Квадрокоптеры
Разговариваем на одном языке: термины, определения и слэнг коптероводов
Акселерометр, аксель — датчик, способный определить положение коптера относительно горизонта (по научному измеряющий проекцию кажущегося ускорения — разность между абсолютным ускорением объекта и ускорением свободного падения). Его наличие помогает контроллеру выравнивать коптер в «горизонт».
Акро мод, basic — режим работы полетного контроллера, когда задействован только гироскоп. Наиболее схож с вертолетным режимом, без опыта лучше не использовать.
Альт холд, altitude hold — режим работы полетного контроллера, когда задействован бародатчик, коптер удерживает позицию по высоте. Точность удержания зависит от полетного контроллера, от плюс минус 10см до плюс минус 2-3м.
Аппа — аппаратура радиоуправления, состоит из передатчика (трансмиттер, TX) и приемника (приемыш, RX). На передатчике находятся стики — ручки управления, тумблеры вкл/выкл и крутилки. Обычно покупают аппаратуру MODE2, у которой левый стик отвечает по вертикали за газ (Throttle), по горизонтали за направление (рыскание,Руддер, Rudder, Yaw), а правый стик отвечает по вертикали за тангаж (движение вперед/назад, Pitch, Элеватор, Elevator), по горизонтали за крен (наклон, Roll, у самолетов Элероны, Aileron).
Баззер, липобаззер — маленький приборчик, который сигнализирует светом и/или звуком о разряде ходовой батареи до предельных значений. У некоторых баззеров программируется порог срабатывания. Включается обычно в балансирный разьем батареи.
Баро, бародатчик — датчик, отвечающий за удержание высоты.
ВМГ — винто-моторная группа, то есть винт и мотор 
Гейн — регулятор чувствительности чего либо, в коптерах чаще всего чувствительности тех или иных датчиков (гироскопа, акселерометра и т.д.) Настроить гейны по питчу и роллу в стаб моде = настроить чувствительность акселерометра по тангажу и крену в режиме удержания горизонта.
Гироскоп, гира — датчик, реагирующий на изменение углов ориентации коптера, относительно его предыдущего положения в пространстве (по научному — относительно инерциальной системы координат).
ГПС холд, ЖПС, gps hold, Loiter — режим работы полетного контроллера, когда коптер удерживает позицию по координатам местности и высоте. Для этого обязательно наличие GPS приемника, компаса и бародатчика. Точность удержания зависит от полетного контроллера, от плюс минус 2м до плюс минус 7-10м.
Компас, магнитометр — датчик, отвечающий за определение направления движения коптера относительно сторон света.
Краш, крэш — падение коптера, чаще всего случается по вине пилота, когда он «зарулился».
Локтайт (фиксатор резьбы) — жидкость, предназначенная для фиксации резьбового соединения, чтобы не раскручивалось от вибрации. Для наших целей подойдет только синий локтайт, продается в автомагазинах.
Летать блинчиком — спокойный стиль полета в горизонтальной плоскости, без каких либо акробатических этюдов, переворотов и т.д. Особенно легко достигается при наличии на борту акселерометра. Основной стиль полета новичка или человека, летающего по камере от первого лица (FPV).
Липо, липолька — литий-полимерный аккумулятор, основа электропитания всего оборудования коптера. Например, Lipo 3S 2200Mah 30C это аккумулятор, состоящий из 3х последовательно соединенных элементов (банок), общим напряжением 3.7V x 3 = 11,1V , емкостью 2200 миллиампер/час, способный единовременно отдать тока до 2200mAh x 30C = 66A. Тоесть им теоретически можно записать до 6ти моторов, которые в максимуме потребляют по 11 ампер, или три, потребляющие по 22A, на практике токоотдача должна быть с запасом.
Мозги — полетный контроллер, центральный процессор и возможно плата с датчиками.
Мотормаунт — металлическое приспособление, идущее в комплекте с б/к мотором, или площадка из стеклотекстолита для крепления б/к мотора на луч коптера. Выполняет крепежную, декоративную еще и защитную функцию при краше, ломаясь гасит энергию удара и спасает мотор. НО мотормаунт из стеклотекстолита может усиливать вибрацию от винто-моторной группы.
OSD (ОСД) On Screen Display. Буквальный перевод — «отображаемое на экране». Специальная плата, установленная на летательном аппарате, которая при полете от первого лица (FPV) подмешивает в видеоканал данные телеметрии (заряд батареи, высоту полета, скорость, координаты и т.д.) в буквенно-числовом виде.
Отсечка — уровень заряда батарей, используемых на летательном аппарате, при достижении которой возможно срабатывание команды принудительной посадки (на контроллере Naza например) или отключение/снижение оборотов на регуляторе б/к моторов (что неминуемо приводит к падению, поэтому эту функцию в регуляторах надо ставить минимально возможной 2.6-2.9V или полностью отключать).
ПИД регулятор, Пропорционально-интегрально-дифференциальный — устройство в цепи обратной связи, используемое в системах автоматического управления для формирования управляющего сигнала. ПИД-регулятор формирует управляющий сигнал, являющийся суммой трёх слагаемых, первое из которых пропорционально входному сигналу, второе — интеграл входного сигнала, третье — производная входного сигнала. Как это работает на коптере читайте здесь.
Подвес — подвесы для фото видеокамер служат для горизонтальной стабилизации этой самой камеры относительно горизонта, независимо от положения самого коптера. Для управления положением подвеса используются или сам полетный контроллер или отдельный контроллер подвеса, который управляет сервоприводами (по тангажу, крену, направлению).
Проп — пропеллер, винт коптера.
Прошивка, проша, Firmware — микропрограмма, заложенная в полетный контроллер, отвечающая за расчет положения коптера в простанстве, обрабатывающая команды с примника РУ, полетные режимы и т.д. Но иногда речь идет о прошивке в регулятор (ESC), отвечающая только за управление конкретным мотором.
Регулятор, регуль, ESC — электронный регулятор хода, блок управления бесколлекторным мотором, задача которого состоит в том, что бы передать энергию постоянного тока от аккумулятора к трехфазному бесколлекторному мотору, управляя его оборотами на основе ШИМ сигнала (или по шине i2c, s-bus) от полетного контроллера. Чаще всего содержит в себе BEC (БЕК) — линейный (или импульсный) стабилизатор напряжения, понижающий напряжение с аккумулятора до 5V/6V, необходимых для питания полетного контроллера, приемника РУ, сервомашинок руля на трикоптере или подвеса камеры.Подробно о принципе работы регуляторов.
РТЛ, RTL, Return To Launch — режим работы полетного контроллера, когда коптер самостоятельно возвращается на место запуска. Для этого обязательно наличие GPS приемника, компаса и бародатчика. Очень полезный режим при failsafe — проблемах с сигналом РУ в полете. Правильно настроенный коптер сам прилетит в точку старта.
Стаб мод, Stabilaze, Attitude — режим работы полетного контроллера «удержание горизонта», когда задействованы гироскоп и акселерометр. Если бросить стики РУ, то коптер становится в горизонт.
Телеметрия — информация (высота, координаты, скорость, дистанция, заряд аккумулятора и т.д.), передаваемая с летательного аппарата пилоту, через аппаратуру управления или в виде картинки OSD.
Флаттерить — пропеллеры флаттерят = негативная способность обычно дешевых пропеллеров, да и дорогих, 12″ и больше, вибрировать, трястись при значительных нагрузках, например, с тяжелым подвесом, при снижении.
Фэилсэйф, Fail Safe — функция приемника РУ, которая при пропадании радиосигнала между передатчиком и приемником РУ подает специальный сигнал (или сигналы по каждому каналу РУ) полетному контроллеру и/или сервомашинкам. Продвинутые полетные контроллеры в результате фэилсейфа могут вернуть коптер в точку запуска, включить удержание позиции по GPS или аккуратно посадить коптер. Без такой функции коптер может улететь в неизвестном направлении.
FPV — «First Person View», что в переводе «вид от первого лица». Управление летательным (да и любым другим) аппаратом через установленную на борту видеокамеру. Картинка с камеры в реальном времени передается через видеопередатчик, установленный на ЛА (обычно на частоте 1.2G или 5.8G), и принимается на видеоприемник и воспроизводится у пилота на видеомониторе (в видеоочках или видеошлеме).
Материал с сайта rcdesign.ru, автор: Сергей Ковакс aka Covax
Как заказать квадрокоптер, мультикоптер, дрон?
- Сформулировать свои пожелания к летательному аппарату, определить задачи, которые Вы бы хотели решать с его помощью. Что бы не упустить что-либо важное — лучше изложить вышеперечисленное в документе, обычным языком, не заморачиваясь оформлением и правильностью применения терминологии.
- Посмотреть каталог базовых моделей DRONESTROY. Любая из представленных моделей может быть модифицирована под Ваши задачи.
- Отправить нам свои пожелания и контактные данные через форму обратной связи или на info@dronestroy.ru или позвонить +7 495 970 41 44. Согласно Ваших пожеланий сотрудники компании DRONESTROY подготовят техническое задание на коптер и спецификацию (смету на комплектующие и работы).
- Если Вас все устроит — оплачиваете и получаете Ваш заказ, инструкции, видео облёта. Между оплачиваете и получаете — срок изготовления.
P.S. При необходимости — научим летать.
Безопасность при эксплуатации литий-полимерных батарей
Статья в процессе редактирования…
Среди литиевых аккумуляторов различают два основных типа — литий-ионные (Li-Ion) и литий-полимерные (LiPo, Li-Po или Li-Pol). Разница между ними – в типе используемого электролита. В случае LiIon – это гелевый электролит, в случае LiPo – специальный полимер, насыщенный литийсодержащим раствором. Но для использования в силовых установках радиоуправляемых моделей наибольшее распространение получили литий-полимерные аккумуляторы, так что в дальнейшем разговор пойдет именно о них. Впрочем, жесткое разделение тут весьма условно, так как оба типа отличаются в основном используемым электролитом, и все, что будет сказано про литий-полимерные аккумуляторы, практически в полной мере относится и к литий-ионным (заряд, разряд, особенности эксплуатации, техника безопасности).
С практической точки зрения литий-полимерные аккумуляторы в настоящий момент обеспечивают более высокие разрядные токи. Поэтому в радиоуправляемых моделях в качестве источника энергии для электродвигателей, в основном, используют именно их.
Литий-полимерный аккумулятор (Li-Po или Li-polymer) — это более совершенная конструкция литий-ионного аккумулятора. В качестве электролита используется полимерный материал с включениями гелеобразного литий-проводящего наполнителя. Используется в мобильных телефонах, цифровой технике и пр.
Обычные бытовые литий-полимерные аккумуляторы не способны отдавать большой ток, но существуют специальные силовые литий-полимерные аккумуляторы, способные отдавать ток в 10 и даже 45 раз превышающий численное значение ёмкости. Они широко применяются как аккумуляторы для радиоуправляемых моделей, а также в портативном электроинструменте и в некоторых современных электромобилях.
Преимущества
- Большая плотность энергии на единицу объёма и массы;
- Низкий саморазряд;
- Незначительный перепад напряжения по мере разряда.
Недостатки
- Количество рабочих циклов 300-500, при разрядных токах в 2С до потери емкости в 20% (для сравнения: NiCd- 1000 циклов, NiMH – 500, LiFePO4 — 2000).
- LiPo аккумуляторы пожароопасны при перезаряде и/или перегреве. Для борьбы с этим явлением все бытовые аккумуляторы снабжаются встроенной электронной схемой, которая предотвращает перезаряд и перегрев вследствие слишком интенсивного заряда. По этой же причине требуют специальных алгоритмов зарядки (зарядных устройств).
- Старение. Литиевые аккумуляторы «стареют», даже если не используются, а просто лежат на полке. Через 2 года батарея теряет около 20% ёмкости. Литий-полимерные и литий-ионные аккумуляторы снижают ёмкость, в отличие от никелевых и никель-металл-гидридных, под воздействием заряда. Чем больше заряд аккумулятора, тем меньше срок его службы. Хранить их лучше заряженными на 40-50%, и температуре 0-10 градусов.Оптимальные условия хранения Li-ion аккумуляторов достигаются при 40%-ом заряде от ёмкости аккумулятора.Литиевые аккумуляторы стареют, даже если не используются, а просто лежат на полке. Соответственно, нет необходимости покупать аккумулятор «про запас» или чрезмерно увлекаться «экономией» его ресурса. При покупке обязательно посмотрите на дату производства, чтобы знать, сколько данный источник питания уже пролежал на складе. В случае, если с момента изготовления прошло более двух лет, лучше воздержитесь от покупки.
- Глубокий разряд (менее 3 В на банку) полностью выводит из строя литиево-ионный аккумулятор.
Обозначение литий-полимерных источников питания.
Пример: LiPo акумулятор TURNIGY 5000 3S 25C
Li-Po-аккумуляторы состоят из одной или нескольких «банок», обозначаемых буквой S. Банка — единичный аккумулятор, имеет номинальное напряжение 3,7 В и максимальное (до которого заряжается) — 4,2 В. То есть аккумулятор 3S — три банки, три элемента питания с общим номинальным напряжением 11,1В и максимальным 12,6В.
Все что идет до цифры 5000 — это название фирмы изготовителя или торговая марка. В примере — TURNIGY.
- 5000 mAh — это емкость аккумулятора, в милиамперах/час.
- 3S1P — 3S это количество «банок» батарей в сборке. Цифра перед буквой P — это количество сборок, в нашем примере — 3. То есть если взять 2 одинаковых аккумулятора, соединить их «изолентой» и спаять силовые провода параллельно (плюс с плюсом, а минус с минусом) то мы получим удвоение ёмкости аккумулятора. Обозначение такой батареи будет 5000 3S2P и фактически равняется 10000 3S1P. Если в батарее применяется одна сборка то обозначение 1P не используют.
- 25C — максимальный разрядный ток аккумулятора. Измеряется в С — сокращение от capacity — ёмкости батареи. Например, если аккумулятор 5000mAh, и для него указан максимальный разрядный ток 25С, то это значит что ток не должен превышать 5000 х 25 = 125 000 mA = 125 A.
Зарядка LiPo батарей
LiPo батареи очень критичны к зарядке, их нельзя перезаряжать, иначе они могут воспламениться.
Для зарядки необходимо использовать специальные зарядные устройства с балансиром (контролирует заряд каждой банки аккумулятора отдельно).
LiPo батареи заряжают током 1С (если только другое не указанно на самой батарее, в последнее время появились с возможностью зарядки током 2 и 5C). Штатный зарядный ток рассматриваемой батареи 1 Ампер. Для батареи 2200 — будет 2.2 ампера и тд.
Эксплуатация LiPo
Разряжать аккумулятор LiPo ниже чем на 3 вольта на банку не рекомендуется — может «умереть». Для своевременного предупреждения разряда часто используют звуковые индикаторы.
В эксплуатации LiPo аккумуляторов существует несколько важных моментов, на которые настоятельно рекомендуется обратить внимание. Перечислим их в порядке убывания опасности:
1. Заряд до напряжения, превышающего 4.20 вольт/банку.
2. Короткое замыкание аккумулятора.
3. Разряд токами, превышающими нагрузочную способность или нагревающими аккумулятор выше 60°С.
4. Разряд ниже напряжения 3.00 вольта/банку.
5. Нагрев аккумулятора выше 60°С.
6. Разгерметизация аккумулятора.
7. Хранение в разряженном состоянии.
Невыполнение первых трех пунктов приводит к пожару, всех остальных — к полной или частичной потере емкости.
Из всего сказанного можно сделать следующие выводы:
Чтобы не было пожара, надо иметь нормальное зарядное устройство и правильно выставлять на нем число заряжаемых банок. Необходимо, также, использовать разъемы, исключающие возможность короткого замыкания батареи и контролировать ток, потребляемый моторами на «полном газу».
Если замкнуть почти разряженный аккумулятор, то пожара не будет, он тихо и мирно «умрет» из-за переразряда… Отсюда следует второе важное правило: следите за напряжением в конце разряда аккумулятора и обязательно отключайте аккумулятор после работы!
Если забыть о подключенном аккумуляторе на сутки-другие, то окажется, что с ним можно попрощаться — не любит литий глубокого разряда.
Разгерметизация – еще одна причина выхода литиевых аккумуляторов из строя, поскольку внутрь элемента не должен попадать воздух. Это может произойти при повреждении внешнего защитного пакета (аккумулятор запаян в пакет наподобие термоусадочной трубки), в результате удара или повреждения острым предметом, или при сильном перегреве вывода аккумулятора при пайке. Вывод — не ронять с большой высоты и паять аккуратно.
Хранение
Хранение аккумуляторов, судя по рекомендациям производителей, следует производить в заряженном на 50-70% состоянии, лучше в прохладном месте, при температурах не выше 20°С. Хранение в разряженном состоянии отрицательно сказывается на сроке службы — как и у всех аккумуляторов, у литий-полимерных есть небольшой саморазряд.
Режим «хранение»
На современном зарядном устройстве можно перевести LiPo в режим хранения, при этом заряд батареи будет доведен до 3,85В на банку.
Кто-то хранит аккумуляторы в пластиковом чемоданчике — это удобно. Кто-то хранит и носит «в поле» в вышеупомянутых пакетах…
LiPo — это обычная батарейка и если не замыкать контакты и не пробивать ее насквозь, то она не принесет никаких неприятностей при хранении и транспортировке.
Подготовка LiPo к эксплуатации
Подготовить LiPo к эксплуатации очень просто — просто зарядите ее и все!
Данный тип батареи не имеет эффекта памяти (не нужно доразряжать перед новой зарядкой), не требуется циклировать — делать циклы заряд-разряд перед эксплуатацией.
Если вы заряжаете «в поле», то стоит поискать аккумуляторы с ускоренной зарядкой, на них пишут Fast charge 2С или 5С, так например вышеупомянутые nano-tech имеют 15C на зарядку. По идее, их можно заряжать током 33 Ампера!
Зарядное устройство, которое имеет максимальны ток зарядки 5А, позволяет сократить зарядку с 50 минут до 20!
Итак, подчеркнем еще раз самые важные моменты, связанные с использованием литий-полимерных аккумуляторов:
- Используйте нормальное зарядное устройство.
- Применяйте разъемы, исключающие возможность короткого замыкания батареи и расчитаные на потребляемые токи.
- Не превышайте допустимые токи разряда.
- Следите за температурой аккумулятора.
- Не разряжайте аккумулятор ниже напряжения 3 В на банку.
- Не подвергайте батарею ударам.