Отже, ви хочете побудувати високопродуктивний дрон, який зможе піднімати важкі корисні вантажі або знімати приголомшливі кадри з повітря? Вибір правильних компонентів є ключовим для отримання першокласних результатів. У цьому посібнику ви дізнаєтеся про все, що вам потрібно знати, щоб вибрати деталі для індивідуальної конструкції дрона, спрямованої на максимальну ефективність.
Незалежно від того, чи ви зрештою ви вирішите створити свій дрон з нуля, чи виберете готову модель, розуміння того, як різні елементи, як-от двигуни, батареї та контролери польоту, впливають на продуктивність, допоможе прийняти розумні рішення щодо покупки.
Володіючи цими знаннями, ви зможете краще оцінити заяви виробника та зробити вузький вибір відповідно до ваших конкретних потреб. NW Blue Drone із корисним навантаженням 5 кг або знімаючи плавне відео 4K.
Каркас і конструктивні компоненти
Каркас і конструктивні компоненти складають фізичну основу, яка утримує ваш дрон. Це включає в себе шасі або опорні плити, озброєння, шасі та інші елементи конструкції.
Матеріали
Конструкція рами з вуглецевого волокна забезпечує оптимальний баланс міцності та низької ваги. Природна жорсткість вуглецевого волокна протистоїть вібрації, яка може порушити аерофотозйомку. Пластикові рами добре підходять для невеликих конструкцій, але їм не вистачає міцності для великих дронів.
Зрештою, підбір матеріалу рами до розміру конструкції та цільового призначення допомагає оптимізувати вартість, довговічність та ефективність.
Система руху
Силова система забезпечує тягу, яка утримує дрон у повітрі. Тонка настройка цієї зони забезпечує найбільший потенціал контролю над характеристиками польоту та підйомною здатністю. І якщо вам цікаво безтурботні перегони, рухова сила, очевидно, важлива.
Безщіткові двигуни
Безщіточні двигуни домінують на ринку дронів високого класу завдяки їхній вищій потужності, довговічності та ефективності порівняно з альтернативними щітками. Вибираючи безщіточні двигуни, слід розуміти дві ключові характеристики: KV і розмір.
Рейтинг KV означає кількість обертів на хвилину на вольт живлення. Як правило, менший KV дорівнює більшому крутному моменту, а вищий KV забезпечує більшу швидкість. Більшим дронам потрібні двигуни з більшим крутним моментом, щоб обертати більші реквізити, тому шукайте низький КВ приблизно 300-900 об/хв/вольт. У менших конструкціях використовуються двигуни з вищим КВ у діапазоні 1500-3000 об/хв/вольт.
Розмір вимірює ширину статора х висоту ротора в мм. Ширші двигуни створюють більший крутний момент, тоді як вищі двигуни забезпечують більші опори. Якщо ви створюєте робочу конячку для підйому важких вантажів, віддавайте пріоритет крутному моменту шириною від 28 до 35 мм. Для спритних гоночних дронів достатньо менших розмірів 22-27 мм.
Зіставлення бажаних характеристик польоту та розміру дрона з відповідними безщітковими двигунами збереже вашу конструкцію безпечною в повітрі.
Електронні регулятори швидкості
Електронні контролери швидкості (ESC) надсилають живлення від батареї до кожного двигуна та дозволяють регулювати оберти. Переконайтеся, що вибрані вами ESC можуть відповідати поточним вимогам ваших конкретних двигунів і напруги акумулятора. Системи з вищою напругою зазвичай забезпечують більше потужності, але потребують відповідних ESC.
Гвинти
Пропелери створюють фактичну тягу, щоб підняти ваш літальний апарат. Два числа описують ключові властивості.
Перші дві цифри означають діаметр гвинта в дюймах. Більше число дорівнює більшій опорі.
Другі дві цифри позначають крок, виміряний у дюймах. Крок показує, на яку відстань пропелер подолав би вперед у повітрі за один повний оберт. Отже, вищий крок дає більшу тягу на один оберт.
Контролер польоту та датчики
Плата контролера польоту служить мозком обробки інформації вашого дрона. Він містить датчики та працює мікропрограмне забезпечення, яке керує можливостями автономного польоту.
Диспетчери польотів
Контролери польоту бувають різних типів, які підтримують програмне забезпечення з відкритим або закритим кодом. Мікропрограмне забезпечення з відкритим вихідним кодом, таке як ArduPilot, пропонує повне налаштування та прозорість для максимального контролю. Параметри із закритим вихідним кодом містять власний код, що забезпечує виробнику більш тісну інтеграцію за рахунок адаптації користувача. Якщо ви беретеся за просунуту спеціальну збірку, прошивка з відкритим кодом загалом працює найкраще.
датчиків
Точні та своєчасні дані датчиків залишаються критично важливими для стабільності та навігації.
Модулі GPS, оснащені чіпами M8N u-blox, забезпечують чудову швидкість блокування сигналу та точність визначення місця розташування. Це дуже важливо для дотримання маршрутних точок і функцій безпеки, таких як автоматичне повернення додому.
Акселерометри та гіроскопи визначають орієнтацію та рух по всіх трьох осях. Вони подають вхідні дані для автоматичної стабілізації зависання та коригування, усуваючи надмірні виправлення.
Висотоміри, засновані на барометричних показниках, запобігають небезпечним відхиленням висоти, якщо використовуються разом із даними акселерометра.
Камери та система FPV
Безпілотники, які підтримують фотозйомку та пілотування за допомогою захоплюючої системи перегляду від першої особи, користуються перевагами стабілізованих платформ камер і передачі відео з низькою затримкою.
Фотокамери
Фотокамери RGB знімають зображення у всьому спектрі видимих кольорів, подібно до споживчих моделей дзеркальних фотокамер.
Мультиспектральні камери містять спеціальні лінзи, які виявляють невидиме інфрачервоне та ультрафіолетове світло. Це дозволяє збирати дані про здоров’я врожаю, неможливо зі звичайними камерами.
Якщо ви в цьому створення фотобізнесу і для створення професійних кінематографічних або фотограмметричних моделей камера з більшим сенсором, як бездзеркальна Sony Alpha, забезпечує максимальну роздільну здатність і динамічний діапазон.
Хімбали
Підвіси плавно регулюють націлювання камери за трьома осями, щоб протистояти руху дрона та вібрації. Безщіточні карданні двигуни зберігають положення, протистоячи зовнішнім силам, а не витрачаючи енергію, щоб залишатися орієнтованим. Цей підхід мінімізує енергоспоживання, забезпечуючи плавну роботу камери.
Для найкращої стабілізації 3-осьовий підвіс із кутовими двигунами творить чудеса.
Система FPV
Щоб побачити перспективу свого дрона в реальному часі, передача відео з низькою затримкою є важливою. Оптимізована система FPV вимагає швидкої передачі на частоті 5.8 ГГц із ефективним кодуванням H.265 або H.264, щоб мінімізувати затримку та збільшити радіус дії.
Телеметрія та передавачі
Телеметричне обладнання та радіопередавачі забезпечують зв’язок між дроном і пілотом.
Телеметрія
Модулі телеметрії передають дані про продуктивність у реальному часі, такі як напруга акумулятора та GPS-координати, з повітря пілотам наземних станцій, які контролюють стан дрона. Це забезпечує безпеку збірок у разі виникнення будь-яких проблем, а також забезпечує такі функції, як автономне повернення додому.
Передавачі
Передавач дистанційного керування підключається без проводів до приймача на борту дрона, щоб передавати команди користувача, регулюючи швидкість або орієнтацію під час польоту.
Шукайте передавачі, які пропонують принаймні 6 каналів. Це забезпечує простір не лише для критично важливих елементів керування нахилом/креном/рисканнням, але й резервними каналами для перемикання розширених функцій, таких як автоматичне приземлення або перемикання між режимами польоту.
Power System
Система живлення забезпечує життєво важливу електроенергію для всіх електронних компонентів через літальний акумулятор і розподільну плату.
батареї
Літій-полімерні (Li-Po) батареї домінують серед малих і середніх дронів завдяки своїй неперевершеній щільності енергії на одиницю ваги. Ключові технічні характеристики літальних батарей включають:
Напруга – Вищі пакети напруги близько 22.2 В забезпечують більшу швидкість. Моделі з нижчою напругою 14.4 В забезпечують безпечнішу роботу.
Потужність (мАг) – Максимальний заряд. Чим вище, тим краще для тривалого польоту.
C-рейтинг – Вказує, скільки струму можна безпечно споживати від батареї. Помножте рейтинг C на ємність, щоб визначити максимальний підтримуваний струм.
Коли це можливо, оцініть поточне споживання вашого судна в різних видах діяльності, щоб вибрати батарею, яка забезпечує накладні витрати, необхідні для вашого профілю місії.
Щит розподілу електроенергії
Плата розподілу живлення (PDB) направляє електроенергію від основної батареї до ESC, контролерів польоту та інших компонентів, які потребують живлення. Переконайтеся, що доступні вихідні канали можуть підтримувати всі призначені аксесуари та що напруга PDB відповідає напрузі акумулятора.
Вибір між саморобними та готовими дронами
З усіма цими взаємопов’язаними частинами, що найкраще побудувати власний дрон чи придбати готову модель? Зрештою, це залежить від ваших навичок і пріоритетів.
Створення власноруч дає змогу отримати детально налаштовані результати, коли кожен компонент вибирається вручну. Це забезпечує неперевершений потенціал продуктивності, але також вимагає технічних знань і достатнього часу на дослідження.
І навпаки, готові дрони мають спрощене налаштування, оскільки конфігурацію виконує виробник. Однак їм не вистачає індивідуальної адаптивності моделей DIY. Загалом готові конструкції добре підходять для пілотів, які зосереджені виключно на польоті, а не на конструюванні.
Отже, якщо ви вважаєте, що підняття спеціально розробленого NW Blue Drone звучить як ваша ідея розваги, вперед і будуйте! В іншому випадку звичайне пілотування може краще задовольнити ваші потреби.
Застосування технології дронів
Безпілотники знаходять широке застосування в рекреаційних, комерційних і промислових контекстах завдяки своїй універсальності, можливості налаштування та можливості легкого доступу до важкодоступних місць.
У бізнесі дрони зазвичай використовують:
Перевірка інфраструктури – дрони з тепловізійними камерами можуть досліджувати вежі стільникового зв’язку, лінії електропередач і трубопроводи швидше та безпечніше, ніж люди-інспектори, а також досягати віддалених районів. Це запобігає дорогим відключенням завдяки ранньому виявленню дефектів.
сільське господарство – Використовуючи камери NDVI та програмне забезпечення для обробки зображень, дрони точно виявляють проблеми з урожаєм аж до рівня рослини, забезпечуючи ефективне цілеспрямоване обприскування пестицидами та полив для підвищення врожайності. Деякі варіанти також можуть засівати поля або ліси з повітря.
Безпека/Спостереження – Обладнані спеціальними камерами, такими як оптичні зум-об’єктиви, достатньо потужні, щоб зчитувати номерні знаки з відстані 300 футів або виявляти дрібні людські теплові сигнатури в повній темряві, безпілотники надають неоціненний інтелект, захищаючи власність і кордони.
Доставка – Пропозиція нових моделей доставки дронів інноваційна місцева доставка для електронної комерції, рецепти та роздрібні товари. Це також допомагає ліквідації наслідків стихійних лих, швидко транспортуючи важливі корисні вантажі.
Споживчі дрони заохочують культурну творчість і технічне навчання. Від кінематографістів-аматорів, які знімають приголомшливі пейзажі, до майстрів-любителів, які збирають досвід електроніки, дрони збагачують життя завдяки:
Відеозйомка – Надзвичайно плавні аерофотозйомки у форматі 4K надають домашнім фотомонтажам катання на лижах, підсумкам сімейних відпусток і спискам нерухомості більше досвіду порівняно з нерухомими знімками. Компактні дрони, такі як NW Blue Drone, роблять таку зйомку широко доступною.
Гонки дронів – Перегони безпілотників від першої особи (FPV) занурюють учасників у чисту швидкість, коли вони ведуть мініатюрні безпілотники по складних трасах з точки зору бортової камери. Спільнота стимулює технічну зацікавленість, допомагаючи навчати наступне покоління інженерів.
Таким чином, дрони значно розширюють те, що люди можуть легко бачити та робити з неба, незалежно від того, інспектують вишки, доставляють термінові медичні засоби, збирають дані про сільське господарство, знімають екстремальні види спорту чи просто змагаються з друзями.
На закінчення
Створення елітного дрона з першокласною вантажопідйомністю, швидкістю або можливостями для зйомки вимагає вибору високоякісних компонентів, оптимізованих для вашої мети.
Але озброївшись розумінням критичних специфікацій, таких як номінальна потужність двигуна, допуски струму ESC і розрядна ємність батареї, ваше розуміння вибору деталей виявиться неоціненним для отримання найкращих характеристик від вашого літального апарату.
Тож незалежно від того, будуєте з нуля чи оновлюєте готові моделі, застосуйте ці знання, щоб підняти свої мрії про безпілотники на нові висоти!
