Полётный контроллер - это плата управления мультикоптером. Синхронизирует работу всех двигателей, стабилизирует и удерживает летательный аппарат. "Слушает" от пилота "желаемые" команды:

pitch - тангаж - наклон вперед-назад,

roll - крен - вращение относительно продольной оси (влево-вправо),

yaw - рыскание - вращение в плоскости горизонта,

и выполняет их с приоритетом к программному обеспечению, т.е. например можно ограничить чтоб крен не превышал 20 градусов.

Принцип работы в упрощенной форме: самый простой полетный контроллер (мозг), состоит из процессора и датчиков акселерометр, гироскоп, барометр. Барометр дает процессору данные о высоте, гироскоп данные о положении в пространстве, акселерометр позволяет подсчитать инерцию (ускорение, замедление) для внесения поправок в стабилизацию, удержание, управление. Обладая этими датчиками и программным обеспечением процессор контроллера выполняет функцию Пропорционально-интегрально-дифференцирующего (ПИД, англ. PID) регулятора. Вот об этих PID настройках часто поднимаются разговоры.

Как выбрать полетный контроллер для первого квадрокоптера? Для начала решите:

1. будет ли это простой полетный контроллер для полетов в пределах видимости,

2. сложный много модульный с GPS (ГЛОНАС) навигацией, с функциями автопилота, датчиком заряда батареи, OSD модулем для FPV.

Ниже таблица популярных простых полетных контроллеров (сортировка по популярности):

Модель	Цена
Hobbyking i86	18$
AfroFlight Naze32 Acro	21$
Hobbyking KK2.1	17$
MultiWii	12$
CC3D Open pilot	22$

Чем популярнее модель, тем легче найти материал в интернете по его настройке, конфигурации, ремонту, обслуживанию т.е. тем удобнее становится в использовании.

Обычный полетный контроллер прост в настройке. Настраиваться может через ПК или через собственное устройство для конфигурации. Инструкция по настройке обычно предоставляется продавцом.

Хочется добавить, что по статистике более 50% покупателей тянутся к много модульным контроллерам, т.е. можно купить базовую плату контроллера по более низкой цене нежели чем полный комплект, в дальнейшем докупая необходимые модули, хотя покупка комплекта выходит немного дешевле.

ВМГ - винтомоторная группа - это группа состоящая из воздушного винта и двигателя, обеспечивающая определённую подъемную силу, которая необходима для полёта мультироторного летательного аппарата. Не забывайте, что для стабильного полета должен быть запас тяги т.е. если у Вас квадрокоптер - 4 двигателя, каждый двигатель даёт тягу в 1 кг, то суммарная тяга составит 4 кг. При весе квадрокоптера 2 кг и тяге 4 кг тяговооруженность составит 2 - это нормальный показатель, но если вес летательного аппарата снизить до 1.5 кг тяговооруженность составит 2.6, что сделает полет более устойчивым, маневренным и комфортным. На мультикоптерах принято держать тяговооруженность между 2.5 - 3. Тяговооруженность важный фактор при проектировании ВМГ Вашего будущего мультикоптера. Тяговооруженность 1 - это когда дрон не сможет взлетать или набирать высоту, но сможет только удерживаться на месте в безветренном помещении.

Чтоб выбрать двигатель и винт для своего первого мульткоптера существует несколько способов:

1. использовать Калькулятор пропеллеров (eCalc) http://ecalc.ch/xcoptercalc.php?ecalc&lang=ru

Ссылка на двигатель: http://www.parkflyer.ru/ru/product/981530/

Это отличный, качественный инструмент, но Вы должны уметь ориентироваться в моделях двигателей и их производителях.

Другой сайт http://rc-calc.com/ru/copter здесь можно не искать двигатель по наименованию и производителю, а вводить технические параметры.

2. способ второй: фактически Вам нужно знать сколько дает тяги, в килограммах (граммах), один двигатель с пропеллером, при нагреве не более 50 градусов, эти данные могут быть на сайте продавца, на форумах, в комментариях.

3. третий способ взять пример с уже готового мультикоптера, т.е. найти в продаже готовый аппарат, совпадающий с Вашим по массе посмотреть в спецификации тип двигателей и пропеллеров и заказать идентичные.

Регулятор оборотов ESC (Electronic Speed Controller) выбирается по току, а требуемый ток регулятора указывается в технических характеристиках двигателя.

Что нужно знать выбирая регулятор оборотов для мультикоптера?

1. Для мультироторов принято использовать специализированные регуляторы со специальной прошивкой (программным обеспечением) позволяющая сделать управление летательным аппаратом более стабильным и устойчивым (технически уменьшается время реакции двигателя на поступающий сигнал от пилота). На сегодняшний день существуют два типа семейств прошивок SimonK и BLHeli, предпочтение отдается SimonK. Рекомендуется при выборе ESC обращать внимание на наличие специализированной прошики.

2. Важные параметры регулятора:

- режим отсечки (Cut-Off Mode) - защита аккумулятора от сильного разряда, LiPO аккумулятор нельзя разряжать ниже 2.8 на каждой ячейке т.к. это может повредить его или полностью вывести из строя. Режим отсечки (режим среза) уменьшает выходную мощность до полной остановки двигателя. Принято отключать эту функцию т.к. остановка двигателей ведет к неминуемому крашу. Отключив режим отсечки Вы получите несколько минут в запасе чтоб сохранить мультикоптер ценой аккумулятора. Настраиваются ESC при помощи специального программатора (Programming card), пульта или сразу продаются с фиксированными настройками,

Срыв синхронизации - это явление, когда магнит ротора проскакивает отталкивающий полюс и попадает на притягивающий при этом происходит резкая остановка двигателя и дальнейшая его работа выглядит как рывки. Происходит это из за ошибок обратной связи по неактивной фазе.

Причина не правильная эксплуатация мотора, а именно не правильно выбранный режим работы двигателя, например: мощный (~500 ватт) низко оборотистый двигатель (500kv) с питанием 6S рассчитанный на пропеллеры 12"-14" - установим на него маленький винт 9"-10" - тогда он будет работать с пониженной нагрузкой и на высоких оборотах. Из за маленького пропеллера будет низкая инерция, увеличение оборотов будет неравномерным и с ростом оборотов начнется увеличение ошибок обработки обратной связи, пока это не приведет к тому, что из за низкой инерции магнит не проскочит отталкивающий полюс и не попадет на притягивающий.

Срыв синхронизации в основном распостранен на гоночных квадрокоптерах с низкой инерцией ВМГ т.е. с маленькими пропеллерами и с широким диапазоном использования ручки газа (20-100%), например, когда требуется резко набрать максимальную мощность (сделать рывок в небо), а затем также резко сбросить газ на ноль для снижения.

Снизить риск возникновения срыва поможет использование максимального размера рекомендуемых пропеллеров и брендовых регуляторов оборотов со стабильными версиями прошивок.

И так Вы ознакомились с таблицей типов размеров рам мультикоптеров и готовы купить подходящую Вам.

Начните ознакомление по ценам с популярного продавца Хоббикинг или его Российский агент Паркфлайер, здесь продаются достаточно качественные запчасти и комплекты, не всегда по доступной цене и в некоторых случаях с дорогой доставкой. Покупку на Алиэкспресс можно сравнить с покупкой "кота в мешке" 50% на 50%, "повезет не повезёт", не рекомендую для первой покупки.

В продаже Вы можете найти рамы из разных материалов: карбон, алюминий, пластик - выбирайте по вкусу, но помните, что в случае неудачи Вас ждет ремонт. Обратите внимание есть ли в продаже запасные части (лучи - анг. "arms") для выбранной Вами рамы.

Пример:

рама Q450 V3 450мм (~400 гр) 15$	запасной луч (arm) с Алиэкспресса 2$ - 1шт

Типы рам:

Тип мультиротора	Форма
трикоптер	Y
квадрокоптер	классический крест - X,+ H, deadcat ("летающий кот")
гексакоптер	6 роторов
октокоптер	8 роторов

Для первого квадрокоптера не будем рассматривать рамы:

  Y6 - это трикоптер с 6ю двигателями или с поворотным двигателем на хвосте трикоптера (V tail),

  X8 - квадрокоптер с 8ю двигателями.

Рамы бывают складные и фиксированные. Складная рама обычно стоит дороже потому, что складной механизм должен быть надёжным т.е. обеспечивать жесткость рамы - не допускается люфт и прогибания. Не рекомендуется покупать складную раму для первого квадрокоптера если Вы не можете её посмотреть, "пощупать".

DIY - do it your self - "Сделай сам" - Квадрокоптер "сделай сам".

Если Вы решили собрать мультироторный летательный аппарат, то Вы попали на нужную страницу. Здесь Вы найдете ответы на популярные вопросы о коптерах: как выбрать, как собрать, где купить и многое другое.

Последовательность сборки летательного аппарата:

1 - Как выбрать раму для квадрокоптера

1.1 - Какую купить раму для мультикоптера

1.2 - рама своими руками

2 - Как выбрать двигатель, регулятор оборотов ESC, пропеллеры

3 - Как выбрать полетный контроллер (мозг)

3.1 - полетный контроллер с GPS, OSD, функции автопилота "возврат домой", держание позиции по GPS и д.р.

4 - выбираем пульт передатчика, приемник, обзор радиопередатчиков

FPV - first person view - выбираем оборудование для трансляции видео с мультикоптера:

5 - виды передатчиков видео сигнала, выбираем комплект приемник-передатчик

5.1 - выбираем наземный FPV монитор

Измеряется рама в миллиметрах по диагонали между осями двигателей.

Существуют различные общепринятые стандарты рам для коптеров: 250 мм, 330 мм, 390 мм, 450 мм, 550 мм, 700 мм, 800 мм. На самом деле видов типов размеров очень большое множество, поэтому для упрощения выбора смотрите таблицу ниже. Отверстия креплений двигателей имеют различные размеры 16х19 мм, 19х22 мм, 19х25 мм (уточняйте при покупке).

Для сборки первого летательного аппарата необходимо знать следующее о размерах рамы:

Ориентируясь на таблицу выберите подходящую Вам раму. Если это Ваш первый квадрокоптер предусмотрите "запас". Для этого подсчитайте вес комплектующих, которые Вы собираетесь купить (узнайте на сайте продавца) и выбирайте раму согласно веса.

Если Вы впервые задумались о покупке или сборке квадрокоптера и у Вас есть свободное время почитайте о том какие они бывают: Виды квадрокоптеров: основные типы, виды и цели

В сильный ветер (6-7 мс) крупный, тяжелый коптер не стоит запускать, но порывы ветра могут Вас поджидать и при слабом ветре, на высоте. Я обратил внимание, что даже в сильный ветер квадрокоптер весом 1800 гр. стабильно (режим Stabilization) держит позицию, но бывают случаи, когда без особых причин он может резко наклониться, в любую из плоскостей, на 30-40 градусов и так же резко вернуться в горизонтальное положение. Наблюдая такое появляется мысль "а что если в следующий раз он не вернётся в горизонт?", начинаешь понимать, что дрон может упасть в любой момент.

В общем для коптера размером 450мм - 600мм ненужна излишняя маневренность, я готов ею пожертвовать.

Любой коптер это не очень аэродинамически устойчивый летательный аппарат, он летает благодаря полетному контроллеру, который берет данные своих датчиков барометр, акселерометр, гироскоп и д.р. обрабатывает как PID регулятор, усредняет, выявляет и пропускает ошибки согласно отданным ему инструкциям через программное обеспечение. Ошибки glitch (глич, глюк) - нормальное явление в работе контроллера, их не может не быть, их количество может расти, а может уменьшаться, но никогда не равно 0. Пример ошибки барометра (Baro glitch): барометр дает данные о высоте, на плате полетного контроллера можно найти маленькую металлическую радиодеталь с небольшим отверстием, чувствительный элемент преобразует давление воздуха, "давящее" через отверстие, в цифровые данные в виде давления, которые преобразуются в данные о высоте, ошибка же выглядит следующим образом, когда полет на высоте 5 метров, колеблется в плюс и минус метр, но спонтанно барометр дает значение 4000 или -10м - этот резкий скачек и зовут glitch - Глюк. Процессор пропускает глюк и ждет "правильных" данных.

Первым делом для стабильного полета увеличиваем стабильность работы полетного контроллера APM 2.5 2.6 2.7.

Для этого "накрываем" датчик барометра, на плате, поролоном. Далее для увеличения стабильности работы гироскопа и акселерометра устанавливаем полетный контроллер на антивибрационную подставку.

Барометр на плате обведен красным.

Впаиваем конденсатор наибольшей ёмкости (чтоб крышка закрылась) на внутреннюю шину питания APM для сглаживания пульсаций (шумов) по питанию приходящие из Power Module.

Калибровку акселерометра производим при помощи строительного уровня и линейки угольника, на ровном столе находящимся строго в горизонтальном уровне.

Пример на видео:

https://www.youtube.com/watch?v=PbLWZyqJxMs

Далее, на стабильность полета влияет центр тяжести, пример видео:

https://www.youtube.com/watch?v=O8kuBI1XJSg

Хорошие регуляторы (30А) оцениваются в 12.5$, популярные же Afro 30а - 16$ за одну штуку. Ниже 10$ (700руб) за 30А Simonk цена не опускается. А на Alexpress лежат Noname'ы 40А Simonk ценой 8$ за штуку. Цена заманчивая 500 руб. качество сомнительно, но нужно по экспериментировать.

Низкая цена ESC регуляторов получается из за отсутствия контроля качества, на выходе производственного конвейера, т.е. не проверяются ни комплектующие ни регулятор после сборки и неизвестно будет ли он держать заявленные 40А 14.8 вольт длительное время. Обычно если такой регулятор "не справляется" с заявленными 40А 14.8 вольт, но успешно держит 30А, производитель маркирует как 30А и отправляет на продажу. В случае же массовых продаж дешевых регуляторов производитель узнает о дефектах, недостатках от покупателей - это возврат товара от оптовиков и розничных покупателей. Т.е. покупатели и являются тестерами качества регуляторов. Поэтому купив сомнительный регулятор для бесколлекторного двигателя можно устроить тест, нагрузить до заявленной мощности, а можно просто взять с запасом 5-10 ампер и если Вам не попадется брак, то такие регуляторы могут работать долго, не хуже брендовых.

Ссылку не ставлю т.к. товар не вечно будет находиться в продаже, да и выбор гигантский, номер магазина на фото соответствует.

Выбор огромен, но эти были выбраны по отзывам. В отзывах отметили хорошее качество сборки и наличие наклейки контроля качества.

Содержимое посылки:

Регуляторы без коннекторов, в герметичных антистатических пакетах.

Качество пайки внутри хорошее. Только один конденсатор припаян руками, фильтр на выходе +5в. Чип Atmega8a.

JPG: 1547 x 656

Одеваем новую термоусадочную трубку.

Один главный минус - это отсутствия кварцевого резонатора.

AX-2810q 750Kv это бесколлекторный двигатель для мультироторного летательного аппарата. Очень неплохой двигатель для своей стоимости (около 23$) и качества. Но чтоб превратить его в "конфетку", необходимо выполнить абсолютно не сложные действия:

1. Разобрать и проклеить лаком неаккуратные, намотанные внахлёст, обмотки. Разобрав двигатель Вы обратите внимание, что местами "гуляет" один провод или даже несколько витков. Сложный вариант - это смотать обмотку, посчитать количество витков, купить провод такой же толщины и вручную намотать аккуратненько виток к витку, проклеивая лаком через каждые 3-4 слоя намотанного провода. Такую процедуру (намотать новую обмотку) лучше проделать после длительного срока использования двигателем. Двигатель работает провод греется и со временем лак изоляции постепенно начинает темнеть и становится ломким, пока в один день не произойдет замыкание (между собой или через статор), вот это реальный показатель для смены обмотки.

2. В интернете пишут, что зачастую в этих двигателях встречаются подшипники без смазки или после 3х часов полета начинают "хрустеть". Можно смазать (к счастью легко разбираются, есть стопорное кольцо), а можно заменить на новые. Мне повезло и в местном магазине нашел в продаже подшипники 4x11x4 маркированные 694RS. К счастью подшипники легко вытаскиваются без термофена и без выбивания молотком.

3. Проверяем шатается ли колокол относительно вала, если да то подтягиваем стопорный винт (шестигранной шляпкой).

Замена подшипников:

Сегодня мультироторные дроны, квадрокотперы, гексакоптеры – не только развлечение в небесах, но и способ записать уникальное и очень красивое видео с любой высоты в самых недоступных местах. Однако не так просто разместить на дрон экшн камеру GoPro, SJ4000, Xiaomi. Вибрация рождающаяся от работы нескольких двигателей превращает картинку в так называемое «желе» или Jello, по-английски.

Производители квадрокоптеров давно заметили данную неприятность и выпускают различные приспособления для снижения искажений. Обычно это силиконовые подставки (anti vibration damper) и затемняющие поляризационные светофильтры.

Силиконовые антивибрационные подставки не всегда спасают на 100%, а затемняющий поляризационный светофильтр для камеры снижает качество записываемого видео, кроме того, русская зима с минусовой температурой ниже -20 делает силикон менее эластичным. Поэтому умельцы со всего мира объявили рукодельную борьбу с вибрацией и неприятному эффекту "Желе". Силиконовые подставки заменяется обычно стальным тросом в 2 мм, свернутым буквой «Ззю». Он также неплохо пружинит, и не боится серьезных морозов.

Существуют несколько способов борьбы с неприятным дефектом видео полета. Кто-то меняет саму камеру, кто-то экспериментирует с частотой кадров (предполагается, что съемка желируется при 25/30 кадрах, а на 60 пропадает), режимами съемки и разрешением видеозаписи. Причина желе очевидна - вибрация, возникающая в результате недостаточной балансировки пропеллеров и двигателей. Вопрос балансировки весьма философский, тщательно от балансированный двигатель и пропеллер стоят больших денег, но и это не дает полной отсутствии вибрации. Можно сколь угодно балансировать, но это процесс медленного движения к нулевой вибрации, успехов на этом поприще добились только государственные аэро-космические технологии. У обычного же производителя двигателей (и пропеллеров), для авиамоделей, в арсенале имеются максимум динамические системы балансировки, а в худшем (дешевый двигатель, пропеллер) случае балансировка не делается вообще. Поэтому купив новые пропеллеры необходимо их от балансировать.

Ситуацию улучшает наличие темного фильтра, например, такого как Neutral Density. Он смягчает поток световых волн и, отчасти, улучшает картинку. Яркость уменьшается, удлиняется выдержка камеры в последовательном сканировании сенсора. На аппаратах, снабженных global shutter-ом, проблемы с Jello и роллинг шаттером не беспокоят. Но основное внимание народные умельцы уделяют снижению вибрации камеры в полете.

https://www.youtube.com/watch?v=R-h46Zz9YZQ

Также в продаже имеются антивибрационные подкладки из латексной пены.

Они мало эффективны, если не комбинировать их с другими способами борьбы. Вообще такие антивибрационные подкладки помогают при мелкой тряске и применяются для лёгких частей коптера: полетный контроллер, курсовая камера и т.д. Некоторым старателям удается выиграть хорошую картинку после тщательной работы с балансировкой моторов и пропеллеров, но это требует опыта и терпения. Для новичков же, советуют приобретать брендовые пропеллеры, которые нуждаются в меньшей балансировке.
Основные же способы борьбы с желе – амортизация камеры и уменьшение вибрации от двигателей. Чего только не используют в этом качестве! Камеру кутают в пенопласт, мягкий поролон, изношенные посудомоечные губки, даже просто в вату. Создаются подвесы и подставки из самых немыслимых материалов, дерева, пластмассы, металла, резины, ПВХ, даже LEGO-конструктора.
Пытается народ использовать физическое свойство большей массы, поскольку с ее увеличением, сложнее передать телу вибрацию, утяжеляя коптер аккумуляторными батареями и другой полезной нагрузкой.
В качестве самого действенного кустарного изобретения умельцы предлагают крепление состоящее из двух пластиковых (также дерево, стеклотекстолит, алюминий и д.р.) площадок, между которыми, виброизолирующим элементом выступает стальной трос.

Площадка берется под размер камеры, между ними (через подготовленные отверстия) продевается "дугой" трос. Трос берется из нержавеющей стали от 1 мм до 1,6 мм (например велосипедный), в зависимости от тяжести камеры. Удобно использовать велосипедный тросик, т.к. легко найти в продаже, а в зависимости от тяжести камеры уменьшить толщину троса можно убрав одну или несколько жил.

Такая антивибрационная платформа используется, как "подушка", с крепление камеры сверху, так и подвес с креплением камеры снизу.

Для легких камер (ниже 60 грамм) используется не только стальной трос, но и нейлоновые стяжки, силиконовые трубки.

Другой вариант исполнения используется для тяжелых камер. Вместо одной пары пластин платформ используются несколько маленьких.

Подведем итог. Для того чтоб видео с квадрокоптера было ровным, плавным и чётким необходимо выполнить следующие действия:

1. Первым делом вибрацию минимизируем на пропеллерах, т.е. балансируем их;

2. бывают случаи когда необходимо от балансировать двигатель;

https://vimeo.com/37033730 - здесь видео о том как "руками" без сложных электронных средств от балансировать колокол двигателя.

На этом видео более простой способ, но не менее эффективный, с лазерной указкой и зеркалом:

https://www.youtube.com/watch?v=QnjflLDxQQU

3. следующий шаг в минимизации вибрации - это установка самых различных антивибрационных систем, здесь первым делом рассматриваем идею установки двигателей на антивибрационные крепления;

4. заключительный шаг - установка антивибрационных систем для основной камеры.