Závodní kvadrokoptéry II.

redakční poznámka: Zveřejňujeme druhou část článku Davida Kyjovského o konstrukci závodních minikvadrokoptér, první část najdete zde. Text přináší užitečné informace i pro ty, kdo se zajímají o konstrukci kvadrokoptér obecně. Některé termíny a zkratky ale nemusí být srozumitelné pro ty, kdo za sebou nemají modelářskou praxi, proto jsem o jejich vysvětlení rozšířili malý výkladový slovník na DroneWebu. Abychom vám usnadnili čtení, dali jsme odkazy na tento slovník i přímo na některé takové termíny v textu Davida Kyjovského

- - - - 

Kdybych měl stavět znovu svou první kvadkoptéru, neměl peníze na rozhazování a věděl to, co vím teď, asi bych se vydal touto cestou: Rám: ZMR 250 s rameny ze 4mm uhlíku. Proč? Je to vyzkoušená koncepce, dá se poměrně lacino sehnat na e-shopech jako je GearBest.com, surveillzone.com nebo banggood.com (stejně jako většina ostatních věcí, o kterých budu dále psát) a existuje pro ní plno náhradních dílů za přijatelnou cenu. 4mm ramena hned tak nezlomíte a když ano, dají se snadno a lacino objednat náhradní. Navíc má tato koptéra dost prostoru na instalaci vybavení, tzn. nemusíte si lámat hlavu, jak namačkat plno elektroniky, kabelů atd do extrémně malého prostoru.

Mírná nevýhoda: ve srovnání s nyní oblíbenou koncepcí, kdy spodní plato rámu je vyfrézováno z jednoho kusu uhlíkové desky, vás čeká více šroubování a rám je o něco těžší. Na druhou stranu je to ale výhoda ve chvíli, kdy něco praskne (většinou rameno). Rameno se dá snadno vyměnit, zatímco když ulomíte rameno na desce z jednoho kusu, budete v podstatě stavět koptéru celou znova (a je otázka, kolik vás bude celé spodní integrované plato stát).

Pokud se přeci jen rozhodnete pro rám s kompaktním spodním platem (z jednoho kusu uhlíkové desky), určitě neprohloupíte s LT210. Je to trochu volnější variace skvělého (a drahého) QAV210 od špičkové firmy Lumenier. Viděl jsem LT210 v reálu i v letu (sám mám originální QAV) a je to velmi dobrý rám za ca 33$ (spodní plato a ramena má z 3 mm uhlíku, 5mm verze bude zbytečně těžká).

Motory: na tento rám se hodí motory velikosti 1806, případně 2204 či 2205. Zvolil bych 2204, při napjatém rozpočtu bych zkusil Kingkong (9 $ za jeden), pokud bych měl více peněz, typ EMAX MT 2204 (14$) nebo Cobra (20$). Všechny motory mají mít kV 2300 a budou v první koptéře dobře fungovat.

Regulátory: opět bych zvolil značku Kingkong, a sice 12A regulátory s firmware BLHeli. Sám jsem je sice nezkoušel, ale na internetu jsou na ně dobré reference a cenu 6,70 $ za jeden máloco dokáže překonat.

Vrtule: zase Kingkong! Nevím jak to tato značka dělá, ale mají zřejmě motto “zboží co slušně funguje za nepřekonatelnou cenu”. Prodávají vrtule po krabicích s deseti páry, tzn. 20 vrtulí, typicky za 5 - 6$. Zvolil bych pro první koptéru rozměr 5 x 4 palce, případně 5 x 4,5 BN. A ty krabice bych si koupil hned dvě. Navíc vrtule Kingkong, stejně jako o něco dražší značky DAL, vydrží neuvěřitelné věci než prasknou.

Rozvodná silová deska (tzv. PDB, neboli “power distribution board”). Není to úplně nutná součást stavby, ale mocně vám za cenu kolem 5$ usnadní život. Má vstup napájecího napětí a výstupy pro jednotlivé regulátory. Většinou obsahuje i regulátory/stabilizátory napětí 5V (budete nutně potřebovat) a 12V (budete asi potřebovat, pokud použijete napájení 4s lipo - já ale rozhodně doporučuji pro první pokusy 3s). Typickým představitelem je deska Matek v.2.1. Nejraději mám (pokud není koptéra extrémně malá) desku o rozměru 36 x 36 mm, což je stejná velikost jako má mnou doporučená stabilizační deska a obě se pak dají s výhodou umístit nad sebe pomocí distančních sloupků.

Pohonné baterie: tři sady kvalitních baterií 3s, 1300 - 1600 mAh, 35C ale raději 45 a více C, klidně 65 i víc. Sám nakupuji baterie rád z evropského skladu HobbyKingu, ale vyplatí se porozhlédnout i po domácích e-shopech, třeba horejsi.cz.

Stabilizační deska (FC, “flight controller”): rozhodně Naze32 rev.5 (pátá generace, nebrat čtvrtou ani šestou - nemám zde dost místa rozepisovat se proč, ale věřte mi). Typicky 19$ i méně, stačí verze Acro (někdy značenou jako 6DOF), ale pokud někde mají za přijatelnou cenu verzi Full (někdy značenou jako 10DOF, obsahuje navíc ještě barosondu a magnetometr, což v první koptéře nevyužijeme, ale jednou v budoucnu možná ano), tak si jí klidně kupte. Někdy se dají velice výhodně koupit i stejně dobře funkční stabilizační desky CC3D, ale jejich prvotní flashování (nahrání potřebného firmware) je o něco složitější a úplný začátečník by se jim asi měl napoprvé vyhnout.

FPV výbava do koptéry

FPV výbava koptéry v nejjednodušší podobě sestává z kamery a vysílače videosignálu (s patřičnou anténou). Videosignál se přenáší na frekvenci v pásmu 5.8 GHz. Na tomto pásmu je k dispozici až 40 různých frekvencí (obvykle prodávané vysílače mají 32 nebo 40 “kanálů”, stejně tak přijímače). Těchto až 40 frekvencí tvoří pořádný chaos, protože některé jsou velice blízko sebe a sousední “kanály” se v žádném případě nedají použít. Spolehlivě může spolu létat tak maximálně 5- 6 pilotů a měli by si vybrat kanály s rozestupem alespoň 35 - 40 MHz, ale lépe třeba 60 - 65 MHz, pokud je to možné. Například příští velké závody v Rakousku budou na těchto frekvencích: 5740 MHz, 5780 MHz, 5820 MHz, 5860 MHz.

Dalším parametrem videovysílače je vf výkon. I když je pásmo 5,8 GHz “veřejné”, panují na něm určitá pravidla a limity. Jedním z nich je omezení maximálního výkonu na 25 mW. Možná vám to bude líto, protože za jen o málo vyšší cenu jsou ke koupi vysílače s výkonem 200 nebo dokonce 600 mW. Uklidnit vás ale trochu může fakt, že dosah rádiového přenosu roste pouze s odmocninou poměru zvýšení výkonu - tzn. desetkrát silnější vysílač má pouze asi třikrát větší dosah.

Každopádně 25 mW pokryje bezpečně létání na ploše větší než je fotbalové hřiště a na závodech se stejně silnější vysílače nebudou tolerovat.

FPV vysílač: třeba TS 5813S za 13$ nebo “Foxeer TM25 25mW 5.8G 40CH Mini VTX with Race Band” na surveillzone.com za 16$ (s výhodou volby kanálu pomocí tlačítka a ne poněkud nepřehledné řady dip-přepínačů) 

Součástí balení vysílače bývá i anténa typu “wifi pendrek”. Pro létání je naprosto adekvátní a zatím se s ní můžeme spokojit. O něco lepší (rovnoměrnější) vyzařovací charakteristiku a větší odolnost proti odraženému vf signálu mají antény typu “čtyřlístek” - i když ty někdy mají ty “lístky” či “laloky” jenom tři, nebo naopak třeba až šest. 

Většinou je poznáte podle plastového ochranného krytu ve tvaru houby - proto se jim také někdy říká “hříbek”. Anténa typu “čtyřlístek” vysílá vf signál v tzv. kruhové polarizaci (zatímco “pendrek” v lineární). Nebudu vás zde školit co to znamená, jen jedůležité, aby vysílač i přijímač měl anténu se stejným smyslem této polarizace. Značí se zkratkami RHCP (pravá) a LHCP (levá), tak si na to dejte pozor.

FPV kamera a její kvalita do značné míry určuje, jaký bude váš zážitek z létání. Rozhodně pro venkovní létání doporučuji kameru se sensorem typu CCD a ne CMOS (přestože CMOS kamery jsou citelně levnější). CCD kamery se mnohem lépe vyrovnávají s náhlou změnou jasu a mají lepší dynamiku obrazu - méně kvalitní kamera když “zahlédne” jasnou oblohu nebo nějaký jasný objekt, všechno ostatní zčerná a vy neuvidíte například žádné detaily na zemi, což je velmi frustrující.

Dobrým vodítkem toho “správného” senzoru je označení Sony Super HAD II.

Další důležitý parametr je volba systému PAL nebo NTSC, při nakupování vždy zatrhněte volbu PAL nebo si ověřte, že kupujete verzi s PAL systémem.

Velmi důležitá je také ohnisková vzdálenost objektivu, která rozhoduje o tom, jak širokoúhlý obraz uvidíte. “Zlatý střed” je 2,5 až 2,8 mm (záleží to také na velikosti senzorového čipu, ale tím se nebudeme rozptylovat, protože téměř všechny běžně používané kamery mají senzor o velikosti 1/3 palce). Někdo létá s objektivem 2,1 mm, ale to podle mne už trochu hraničí s “rybím okem”. 3,6 mm zase poskytuje příliš malý “rozhled”.

FPV kamera: nejlepší poměr ceny a výkonu má asi “Foxeer XAT600 Sony Super HAD CCD 600TVL FPV IR Block Camera”. 26$ na surveillzone.com .

FPV kamera pro halové létání: v hale se kvalitní CMOS kamera dá použít, protože rozdíly jasu nejsou tak velké. Mám velmi rád “Eachine 700TVL 2.6mm Lens 1/3 CMOS 110 Degree FPV Mini Camera” , na banggood.com za 13$.

O FPV brýlích nebo náhlavní soupravě (“headset”) si povíme příště. Nakonec pár internetových odkazů na zmíněné výrobky (jsou platné k 25.3. 2016 a mohou se samozřejmě změnit nebo zmizet):

Rám ZMR 250: http://www.banggood.com/ZMR250-V2-Carbon-Fiber-Frame-Kit-4_0mm-Arm- Thickness-Support-1806-2204-2206-Power-p-1010702.html

Případně LT210: http://www.banggood.com/LT210-210mm-Carbon-Fiber-FPV-Racer-Quadcopter-Frame-QAV210-With-10-Pairs-Propeller-p-1011578.html a zvolte 3mm tloušťku, naprosto to stačí.

FPV vysílač: http://www.surveilzone.com/Foxeer-TM25-25mW-58G-40CH-Mini-VTX-with-Race-Band-g-1463

FPV kamera: http://www.surveilzone.com/fpv/fpv-camera/sony-super-had-ccd-600tvl-fpv-ir-block-camera-2.8mm-lens

nebo

http://www.surveilzone.com/28x28mm-Sony-Super-HAD-CCD-600TVL-Mini-Camera-250-Frame-g-1381

nebo do haly

http://www.banggood.com/Eachine-700TVL-2_6mm-Lens-1-3-CMOS-110-Degree-FPV-Mini-Camera-p-991027.html

pár antén v pásmu 5,8 GHz: http://www.banggood.com/One-Pair-FPV-5_8G-Mushrooms-Transmitting-Receiving-Bore-Antenna-TX-RX-For-FPV-RC-Multicopter-p-1001361.html

Naze32 rev.5: http://www.gearbest.com/multi-rotor-parts/pp_270652.html

Balík regulátorů, motorů, vrtulí a BEC (zdroj 5V): http://www.banggood.com/Kingkong-Force-200-Power-Combo-2204-2300KV-Motor-CC3D-12A-Opto-ESC-For-RC-Multirotors-p-1005382.html

Pozn.: zvolil bych “set4”

Rozvodná deska napájení: http://www.gearbest.com/multi-rotor-parts/pp_272716.html

Poslední poznámka: všechny uvedené e-shopy mají dopravu zdarma a tak se někdy vyplatí rozdělit nákup z jednoho e-shopu na několik zásilek. Od hodnoty zhruba 50$ totiž mohou váš balíček zachytit celníci a z toho plynou další výdaje a zdržení (typicky vám napočítají 21% DPH).

Proclení funguje trochu nepředvídatelně, někdy mi prošel bez povšimnutí balík s cenou přes 50$, jindy jsem musel dokazovat své výdaje u ceny nižší. Rozdělit jeden nákup na několik menších vás z výše zmíněných e-shopů nebude nic stát. K nakupování v zahraničí samozřejmě musíte mít kreditní či debetní kartu a odvahu jí použít (riziko u zmíněných obchodů není velké, jsou to ohromné organizace, kterým se nevyplatí okrást vás o pár - nebo i pár set - dolarů). Bezpečnější a pohodlnější je mít aktivní účet u PayPalu.

David Kyjovský

www.rc-factory.cz