blikket-det er kunsten at tage fotos og videoer fra det fugleperspektiv, vi talte om tidligere. Teknologien, der bruges i droner, har muliggjort denne nemme adgang til himlen, og så nu kan almindelige folk som dig og mig tage det fantastiske landskab fra det høje. Den type drone og udstyr, der bruges i denne type flyvning, er ganske forskellige fra freestyle og racing. Her har glat og let flyvning præcedens over hastighed og smidighed, da glatte optagelser er afgørende. Til dette formål bruges kamera-gimbals på en luftfotografisk drone sammen med et HD-kamera i høj kvalitet til at give jævn video. Så det er FPV, der flyver i en nøddeskal. Du har en drone, du sætter et kamera på den og flyver den ved at se live -feedet. Enkel. Nu, hvis du er interesseret, vil jeg gå videre til nogle af de mere tekniske dele (men ikke for tekniske!) Af det, der udgør en drone.

Trin 2: Sådan fungerer en drone (multirotor)

Dette bliver et kort afsnit om 'videnskaben' bag en drone. For det første er en 'drone' teknisk set noget, der kan flyve autonomt, men er blevet et generelt udtryk for alt elektronisk, der flyver. I FPV -hobbyen bruger vi ofte ordet quadcopter, eller 'multirotor'. En multirotor er et køretøj med flere 'rotorer', dvs. motorer, og den mest almindelige, du vil se på himlen, er en quadcopter - en multirotor med 4 motorer.

Så hvordan styrer man en multirotor? En multirotor har 4 kontrolpunkter; rul, pitch, yaw og stød. Hvis du har erfaring med fly/helikoptere, ved du, hvad det er, men for dem, du ikke har, her er en simpel øvelse for at få styr på dem. Hold din hånd op, håndfladen ned til jorden - din hånd er nu multirotor.

• Rul - rock din hånd fra side til side - dette er din rulle.
• Pitch - vipp din hånd op og ned - dette er din tonehøjde.
• Yaw - hold din håndflade nedad, drej din ha til venstre og højre - dette er din gab.
• Thrust/Throttle - løft din hånd op, og du har din kraft.

Du bruger disse 4 kontrolpunkter i tandem med hinanden for at få din multirotor til at gå i enhver retning, du ønsker. Det flyver på samme måde som en helikopter gør. For at komme videre skal du have en kombination af tonehøjde og tryk..

Hvis du vil have en fornemmelse af FPV -flyvning uden risiko for at styrte med en drone, er et godt sted at starte med en FPV -flyvesimulator.

FPV er ikke kun til quadcoptersFPV ved hjælp af quadcopters er langt den mest populære måde at flyve FPV på, men der er mange faste vingeflyvere, der fastgør kameraer til mere traditionelle radiostyringsfly. Men i denne guide vil vi dække det grundlæggende i FPV fra et quadcopter -perspektiv, da det er det, de fleste mennesker kommer i gang med.

Trin 3: Byg din egen eller køb klar til at flyve?

Nu har jeg givet dette spørgsmål et særskilt afsnit, da det er et meget vigtigt spørgsmål; vil du bygge din egen quadcopter eller købe en færdiglavet, Ready-To-Fly (RTF) FPV quad? Jeg vil med det samme sige, at jeg er forudindtaget i at bygge - ikke kun er det sjovt, du får også en stor følelse af præstation, når du får din egen quad op i luften. Det er ikke at sige, at det er forkert at købe et RTF -kit - du kan få nogle gode kits derude, der vil fungere fantastisk, og jeg er sikker på, at du vil blive glad for din beslutning.

Kernen i problemet for mig er, at du vil gå ned - mange, mange gange. Nogle af disse nedbrud vil ikke føre til noget katastrofalt, og du skal kun udskifte en eller to rekvisitter. Nogle af disse nedbrud (dog især når du begynder at blive modig!) Vil resultere i mere alvorlig skade. Du skal muligvis udskifte en motor, videosenderen eller flyvekontrolleren i selve quad. I disse situationer, hvis du ikke selv har bygget maskinen, ved du ikke nødvendigvis, hvordan du retter den. Du bliver derfor muligvis nødt til at købe et helt sæt igen - det kan hurtigt blive dyrt. Hvis du dog har bygget det fra bunden, kender du til og fra quad'en og vil derfor være i stand til at identificere problemet og løse det ret let.

Så mit råd? Byg. Hvis dette tager din smag, vil jeg nu fortsætte med at liste en drones anatomi, og du kan begynde at opbygge den drone -viden …

Trin 4: Anatomi af en FPV Racing Drone

Så lad os komme ind på nogle detaljer om, hvad der udgør en quadcopter -drone. Alle hovedkomponenterne i en typisk FPV -drone er vist på billedet ovenfor.

En FPV -drone kan opdeles i tre hoved ‘dele’; flyvesystemet, kraftsystemet og FPV -systemet.

• Flyvesystemet består af de dele, der får quadcopteren til at flyve, ligesom motorer og flyvekontroller.
• Strømsystemet består af de dele, der leverer elektrisk strøm til din drone som batteriet og strømfordelingsbordet.
• FPV -systemet består af de dele, der bruges til videofeed, herunder dit kamera, videosender og beskyttelsesbriller.

Vi vil diskutere hvert af disse systemer mere detaljeret i de næste trin

Trin 5: Rammen

Først og fremmest skal de tre systemer på en drone fastgøres til noget, kendt som rammen. Dette er dronens skelet og giver ikke kun styrken i multirotoren som helhed, men også det endelige udseende af dronen. Der er så mange forskellige stilarter og variationer af multirotoriske rammer derude, det ville være umuligt at tælle, men alle har de samme generelle funktioner. De vil alle være så stærke som muligt, men også så lette som muligt (da dette naturligvis er den bedste kombination). Derfor bruges kulfiber ofte, da det generelt er stærkt, men let.

Rammer er også kategoriseret, men deres størrelse. Når jeg siger størrelsen på en ramme, mener jeg akselafstanden, som er diagonal længde (i mm) fra midten af en motor til midten af motoren direkte diagonal til den. De fleste FPV -stel har en akselafstand på 220 mm og derunder, da teknologien bliver smartere og mindre.

Yderligere læsning: Komplet guide til køb af en FPV Quadcopter -ramme

Trin 6: Flyvesystemet

Flyvesystemet indeholder alt, hvad multirotoren har brug for for at flyve. Dette omfatter flyvekontrolleren, motorerne, de elektroniske hastighedsregulatorer (ESC'er), radiomodtageren og propellerne.

Sådan fungerer flyvesystemet:

• Pilot flytter pindene på R/C -controlleren, dette sendes trådløst til modtageren
• R/C -modtageren sender pilotstick -kommandoerne til flyvekontrolleren
• Flyvekontrollen fortolker disse kommandoer og beregner, hvilken hastighed hver motor skal bevæge sig ved og sender dette signal til ESC
• ESC konverterer dette signal til en spænding, det sender til motoren
• Motoren er det, der frembringer tryk for faktisk at flytte dronen

Denne proces sker hundredvis af gange hvert sekund. Lad os se nærmere på hver komponent

Trin 7: R/C -controlleren og modtageren

Radiocontrolleren er den enhed, piloten holder i deres hænder med to joysticks, der bruges til at flyve dronen. Radiomodtageren er den lille elektroniske enhed, der er installeret på dronen (og er forbundet til flyvekontrolleren). Controlleren sender radiosignaler op til modtageren, og modtageren sender derefter informationen til flyvekontrolleren. Der er mange muligheder, når det kommer til valg af din R/C controller og modtager. Lige nu er Frsky Taranis radioerne langt de mest populære i FPV -samfundet.

Trin 8: Flight Controller

Som navnet antyder, styrer dette udstyr flyvningen og kan derfor betragtes som dronens 'hjerne'. Flyvekontrollen tager data fra to input og bruger dem til at holde multirotoren stabil og styre dronen. Disse to dataindgange kommer fra indbyggede sensorer på flyvekontrolleren og fra piloten via R/C-controlleren. Sensorerne fortæller flyvekontrolleren ting som orientering og højde, og piloten fortæller flyvekontrolleren i hvilken retning de vil have multirotoren til at gå.

Afhængigt af hvor dybt du vil gå, kan du også finjustere og programmere din flyvekontroller til dine nøjagtige specifikationer-ligesom du ville med en racerbil. På denne måde kan du få det absolut bedste fra din drone.

Yderligere læsning:

FPV Racing Flight Controller Købsguide

Trin 9: De elektroniske hastighedsregulatorer (ESC'er)

ESC'erne er de komponenter, der tager kommandoerne fra flyvekontrolleren og oversætter dem til strøm til motorerne. ESC fortæller motoren at dreje hurtigere eller langsommere i henhold til instruktionerne fra piloten. Hver motor har derfor en dedikeret ESC, da hver motor til enhver tid bevæger sig med en anden hastighed end de andre.

Typen og størrelsen af ESC, der er egnet til din drone, afhænger af hvilket strømsystem du bruger, og hvilke motorer du bruger.

Yderligere læsning

Hvad skal du overveje, når du køber en ESC til din multirotor

Trin 10: Motorer

Motorerne er multirotorens drivkraft og giver kraften (sammen med propellerne). Det vigtigste at vide med hensyn til FPV -dronemotorer er, hvordan motorer klassificeres.

Du har mange forskellige motorer i mange forskellige størrelser, men hvad betyder de? Lad os tage ChaosFPV CF2205 2300Kv PRO -motoren som et eksempel. Dette er en 2205 motor med en KV -rating på 2300KV. Tallet 2205 refererer til motorens dimensioner; motoren er 22 mm i diameter og har en 5 mm statorhøjde. Jo højere motoren (større statorhøjde) er, jo hurtigere kan den reagere, mens motorer med højere diameter giver dig mere drejningsmoment og effekt, men reagerer langsommere. KV -værdien er defineret som omdrejninger pr. Minut (RPM) pr. Volt. Normalt bruges lavere KV -motorer bedst med større rekvisitter.

Yderligere læsning:

Børsteløse motorer - hvordan de fungerer, og hvad tallene betyder

Trin 11: Propellerne

Propellerne er fastgjort til motorerne og giver den nødvendige kraft. Der er mange forskellige typer rekvisitter på markedet fra dine traditionelle 2-bladede propeller til 5-bladede propeller. Igen navngives propeller på en standard måde f.eks. 5x3x3. Dette betyder ganske enkelt, at du har en 5 tommer propel med en skråning på 3 tommer, og der er 3 blade.

Trin 12: Strømsystemet

Dronens elsystem omfatter de dele, der leverer strøm, og leder strømmen til al elektronikken. I en typisk FPV quadcopter er der kun to komponenter, et power distribution board (PDB) og batteriet.

PDB Strømfordelingskortet tager simpelthen strømmen fra batteriet og distribuerer det til de relevante kilder. I den enkleste form er det et separat kort, som du tilslutter batteriet til, og som du tilslutter de andre komponenter i flyvesystemet (f.eks. ESC'er). Nogle gange vil et PDB også indeholde nogle spændingsregulatorer, der udsender en konsekvent 5V eller 12V outout for at drive noget af din anden elektronik. Du vil også opdage, at flyvekontrollere også har et indbygget PDB, hvilket betyder, at du tilslutter batteriet (og ESC'erne) direkte til flyvekontrolleren. For at lære mere tjek ud

Batteriet

Nu kommer vi til den komponent, der giver strøm til din multirotor - batteriet. Droner drives generelt af lithiumpolymer (LiPo) batterier, der består af flere 'celler'. Hver celle har en spænding på 3,7V, og ved at tilføje flere celler tilføjer du mere spænding. For eksempel holder et batteri med 3 celler (noteret som 3S) en spænding på 11,1V. Som det hentydes til i afsnittet 'Motorer', er den hastighed, hvormed motoren drejer, direkte korreleret med den spænding, der leveres. Så for at få din motor til at snurre hurtigere, har du brug for mere spænding. Du kan dog desværre ikke bare slå et batteri med 10 celler på din drone for at få det til at gå hurtigere - der er altid en fin balance mellem vægt og effekt, når du vælger det rigtige batteri til dig.

Yderligere læsning: LiPo -batterier - Sådan vælges det bedste batteri til din drone.

Trin 13: FPV -systemet

FPV -systemet består af et kamera, en videosender, der sender videofeedet tilbage til dine videobriller på jorden. For at forstå FPV -systemet er den letteste analogi at tænke på, hvordan fjernsyn fungerer, da det stort set er det samme, bare i en meget mindre skala. Din drone har et kamera på, der optager en video. Dette signal sendes til en videosender, der sender et signal trådløst (som et fjernsynsstudie ville). FPV -beskyttelsesbrillerne på din quadcopter er som et fjernsyn, der vil opfange signalet. Men for at være specifik vil videomodtageren opfange signalet og vise det på skærmen inde i beskyttelsesbrillerne. De fleste FPV -beskyttelsesbriller har en integreret videomodtager eller har mulighed for at tilslutte en via en modulboks.

FPV -kameraet

FPV -kameraet er måske den vigtigste komponent i enhver FPV -drone, da det er udstyret, hvorigennem du transporteres til din FPV -platform. FPV -kameraer startede som CCTV -kameraer, men som hobbyen har avanceret, laver mange producenter brugerdefinerede kameraer, der er specifikt designet til FPV. Det betyder, at FPV -kameraer er designet til at have den lavest mulige latenstid (den tid det tager for at fange en ramme og sende den tilbage til dig). De fleste FPV -kameraer leverer dog IKKE HD -output, da dette øger feedens latenstid, hvilket er katastrofalt for FPV -flyvning. Når du rejser med 80 mph+, gør hvert millisekund latens en forskel.

Trin 14: Videosenderen (VTX)

Uden en videosender er forbundet til dit kamera, er kameraet fuldstændig ubrugeligt. Dette er den komponent, der sender video -feedet fra kameraet trådløst tilbage til dine FPV -beskyttelsesbriller på jorden.

FPV VTX'er findes i en række størrelser, kræfter og funktioner, men de er hovedsageligt kategoriseret med hensyn til deres sendeeffekt (i milliwatt, mW). De to hovedkræfter er 25mW og 200mW sendere - 200mW er mest almindelig blandt FPV -flyvninger.

Du skal også bemærke, at der er nogle regler for, hvor meget strøm du kan bruge med din FPV -sender. Inden for EU er den maksimale effekt, du lovligt kan bruge, 25mW. Hvis du vil bruge en højere sendeeffekt over dette, skal du indhente tilladelse hertil.

Yderligere læsning: Alt hvad du behøver at vide om FPV -videosendere

FPV antenne guide

Trin 15: FPV -beskyttelsesbrillerne

Du ser live video -feed fra din drone med FPG -briller. Teknisk modtager en videomodtager signalet, og skærmen inde i beskyttelsesbrillen viser det. Men i dag er en FPV -modtager indbygget i, eller klipses fast på næsten hver FPV -brille, så vi plejer at betragte dette som en enkelt ting.

Livevideofeedet vises på en lille skærm inde i beskyttelsesbrillerne, og ligesom virtual reality ser du, hvad kameraet ser, og du transporteres ind i himlen! Ligesom med alle andre komponenter i multirotorbygninger er der masser af forskellige typer, stilarter og mærker af FPV -beskyttelsesbriller. Hvis du har midlerne, kan du gå efter et virkelig high-end par med strålende skærmkvalitet, to modtagere for bedre modtagelse og særlige funktioner som DVR-kapacitet (hvilket betyder, at du kan optage, hvad du ser). Du kan dog også få fingre i et meget solidt par beskyttelsesbriller for ikke så mange penge, der vil gøre jobbet glimrende for en nybegynder.

Yderligere læsning: FPV Goggle -købsguide

Trin 16: Sammenfattende

FPV -flyvning er derfor bare det at flyve din FPV -drone med et kamera vedhæftet, mens du ser de levende optagelser og piloterer din drone i overensstemmelse hermed. Du kan deltage i denne aktivitet alene (selvom hvis du er nybegynder, anbefales det, at du går ud med en oplevelsespilot) eller i en gruppe. Du kan indstille din egen racerbane og køre mod hinanden for at se, hvem der er den ultimative FPV -pilot. Det giver dig et helt andet syn på verden omkring dig og giver dig mulighed for at udvikle en ny færdighed, mens du fordyber dig i en fantastisk oplevelse.