Жду новый пост

Серия «FPV фристайл дрон с нуля. От покупки - до полётов.»

Ранее в этой серии:

Покупаем:

1. Начало.

2. Аппаратура.

3. Дрон.

4. Рама.

5. Моторы.

6. Регуляторы.

7. Полётный контроллер.

8. Камера.

9. Видеопередатчик.

10. Аккумулятор и зарядник.

11. Очки.

Итак у нас куплены все составляющие квада, можно собирать.

Без навыка пайки можно собрать полностью раму: убедиться, что все детали на месте и понять где у неё верх, низ и так далее. Примерить как будут расположены внутренности, винты и проставки для регулятора и полётника, камера. Полётник и регулятор имеют свою предполагаемую ориентацию. Регулятор обычно ставится разъёмом вверх, батарейными терминалами назад, площадки под моторы по бокам. На полётнике есть стрелка - её устремляем вперёд. И смотрим чтобы USB разъём оставался доступен. Такое расположение полётника и регулятора не потребует дополнительных настроек. Если же по каким-то причинам они так не встают, то ставим, как встаёт, а перенастроить возможность будет, но это лишний шаг в настройке - лишний шанс ошибиться. Также важно, чтобы полётник не касался ничего жёсткого, рамы или, батарейного провода, а закреплён был только на своих мягких втулках.

Видеопередатчик ставим в заднюю часть рамы, следим за тем как будет располагаться провод антенны, он не очень хорошо гнётся. Крепление на стяжку видеопередатчика или на двухсторонний скотч приёмника - это нормальная практика.

Также нужно сразу перешить полётник на свежий релиз Betaflight, пока не сделано никаких настроек. И у нас наконец праздник - вышел релиз Betaflight 4.3, а это значит, что полетник перепрошивать обязательно. Для этого необходимо установить на комп Betaflight Configurator.  Перепрошить аппу и приёмник ERLS тоже хорошая идея, софт -  ExpressLRS Configurator.

Для успешной пайки нам необходимо:

1. Паяльник с регулировкой температуры. Хорошим решением является паяльник на жалах Hakko T12 (конкретно жало BC2 мне нравится больше всех). Там термодатчик установлен в жале, близко к нагревательному элементу и паяльник всегда выдаёт нужную мощность для поддержания заданной температуры.

2. Припой. Бывает с флюсом бывает без. Я люблю без. Это стандартный свинцово-оловянный припой в проволоке, например ПОС-61.

3. Флюс. Если не знаете, что такое - гуглите. Без него качественной пайки не сделать, даже нет смысла разговаривать. Меня устраивает KINGBO RMA-218 с али. Флюс не должен проводить, чтоб его не отмывать, и не должен проводить после нагрева (был такой, чуть с ума не сошли).

4. Тиски или "третья рука". Без этого всё спаять конечно можно, но времени уйдёт гораздо больше.

Технику пайки смотрите в других гайдах, уверен их полно. Для нас же несколько замечаний:

1. Мощность понадобится приличная - паять батарейные терминалы. Паяльник от USB не справится (есть такой).

2. Все провода и площадки облуженные с завода (то есть с нанесённым припоем) нужно разбавить своим припоем перед пайкой. На заводах используется бессвинцовый припой, его паять вручную не так удобно.

3. Лучше проводов с силиконовой изоляцией пока ничего не придумали. Если пришлось докупать, до берите именно в силиконовой изоляции. В идеале питание вести красным проводом, землю чёрным, сигналы другими цветами, при ремонте будет сильно проще разбираться.

4. Термоусадка. Без неё жизни не представляю. Срастить провод, или сделать разветвитель. Для пайки разъёма XT60 на провод применять обязательно.

5. До уровня брать на полетушки паяльник я пока не дорос, но те кто летают много, берут. Есть модели с питанием от аккума квада.

Главное - научиться отличать по внешнему виду плохую пайку  от хорошей и не лениться переделывать, если пайка плохая.

Пайка провода к площадке выглядит так:

1. Зачищаем, если нужно, провод на необходимую длину.

2. Мажем флюсом провод и площадку.

3. Берём на жало немного припоя и лудим площадку (равномерно наносим припой на всю поверхность площадки).

4. Также лудим провод независимо от того лужёный он или нет.

5. Прислоняем провод к площадке с помощью тисков или третьих рук. Одной рукой прислоняем жало, второй добавляем припой.

6. Пайка должна равномерно растечься по площадке и быть круглой и блестящей. Если убирая жало сделали острый шип, добавить флюса на пайку и снова нагреть паяльником.

7. Припоя достаточно, если сквозь него не видно жил провода.

8. Флюс на жало никогда не наносится.

9. После пайки вытерли жало об латунную стружку или специальную мокрую губку.

10. Если паяем разъём XT60 к проводу, не жалеем припоя и пропитываем провод хорошенько, пока не станет очевидно, что в провод припой не лезет (за припоем не видно жил).

11. Если не можем разогреть крупную пайку, взять на жало припоя, пайку помазать флюсом, дело пойдёт быстрее.

12. Если залепили две мелких соседних площадки, чистим жало, мажем флюсом, греем залепу. Не помогло? Снова чистим жало, наносим флюс, греем. Рано или поздно жалом уберётся лишний припой.

13. Матовая бугристая пайка - плохая, не эстетически, а механически. Оторвётся и что-нибудь замкнёт.

Считаем, что паять научились и определились как и где всё будет внутри рамы расположено.

Что и с чем нужно соединить (пайкой или разъёмом):

1. Каждый мотор с регулятором. Пайка по три провода на мотор.

2. Полётник с регулятором. Шлейф на разъёмах или разъём и пайка отдельных проводов на полётник. Четыре провода на каждый сигнал для мотора, 5В питания полётника, напряжение батареи на полётник и земля. Минимум 7 проводов.

3. Приёмник с полётником. Земля, питание и сигнал: минимум три провода.

4. Камерe c полётником: земля, питание и видеосигнал. Минимум 3 провода.

5. Видеопередатчик с полётником. Земля, питание, видеосигнал, сигнал управления (протокол SmartAudio или Tramp). 4 провода.

6. Антенна на разъёме к видеопередатчику.

7. Батарея к регулятору на разъёме.

Это пример распиновки полётника, здесь показано несколько вариантов приёмников и несколько вариантов видеопередатчиков, в кваде будет по одному. Также расписана периферия, которой у нас нет: пищалка, GPS и светодиодные ленты

К регулятору паяем батарейный разъём, длину нужно рассчитать так, чтобы провода притянуть стяжкой к стойке рамы или к раме. При падении обычно улетает батарея, она дёргает за разъём и может вырвать терминалы с регулятора. Если провода притянуть к стойке, то терминалы не пострадают. Также паяем ёмкость к батарейным площадкам, хорошей идеей будет обернуть в термоусадку провода с конденсатором. Этот этап требует максимальной мощности паяльника и плохая пайка может привести как к отвалу батареи, так и к её короткому замыканию.

По пунктам выше подробно:

1. Прикручиваем 4 мотора к раме. Внимательно смотрим длину винтов, слишком длинные достанут до обмотки и мотор сгорит, слишком короткие плохо зацепятся резьбой за мотор и он отвалится в полёте. Очень хорошей идеей будет применить фиксатор резьбы. Ставим на своё место регулятор, желательно чтобы он не касался нижней пластины. Провода моторов ведём вдоль лучей и заводим за винты крепления чтобы к площадкам они подходили изнутри, то есть пространство между платой регулятора и полётника будет занято проводами моторов. Порядок пайки проводов на площадки не важен, хоть он и определяет в какую сторону будет крутится мотор, нам всё равно это настраивать в прошивке.

2. Если полётник и регулятор куплен комплектом, то соединяем их шлейфом и всё. Если же куплены отдельно, то нужно обязательно найти распиновки регулятора и полётника и убедиться, что шлейф из комплекта имеет верную конфигурация. Не полагайтесь на авось, стандарта нет, спалить электронику шанс велик. Можно переделать шлейф, аккуратно вынимая контакты из разъёма и вставляя в нужной последовательности. Иногда в комплекте есть шлейф с разъёмом на одном конце и с обжатыми проводами на другом, и пустой разъём. Наша задача собрать разъём согласно распиновки. На полётнике будут помимо разъёма отдельные площадки дублирующие контакты разъёма, можно использовать их.

3. Приёмник подключается к сигналу одного из интерфейсов UART. Так как он передаёт информацию, а полётник получает, то на приёмнике вывод TX нужно соединить с выводом RX# на полётнике (где # - номер UART интерфейса, который мы в прошивке потом укажем как SerialRX вход). Площадки питания и земли обычно рядом с одним из RX как раз для приёмника.

Причём площадка питания обычно обозначена как 4V5 и напряжение на ней появляется даже тогда, когда полётник подключен по USB, а батарея отключена. Это очень удобно при настройке в дальнейшем.

4. В полётнике площадка для камеры обозначена CAM или VIN. Провод видеосигнала желательно делать минимальной длины. Земля и питание также обычно рядом. Обратите внимание на диапазон питания камеры, он может требовать батарейного напряжения или 5В, выбирайте площадку соответственно, они обычно есть рядом. Камеру не забываем задрать вверх, угол можно сделать как в симуляторе, а лучше чуть ниже.

5. Для видеопередатчика обычно используется напряжение батареи, а управление также использует интерфейс UART. Тут уже полётник шлёт информацию на видеопередатчик и мы соединяем TX# свободного UART с площадкой которая может называться SA, SmartAudio, Tramp или как-то ещё. Также потом в настройках укажем что этот UART мы используем под протокол TBS SmartAudio или IRC Tramp. Площадка для видеосигнала обозначается VOUT, VID или VTX.

6. Антенна крепится обычно на смекалке, стяжках и изоленте. Ну или если есть сзади рамы крепёж под кабель, то цивилизованно. Без антенны питание на видеопередатчик лучше не подавать.

7. Батарея притягивается лямками (лучше две), под лямку можно заправить балансный и разъём питания. Вообще лучше сразу определиться с быстрым и удобным способом подключения батареи, её креплением лямками и фиксацией проводов и балансного разъёма. Этот ритуал нам повторять много раз за выход в поле. Под батарею иногда в комплекте есть нескользящая мягкая прокладка, если её нет, то рекомендую наколхозить. Работают силиконовые наклейки в обувь от мозолей.

Основная идея - сделать так, чтобы ничего лишнее не торчало за пределы рамы. Антенна при этом должна торчать прочно и не попадать в пропы.

Очень сильно поможет, как я уже писал, вести питание красным проводом, землю - чёрным, а сигналы цветным, видео обычно жёлтый и т. д. С другой стороны, если у вас разъём или компонент с красным и чёрным проводом, не поленитесь прозвонить и убедиться где питание и земля, у китайцев тоже бывают понедельники. Обычно земля приходит на металлические корпуса разъёмов и компонентов, металлизацию отверстий крепления, радиаторы. Если красный провод звонится на землю - что-то ту не чисто.

Многие рекомендуют покрыть всю электронику лаком, я тоже так делал, но ну уверен в эффективности затеи. Лак Plastik-71 как раз для этого создан, главное не залить кнопки и чип барометра на полётнике.

Однозначный порядок пайки и сборки указать не представляю возможным, всё индивидуально и собирать и разбирать квад иногда приходится по нескольку раз. Может не хватить проводов, винтов, проставок и прочего из комплекта и придётся что-то придумывать, докупать, колхозить. На этом этапе возникнет миллион вопросов не затронутых тут и я, как обычно, готов на них ответить в телеге ch347 - CHEAT:.

После сборки можно прозвонить разъём питания, он звониться не должен, но первую секунду может звониться, пока заряжается конденсатор от мультиметра. Хорошей идеей будет использовать так называемый Smoke Stopper.

Через него первый раз подключается батарея и он не даёт сгореть электронике, если что-то напортачили.

Эконом-версия делается самостоятельно из автомобильной лампы дальнего света.

Подключение питания - ответственный момент, проверьте всё трижды, и, если всё собрано правильно, то квад пропищит моторами: три коротких и два длинных писка разной высоты.

В следующей серии мы будем квад настраивать.

Ранее в этой серии:

1. Начало.

2. Аппаратура.

3. Дрон.

4. Рама.

5. Моторы.

6. Регуляторы.

7. Полётный контроллер.

8. Камера.

9. Видеопередатчик.

10. Аккумулятор и зарядник.

Очки мы надеваем во время полёта, чтобы всё наше поле зрения было занято картинкой с дрона. Это даёт невероятный эффект присутствия и возможность не отвлекаться на происходящее вокруг. Без очков тоже можно летать fpv - прикрепить на пульт экран, но его нужно защитить от солнца и на нём всё-таки хуже различаются мелкие движения, об эффекте присутствия и не говорю.

Очки по форм-фактору делятся на два типа: собственно очки (Fatshark HDO2, Skyzone SKY04X) и шлем (Fatshark Scout\Recon, Skyzone Cobra S\X, Eachine EV800D). Шлемы обычно дают больший угол обзора чем очки. Грубо говоря, в шлеме это первые ряды кинотеатра, а в очках - последние. Некоторым в шлеме не нравится то, что приходится переводить взгляд с центра на края, чтобы увидеть напряжение батареи, например. Понятно, что это очень индивидуальная вещь по удобству, и идеальным вариантом было бы прийти в магазин или полетушки других пилотов и примерять очки на месте.

Для приёма картинки на очках должен быть, как ни странно, приёмник. Вот он бывает встроен в очки, а бывает лишь разъём для подключения стандартного приёмника. Те же Fatshark HDO2 стоят 500$ без приёмника, из коробки они бесполезны!

Приёмные модули имеют своего лидера - это ImmersionRC RapidFire, ничего лучше не придумали и вряд ли придумают, век аналогового видео подходит к своему закату. TBS Fusion и Foxeer Wildfire - модули похожие на RapidFire по заявленному функционалу (подробности, если нужны, спрашивайте в телеге ch347 - CHEAT: ). В нижнем ценовом сегменте Eachine PRO58, Reallacc RX5808, приёмники AKK и даже noname.

Из очков со встроенным приёмником есть популярный Eachine EV800D, Fatshark Scout и Recon.

Антенны: приёмник, независимо от того встроен он или нет, обычно двухканальный (diversity).

Видео одновременно принимается на две антенны, а электроника приёмника показывает лучшее из двух или даже составляет хороший кадр из двух не очень. Две антенны обычно ставят разные, одна всенаправленная (omnidirectional), то есть хорошо принимает вокруг, а другая направленная (directional), то есть имеет направление, в котором принимает лучше всего, причём дальше, чем всенаправленная. При этом история с поляризацией не меняется, они всё так же делятся на RHCP и LHCP и должны совпадать. Если в комплекте к очкам или модулю антенна в виде палки (как на wifi роутере), то её есть смысл поменять.

Направленные антенны часто называются патч (patch), самый популярный тип Triple Feed Patch

Так как дизайн опубликован открыто и их делают много и дёшево. Плюс переключение RHCP <> LHCP в комплекте, только, как на ней написано, нужно неиспользуемый разъём заглушить сопротивлением на 50Ом, чтобы характеристики оставались оптимальными, а заглушки в комплекте может не быть.

В очках Fatshark Scout, к примеру, встроен не только приёмник, но и одна антенна - RHCP патч, так что поляризацию выбирать не приходится.

Всенаправленные антенны ничем не отличаются от таких же передающих на кваде, на очки проще поставить подлиннее, чтобы было выше головы.

Почти у всех очков есть возможность записи видео на флешку (DVR)  - иногда единственное спасение при поиске потерявшегося квада. Включайте запись всегда или настраивайте автовключение. Среди других функций, вентилятор от запотевания, настройка межзрачкового расстояния и настройка диоптрий или возможность одеть поверх очков. Всё это, как я уже говорил стоит смотреть вживую.

С цифровыми системами сейчас ситуация интересная, анонсировано сразу несколько новинок, которые потенциально могут быть лучше DJI, поэтому если вы нацелились на цифру, то есть смысл подождать. Да и дорогие аналоговые очки наверное нет смысла брать, скорей всего в этом году цифра так или иначе станет доступнее. Я бы сейчас ничего дороже Eachine EV800D не рассматривал.

Органично не получилось, пропеллеры забыл. С пропами всё просто, они маркируются 4 цифрами 5042, например. Первые две это 5 дюймов диаметра, иногда есть 51XX и 52XX пропы, с ними нужно быть внимательным, они чуть больше стандартных и могут не поместиться в раму.

Последние две цифры - это угол атаки лопасти, чем больше, тем ближе к вертикали (обычно в диапазоне 40-50). Можно относится к этому параметру как к передаче. Низкое значение  - низкая передача, проп тяговитый и медленный; высокое значение слабее тяга, быстрее максималка. Как мы помним, у моторов параметр KV тоже подавался с этой аналогией, так что двумя параметрами мы можем либо скомпенсировать ненужный, либо усилить нужный эффект. Я не уверен, что при слепом тесте различу 5040 и 5050 проп, так что сейчас нам это неважно. Пропы делают Dalprop, Gemfan, HQProp. Современные модели стали очень крепкими и сошлись на конфигурации в три лопасти. Ещё есть маркировка типа 5.1X3X4.5 - это аналог 5145 с тремя лопастями. Продаются комплектами по 4 или больше. В комплекте половина пропов левого, половина правого вращения. Пропеллеры - это основной расходник, обычно гнутся после краша и выгибаются обратно руками. Потом начинаются заметные вибрации и проп меняют. Для первых полётов хорошо бы иметь несколько комплектов.

В следующей серии начинаем сборку!

В этом выпуске мы органично закрываем вопрос выбора компонентов летающих и переходим к наземным

Ранее в этой серии

1. Начало.

2. Аппаратура.

3. Дрон.

4. Рама.

5. Моторы.

6. Регуляторы.

7. Полётный контроллер.

8. Камера.

9. Видеопередатчик.

Аккумулятор или батарея питает всю электронику на борту. По весу аккум сравним с остальным дроном, поэтому от него зависят лётные характеристики квада. А от ёмкости зависит время полёта, но чем больше ёмкость, тем тяжелее, поэтому для квада определённого размера и динамики подходит достаточно небольшой диапазон ёмкостей аккумулятора. В нашем случае это 1300 - 1600 мАч. Меньше будет летать мало, больше - медленно. При этом 5 минут динамичных полётов - это норма, или 10 минут "блинчиком". Сразу становится ясно, что одним аккумулятором не обойтись, для оправдания выхода на улицу со всем барахлом нужно хотя бы минут 20 полётов, то есть 4 аккума. Бренды Tattu, GNB, Ovonic, CNHL делают хорошие аккумы.

Дешёвые от дорогих будут отличаться соотношение ёмкости на вес, внутренним сопротивлением и ресурсом, поэтому я не рекомендую экспериментировать. Напомню, у нас литий-полимерные (LiPo) четырёх-ячеечные батареи (4S).

Крепится аккумулятор к раме лямкой. Лучше прошитая, с прорезиненной поверхностью и металлической пряжкой. Дешёвые Eachine рвутся при первом краше. Обесточенный квад искать в поле гораздо веселее, чем тот который пищит и вещает картинку, так что качество лямки иногда может быть решающим фактором.

И ещё важная информация: запасённой энергии в одной батарее достаточно, чтобы устроить пожар; литий очень тяжело тушить - ему для горения не нужен кислород. Следите за состоянием батарей, храните в пожаробезопасном месте, избавляйтесь (желательно экологично) от всех сомнительных экземпляров не раздумывая.

Далее будет лекция об особенностях литий-полимерных батарей, это важно для пожаробезопасности, тут сокращений для новичков не будет:

Дело в том, что для LiPo вредно:

1. Разряжаться током выше номинального.

2. Заряжаться током выше номинального.

3. Заряжаться до напряжения выше максимального (не только вредно, но и опасно).

4. Разряжаться ниже 3.3В на ячейку.

5. Лежать полностью заряженным.

6. Лежать полностью разряженным.

7. Плюс, если ячейки заряжены неодинаково, то в процессе использования мы можем просадить одну ячейку ниже 3.3В.

Внутри батареи нет умной электроники, чтобы за этим следить, потому что нам важен вес и обычно нам важнее вернуть весь квад, чем сохранить батарею (в случае переразряда).

LiPo ячейка имеет максимальное напряжение и номинальное. Допустим мы зарядили батарею правильно до конца - это до напряжения 4.2В (сейчас для простоты возьмём одну ячейку, а не 4 как в нашей батареи). Если разряжать её неизменным током, то напряжение быстро упадёт до 3.7В, большую часть работы напряжение будет 3.7В, а под конец резко начнёт падать до нуля, где 3.3В наш критический уровень, ниже него батарея деградирует. Так вот 4.2В - это максимальное напряжение, а 3.7В - номинальное.

Есть ячейки другого типа - High Voltage (HV), там значение номинального напряжения 3.8В, а максимального 4.35В.

Типичная батарея выглядит так:

Указана ёмкость (1550мАч), ток разряда (120C о нём ниже) и мелко количество ячеек (4 cells), номинально напряжение всей батареи (4*3.7=14.8В) и ёмкость в Вт*ч, как и положено нормальной батарее (22.94 Вт*ч), нам пока это не важно.

Выходят два разъёма, силовой, и балансирный (видно плохо, белый с маленьким красным проводом).

Стандарт разъёма - XT60, батареи с другим разъёмом могут тоже подойти по параметрам, но, видимо, созданы для других задач и их лучше не брать (перепаивать разъём у батареи занятие не самое расслабляющее).

Максимальный ток разряда и заряда принято обозначать в единицах 'C' - это capacity, ёмкость. То есть ток в "1С" для батареи ёмкостью 1550мАч будет равен 1550мА. Максимальный ток разряда батареи на картинке 120C, то есть 120С*1550мАч=186А. Если разделить 186А на 4 регулятора, получится 46,5A. То есть при полной нагрузке на все моторы, независимо от моторов и пропов, на каждый регулятор придётся по 46,5А - это к пройденному вопросу о мощности регуляторов. Хорошая батарея может спалить плохие регуляторы.

Теперь с этими знаниями по вышеупомянутым пунктам подробно:

1. Перебор по току разряда вызывает нагрев и деградацию батареи - это опасно, ток разряда в 70C я бы взял за минимум, но тут больше не на цифры нужно смотреть, а на бренд.

2. Стандартным током заряда считается 1С, то есть нашу батарею безопасно заряжать током 1.55А, времени это займёт ровно час. Получается любую LiPo батарею заряжать безопасным током в 1С ровно час. В спецификациях часто пишут, что ток заряда может быть больше, например 2-3С, таким образом мы сокращаем время заряда до 30-15 минут. Отмечу, что это требует от зарядника соответствующего тока. Я все свои аккумы заряжаю током 1С, дальше для этого будут причины. Перебор по току заряду - нагрев и все вытекающие последствия.

3. Тут всё просто, зарядник должен правильно выполнять цикл заряда и прекращать при правильном напряжении.

4. Отследить напряжение разряда - задача пилота, поэтому у нас в очках должно быть напряжение батареи и настроенные оповещения, дальние миссии должны планироваться уже со знанием дела. Если квад упал из-за разряда батареи, всё - батарее хана. Она не будет больше выдавать максимум своих возможностей, будет греться и сильнее проседать под нагрузкой.

5 и 6. Лежать полностью заряженной батарее вредно, она теряет ёмкость, лежать полностью разряженной вредно из-за того, что напряжение может упасть ниже 3.3В и батарея деградирует. Безопасное состояние хранения - заряженной на 80%, или при напряжении 3.8В. Такой режим заряда\разряда есть у хорошего зарядника. Полетали и знаем, что в следующий раз выберемся через месяц? Батареи в режим хранения.

7. Выравнивание напряжений ячеек происходит тоже программой зарядника и для этого используется балансирный разъём.

Теперь совсем не сложно понять, почему нам нужен специализированный зарядник для LiPo батарей.

Посчитаем сколько ватт нам нужно от зарядника, чтобы зарядить наши 4 батареи безопасно. Если мы их будем заряжать друг за другом, то справимся за 4 часа и нужно нам будет 1.55А*4.2В*4 (ток заряда * напряжение ячейки * количество ячеек ) = 26Вт. Но можно использовать плату параллельной зарядки и увеличив ток (и мощность) в 4 раза уменьшить время заряда во столько же. Теперь мы заряжаем час но требуется нам уже 104Вт. Если мы хотим летать не 20, а 40 минут, то нам нужно 8 батарей и без платы параллельной зарядки и мощного зарядного устройства нам придётся стоять на вахте у зарядника 8 часов. Либо повышать ток заряда до 2С и более, что может сказываться на ресурсе батарей.

Самое смешное, что на зарядных устройствах хоть и указывается максимальная мощность, большинство из них работает не от розетки, а от источника постоянного тока (блока питания) и его покупать нужно отдельно.

Итак мы пришли к выводу, что нам нужно три вещи, зарядное устройство, блок питания к нему и плата параллельной зарядки.

Начнём с простого, платы параллельной зарядки:

Она из себя ничего сложнее чем разъёмы соединённые проводниками не представляет, там нет никакой электроники. Есть дорогие версии со светодиодами и восстанавливающимися предохранителями, но сути это не меняет. Хотя я бы прозвонил дешёвый экземпляр для верности. И Т-разъём (красный на картинке) либо выпаять, либо заглушить крышкой нужно сразу. Если подключены в параллель шесть заряженных батарей, при его случайном замыкании ток будет 186А*6=1116А. Хотел сравнить с током сварки, но выяснилось, что там 100А - это максимум.

Параллельно заряжать можно батареи одного номинального напряжения и разной ёмкости. При этом фактическое напряжение батарей должно быть одинаково, плюс-минус 0.1В. Иначе повредим батарею. Как обычно за подробностями о параллельной зарядке пишите в телегу ch347 (CHEAT:), тема очень тонкая и подходить нужно с головой.

Зарядное устройство. Очень популярна была модель Imax B6, одна из первых универсальных и недорогих зарядок. У неё слишком маленькая мощность и очень небольшой ток балансировки (значение, которое почти никто не указывает) из-за этого заканчивает заряд она гораздо позже часа. Компания ISDT делает широкий ассортимент зарядок под наши нужды и есть модели с блоком питания. Как мы выяснили для 20 минут полёта нам нужно 100Вт зарядки, поэтому я бы рассматривал зарядки от 500Вт, этого точно хватит надолго.

Только нужно внимательно читать спецификации, например у ISDT 608AC в комплекте блок питания на 60Вт (несерьёзно) но сама зарядка тянет 200Вт. Смысл блока питания только в портативности, брать с собой проще маломощный блок.

Также входное напряжение зарядки может быть в широком диапазоне например у ISDT Air8 на вход можно подать от 10 до 34 вольт и блок питания лучше брать с напряжением ближе к верхнему пределу на 24В или 30В.

Многоканальная зарядка нам не нужна, когда в ней возникнет необходимость, вы уже будете знать всё лучше меня.

Блок питания может быть вообще любой. Если знаете, как заставить выдавать напряжение компьютерный блок питания без материнской платы, то можно использовать и его. Главное это три вещи: напряжение в пределах допустимого входного для зарядки, максимальный ток (и мощность) слегка перекрывающая заявленную мощность зарядки и разъём XT60 на выходе (или паяем сами). Продают даже б\у блоки питания от серверов HP, сразу с перемычкой для простого запуска и припаянным разъёмом XT60.

Следующая серия - очки.

Напоминаю, что это серия постов о том, как научиться летать фристайл на квадрокоптере. В моём самом первом посте есть примеры видео фристайла, крутите вниз. Чтобы летать мы соберём квад сами, а чтобы собрать, покупаем правильные компоненты. Cегодня рассматриваем курсовую камеру.

Ранее в этой серии:

1. Начало.

2. Аппаратура.

3. Дрон.

4. Рама.

5. Моторы.

6. Регуляторы.

7. Полётный контроллер.

Камера формирует изображение, по которому мы будем летать. Качество этого изображения в аналоговом стандарте не самое хорошее, гораздо лучше качество в цифровом стандарте фирмы DJI. На "цифру", возможно, даже перешло большинство фристайл пилотов и если вас не смущают дополнительные расходы и хочется качественной картинки (720p если быть конкретным), то DJI - ваш выбор. Я готов консультировать в телеге (ch347 - CHEAT:) по этой системе, но в гайде собирать мы будем аналог (в смысле аналоговый сигнал, а не подобие), для разумной минимизации расходов. С нашим рублём я и сам посматриваю в сторону DJI, останавливает только движуха у конкурентов, точнее их наличие, наконец.

Выбрать камеру немного проще чем остальное железо, так как достойные камеры делают только 3 фирмы: Runcam, Foxeer и Caddx.

Все упоминания разрешения в спецификациях можно смело игнорировать, стандарт передачи даст нам фиксированное разрешение на любой камере.

Есть отдельный тип камер - с возможностью записи в высоком разрешении, то есть помимо основной функции передачи изображения стандартного качества на видеопередатчик (через полётник, как мы помним), та же камера в высоком разрешении (от FullHD до 4K) записывает на флешку видеофайл, для этого с камерой идёт плата (а то и две) стандарта 30x30 которая крепится в стэк (пример: Runcam Split).

Есть варианты с таким же функционалом, но с двумя объективами отдельно, под стандартное и высокое качество (пример: Caddx Tarsier).

Эти варианты мы рассматривать не будем в гайде, все их плюсы и минусы в телеге расскажу интересующимся.

Камеры отличаются размерами:

Некоторые 5 дюймовые рамы могут быть рассчитаны на размер камеры mini и меньше, на это нужно обратить внимание при покупке. Обычно в комплекте с маленькой камерой идёт адаптер на больший размер.

После размера нужно определиться с соотношением сторон изображения, это 4:3, 16:9 или настраиваемый. Тот же параметр будет при выборе очков, и будут доступны те же три варианта. Если камера и очки с разными соотношениями, картинка будет искажена (сжата или растянута).

Можно зайти на официальные сайты производителей и увидеть свежие модели камер, из них и выбирать. Камера может иметь функцию управления по UART, если есть, будет неплохо, нет - переживём. Угол обзора выбирать не придётся, у всех современных камер он годится. Runcam Phoenix 2 Joshua Edition, к примеру, отвечает всем требованиям (размер micro, соотношение настраивается, UART есть).

Отличия дорогих от дешёвых не привожу, так как у этих трёх фирм жёсткая конкуренция как по качеству, так и по цене и вы получите ровно то, за что заплатили.

Получилось коротко, поэтому добавлю несколько слов про приёмник, эта тема точно на пост не потянет.

Приёмник конвертирует команды полученные от аппаратуры по радио в сигналы по проводам полётнику.

Так как мы решили использовать ExpressLRS, выбор приёмников у нас невелик, главное чтобы была внешняя антенна и частота совместимая с нашей аппаратурой - 2.4ГГц. Это модели Happymodel EP1, BetaFPV Nano и Matek R24D аж с двумя антеннами. Есть ещё noname приёмники дешевле, очень возможно, что они вполне рабочие, так как спецификации стандарта открыты.

Следующая серия - видеопередатчик.

Ранее в этой серии:

1. Начало.

2. Аппаратура.

3. Дрон.

4. Рама.

5. Моторы.

6. Регуляторы.

Полётный контроллер - основной вычислительный центр квада. Имеет обычно на борту: микроконтроллер, акселерометр и гироскоп (разные вещи, без акселерометра можно летать акро) и, иногда, барометр; схему OSD (on screen display), несколько интерфейсов UART и I2C, USB разъём (сейчас Type-C потихоньку вытесняет microUSB), слот для microSD карты, светодиоды и кнопки.

Поехали подробно:

1. Микроконтроллер. Историю опустим, сейчас типичный полётник имеет контроллер фирмы STMicroelectronics семейства F4 или F7, всё остальное либо неактуально, либо несовместимо с прошивкой Betaflight, либо нетипично. Понятноe дело контроллеры различаются тактовой частотой, памятью и прочими фичами. Нам важно знать лишь то, что на процессорах F4 и F7 доступен полный функционал Betaflight. До кризиса микроэлектроники я не видел особой разницы в цене и покупал исключительно F7 полётники. Ну и для ясности картины о маркировке: в семейство F4 входят процессоры F405 и F411, в семейство F7 - F722, F745 и F765.

Скорей всего мощный процессор важен, если мы навесим GPS, гирлянду адресуемых светодиодов, настроим сложные фильтры и захотим летать по точкам; в нашем же деле процессор сгодится любой.

Прошивка на которой всё это работает называется Betaflight и слово "бета" вас не должно вводить в заблуждение - это очень стабильный, долго и уверенно развивающийся и хорошо тестирующийся open-source проект, ни разу я не натыкался на ошибки в прошивке. Прошит контроллер будет с завода, а вот версию желательно будет обновить на свежий релиз, но это в посте о Betaflight.

2. Акселерометр и гироскоп. Разницу, пожалуйста, загуглите, но нам, для чистого акро акселерометр не нужен, но стаб режим для подстраховки неплохо бы иметь. Гироскопов же может быть даже два; одно время два чипа соревновались друг с другом и в некоторые полётники их ставили оба - это тонкости, нам ни к чему. Барометр вычисляет высоту и нам он тоже не нужен, но если есть - переживём.

3. OSD (экранная информация). Через этот чип подключается камера к видеопередатчику. То есть картинка с камеры идёт на полётник, там к этой картинке OSD подрисовывает буквы и цифры (параметры которые нам важно видеть в очках: напряжение батареи, расход батареи, вплоть до авиагоризонта) и далее картинка с параметрами передаётся на видеопередатчик чтобы вещать нам в очки. Настроек море, в посте про Betaflight будут подробности.

4. Интерфейсы UART (и реже I2C). Они используются для общения полётного контроллера с другими внешними устройствами. У нас такими устройствами будут в первую очередь приёмник, с него приходят команды от пульта. Потом видеопередатчик, мы сможем с пульта менять настройки видеопередатчика: канал вещания (частоту) и мощность. И некоторые камеры также могут настраиваться по UART, обычно предлагают обширное меню настройки картинки и отображения доп. информации. Для нашего дела этих интерфейсов будет всегда достаточное количество на полётнике, считать и подбирать не придётся.

5. По USB разъёму у нас происходит подключение к компьютеру (или телефону) для настройки и перепрошивки Betaflight. Без этого мы не сможем настроить квад.

6. Слот для карты, если он есть, позволяет записывать в текстовый файл логи полёта с огромным количеством информации. Есть программы позволяющие на основе логов выдать распределение резонансных частот вашего квада по спектру. Есть софт для стабилизации видео, который в качестве источника стабилизации берёт данные гироскопа. Или просто, если хотите добавить к вашему видео картинку с положением стиков, есть плагины к видеоредактору, позволяющие это сделать, дай только логи. Если слота под microSD карту нет, это не значит, что логи не снять, на борту может быть чип памяти, а логи сливаются по USB.

7. Светодиоды состояния, и кнопка принудительного режима прошивки обычно используются мало, только при отладке проблем.

Основной же работой полётника будет: смотреть на данные с пульта (через приёмник), потом на данные с гироскопа, а в современном конфиге и на данные с моторов (через регуляторы) и, фильтруя наши дрожащие пальцы, порывы ветра, кривые пропы и вибрацию от открутившегося винта рамы, отправлять команды на моторы так, чтобы квад занял положение, которое мы имели ввиду. И это не преувеличение, фильтры современной прошивки эффективно могут распознавать и противостоять широкому диапазону шума во входных данных.

Дорогой полётник от дешёвого может отличаться:

1. Качеством комплектующих и пайки.

2. Комплектацией. Могут быть в комплекте шлейфы для ESC, USB кабель, провода. Практически в любой комплектации будут силиконовые виброгасящие вставки, без них квад летать будет очень плохо. Может быть в комплекте карточка с распиновкой, но в любом случае она будет в интернете.

3. Качеством маркировки. На хорошем контроллере может быть всё написано так, что за распиновкой лезть не придётся.

4. Качеством и удобством площадок для пайки. Маленькие площадки в несколько рядов тяжелее паять, чем крупные со сквозными отверстиями. И сорвать такую площадку сложнее.

Отдельно про форм-фактор.

Есть так называемые AIO (all-in-one, всё в одном) полётники и за свою историю развития значение этого "all" менялось: по началу в "all" помимо полётника входила PDB (power distibution board, плата распределения питания) и полётники выглядели так:

то есть имели на борту батарейный вход (две самые крупные металлические площадки с плюсом и минусом с краю) и удобные площадки для подключения питания отдельных регуляторов (вторые по размеру квадратные площадки у каждого углового отверстия).

А потом миниатюризация позволила впихнуть на плату регулятор 4-в-1, и полётник стал выглядеть так:

То есть помимо входа для батареи, на плате есть сами регуляторы и 12 площадок для подключения моторов (на двух гранях, по шесть с каждой стороны). С такой платой весь ваш стэк - это одна плата. Минусы такого решения: менять всё, если что-то одно сгорело, температурный баланс часто не самый лучший и выход из строя из-за перегрева более вероятен, ну и как видно, при монтажных отверстиях 30x30, сама плата далеко выходит за эти пределы и это может стать неприятным сюрпризом на некоторых рамах, плюс компоновка идёт по бороде, если по бокам у нас моторы, то USB разъём гарантировано похоронен внутри рамы без удобного доступа. Короче, у нас батарейные площадки будут на регуляторе 4-в-1, соответственно на полётнике их быть не должно.

Дешёвыми были полётники JHEMCU, но толи всё подорожало, толи они в "премиум" подались. Фирмы Matek, Holybro, Betaflight, Diatone с серией Mamba, IFlight и Foxeer делают годные полётники. Легко спутать контроллер предназначенный для крыльев и самолётов, но его обычно отличает гребёнка из стандартных пинов для сервоприводов на контроллере или в комплекте; или слово wing в названии.

Сочетание полётного контроллера и регулятора 4-в-1 называют стэк (stack, стопка). Точнее всё, что уместилось в одну стопку можно назвать стэком, но продают под этим названием обычно полётник+регулятор. Выглядит так:

Плюсы такого выбора - во-первых: в комплекте винты, гайки и проставки чтобы всё это вставало с нужным зазором при минимальной высоте, во-вторых: стопроцентно работающий шлейф между полётником и регулятором в комплекте. Почему это проблема? Да потому что никакого стандарта распиновки разъёма регулятора нет, и количество и порядок контактов может не совпадать у шлейфа из комплекта регулятора и ответного разъёма на полётнике (шлейф хорошо виден на картинке). Однако на всех полётниках и на некоторых регуляторах есть отдельные площадки для пайки проводов из шлейфа, так что в любом случае регулятор и полётник можно "поженить". Обычно составляющие конкретной модели стэка есть в продаже по отдельности.

Следующая серия - камера.

Ранее в этой серии:

1. Начало.

2. Аппаратура.

3. Дрон.

4. Рама.

5. Моторы.

Регулятор - схема, которая заставляет вращаться бесщёточный трёхфазный мотор (как раз тот, что используется в дроне). Принцип работы мотора мы рассматривать не будем, замечу лишь то, что для вращения такого мотора требуется быстро и согласованно менять ток в трёх контурах. Просто подать напряжение и радоваться, как это делается с щёточным мотором - не получится. С одной стороны к регулятору подключён мотор тремя фазами, с другой - пара проводов питания прямиком от батареи и пара - управления, с полётного контроллера. По этим проводам идёт управляющий сигнал и его формат должен "понимать" регулятор.

Не углубляясь сильно в теорию и историю, скажу, что протокол Dshot600 сейчас максимально широко поддерживается как современными полётниками, так и регуляторами. Если 4 подобные схемы объединить в одну плату по-крупнее, то получится современный регулятор 4-в-1. Компактность, уменьшение веса и простота подключения в плюсах у такого решения, замена всего устройства после выхода из строя одного регулятора - в минусах. Регуляторы характеризуются:  1. форм-фактором, 2. номинальным током 3. максимальным напряжением 4. поддерживаемой прошивкой.

Об этом подробнее:

1. Форм-фактор. Помимо отдельного регулятора и устройства 4-в-1, последние отличаются размерами. Стандартно в любой раме на нижней пластине будут 4 отверстия расположенные по углам квадрата со стороной в 30мм. В эти отверстия мы воткнём длинные винты (на картинке чёрные):

И сверху нанизаем регулятор и полётный контроллер:

Так вот, помимо 30x30 есть стандарт 20x20 (как регуляторов так и полётников) и есть 5 дюймовые рамы, которые предлагают отверстия 20x20 в дополнение к 30x30. Мы этот стандарт использовать не будем, так как надёжный регулятор на достаточный ток в формате 20x20 найти тяжело, а раз регулятор у нас 30x30, то и полётник придётся использовать такого же размера, просто исходя из нашей ситуации с винтами.

2. Номинальный ток. Тут классическая ситуация с китайскими амперами, чем дешевле регулятор тем меньше китайский ампер соответствует международному эталону. То есть 30А брендовых могут не сгореть там, где исдохли 50А по-дешману. Надеюсь информация не шокирует. В общем-то нужный нам диапазон я назвал 30 - 50 ампер. Маркируются отдельные и 4-в-1 одинаково: по номинальному току через один регулятор.

И ещё замечание: квад не будет мощнее, если поставить регулятор на 100 ампер. Регулятор должен выдерживать ток,который запрашивает мотор и отдаёт батарея.

3. Максимальное напряжение. Регулятор может поддерживать либо напряжение до 4S, либо до 6S. Конкретное значение в вольтах никто не пишет, просто совместимость с батареей. Мало того, если мы поставим регулятор на 6S, то он прекрасно будет работать c батареей 4S и у нас будет даже запас по рассеиваемой мощности. Наоборот - ESC на 4S с батареей 6S - нельзя, выпустим волшебный дымок.

4. Прошивка. Для вращения мотора, как уже было сказано, нужно быстро и согласованно менять ток в обмотках, также, пока ток течёт через две фазы, третья может померить наводящийся ток и с этими данными можно что-то сделать полезное. Короче, в каждом регуляторе есть микроконтроллер, а каждый микроконтроллер работает по программе, которая называется прошивкой. Так вот регуляторов грубо говоря два типа: работающие на контроллере поддерживающем прошивку BLHeli_S или - прошивку BLHeli_32. Прошивки развиваются, имеют свой ПК (Windows/Linux/MacOS) софт для перепрошивки и настройки различных параметров и я очень надеюсь, что к моменту, когда мы дойдём до настройки собранного квада, выйдет наконец релиз Betaflight 4.3 (тоже прошивка но к полётному контроллеру), где необходимость лезть в настройки прошивки регулятора будет упразднена. Разница между прошивками в том, что BLHeli_32 работает на более мощных 32-битных контроллерах и имеет лучший потенциал в развитии, однако BLHeli_S переживает сейчас возрождение вместе с маленькими комнатными квадами, и её развитие тоже слабым назвать нельзя, вышло даже несколько альтернативных прошивок с доп. функциями. Мы же остановимся на BLHeli_32 как наиболее функциональной.

На борту типичного 4-в-1 ESC есть вход для батареи, измеритель тока для подсчёта потраченных мАч батареей, преобразователь напряжения на 5В для питания полётного контроллера, ёмкости (конденсаторы) для фильтрации пиков тока\напряжения в линии питания, что сильно влияет на качество видео.

Дорогой ESC может отличаться от дешёвого:

1. Качеством компонентов и пайки.

2. Соответствием заявленным параметрам.

3. Комплектацией. Может быть несколько шлейфов: для стандартной распиновки полётника и для сборки своего шлейфа или вариант для пайки без использования разъёма. В комплекте могут быть провода большого сечения и разъём XT60 под батарейный вход. Также в комплекте может быть отдельный фильтрующий конденсатор.

5. Наличием защиты от переполюсовки. С одной стороны, когда всё правильно собрано, перепутать плюс и минус физически невозможно, с другой - когда вместо квада на асфальте дымящийся фарш, возможно защита спасла нам хоть какой-то компонент.

4. Количеством конденсаторов распаянных непосредственно на плате, то есть качеством фильтрации и нужде в отдельном конденсаторе.

Если затрахал с конденсаторами, то лучше всегда ставить то, что есть в комплекте, и докупать, если в комплекте нет - хуже не будет.

Я был большим поклонником отдельных дешёвых ESC и конечно, несколько сгорело, но собирать мы будем с 4-в-1. Эталоном в мире ESC давно считается Hobbywing XRotor Micro 60A. Фирмы IFlight, Diatone. Spedix, Foxeer делают вполне надёжные регуляторы разных форматов.

Цены я пока воздержусь указывать так как курс на али 70, а в приложении моего банка 58.

Следующая серия - полётный контроллер.