Квадрокоптерное - про азы
Напишу очередную техническую статью, про своё новое увлечение - авось, кому пригодится. Для опытных моделистов она покажется наивной - но для подавляющего большинства населения, судя по собственному опыту, даже слова "квадрокоптер" или "мультиротор" незнакомы, поэтому - про азы, для чайников.
В последние несколько лет появились доступные модели радиоуправляемых вертолётиков, буквально по копеечным ценам - как правило, это "комнатные" модели. По квартиркам летать - это мало того, что баловство, так ещё и опасно - и для модели, и для квартиры; поэтому в статье буду разбирать "уличные" РУ-(радио-управляемые)- агрегаты, то есть предназначенные для открытых пространств. "Уличные" модели потяжелее и поопаснее "комнатных" - запускать их в квартире попросту опасно. Тем не менее, даже "уличные" аппараты стоят относительно дёшево - если просто поиграться и попробовать - вот, например, WLToys 222, "полный фарш" всего за 4 тыра ($61), включая камеру. А вот тут надо остановиться поподробнее.
Если рассматривать РУ-модели как игрушки, чисто "полетать", то, пожалуй, моделями класса 222 можно и ограничиться. Но лично я рассматриваю возможность полетать в основном как возможность снимать - а также транслировать картинку с воздуха. Сами по себе полёты на подобных агрегатах - это как покатушки на детских машинках на радиоуправлении - хотя тот же 222 могёт всякое, включая "флипы" (кувырок в воздухе) - тем не менее, кроме развлечения, использовать такое практически не получится, слишком мал поднимаемый вес. В общем-то, модели класса v666 уже позволяют таскать HD-камеру, даже с передатчиком, но дальность управления, время полёта и прочие "мелочи" вряд ли позволят вам получать качественную картинку с большой высоты и дальнего расстояния.
В авиации (а даже к РУ-моделям желательно относиться уже не как с игрушкам, а как с летучим аппаратам) затраты при увеличении массы растут чуть ли не экспоненциально - аппаратики с несколькими граммами носимого веса стоят копейки; для подъёма пары сотен граммов цена уже переваливает за 5 тыров, а чтобы нести пол-кило уже нужны агрегаты ещё солиднее. Нести - имеется в виду не просто поднимать, но и вообще держать в воздухе достаточно продолжительное время - от нескольких минут до получаса.
Не буду сейчас углубляться в дебри истории (особо не следил за темой до нынешнего года), но сейчас нишу квадрокоптеры с FullHD-камерой прочно занимает контора DJI - несколько лет назад выпустили удачную модель Phantom (первый "Фантик"), которая уверенно тащит на себе камеру класса GoPro со всеми ништяками на высоту и дальность в несколько сот метров и летает со всем этим до 10 минут. Но, надо сказать, и стоит оно уже не по-детски - я своего "фантика" прикупил за 26 тыров, и то, считаю, повезло - по "дореволюционным" ценам оторвал, в этом году цены взлетели из-за девальвации рубля. Почему такая разница в цене - вот же тебе агрегат с камерой, меньше чем за 10 тыров, и зачем втрое платить?
Как уже говорил, если рассматривать аппарат как "кран" для камеры, то важна дальность и полётное время - более тяжёлые агрегаты летают выше и дОльше, и без проблем носят камеры с подвесом. Что такое подвес и зачем оно нужно? Если посмотреть мои видео, снятые без подвеса (первые полёты, Обское море), там будет видно, как трясётся изображение при любом манёвре - а даже при зависании на месте дрона обычно потряхивает ветром; поэтому смотреть такие видео достаточно тяжко. Для улучшения положения используется т.н. подвес (gimbal по-нерусски), который стабилизирует камеру, а также позволяет ей управлять вверх-вниз (2D-подвес), а также и влево-вправо (3D-подвес) - сьёмки с использованием хорошего подвеса выглядят как профессиональные сьёмки со штатива - при том, что аппарат летает как попало.
Для сьёмок также практически необходима система FPV - система обзора с камеры дрона. Камера снимает изображение, отправляет сигнал на передатчик, тот отправляет изображение на приёмник, тот показывает картинку оператору/пилоту. Одним из простых решений является управление по wi-fi - например, у моего "фантика" "родная" камера FC40 именно так и транслирует изображение на землю; аналогичным способом можно использовать другие камеры с wi-fi передатчиком (большинство GoPro так умеет, равно как и ILook и тд) - в качестве приёмника используется обычный смартфон или планшет. Правда, дальность такой системы - около 100 метров, чего хватает для небольших полетушек-поснимашек, но сами-то агрегаты могут куда больше... Поэтому наиболее распространённый "колхозинг" при покупке РУ-моделей - расширители сигнала управления и особенно дальности FPV. А когда аппарат начинает улетать куда подальше, речь заходит про следующий пункт программы.
Для "дальнобойных" аппаратов критически важно наличие GPS, ориентировки на местности. Все достаточно дорогие модели обладают GPS-датчиком, который позволяет аппарату при потере управления не просто падать или даже садиться, а возвращаться домой. Это реально важно - мы в первый день полётов аппарат чуть не потеряли на дачном участке в несколько соток, буквально в условиях прямой видимости - пришлось изрядно полазить по сугробам, при том, что знали точное направление - а если такое случится за пределами видимости? Дешёвые модели при потере управления максимум сядут на землю, а то и просто шлёпнутся с той высоты, где летели - что для дорогой, тяжёлой и более хрупкой техники неприемлемо. Иногда дроны могут таскать камеры, которые дороже их самих - поэтому безопасность полёта важна не только для самой "птички", но и для видео-аппаратуры. В общем, дроны класса "Фантом" оснащаются спутниковой навигацией, позволяющей им не теряться в пространстве.
Спутниковая навигация (в основном используется GPS, хотя некоторые модели имеют совмещённый ГЛОНАСС-модуль) позволяет не только лететь домой при потере сигнала, но также задать режим "Направление домой" (HomeLock), и, что также важно, зависать в одной точке, удерживая позицию. "Направление домой" исключительно полезно при визуальной потере аппарата из виду - куда лететь, непонятно; можно, конечно, включить режим "failsafe", то есть "возврат домой", а можно в режиме HomeLock отправить аппарат ближе/дальше к точке взлёта - то есть лево-право и ближе/дальше он будет рассматривать относительно направления, откуда взлетел; включил режим, ручку на себя - и агрегат летит домой. Удержание точки, несмотря на свою кажущуюся очевидность, позволяет аппарату держать точку по координатам GPS - если его будет крутить и сносить ветром, он будет ворочаться обратно; исключительно полезно для новичков - в случае, если не знаешь, что делать, бросаешь ручки управления и оно зависает. В обычном режиме - удержание высоты, ATTI - аппарат продолжает лететь по инерции и под воздействием ветра; а в режиме GPS возвращается в точку, где ему сказали "стой". Также этот режим полезен для видеосьёмки - но только при использовании подвеса, ибо в режиме GPS дрон всё время "подруливает", а это приводит к тряске камеры; подвес сглаживает картинку и получаются статические виды, невзирая на погодные условия.
Кроме "Фантомов", в этом классе есть и альтернативы - например, вторую, более навороченную птичку, я заказал от конторы по фамилии Walkera; аналогичные по характеристикам модели от DJI стоят раза в полтора дороже, в том числе по запчастям. Вообще-то опытные моделисты советуют птичек собирать самостоятельно - да-да, техника дошла до того, что беспилотники сейчас можно собирать как конструктор - комплектующих на рынке завались, выбирай что нужно и вперёд - от рам до свистелок. Но для новичков такой метод не подходит - им бы ещё определиться, что им надо-то. :) Судя по отзывам в инете, для новичков лучше всего подходят всё же "Фантики" - и не для новичков тоже - но всё-таки это сильно дорогое удовольствие; полностью упакованный "Phantom Vision", способный летать и управляться на дистанции свыше километра, стоит под 90к рублей (и не факт, что с камерой).
Более того - производители РУ-моделей, что DJI, что Walkera, в последнее время потеряли берега и пошли на повышение - с класса "Фантиков" перешли на более дорогие модели (хотя говорить о дешевизне тут вообще не приходится) - аппараты всё совершеннее, но всё тяжелее и дороже. DJI запустил в производство и пЕар аппарат Inspire, который даже в Китае стоит под... 200 тыщ! На это Walkera ответила - нет, не симметрично, а всё так же по-тупому - на те Скаут за 100 тыров; а не нравится Скаут, бери Вояджера за 150к. Да, новые модели более совершенны и позволяют поднять видеосъёмку с воздуха на новый уровень (убираемое шасси позволяет вести полноценную круговую панорамную сьёмку без верчения аппарата), но при таких ценах, вестимо, теряется массовость - тут и 20 тыщ-то жалеешь, а что говорить про агрегаты вдесятеро дороже?.. Даже если оторвать от сердца последнее и всё же купить что-нибудь типа Скаута (по цене со скидкой можно взять дешевле, чем Phantom 2 vision), то разоришься на батарейках - батареечка для него стоит... 8500, тогда как для моего "Фантика" можно купить батареечки за 1500... Да, для профи, конечно. это лучше, а для любителей - уж извините. :)
Да, батарейки - это достаточно критичный для дрона аргумент: время полёта определяется в основном именно ими. Первые "Фантики" и Walkera 350 летали на маломощных батареечках по 2200 м|Ач - этого хватает минут на 10; вторые "Фанты" и Walkera 350Pro перешли на более модные батарейки 5200+ м/Ач - тут уже можно замахнуться и на 25 минут; правда, аналогичного результата можно достигнуть колхозингом и подключением двух-трёх батарей параллельно и на первом "Фанте". Наличие сменных батарей практически необходимо - вылеты обычно происходят не во дворе, а это целое отдельное мероприятие, и их зарядка может поломать весь процесс; поэтому желательно иметь минимум пару батарей, лучше - больше.
Ессно, реклама и вообще производители всячески будут заманивать дурачков покупателей новыми моделями - но имхо для старта и WLToys 666 за глаза хватит - полетать, поучиться, минимально поснимать. Агрегатов класса "Фантик" вполне хватает для качественной сьёмки с воздуха - при использовании подвеса и FPV. Я пока ещё только учусь и подвеса не имею, поэтому на мои видосы без глазной боли смотреть нельзя, но в интернете полно роликов, показывающих сьёмки с аналогичных аппаратов - есть к чему стремиться, будем стараться. :)
Вообще, конечно, начинающего дроновода подстерегает сразу целое стадо подводных камней, способных превратить дорогой аппарат в кучку пластика, причём где-нибудь неизвестно где. Начиная с того, что аппараты до Фантома-2 оснащаются многобаночными батареями, которые при зарядке требуют подключения балансировочного выхода питания - если не читать инструкций, то угробить аппарат (точнее, единственную (как правило) батарейку) можно ещё до сборки. :) Запускать уличные модели дома не стоит, даже если очень хочется - это опасно и для аппарата, и для мебели, и даже для здоровья. Не стоит летать, если аппарат "жалуется" хотя бы на какую-то неприятность. Надо следить за временем полёта - если агрегат внезапно разрядится, он, скорее всего, не упадёт, но у него может не хватить заряда для возврата домой или даже для мягкой посадки. Не стоит летать возле проводов под напряжением - это может снести башню компасу, и тогда аппарат не сможет определить, где верх, где низ, и скорее всего просто свалится, а то и улетит домой в Китай. Вообще при полётах в городе всегда следует помнить, что в некотором роде полёты на дронах незаконны - они подпадают под определение малой авиации, что требует лицензирования и всё такое прочее; поэтому в случае каких-либо проблем - падение на кого-нибудь, повреждение машины или окна - скорее всего вы будете виноваты по полной программе.
Спички, то есть дроны, детям не игрушка - хотя в общем-то из игрушечной среды они и выросли, но теперь давно уже это не только игрушка, но и источник повышенной опасности для окружающих. С их помощью можно делать всякие полезные вещи, но только при чётком понимании, что вы хотите сделать и зачем.
Возникает вопрос - опять Китай, а где отечественный производитель, ведь дроны нынче тривиально собираются в домашних условиях?... Ответ - на этом сайте, только обратите внимание на ценник. :)))
В качестве примера приложу своё вчерашнее видео - с Обского моря, как аборигены называют наше Нское водохранилище (даже станция электричек так называется). Как обычно, не без культурного посыла. ;) Скоро у нашего друга, фольклориста из Питера, Юрия Ефимовича Чиркова, командира питерской "Братины", юбилей, так что в некотором роде посвящается ему:
Сьёмки не очень - не было сигнала FPV, наводились на глазок. Да и подвеса нет. Ничего, скоро будет. ;)
В последние несколько лет появились доступные модели радиоуправляемых вертолётиков, буквально по копеечным ценам - как правило, это "комнатные" модели. По квартиркам летать - это мало того, что баловство, так ещё и опасно - и для модели, и для квартиры; поэтому в статье буду разбирать "уличные" РУ-(радио-управляемые)- агрегаты, то есть предназначенные для открытых пространств. "Уличные" модели потяжелее и поопаснее "комнатных" - запускать их в квартире попросту опасно. Тем не менее, даже "уличные" аппараты стоят относительно дёшево - если просто поиграться и попробовать - вот, например, WLToys 222, "полный фарш" всего за 4 тыра ($61), включая камеру. А вот тут надо остановиться поподробнее.
Если рассматривать РУ-модели как игрушки, чисто "полетать", то, пожалуй, моделями класса 222 можно и ограничиться. Но лично я рассматриваю возможность полетать в основном как возможность снимать - а также транслировать картинку с воздуха. Сами по себе полёты на подобных агрегатах - это как покатушки на детских машинках на радиоуправлении - хотя тот же 222 могёт всякое, включая "флипы" (кувырок в воздухе) - тем не менее, кроме развлечения, использовать такое практически не получится, слишком мал поднимаемый вес. В общем-то, модели класса v666 уже позволяют таскать HD-камеру, даже с передатчиком, но дальность управления, время полёта и прочие "мелочи" вряд ли позволят вам получать качественную картинку с большой высоты и дальнего расстояния.
В авиации (а даже к РУ-моделям желательно относиться уже не как с игрушкам, а как с летучим аппаратам) затраты при увеличении массы растут чуть ли не экспоненциально - аппаратики с несколькими граммами носимого веса стоят копейки; для подъёма пары сотен граммов цена уже переваливает за 5 тыров, а чтобы нести пол-кило уже нужны агрегаты ещё солиднее. Нести - имеется в виду не просто поднимать, но и вообще держать в воздухе достаточно продолжительное время - от нескольких минут до получаса.
Не буду сейчас углубляться в дебри истории (особо не следил за темой до нынешнего года), но сейчас нишу квадрокоптеры с FullHD-камерой прочно занимает контора DJI - несколько лет назад выпустили удачную модель Phantom (первый "Фантик"), которая уверенно тащит на себе камеру класса GoPro со всеми ништяками на высоту и дальность в несколько сот метров и летает со всем этим до 10 минут. Но, надо сказать, и стоит оно уже не по-детски - я своего "фантика" прикупил за 26 тыров, и то, считаю, повезло - по "дореволюционным" ценам оторвал, в этом году цены взлетели из-за девальвации рубля. Почему такая разница в цене - вот же тебе агрегат с камерой, меньше чем за 10 тыров, и зачем втрое платить?
Как уже говорил, если рассматривать аппарат как "кран" для камеры, то важна дальность и полётное время - более тяжёлые агрегаты летают выше и дОльше, и без проблем носят камеры с подвесом. Что такое подвес и зачем оно нужно? Если посмотреть мои видео, снятые без подвеса (первые полёты, Обское море), там будет видно, как трясётся изображение при любом манёвре - а даже при зависании на месте дрона обычно потряхивает ветром; поэтому смотреть такие видео достаточно тяжко. Для улучшения положения используется т.н. подвес (gimbal по-нерусски), который стабилизирует камеру, а также позволяет ей управлять вверх-вниз (2D-подвес), а также и влево-вправо (3D-подвес) - сьёмки с использованием хорошего подвеса выглядят как профессиональные сьёмки со штатива - при том, что аппарат летает как попало.
Для сьёмок также практически необходима система FPV - система обзора с камеры дрона. Камера снимает изображение, отправляет сигнал на передатчик, тот отправляет изображение на приёмник, тот показывает картинку оператору/пилоту. Одним из простых решений является управление по wi-fi - например, у моего "фантика" "родная" камера FC40 именно так и транслирует изображение на землю; аналогичным способом можно использовать другие камеры с wi-fi передатчиком (большинство GoPro так умеет, равно как и ILook и тд) - в качестве приёмника используется обычный смартфон или планшет. Правда, дальность такой системы - около 100 метров, чего хватает для небольших полетушек-поснимашек, но сами-то агрегаты могут куда больше... Поэтому наиболее распространённый "колхозинг" при покупке РУ-моделей - расширители сигнала управления и особенно дальности FPV. А когда аппарат начинает улетать куда подальше, речь заходит про следующий пункт программы.
Для "дальнобойных" аппаратов критически важно наличие GPS, ориентировки на местности. Все достаточно дорогие модели обладают GPS-датчиком, который позволяет аппарату при потере управления не просто падать или даже садиться, а возвращаться домой. Это реально важно - мы в первый день полётов аппарат чуть не потеряли на дачном участке в несколько соток, буквально в условиях прямой видимости - пришлось изрядно полазить по сугробам, при том, что знали точное направление - а если такое случится за пределами видимости? Дешёвые модели при потере управления максимум сядут на землю, а то и просто шлёпнутся с той высоты, где летели - что для дорогой, тяжёлой и более хрупкой техники неприемлемо. Иногда дроны могут таскать камеры, которые дороже их самих - поэтому безопасность полёта важна не только для самой "птички", но и для видео-аппаратуры. В общем, дроны класса "Фантом" оснащаются спутниковой навигацией, позволяющей им не теряться в пространстве.
Спутниковая навигация (в основном используется GPS, хотя некоторые модели имеют совмещённый ГЛОНАСС-модуль) позволяет не только лететь домой при потере сигнала, но также задать режим "Направление домой" (HomeLock), и, что также важно, зависать в одной точке, удерживая позицию. "Направление домой" исключительно полезно при визуальной потере аппарата из виду - куда лететь, непонятно; можно, конечно, включить режим "failsafe", то есть "возврат домой", а можно в режиме HomeLock отправить аппарат ближе/дальше к точке взлёта - то есть лево-право и ближе/дальше он будет рассматривать относительно направления, откуда взлетел; включил режим, ручку на себя - и агрегат летит домой. Удержание точки, несмотря на свою кажущуюся очевидность, позволяет аппарату держать точку по координатам GPS - если его будет крутить и сносить ветром, он будет ворочаться обратно; исключительно полезно для новичков - в случае, если не знаешь, что делать, бросаешь ручки управления и оно зависает. В обычном режиме - удержание высоты, ATTI - аппарат продолжает лететь по инерции и под воздействием ветра; а в режиме GPS возвращается в точку, где ему сказали "стой". Также этот режим полезен для видеосьёмки - но только при использовании подвеса, ибо в режиме GPS дрон всё время "подруливает", а это приводит к тряске камеры; подвес сглаживает картинку и получаются статические виды, невзирая на погодные условия.
Кроме "Фантомов", в этом классе есть и альтернативы - например, вторую, более навороченную птичку, я заказал от конторы по фамилии Walkera; аналогичные по характеристикам модели от DJI стоят раза в полтора дороже, в том числе по запчастям. Вообще-то опытные моделисты советуют птичек собирать самостоятельно - да-да, техника дошла до того, что беспилотники сейчас можно собирать как конструктор - комплектующих на рынке завались, выбирай что нужно и вперёд - от рам до свистелок. Но для новичков такой метод не подходит - им бы ещё определиться, что им надо-то. :) Судя по отзывам в инете, для новичков лучше всего подходят всё же "Фантики" - и не для новичков тоже - но всё-таки это сильно дорогое удовольствие; полностью упакованный "Phantom Vision", способный летать и управляться на дистанции свыше километра, стоит под 90к рублей (и не факт, что с камерой).
Более того - производители РУ-моделей, что DJI, что Walkera, в последнее время потеряли берега и пошли на повышение - с класса "Фантиков" перешли на более дорогие модели (хотя говорить о дешевизне тут вообще не приходится) - аппараты всё совершеннее, но всё тяжелее и дороже. DJI запустил в производство и пЕар аппарат Inspire, который даже в Китае стоит под... 200 тыщ! На это Walkera ответила - нет, не симметрично, а всё так же по-тупому - на те Скаут за 100 тыров; а не нравится Скаут, бери Вояджера за 150к. Да, новые модели более совершенны и позволяют поднять видеосъёмку с воздуха на новый уровень (убираемое шасси позволяет вести полноценную круговую панорамную сьёмку без верчения аппарата), но при таких ценах, вестимо, теряется массовость - тут и 20 тыщ-то жалеешь, а что говорить про агрегаты вдесятеро дороже?.. Даже если оторвать от сердца последнее и всё же купить что-нибудь типа Скаута (по цене со скидкой можно взять дешевле, чем Phantom 2 vision), то разоришься на батарейках - батареечка для него стоит... 8500, тогда как для моего "Фантика" можно купить батареечки за 1500... Да, для профи, конечно. это лучше, а для любителей - уж извините. :)
Да, батарейки - это достаточно критичный для дрона аргумент: время полёта определяется в основном именно ими. Первые "Фантики" и Walkera 350 летали на маломощных батареечках по 2200 м|Ач - этого хватает минут на 10; вторые "Фанты" и Walkera 350Pro перешли на более модные батарейки 5200+ м/Ач - тут уже можно замахнуться и на 25 минут; правда, аналогичного результата можно достигнуть колхозингом и подключением двух-трёх батарей параллельно и на первом "Фанте". Наличие сменных батарей практически необходимо - вылеты обычно происходят не во дворе, а это целое отдельное мероприятие, и их зарядка может поломать весь процесс; поэтому желательно иметь минимум пару батарей, лучше - больше.
Ессно, реклама и вообще производители всячески будут заманивать дурачков покупателей новыми моделями - но имхо для старта и WLToys 666 за глаза хватит - полетать, поучиться, минимально поснимать. Агрегатов класса "Фантик" вполне хватает для качественной сьёмки с воздуха - при использовании подвеса и FPV. Я пока ещё только учусь и подвеса не имею, поэтому на мои видосы без глазной боли смотреть нельзя, но в интернете полно роликов, показывающих сьёмки с аналогичных аппаратов - есть к чему стремиться, будем стараться. :)
Вообще, конечно, начинающего дроновода подстерегает сразу целое стадо подводных камней, способных превратить дорогой аппарат в кучку пластика, причём где-нибудь неизвестно где. Начиная с того, что аппараты до Фантома-2 оснащаются многобаночными батареями, которые при зарядке требуют подключения балансировочного выхода питания - если не читать инструкций, то угробить аппарат (точнее, единственную (как правило) батарейку) можно ещё до сборки. :) Запускать уличные модели дома не стоит, даже если очень хочется - это опасно и для аппарата, и для мебели, и даже для здоровья. Не стоит летать, если аппарат "жалуется" хотя бы на какую-то неприятность. Надо следить за временем полёта - если агрегат внезапно разрядится, он, скорее всего, не упадёт, но у него может не хватить заряда для возврата домой или даже для мягкой посадки. Не стоит летать возле проводов под напряжением - это может снести башню компасу, и тогда аппарат не сможет определить, где верх, где низ, и скорее всего просто свалится, а то и улетит домой в Китай. Вообще при полётах в городе всегда следует помнить, что в некотором роде полёты на дронах незаконны - они подпадают под определение малой авиации, что требует лицензирования и всё такое прочее; поэтому в случае каких-либо проблем - падение на кого-нибудь, повреждение машины или окна - скорее всего вы будете виноваты по полной программе.
Спички, то есть дроны, детям не игрушка - хотя в общем-то из игрушечной среды они и выросли, но теперь давно уже это не только игрушка, но и источник повышенной опасности для окружающих. С их помощью можно делать всякие полезные вещи, но только при чётком понимании, что вы хотите сделать и зачем.
Возникает вопрос - опять Китай, а где отечественный производитель, ведь дроны нынче тривиально собираются в домашних условиях?... Ответ - на этом сайте, только обратите внимание на ценник. :)))
В качестве примера приложу своё вчерашнее видео - с Обского моря, как аборигены называют наше Нское водохранилище (даже станция электричек так называется). Как обычно, не без культурного посыла. ;) Скоро у нашего друга, фольклориста из Питера, Юрия Ефимовича Чиркова, командира питерской "Братины", юбилей, так что в некотором роде посвящается ему:
Click to viewСьёмки не очень - не было сигнала FPV, наводились на глазок. Да и подвеса нет. Ничего, скоро будет. ;)