Введение

Для того чтобы дрон смог подняться в воздух, он должен состоять из нескольких ключевых компонентов. В этом уроке мы подробно рассмотрим каждый элемент FPV-дрона, его назначение и особенности.

Понимание конструкции дрона крайне важно для его правильной сборки, настройки и дальнейшей эксплуатации.

Основные компоненты FPV-дрона

Рама

Рама — это основа для сборки FPV-дрона, на которой мы размещаем все электронные компоненты. К ней крепится моторно-винтовая группа, которая состоит из двигателей и винтов.

Двигатели

Двигатели — это сердце дрона. Они преобразуют электрическую энергию от аккумулятора в механическую энергию, которая вращает пропеллеры, создавая тягу, необходимую для подъема и маневрирования дрона в воздухе. Двигатели также отвечают за скорость и направление полета.

Двигатели для FPV-дронов обычно бесщеточные (brushless).

ESC (Electronic Speed Controller)

Двигатели подключаются к электронной плате ESC (Electronic Speed Controller) — регулятору скорости двигателей, который коммутирует ток. Величина тока определяет скорость вращения двигателей. Чем больше газ (throttle) — тем больший ток коммутируется на двигатель ESC и наоборот.

К ESC идет силовой провод, который питает его от основной батареи и передает от нее энергию на двигатели.

Двигатели работают на больших токах, поэтому используется толстый силовой провод от батареи до ESC.

Конденсатор

На входе к ESC вместе с силовым кабелем припаивается Low ESR конденсатор. Он сглаживает пики напряжения и защищает электронику от перепадов напряжения, которые могут возникнуть во время интенсивного полета и нежелательных шумов между электронными компонентами.

Конденсатор работает в условиях, когда скачки питающего электронное оборудование напряжения могут происходит десятки тысяч раз в секунду. Двигатели  при работе генеририруют огромное количество скачков напряжения и электромагнитных шумов. Проблема шума в FPV очень важна, т.к. она может существенно изменить поведение дрона в небе.

    Смотри конспект конденсаторы

Полетный контроллер (FC)

К ESC подключается контроллер полета FC (Fly Controller), который также называют полетником. Полетный контроллер — один из самых важных компонентов FPV-дрона.

Это печатная плата, оснащенная датчиками, которые распознают движения дрона и команды пользователя. Используя эту информацию, Flight Controller регулирует скорость двигателей, чтобы перемещать дрон в нужном направлении. Он отвечает за стабилизацию дрона, обеспечение точных маневров в полете и предоставление данных пилоту.

Подсоединение полетного контроллера к плате ESC 4в1

Все контроллеры полета имеют базовые датчики, такие как гироскоп и акселерометр, а некоторые включают в себя датчик барометра и компаса для автономных полетов (например, для миссии автоматического возврата домой RTH).

Варианты сборки электроники

Дополнительные компоненты

Приемник (ресивер)

К флай-контроллеру подключается ресивер (приемник), который связан с дроном через пульт управления. Он принимает сигналы от пульта управления и передает их на флай-контроллер, позволяя пилоту управлять дроном.

Большинство приемников в настоящее время не занимают слишком много места в дроне и достаточно легкие. Приемник монтируют в основном в задней части дрона, где подключают к нему антенну. В редких случаях приемник монтируют спереди дрона или на луч.

VTX (Video Transmitter)

VTX (Video Transmitter), или другими словами — видеопередатчик, подключается к полетному контроллеру. Он отправляет видеокартинку в реальном времени с курсовой камеры дрона на FPV-очки или монитор пилота.

VTX состоит из следующих компонентов:

• Сама плата VTX, которая содержит радиочастотный передатчик, преобразующий видеосигнал с курсовой камеры в радиосигнал передаваемый на выбранных частотах, которые мы принимаем на очки, а также имеет возможность настройки мощности передачи видеосигнала под потребности пилота согласно техническим характеристикам самого VTX
• Курсовая камера — "глаза в небе", которая дает возможность пилоту видеть все, что происходит перед дроном, как будто он находится на борту
• Антенна, которая подключается к плате VTX отвечает за излучение радиочастоты канала передачи видео.

GPS-модуль

Следующий электронный компонент, который по желанию устанавливают на дрон и тоже подключается к флай-контроллеру — это GPS.

Он нужен для автоматического возврата дрона домой (RTH) в случае завершения миссии или потери связи пульта с дроном, а также для зависания дрона на одном месте. С помощью GPS модуля можно увидеть скорость дрона, а в случае потери найти его по координатам, которые записались на очки. Также он показывает расстояние от места запуска дрона.

Бузер / звуковая "пищалка" (зуммер)

Есть еще один электронный компонент, который часто помогает найти дрон по звуку без GPS. Это бузер ("пищалка"), или его еще называют зуммер.

Это маленький пластиковый цилиндр, который припаивается к флай-контроллеру. В случае потери связи пульта с дроном, он автоматически включает заданный пилотом сценарий пищания, по которому его легче найти. Пищалка работает при условии, что батареи после падения дрона не отсоединились.

Существуют автономные бузеры, которые работают от отдельной миниатюрной батареи, что делает их более надежными и независимыми от основного аккумулятора.