Что нужно, чтобы собрать свой FPV-дрон?

FPV-дроны – это класс беспилотников, управляемых наземными пилотами по методу First Person View (вид от первого лица). Такие мультикоптеры имеют на борту встроенную камеру, которая передает видео в режиме реального времени и позволяет оператору погрузиться в виртуальную реальность полета. В этой статье мы приведем список комплектующих для FPV-дрона, при наличии которых можно собрать коптер с нужными характеристиками своими руками.

При выборе комплектующих и аксессуаров для сборки FPV-дрона помните, что от их надежности, технических параметров и совместимости будут зависеть полетные характеристики аппарата, эффективность его работы и функционал. Выбирайте качественные компоненты, которые смогут уверенно выдерживать рабочие нагрузки.

Перечень комплектующих для сборки FPV-дрона

Чтобы собрать квадрокоптер или другой коптер с FPV-функционалом, нужно купить следующие компоненты:

• рама подходящей геометрии;
• моторы и вращаемые ими пропеллеры в достаточном количестве;
• полетный контроллер;
• регулятор скорости (ESC);
• бортовая АКБ и зарядник для нее;
• универсальный блок стабилизации напряжения (UBEC);
• плата распределения питания;
• бортовые камеры и подвесы для их стабилизации по всем осям;
• аппаратура для управления беспилотником, пульт и специальные FPV-очки или шлем с частотой 5.8 ГГц;
• передатчики и приемники беспроводного видеосигнала;
• FPV антенны;
• On Screen Display (OSD) – экранное меню;
• инерциальный измерительный блок (IMU);
• компас, GPS модуль, телеметрия, опциональные датчики, гироскопы, акселерометры;
• аксессуары под разные задачи, например, бортовые огни и съемные шасси;
• провода, разъемы, другие соединители, термоусадочные трубки, паяльная станция.

Рама

Это скелет мультикоптера, который становится платформой для остальных компонентов (механических и электронных), удерживает их вместе и защищает от повреждений. Рама должна быть легкой и прочной, способной выдержать удары и падения. Чаще всего фреймы делают из карбона, ударопрочного пластика и алюминия. От конструкции кадровой платформы зависят полетные характеристики, возможность установки необходимых деталей, маневренность и стабильность летательного аппарата.

Моторы и пропеллеры

На коптеры устанавливают цилиндрические бесколлекторные (бесщеточные) электромоторы. Именно они создают тягу, обеспечивают подъем и стабильное движение летательного аппарата. При выборе двигателей учитывают назначение коптера и условия его эксплуатации. Например, для гоночного или грузоподъемного дрона нужны более мощные моторы, чем для съемочной модели.

Подъемную способность, производительность и функционал БПЛА, их скорость и маневренность определяют следующие характеристики моторов:

• размер;
• мощность;
• количество оборотов в минуту (RPM);
• потребляемый ток;
• возможность регулировки скорости;
• число лопастей (универсальными считаются пропеллеры с 3 лопастями), их форма и материал – эти параметры влияют на скорость, стабильность полета и уровень шума;
• размеры винтов – для эффективной работы и хорошей маневренности они должны корректно сочетаться с характеристиками мотора и фреймы.

Более того, качество моторов влияет на стабильность камеры и способность рамы удерживать беспилотник в воздухе. Высококлассные мощные электромоторы лучше стабилизируют полет и создают условия для качественной аэросъемки.

Контроллер полета

Это микропроцессорное устройство собирает и анализирует сведения, поступающие от всевозможных датчиков, и управляет движением мультикоптера – передает управленческие сигналы электромоторам через ESC. Миссия полетного контроллера заключается в сохранении баланса БПЛА и его корректной ориентации в пространстве, точном управлении, обеспечении стабильного и безопасного полета. При этом он может работать автономно (выполнять установленные алгоритмы полета) или откликаться на команды с пульта управления.

При выборе полетного контроллера важно оценить поддерживаемые им функции, возможность настройки параметров, доступные режимы полета, наличие опции автопилота, GPS модуля и других полезных возможностей. Высококлассный контроллер поможет полноценно реализовать возможности моторов и более эффективно использовать FPV-дрон.

ESC (регулятор скорости)

Этот элемент бортовой электроники принимает сигналы от полетного контроллера и, учитывая их, регулирует скорость вращения электромоторов (отправляет им соответствующие сигналы). В результате ESC плавно увеличивает или уменьшает обороты, непосредственно влияя на динамику, стабильность и маневренность летательного аппарата. При выборе ESC важно убедиться в его совместимости с полетным контроллером и моторами (обратите внимание на потребляемые ими токи) и проверить, достаточно ли вам предусмотренных функций.

Аккумуляторная батарея

Бортовые аккумуляторы предоставляют энергию для автономного питания моторов и всей электроники коптера. От качества и характеристик АКБ зависит длительность полета и производительность БПЛА. Ключевую роль играют следующие параметры батареи:

• емкость;
• напряжение;
• допустимые токи разряда;
• масса, размеры;
• ориентировочная продолжительность цикла разряда;
• технология производства – для летательных аппаратов подходят высокотоковые Li-ion аккумуляторы и модели Li-Polymer.

Для продолжительного использования FPV-дронов нужны сменные аккумуляторные батареи, а для их подзарядки в полевых условиях – портативная зарядная станция.

UBEC

Универсальный блок стабилизации напряжения нужен для преобразования напряжения АКБ до значения, необходимого для питания электромоторов и остальных компонентов беспилотника.

Плата распределения питания

Ее задача – распределять напряжение от аккумуляторного блока к моторам и остальным потребителям энергии на борту, поддерживать надежное соединение и слаженную работу электроники.

Камеры и подвесы

Камеры могут записывать видео высокого разрешения или передавать видеопоток на наземное устройство в режиме реального времени. Они бывают курсовые, аналоговые, цифровые, тепловизионные, с разным разрешением и углом обзора, с различными типами сенсора и технологиями стабилизации изображения. При выборе учитываются требования к камере, необходимое качество видеопотока и точность позиционирования. Для минимизации вибраций применяются 2-х или 3-осевые подвесы.

FPV трансмиттер и очки или шлем

FPV трансмиттер передает сигнал от бортовой камеры к FPV очкам или дисплею для незамедлительного просмотра видео. В результате достигается эффект присутствия, погружение в процесс полета и точное управление летательным аппаратом. Важно, чтобы трансмиттер надежно передавал сигнал и обеспечивал качественное изображение, работал на подходящей частоте и предоставлял возможности настройки. FPV очки выбирайте удобные, оснащенные экраном с хорошим разрешением.

Пульт управления, передатчики, приемники, антенны

Передатчики с разнообразной рабочей частотой и приемники (ресиверы) необходимы для беспроводного соединения между наземным пилотом и мультикоптером. Эти электронные устройства позволяют оператору отдавать команды БПЛА, на расстоянии влиять на его движение и поведение. Трансмиттер (пульт управления) передает сигналы бортовому приемнику. При выборе стоит оценить количество каналов, дальность передачи сигнала и возможности регулировки. Для усиления и стабильной передачи сигнала используют FPV антенны.

OSD (экранное меню)

Система On Screen Display выводит на дисплей данные о полете, накладывая их на транслируемый видеопоток. Благодаря этому наземный пилот легко контролирует основные полетные характеристики.

IMU – инерциальный измерительный блок

Этот компонент системы навигации фиксирует ускорение и положение БПЛА, поддерживает стабильный полет и помогает держать курс.

Система датчиков

Телеметрические датчики собирают и передают наземному пилоту сведения о параметрах полета: высоте, направлении движения, скорости и т.д. Магнитометр (компас) улучшает ориентацию в пространстве, в т. ч. вблизи препятствий. Модуль GPS расширяет функционал беспилотника, позволяет ему автоматически возвращаться домой, удерживать позиции, следить за объектами, следовать по заданной траектории.

Где купить комплектующие для ФПВ-дронов?

В интернет-магазине Shura-Master.ru можно приобрести все необходимые компоненты для того, чтобы собрать свой FPV-дрон. В продаже есть и готовые наборы, и отдельные комплектующие. Мы сотрудничаем с надежными производителями, поддерживаем отличные цены и выполняем доставку заказанных товаров по всей России.

Ранее в нашем блоге вышла статья о внутреннем устройстве БЛА.