Из чего состоит квадрокоптер? Устройство дрона: обзор для новичков

Из чего состоит квадрокоптер? Устройство дрона: обзор для новичков Гаджет

Электронные регуляторы скорости (Electronic Speed  Controllers / ESC)

Электронный регулятор скорости (ESC) (другие названия: электронный регулятор скорости, электронный регулятор хода) представляет собой электрическую цепь, которая призвана контролировать скоростной режим беспилотника (впрочем, и других типов летательных аппаратов, так как это устройство в различных модификациях есть и у самолетов).

Схема работы электронного регулятора хода предполагает подачу (на входе) напряжения с батареи и поступление сигналов с полетного контроллера (бортового компьютера дрона). А вот на выходе от регулятора поступает на привод управляющее напряжение. Отсюда понятно, что регуляторы хода должны быть совместимы с полетным контроллером, когда проектируется и собирается конкретная модель беспилотника.

О регуляторах можно рассказывать долго, а их важность для беспилотников бесспорна. Об этом говорит тот простой факт, что современные дроны полностью зависят от этого вида устройств для нормального полета и выполнения всех задач, которые ставятся перед конкретным видом летательного аппарата.

Поэтому DJI и другие производители дронов на электрической тяге много работают над совершенствованием электронных регуляторов хода. При выходе каждой новой модели беспилотника DJI старается внести усовершенствования и в ESC, о чем обязательно информирует будущего потребителя, например, о снижении энергопотребления и более высокой производительности.

Где же устанавливаются электронные регуляторы ходы? Как правило, эти устройства располагают в раме летательного аппарата. У дронов DJI они, как правило, располагаются в “руках” ближе к двигателям. Многие современные модели беспилотников оснащаются достаточно продвинутыми ESC, которые могут работать в различных режимах.

А это невозможно без качественного программного обеспечения (прошивки). Прошивка должна регулярно обновляться для исправления ошибок в кодах управления, а также для повышения эффективности работы устройства (снижения потребления тока и т.п.). Если вы приобретаете одну из моделей коптера бренда DJI, то вам не придется принудительно обновлять ПО, потому что при выходе новой версии прошивки, все происходит в автоматическом режиме. Поэтому вам лично не придется вносить какие-либо изменения в работу ESC.

Parrot и dji

Подход к производству квадрокоптеров интересно рассмотреть на примере двух лидеров рынка: китайской компании DJI Technology (Dajiang Innovation Technology) и французской Parrot SA.

DJI Technology основал в 2006 году гонконгский предприниматель (тогда ещё студент) Фрэнк Ван Тао. Для того, чтобы наладить производство, одному из компаньонов Ван Тао пришлось продать собственную квартиру.
image
XP3.1 WayPoint — первые серийные контроллеры, обеспечивавшие полет дронов DJI по заданному маршруту

Первые дроны DJI стоили безумно дорого: цена БПЛА, выпущенного в 2021 году, составляла 10 000 $. Понятно, что большим спросом такой чудо-гаджет пользоваться не мог. И тогда компания пошла по пути удешевления продукции за счёт внедрения новых технологий. Стратегия оправдалась: уже в 2021 году было продано 140 000 дронов. Сегодня DJI занимает 70% мирового рынка дронов.

Французская фирма Parrot была основана в 1994 году тремя компаньонами: Кристин де Турвель, Жаном-Пьером Тальвардом и Анри Сейду. С самого начала компания специализировалась на изготовлении беспроводных устройств, разработке технологий обработки сигналов и распознавания голоса.

В 2021 году Parrot представила свой первый БПЛА Parrot AR.Drone. Благодаря сочетанию демократичной цены и высокого качества он имел столь ошеломляющий успех, что в 2021 году компания создала дочернюю фирму Parrot Drones.
image
Parrot AR.Drone

Кино, спорт, журналистика

Спортивные события теперь можно снимать в динамике, с разных ракурсов, без опасности для оператора и без помех для участников состязаний. Умеющие зависать и снимать в движении с очень высоким качеством — дроны тут показали себя во всей красе.

Журналисты (и папарацци) с появлением современных коптеров получили мощнейший инструмент для создания уникальной красочной картинки с места событий. Это могут быть катастрофы, крупные массовые мероприятия, зоны боевых действий и т.д.

В кино дроны тоже пришлись как нельзя кстати. Особенно когда появились модели, способные нести тяжелые камеры со сверхэффективным стабилизатором, умеющие очень точно позиционироваться, а также передавать видео с разрешением 1920Х1080 пикселей и частотой в 60 кадров в секунду.

*{padding:0;margin:0;overflow:hidden}html,body{height:100%}img,svg{position:absolute;width:100%;top:0;bottom:0;margin:auto}svg{left:calc(50% — 34px)}Из чего состоит квадрокоптер? Устройство дрона: обзор для новичков» frameborder=»0″ allow=»accelerometer; autoplay; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture» allowfullscreen>

Количество моторов

Мультикоптеры условно разделяются на несколько категорий, причем по разным признакам. Например, их можно классифицировать по количеству пропеллеров (двигателей). Такие аппараты носят разные названия, начало которых — числительное из греческого языка: три-, квадро-, гекса- и октокоптеры имеют три, четыре, шесть и восемь лопастей соответственно.

От количества моторов обычно зависят все прочие характеристики, каждая из которых может быть самостоятельным классификатором: масса, размеры (диаметр выброса лучей), грузоподъемность, скорость — все эти показатели растут вместе с количеством моторов. Как правило.

Но есть и исключения. Например, некоторые «комнатные», почти безопасные мини-устройства, умещающиеся на ладони или чуть крупнее, также оснащены четырьмя пропеллерами (а бывают и шестилопастные мелкодроны!). Кстати, многие из них даже оснащены микрокамерами — этакая селфи-палка-леталка.

Но это не более чем игрушка, которую не жаль подарить мальчишке детсадовского возраста. Причем вовсе не обязательно ожидать мгновенной поломки подаренного дрона вследствие аварии (которая непременно случится при первой же попытке взлететь), потому что среди недорогих дронов можно отыскать сверхлегкие защищенные модели, не боящиеся падений, ударов, а иногда и воды.

Вторая крайность — шести- и восьмилопастные аппараты, которые относятся к профессиональному сегменту беспилотников, поскольку позволяют поднимать серьезный груз. И это уже совсем не игрушка. Эксплуатация таких аппаратов сопряжена с большими расходами и риском: в рюкзак или сумку их не положишь, а значит, стои́т вопрос транспортировки до полетной зоны и обратно.

В их конструкции сложно и дорого буквально всё — от усиленной рамы до большого количества датчиков, иногда дублированных, показания которых анализируются мудреным программным обеспечением. Более того, чтобы приспособить к коптеру полноразмерную камеру, недостаточно примотать ее синей изолентой.

Для крепления камер используются специальные многоосевые стабилизирующие подвесы, управление которыми — а значит, и камерой — производится отдельно от радиоканала управления полетом. Наконец, для управления самой камерой — запись, зум, фокус и прочие настройки — также требуется отдельная полоса связи и обслуживающие ее элементы. Следовательно, нужен второй человек, который осуществляет съемку — оператор.

По этим причинам не хочется затрагивать аспекты, относящиеся к профессиональным мультикоптерам. Да, сегодня без них не обходится ни одна экстренная или ремонтная служба, ни одна телекомпания или агентство (про вооруженные силы многозначительно промолчим).

Например, связистам и энергетикам гораздо проще и выгоднее осмотреть мультикоптером свои вышки и линии электропередачи, чем отправлять на травмоопасную работу дефицитных верхолазов. А телевизионщикам или киношникам для съемки красивостей теперь не требуется нанимать настоящий вертолет, час работы которого обходится в нечеловеческую сумму.

Таким образом, выбор дрона для любительского применения имеет смысл ограничить самой распространенной ветвью — квадрокоптером средних размеров и массы. Не зря именно такие устройства составляют подавляющее большинство беспилотных летательных аппаратов, предлагаемых сегодня на рынке.

Такая популярность объясняется четырехлучевой конструкцией, которая оказалась оптимальной по цене и сложности изготовления. Она позволяет переносить небольшие грузы (в большинстве случаев — мини-камеру), обеспечивая при этом неплохую динамику подъема и перемещения.

С длительностью пребывания в воздухе у них всё тоже обстоит неплохо: некоторые модели могут летать до получаса без подзарядки или замены аккумулятора. Но конечно же, их функциональность, а значит, и возможности коптера, сильно зависит от цены. Которая может отличаться на порядки.

Летать можно не везде

Зарегулировано сейчас всё: от перепланировки садового участка и получения водительских прав до торговли отдельными видами товаров и уровня шума в вашей квартире. Владельцы дронов (их закон именует БПЛА или БЛА — беспилотные летательные аппараты) тоже не остались без внимания: их права и обязанности давно узаконены.

Шустрее всех оказались власти некоторых субъектов, попросту запретившие любые полеты любых конструкций (например, согласно приказу Минтранса РФ от 2021 года, территория внутри МКАД является запретной для полетов). Это очень разумно, поскольку в этой зоне концентрация людей, производств и засекреченных объектов фантастически, несоизмеримо высока. Но площадь столицы — это всего лишь 1/7000-я часть огромной страны. Ну а что же там, за МКАДом? Кроме жизни?

Гаджет:  17 безумно крутых гаджетов для твоего смартфона

На конец 2021 года в России так и не утвержден порядок регистрации и учета БПЛА. Да, разумеется, беглый запрос в поисковой системе выведет на целый ворох документов, касающихся регистрации и разрешений на полеты. Даже с названиями структур, которые якобы обязаны вести учет.

Любая юридическая фирма предоставляет такой список. Но если жестко и бездумно следовать сырым и несогласованным нормам, то запущенного на пустыре воздушного змея вполне можно счесть несанкционированным полетом летательного аппарата, а родителям сопливого пилота будет грозить солидный штраф.

Временным спасением из тупика оказывается гражданская сознательность и ответственность. Управляя потенциально опасным средством (а тяжелый коптер — это довольно грозное оружие против человека, автомобиля и любого летательного аппарата), грамотный пилот использует его с умом, так, чтобы не нанести никому вреда и не нарушить явные запреты.

А запретных зон, где полеты нежелательны, более чем предостаточно. Навскидку: это мосты, путепроводы, тоннели, федеральные трассы, аэродромы с прилегающей территорией, государственные учреждения, приграничные зоны, военные объекты, объекты энергетики, нефтегазовые производства. Что же остается?

Обеспечить безопасность окружающих (а также свою и коптера) можно только тщательным планированием сценария полета и съемки. Например, следует воспользоваться картографическими сервисами. Отыскав на карте потенциально интересное место (в данном случае это хитро-извилистая речушка), нужно убедиться в наличии подъездных путей к нему, а также в отсутствии жилья хотя бы на километр вокруг. Осталось поставить метку и далее полагаться на включенный навигатор.

Лишь в таких условиях вы гарантированно никому не помешаете и сохраните оборудование в целости. А полученные кадры вполне могут украсить видовой фильм.

Но это крайности. Все-таки граждане, проживающие в так называемой «глуши», к полетам БПЛА относятся или благосклонно, или с живым интересом. Но чем кучнее вокруг, тем выше вероятность столкнуться с активистом, растрачивающим свою жизненную энергию на благое, как ему кажется, дело.

Кроме того, некоторые дроны просто откажутся взлетать, если находятся в месте, где полеты запрещены.

Мы еще вернемся к правовым вопросам использования мультикоптеров, но основная диспозиция остается неизменной: перед полетом нужно включать не только дрон, но и голову. В таком случае не придется иметь дел с остальными двумя частями нормы права — с гипотезой и санкцией.

Обзор моделей dji

Журналисты дали DJI прозвище «Apple среди дронов». Эта аналогия полностью связана с высоким качеством и долговечностью квадрокоптеров, а также с широким использованием новых материалов и разработкой технологий.

С 2021 до 2021 года линейкам профессиональных моделей DJI Phantom и Inspire не было равных. Однако в сентябре 2021 года компания DJI представила модель складного дрона Mavic Pro.

Таблица1. Сравнение характеристик линеек Phantom (на примере Phantom 4), Inspire (Inspire 2) и Mavic (Mavic Pro Combo)
image

Все модели DJI оснащены датчиками GPS и Глонасс, поддерживают интеллектуальные режимы TapFly (полёт в точку, указанную оператором) и ActiveTrack (следование за объектом). Квадрокоптер Inspire 2 рекомендуется эксплуатировать при температуре от -20 до 40 °C, Phantom 4 и Mavic Pro – от 0 до 40 °C.

Inspire 2 – профессиональный гаджет, с помощью которого можно снимать фильмы голливудского класса. Корпус аппарата изготовлен из лёгкого и очень прочного алюминиево-магниевого сплава. Для получения качественного видео дроном должны управлять два оператора, каждый со своего пульта: один – отвечающий за полёт (он получает данные с фронтальной камеры), другой – за основную камеру.

Основная камера (по выбору пользователя – Zenmuse X4S или X5S) вращается на 360°. Чтобы шасси не попали в кадр, в полёте они автоматически убираются. Дальность передачи данных – до 7 км. Используя Inspire 2, журналисты могут напрямую вести трансляцию с места событий.

DJI Inspire 2

Phantom 4 – дрон с великолепными аэродинамическими свойствами. Он очень устойчив в воздухе, а благодаря трёхосной системе стабилизации картинка не дрожит даже при резких изменениях курса. Угол обзора объектива камеры – 94°, геометрических искажений почти нет.

image
DJI Phantom 4

Mavic Pro незаменим для туристов и любителей экстремального спорта. У Phantom 4 и разложенного Mavic Pro диагонали примерно одинаковы. Но если для переноски Phantom 4 обязательно нужен специальный бокс, то лёгкий складной Mavic Pro в прочном «неубиваемом» корпусе можно носить в рюкзаке или большом кармане.

Чтобы не повредить линзу объектива, её закрывают специальным колпачком. При этом технические характеристики камеры Mavic Pro впечатляют. Правда, угол обзора объектива – всего 78,8°. Но зато изображение не искажается, даже если камера расположена вплотную к объекту.

В воздухе Mavic Pro, несмотря на небольшой вес, очень устойчив, трёхосевая система стабилизации компенсирует вибрацию при порывах ветра, поэтому изображение не дрожит. При передаче данных используется не только Wi-Fi, но и новейшая технология Ocusync, дальность составляет до 7 км. Качественное видео можно сразу транслировать в социальные сети.

Несмотря на то, что пульт Mavic Pro миниатюрен, конструкторы предусмотрели возможность управлять гаджетом просто со смартфона или даже жестами.

image
DJI Mavic Pro

Неделю назад вышла новая и самая (пока что) компактная модель фирмы — DJI Spark. Модель весит 300 г, диагональ на 6 см меньше, чем у Mavic Pro, функционал немного упрощен ради уменьшения габаритов. К примеру, угол обзора изображения можно менять только вверх и вниз, а для поворота камеры в сторону придется поворачивать уже сам квадрокоптер.

Разгоняется дрон до 50 км/ч в спортивном режиме, а вот время автономной работы скромное — всего 16 минут от одного заряда при скорости в 20 км/ч. Этот недостаток компенсируется возможностью заряжать дрон от портативного power bank-а или любого другого источника питания через USB-кабель.

Как и его предшественник, Spark умеет воспринимать команды жестами. Камера оснащена сенсором CMOS 1/2,3 дюйма. Разрешение фотографий, сделанных при помощи новинки, составит 12 Мп, а Full HD видео можно будет снять с частотой 30 кадров в секунду. Чтобы снять панораму, достаточно будет нажать одну кнопку.

За сохранность дрона отвечает система из сенсоров и датчиков, которая предотвращает падение или столкновение с другими объектами. Для управления по карте с точностью до 30 м используются навигационные системы GPS и ГЛОНАСС. При потере сигнала квадрокоптер вернется обратно. Официально завезенных в Россию моделей пока нет, так что получить модель можно только по предзаказу.

image
DJI Spark

Обзор моделей parrot

Логотип компании Parrot – весёлый попугай. «Попугайские» цвета: красный, жёлтый и зелёный, – часто используются в дизайне гаджетов компании. Продукция фирмы рассчитана на самый широкий круг потребителей.

Предполагается, что подросток, вдоволь наигравшийся минидронами Parrot, сохранит о них лучшие воспоминания и, повзрослев, купит многофункциональный квадрокоптер AR.Drone, Bebop 2 FPV или Disco FPV.

Игрушечные квадрокоптеры Parrot с разноцветными наклейками и LED-подсветкой по внешнему виду напоминают инопланетных стрекоз. Они очень быстры и маневренны.

Parrot Airborne NightТаблица 2. Сравнение характеристик минидронов Parrot
image

Для тех, кто уже пресытился миниквадрокоптерами и хочет приобрести гаджет посерьёзнее, компания Parrot предлагает более сложные, многофункциональные модели.

Таблица 3. Сравнение характеристик многофункциональных дронов Parrotimage
Оптимальные условия для полётов беспилотников Parrot – температура от 0 до 40 °C.Parrot AR.Drone 2.0 – один из самых популярных любительских квадрокоптеров. По соотношению цены и эксплуатационных качеств он подходит как опытным пользователям, так и новичкам. С его помощью очень удобно осваивать технику полётов дома и на улице: благодаря защитному кожуху квадрокоптер не повреждает предметы обстановки. Хотя кожух считается «домашним» аксессуаром, для большей безопасности рекомендуется надевать его и при полётах под открытым небом, особенно в городе. Дальность и высота полёта гаджета ограничены дальностью приёма сигнала Wi-Fi. Если пользователь захочет, чтобы его «птичка» летала дальше и выше, можно дополнительно приобрести усилитель сигнала. Но чересчур «лихачить» не рекомендуется, так как корпус хрупкий и способен выдержать столкновения не со всеми препятствиями. Производители позаботились, чтобы пользователю было удобно брать гаджет в поездки: зарядное устройство укомплектовано 4 вилками, предназначенными для разных типов розеток.
image
Parrot AR.Drone 2.0

Parrot Bebop 2 мог бы соперничать с DJI Mavic Pro, если бы не дальность полёта – всего 2 км. Однако неоспоримый плюс Parrot Bebop 2 – скорость 65 км/ч и высокая маневренность. При испытаниях в аэродинамической трубе аппарат смог на дистанции 300 м противостоять встречному ветру скоростью до 65 км/ч. Благодаря хорошо продуманной системе стабилизации видео получается очень качественным, картинка не дрожит.

Гаджет:  Про книги и гаджеты (Митрий Соколов) / Проза.ру

Parrot Bebop 2

Модели Parrot Disco FPV конструкторы придали форму самолёта, что значительно улучшило её аэродинамические качества. По техническим характеристикам этот гаджет — конкурент Phantom 4. Небольшая дальность полёта (2 км) компенсируется высокой скоростью и маневренностью.

Parrot Disco FVP

Области применения квадрокоптеров

Недорогие модели квадрокоптеров (например, мини квадрокоптеры с камерой) зачастую применяются ради развлечения владельцев, в том числе для проведения любительских съемок. Многие люди с детства мечтали увидеть мир с высоты птичьего полета и сейчас воплощают мечты путем эксплуатации беспилотников.

Такие владельцы квадрокоптеров ежедневно совершают своеобразные виртуальные путешествия, снимая окрестности и наслаждаясь незабываемым видом различных красот, находясь в произвольно выбранном месте.

Квадрокоптер с камерой и трансляцией на пульт ДУ позволяет делать все перечисленное практически на интуитивном уровне. К тому же управление беспилотником сложностей не вызывает, а запас энергии в аккумуляторе позволяет устройству находиться в воздухе до 10-40 минут (в зависимости от модели).

Возможны и более практичные применения квадрокоптеров:

  • Борьба с преступностью. В развитых странах беспилотники используют для инспектирования мест ДТП, выслеживания преступников, контроля толпы на митингах и подобных мероприятиях.
  • Изучение аварийных объектов. Коптеры удобно применять для осмотра пострадавших сооружений промышленного и другого назначения. В опасных ситуациях рисковать людьми нерационально. Оценку ущерба и анализ ситуации можно провести с помощью беспилотников.
  • Помощь в сельском хозяйстве. Квадрокоптеры, оборудованные тепловизорами и специальными датчиками, применяют для контроля эффективности работы автоматизированных систем орошения и удобрения, а также для мониторинга состояния культур.
  • Съемка спортивных событий. Надежный квадрокоптер с камерой и трансляцией видео на пульт или экран уже стал незаменимой вещью во время футбольных матчей. Его использование позволяет оценивать ситуацию на поле с различных ракурсов. Аналогичный подход практикуют и при съемке других спортивных дисциплин.
  • Продажа и аренда недвижимости. Съемка с помощью квадрокоптера позволяет представить объект в лучшем свете, показать все преимущества ландшафта и даже дать информацию о соседях.

Также квадрокоптеры активно применяют в военном деле (в том числе для разведки и охраны объектов). Военные нередко оснащают беспилотники дорогостоящим высокоточным оборудованием, позволяющим получать детальную картинку местности в режиме реального времени. Дополнительно коптеры оборудуют системами распознавания лиц и другими приборами для идентификации личности.

Используют квадрокоптеры и в спасательных миссиях. Периодически жизнь людей и сохранность ценного имущества зависят от точности планирования операции. В таких случаях коптеры позволяют оперативно собрать нужные разведданные и организовать мероприятия с учетом всех особенностей местности.

Поигрался и бросил?


Именно так бывает в большинстве случаев с дронами среди взрослых дядь, которые покупают коптеры как игрушки на раз. Я думал, что с большой долей вероятности, такое постигнет и меня, но нет!

Сразу оговорюсь о лакмусовой бумажке, зацепило ли вас или на полку/продажу. Обычно, те, кто покупают поиграться и попробовать, бросают дроны на полку с наступлением первых холодов и ухудшением погоды. Это и есть первый признак, что скорее всего, весной вы его продадите.

Меня же торкнуло серьёзно. Купив дрон летом (в самую благоприятную пору), я наслаждался полётами, снимал видео и совершенствовал мастерство.

Последние лет 5 у нас в Украине тёплая осень и летать можно было комфортно до конца октября. С наступлением ноября всё ухудшалось. Дождило, температура падала, пейзажи тускнели. Но я и не заметил этого перехода, ибо был одержим своим новым и долгожданным хобби. Одевался теплее, брал термос горячего чая, в машину и давай летать.

Когда я понял, что с купленного мною DJI Mavic Mini я начал вырастать и его основной ложкой дёгтя была дальность полёта – было решено повысить уровень. Зимой 2021 я выставил на продажу своего малыша и купил DJI Mavic Air 2

Забегая вперёд, скажу, что на 2021 год DJI Mavic Air 2 – это самый сбалансированный дрон для любительской видеосъёмки.


Моего первенца купили довольно быстро ибо к технике я очень бережно отношусь и продавал его в хорошем состоянии. Обычно, для «игрунов», дроны – это сезонная забава и продаются они лучше всего весной.

После покупки и первого полёта я осознал, насколько технологичнее DJI Mavic Air 2 Это несравнимое ощущение, когда у тебя стабильная дальность полёта в городской черте 1-2 км, а не как в «минике» 300 – 400 метров. Качество картинки с полноценными 4к 60 фпс.

Подросший битрейт видео до 120 мбит с 40 миниковских. Наличие датчиков, которые препятствуют столкновениям. Cinelike профиль, который позволял «красить» отснятый материал в графических редакторах. Ну и огромный плюс — DJI Mavic Air 2 самый долголетающий дрон в семействе Mavic и Phantom. По паспорту до 30 минут, но это всё зависит от условий.

Программное обеспечение

Теперь коснемся такого важного аспекта, как программное обеспечение. Очевидный факт: чем дороже аппарат, тем продуманнее и функциональнее его софт. Речь не о ПО, составляющем мозг коптера, в которое лезть запрещено. Имеется в виду пользовательское приложение или несколько приложений под разные платформы, с помощью которых осуществляется настройка, управление, просмотр видеотрансляции, задается целеуказание и происходит иное «общение» с коптером.

Рассмотрим такое ПО на примере приложения, которым комплектуется квадрокоптер Xiaomi Mi Drone 4K. Популярность этого аппарата объясняется его невысокой стоимостью и наличием продвинутых характеристик: долгое время полета, программируемые режимы и высококачественная камера с разрешением 4K.

Это, конечно, не идеал функциональности, однако можно не сомневаться: даже такой скромный набор возможностей используется большинством пилотов разве что наполовину.

К примеру, оператор может дать коптеру несколько разных команд: автоматический взлет и приземление, полет по заданному маршруту, полет к объекту на карте, облет объекта по кругу, отлет от объекта с уходом вверх и т. д.

Минус этих функций заключается в том, что все эти команды можно дать лишь во время работы двигателей, то есть когда дрон уже находится в воздухе на автопилоте в режиме зависания. Но беда в том, что запас аккумулятора во время полета тает буквально на глазах.

Следующие функции должны присутствовать в приложении для каждого серьезного коптера: настройки камеры (экспозиция, разрешение при съемке и т. д.), отображение карты с указанием местонахождения.

Из чего состоит квадрокоптер? Устройство дрона: обзор для новичков
Настройки экспозиции

В хорошем приложении обязательно имеются и другие функции, так называемые «офлайновые», которые могут быть востребованы не в полете, а позже. Это просмотр и «расшаривание» записанных фото- и видеоматериалов, просмотр статистики по полетам. Есть даже возможность просмотра подробнейших логов, которые ведутся при каждом взлете и автоматически сохраняются, как это делается «черными ящиками» самолетов и вертолетов.

Из чего состоит квадрокоптер? Устройство дрона: обзор для новичков
Статистика налета

Убедиться в наличии подобных функций можно, не только изучив руководство пользователя, но и почитав тематические форумы. Последние содержат в сотни раз больше полезной информации, чем скупые и лаконичные официальные источники.

Прочие трудности, секреты и загвоздки будут раскрыты лишь со временем. Например, такие, как проблема аккумуляторов. Любому владельцу коптера крайне желательно всегда иметь запасную батарею, хотя бы одну. Этим не только увеличивается время загородных полетушек, но и экономится ресурс батарей.

Например, за год эксплуатации дрона с одной батареей (около 60 км налета) ее общая емкость упала как минимум на треть, теперь ни о каких 27 паспортных минутах нет и речи — время полета снизилось до 15 минут. Но фирменное приложение эту «мелочь», к сожалению, не показывает.

Соотношение цены и функциональности

Для того чтобы непосвященный читатель, которому адресована статья, имел представление о том, как тесно способности коптера связаны с его ценой, приведем небольшую табличку, где присутствуют характеристики четырех летательных аппаратов разной стоимости и разных «весовых категорий».

 Hubsan X4 Desire FPV H502SWalkera AiBaoXiaomi Mi Drone 4КDJI Mavic Pro
Цена
Размеры, масса165×165×60 мм, 145 г230×230×151 мм, 570 г310×380×53 мм, 1390 гскладная конструкция, 83×83×198 мм, 743 г
Время полета12 мин.18 мин.27 мин.27 мин.
Тип управления, дальностьрадио 200 м, пульт д/у в комплектерадио 1500 м, пульт д/у в комплектерадио 2000 м, пульт д/у в комплектеWi-Fi 80 м, радио 4000 м, пульт д/у в комплекте
ДатчикиGPS, датчик высоты, магнитометрGPS, Глонасс, датчик высоты, магнитометрGPS, Глонасс, акселерометр, магнитометр, ультразвуковой датчикGPS, Глонасс, акселерометр, датчик высоты, магнитометр, ультразвуковой датчик, оптический датчик
Тип камерывстроена в корпусвстроена в корпусвнешняя, трехосевой гироподвесвнешняя, трехосевой гироподвес
Разрешение видео720p2160p2160p2160p
Трансляция видеопотокадададада
Гаджет:  Виджеты для финансов и бизнеса, виджет курсы валют для рабочего стола Windows

Какие основные различия можно отметить в этой табличке, какие параметры изменяются вместе с ростом цены? Первое — время полета. Чем дороже коптер, тем более емким аккумулятором он обладает. Однако существует некий предел — те самые пресловутые полчаса, — что вызвано естественными технологическими ограничениями (для подъема большой массы требуется больший запас энергии, что ведет к увеличению массы, цикл повторяется).

Также вместе с ценой увеличивается количество датчиков, которыми обвешан коптер. Если в недорогих моделях присутствует лишь геопозиционирование, компас и высотомер, то старшие модели могут похвастаться наличием акселерометра и оптико-ультразвуковых датчиков, помогающих удерживать неподвижность и избежать незапланированной «встречи» с препятствием.

Еще один существенный фактор — расстояние, на котором возможно прямое управление коптером. Оно достигает 200 метров в «игрушечных» моделях и нескольких километров в дорогих устройствах — причем с возможностью просмотра прямой видеотрансляции, идущей с камеры дрона.

Строительство

Квадрокоптеры, способные практически с любого ракурса показать оператору ранее недоступные объекты, служат действенным инструментом в руках строителей. Также беспилотные летательные аппараты активно используются для контроля над выполняемыми операциями по строительству и реконструкции капитальных объектов.

На стройплощадке дроны могут решать следующие задачи:

  • Периодическая съемка объекта с заданных точек. Последующее сравнение разновременных изображений для сопоставления с принятым графиком реализации проекта.
  • Получение онлайн картинки в режиме 24/7 при помощи «привязного» квадрокоптера (запитанного по проводу).  
  • Уточнение взаимного положения сооружений, составление плана объекта и его картографирование.
  • Определение метрических объемов выполненных работ (глубина котлована, длина уложенных коммуникаций, толщина демонтируемого бетонного элемента, ширина траншеи).
  • Стереоскопическая съемка для мониторинга количества используемых и привозимых материалов (щебень, песок, бетон).
  • Мониторинг состояния труднодоступных или высоких элементов (кровля и фасад, металлоконструкции, шурфы), диагностика/ремонт башенного крана, монтаж и демонтаж «вприглядку» по камере дрона.   
  • Поиск утечек тепла.

На данный момент ведутся разработки дронов, которые смогли бы выполнять некоторые конкретные операции на высоте и в сложных условиях, например, замену остекления на фасадах небоскребов или монтаж кровельного покрытия.

*{padding:0;margin:0;overflow:hidden}html,body{height:100%}img,svg{position:absolute;width:100%;top:0;bottom:0;margin:auto}svg{left:calc(50% — 34px)}Из чего состоит квадрокоптер? Устройство дрона: обзор для новичков» frameborder=»0″ allow=»accelerometer; autoplay; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture» allowfullscreen>

Чистка различных поверхностей и узлов

Уже давно известны квадрокоптеры, приспособленные для мойки окон. Но в сфере промышленного клининга пока наиболее рентабельным является облуживание дронами солнечных батарей и лопастей генераторов ветроэлектростанций.

Из чего состоит квадрокоптер? Устройство дрона: обзор для новичков
Очистка (струями подготовленной воды) критически важных элементов от снега, льда и пыли позволяет сохранить до 10 процентов генерации. Кроме этого дроны-чистильщики оборудуются набором инспекционного оборудования, которым производится дефектоскопия лопастей и батарей.

*{padding:0;margin:0;overflow:hidden}html,body{height:100%}img,svg{position:absolute;width:100%;top:0;bottom:0;margin:auto}svg{left:calc(50% — 34px)}Из чего состоит квадрокоптер? Устройство дрона: обзор для новичков» frameborder=»0″ allow=»accelerometer; autoplay; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture» allowfullscreen>

Ясная погода тоже может быть нелетной

Вопрос эксплуатации при неблагоприятных погодных условиях — еще одна довольно спорная дилемма. Летать не рекомендуется даже при высокой влажности или при сильном ветре, особенно с порывами. Для дронов разных конструкций существует свой предел, в среднем критической скоростью ветра считается 12 м/с (но это справедливо только для самоуправляемых коптеров, оснащенных системой автовыравнивания со всеми положенными датчиками). Вопрос же полетов в дождь на обычном незащищенном коптере вообще не обсуждается, это табу.

Что касается зимнего периода, то здесь все сложнее и противоречивей. Например, если осторожные пользователи будут жестко следовать диапазону рабочих температур, указанному в руководстве, то они рискуют не общаться с дроном по 6 месяцев в году, с осени до лета.

На самом же деле морозы, в отличие от жары, вовсе не опасны для электроники. Основную угрозу несет не мороз, а конденсат, возникающий с переходом от низких температур к высоким. Либо снег: мелкие снежинки, проникнув внутрь какого-либо агрегата (в моторы, например), могут превратиться в капли воды.

Для безопасного полета в зимних условиях достаточно как можно дольше держать коптер — особенно его аккумулятор — в сухости и тепле (дома, в кабине автомобиля, за пазухой), не давая охладиться до экстремально низких температур. Автор, случалось, осуществлял полеты и при 20-градусных морозах.

Но делал это на свой страх и риск, летая аккуратно, без резких движений, поскольку некоторые элементы пластиковой конструкции становятся хрупкими, а также изменяют свой объем и размеры из-за неминуемого охлаждения, что в теории может повлечь за собой механические неполадки.

Важный фактор, мешающий полноценному использованию дронов в зимних условиях: при температурах ниже нуля возможно замерзание мягких резиновых демпферов подвески камеры.

Эти амортизаторы на морозе твердеют и уже не могут эффективно гасить мелкую вибрацию от работающих моторов, которая начинает передаваться на корпус камеры. Это приводит к появлению в съемке заметной дрожи. Такую высокочастотную тряску, напоминающую тремор руки фотографа, может победить разве что оптическая система стабилизации, но оптических стабилизаторов в микрокамерах не встречается — это удел полноразмерных камкордеров. Ну и, возможно, некоторых дорогих смартфонов.

И кстати, переохлаждения аккумулятора во время полета дрона при низких температурах бояться не стоит. Мощные моторы активно потребляют энергию, что приводит к интенсивному разряду батареи и ее нагреву. Причем такому нагреву, что аккумулятором, вынутым из только что отлетавшего коптера, можно согреть озябшие руки.

Заключение

Кажется, в этом небольшом материале мы успели отметить все самое важное. Хотя, если подумать, за кадром остались десятки, а то и сотни нюансов. Большинство из них известны опытным пользователям, но кое-какие тонкости могут не знать даже асы. Попробуем суммировать явные факторы, которым должно следовать как при выборе дрона, так и при его эксплуатации.

При подборе коптера следует обращать внимание на следующую совокупность положительных признаков:

  • бесколлекторные двигатели (желательно четыре)
  • большое полетное время (не менее 25 минут)
  • заменяемый аккумулятор
  • возможность прямого управления на больших расстояниях (хороший показатель — два километра)
  • по возможности полный набор датчиков (GPS, Глонасс, акселерометр, датчик высоты, магнитометр, ультразвуковой датчик, оптический датчик)
  • внешняя камера с трехосевым амортизирующим подвесом
  • высокое разрешение при съемке (желательно 4K) с высокой разрешающей способностью и отсутствием оптических искажений
  • высокое качество программного обеспечения для пользователя, независимость от платформ и моделей мобильных устройств
  • наличие в магазине запасных частей и «расходников» для коптера (в первую очередь — лопасти и аккумулятор)

Ориентировочная стоимость коптера, который отвечает всем предъявляемым требованиям, начинается от 30-40 тысяч рублей (цена актуальна на конец 2021 года). Дроны с ценой выше этой, как правило, являются более функциональными. Однако тут действует известный закон изменения цены однотипных товаров: рост качества и функциональности происходит не прямо пропорционально цене.

То есть, упрощая, цена коптера (как и любого сложносоставного высокотехнологичного устройства) растет не в арифметической, а в геометрической прогрессии. Если дрон условно на 10% «лучше», то стоить он будет не на 10% дороже, как того требует логика, а на все 100%.

Эксплуатация коптера также требует соблюдения множества правил. Вот несколько бесспорных и безусловных:

  • не нарушать законодательство (если оно есть; если же нет — действовать так, словно оно существует)
  • ни в коем случае не доверять управление коптером детям, даже под присмотром
  • по возможности дольше летать в режиме «новичка», до достижения необходимого уровня опыта
  • не лихачить, не летать в дождь, снег и при сильном ветре
  • не вести съемку в условиях недостаточной освещенности — ничего, кроме разочарования, от этих шумных и размытых вечерне-ночных фотографий и видеороликов не получишь

Прочие знания придут позже. Если коптер не будет заброшен на дальнюю полку, то пользователь достаточно скоро освоит ухищрения при калибровке датчиков, узнает о способах увеличения дальности управления, способах создания панорамных фото, секретах восстановления «битого» видео.

Сумеет подобрать карту памяти для камеры, изучит особенности работы пульта ДУ, в том числе совместно с мобильным устройством, одолеет хитрости запуска на местности с разными источниками магнитного поля, решит вопросы с зарядом батарей и их хранением, решит вопрос с транспортировкой коптера, и так далее. Короче говоря, постигнет все те вещи, знать о существовании которых покупатель не должен.

Оцените статью
GadgetManiac
Добавить комментарий