Jak jsem stavěl dron. Díl 1.: demonstrátor

Sortiment dronů nabízený zdejšími prodejci, je dost chudý, nicméně základní kategorie tu najdeme. Když pomineme vyslovené hračky, jsou zhruba dvě: profesionální nebo poloprofesionální drony, jejichž cena se pohybuje v řádu desítek tisíc korun a pak stroje nižší kategorie, které za cenu okolo deseti tisíc korun nabídnou ledacos z funkcí těch dražších, především GPS, automatický návrat (fail safe return) a podobně.

Jenže ty první jsou většinou velké a neskladné, takže cestovat s nimi veřejnou dopravou nepřichází v úvahu, ale ani s autem nemáte vyhráno: abyste je dostali dál od silnice, potřebovali byste nejméně jednoho šerpu. Navíc jejich cena odrazuje od natáčení riskantnějších záběrů, přestože od drona byste už ze samotné jeho podstaty často chtěli právě takové. Ještě ke všemu budí pozornost, což nemusí být vždy žádoucí.

Ty levnější zdánlivě nabízejí za méně peněz skoro to samé - jenže brzy zjistíte, že jsou z nekvalitních materiálů, nic nevydrží, mají nešikovné uspořádání a náhradní díly jsou dostupné obtížně nebo vůbec. Navíc často nejsou o moc skladnější než ty velké. V neposlední řadě také budí pozornost, i když jinak než ty velké: jejich design hrající si na Hvězdné války dělá z dospělého operátora v očích případného publika dětinu zralého pro zbavení svéprávnosti.

Na to, abych jen tak bez zkušeností začal stavět dron z jednotlivých prvků, jsem se ještě necítil, rozhodl jsem se proto pro začátek vzít kompletní elektroniku z některého levného modelu a zabudovat ji do trupu postaveného podle svých představ. Volba padla na elektroniku z dronu Cheerson CX-20 pro jeho silné motory a zajímavé funkce (GPS, Fail Safe Return, nastavení konstantní výšky a automatický návrat), i proto, že má konektory umožňující připojit další zařízení, především gimbal kamery. V neposlední řadě i pro cenu okolo 9 tisíc korun.

Popravdě řečeno nebyla to volba tak úplně dobrovolná, protože původní stroj se ukázal být překvapivě křehký a jeho trup se už po nedlouhém létání skládal víc z lepidla než z původního materiálu.

obr: Hlavní paluba je hotová

Východiska

Později se ukázalo, že tenhle výběr měl i stinné stránky, hlavně kvůli obtížné dostupnosti náhradních dílů k CX-20. Podle prospektů výrobců to sice vypadá, že z nabízeného sortimentu hravě sestavíte celý nový Cheerson, jenže i na obyčejné vrtule a baterii už marně čekám třetí měsíc. Dnes bych asi také volil zavedenější značku s více modely a bohatým sortimentem příslušenství, které je vzájemně kompatibilní (RC soupravy, řídící jednotky, videotransmitery atd.)

O tom, jak by měl vypadat výsledek, jsem měl po několika měsících provozu jednoho drahého a dvou levnějších dronů poměrně přesnou představu. Především by měl být takový stroj pokud možno skladný a co nejmenší - bez složité montáže a demontáže musí jít ukládat do kufříku, který se bezpečně vejde i do obyčejného batohu. Žádné lodní kufry, nebo zádové postroje, z nichž trčí vrtule na všechny strany.

Kvůli tomu (ale také kvůli zajištění před nárazy), by kamera neměla viset pod trupem, ale být na bezpečnějším místě v přídi, kde se také do zorného pole tak snadno nepřipletou lyžiny podvozku nebo jiné části trupu. Díky tomu také odpadnou charakteristické pavoučí nohy, které u většiny dnešních dronů zabírají tolik místa.

Hlavní kamera bude kvalitní GoPro 4 s rozlišením 4K - mimo jiné proto, že jsem ji už měl, takže nebyl důvod platit za méně kvalitní kamery, které výrobci s drony prodávají. Kromě toho měla být na palubě ještě jedna kamera, pro níž by byly závěsy pod trupem a na hřbetě. Byla by nastavitelná do nejrůznějších úhlů pro efektní záběry přes vrtule, přes příď atd. Volba padla na lehký, malý ale kvalitní Mobius. 

obr: Dokončený stroj

Stavba

V první fázi mělo vzniknout něco, čemu se v letectví říká mock-up nebo demonstrátor: funkční model, který by ověřil původní představy a umožňoval jednoduše zkoušet různé změny a vylepšení. Díky snadnosti úprav bych se měl rychle dobrat k optimálnímu prostorovému uspořádání. Proto jsem jako materiál zvolil překližku - různé odřezky, které se mi povalovaly po dílně, uplatnění našly i korkové zátky od vína.

Nevadilo, že stroj nejspíš bude těžší, protože při pokusných letech nejsou výdrž ve vzduchu nebo dostup důležité. V první verzi jsem ale zatím vynechal gimbal a místo něj připevnil jen odpružené závěsy kamer. Konečný model měl být z laminátu - uhlík jsem z mnoha důvodů zavrhl (o tom někdy jindy).

Pak začalo kreslení, vystřihování lepenkových šablon a vyřezávání překližky. Díly jsem k sobě šrouboval tenkými vruty a lepil Epoxy. Rozmístění elektronických prvků jsem v trupu průběžně ověřoval pomocí lepenkových šablon. Jako poslední přišla na řadu transplantace elektroniky a motorů ze starého dronu do nového.

Práce postupovala překvapivě rychle: přestože na ni nebylo moc času a vše se odehrávalo na kuchyňském stole s velmi skroným vybavením (akumulátorová vrtačka, lupénková pilka a sada šroubováků), byl nový stroj za týden hotový. Nebyl sice bůhvíjak krásný, ale o to nešlo. Hned první pokus ukázal že létá - a další testy předčily i nejoptimističtější očekávání.

obr: A už to i létá

Poznatky

Nový dron neztratil téměř nic z živosti původního Cheersonu CX-20, přestože byl sám o sobě výrazně těžší a navíc nesl dvě kamery. Podle očekávání vydržel ve vzduchu méně, i tak ale dost pro potřeby fotografování a filmování. I když šlo jen o ověřovací prototyp, bylo možné ho hned začít používat v praxi - hlavně jako "dubléra" pro obtížnější lety, na nichž jsem nechtěl riskovat drahý velký dron, nebo v místech, kam bych ten velký obtížně dopravoval. Nový stroj se pohodlně vejde do malého příručního kufříku; jeho přeprava není o nic obtížnější než třeba přeprava elektrické ruční vrtačky.

Příjemně překvapila odolnost překližky: přesto že šlo o nekvalitní materiál ze zbytků starého nábytku, kvadrokoptéra bez následků přežila pády, po nichž by z CX-20 zbyla jen hromada trsátek. Osmimilimetrová síla hlavní paluby se ukázala být zbytečně moc, při použití kvalitní letecké překližky by stačila i polovina a hmotnost by výrazně klesla. Další odtučňování půjde realizovat ještě tenčím materiálem v sendvičovém uspořádání, případně olaminováním nejexponovanějších míst. Těmi se ukázaly být především nosníky motorů - už vím, proč závodní a profesionální multikoptéry je mají snadno vyměnitelné.

Trup demonstrátoru je otevřený, konečná verze by ale měla mít lehkou uzavřenou skořepinu. Mimo jiné také kvůli létání nad vodou. Jeden letový test totiž ukázal, že dron, který jde hned ke dnu, se na to moc nehodí, protože koupání v dubnu škodí zdraví operátora. Nicméně stačilo šťastně vylovený stroj pečlivě vysušit a už zase létá.

Další verze by měla mít trochu jiné uspořádání, nejspíš i regulátory v trupu, vyměnitelné konzole motorů a víc místa pro gimbal. Materiálem bude pořád ještě překližka, ale s díly, které už půjde použít jako modely laminovacích forem. A potom... ale nepředbíhejme.

Následující díl seriálu