Божья коровка 350 размера

Перед лирической частью я бы хотел кратко познакомить читателя с характеристиками и улучшениями, которые описаны в этой заметке.

Основа: Walkera QR-X350PRO
Приемник: FrSky X8R
Телеметрия: 3DR модем, MinimOSD, FrSky(!)
Передатчик: FrSky Taranis plus
Камера: SJCAM SJ5000+
Подвес: G-2D, облегченный и обновленный
Дополнительно:
​

• Передний прожектор с диммером
• Термодатчики на всех моторах
• GPS от Алексея Козиня MT3333
  ​

Какой восторг я испытал, когда увидел, что квадрокоптеры с камерой стали не только повсеместным явлением, но еще и относительно доступны по цене… Полгода назад я влился в это хобби, и теперь уже не представляю себя без… отвертки и вольтметра в руках. 😁 Да, думал ли я, что хобби окажется настолько насыщенным на ручной труд и улучшение? В тот момент, когда я смотрел ролики с ютуба, где кто-то на первом фантике вытанцовывает над пляжем, даже и в мыслях не было, что тут можно что-то улучшать. Но всему пришел свой черед, и пробираясь через дебри форумов и выкапывая из закромов своего мозга какие-то воспоминания по физике, я принялся за улучшения QR-X350PRO.

Первая посадка
Не стану вдаваться в детали, почему именно прошку я выбрал, гораздо интереснее, почему я вообще начал что-то менять и улучшать. А причина была банальна: квадрокоптер в первый же свой полет решил упасть. Нет, ну, конечно, не сам по себе, газ в 0 выкрутил я, но это была уже паника, так как аппарат перед этим просто перестал слушаться вообще каких-либо команд. Повисев пару минут, за которые я перепробовал все тумблеры, несчастный зверек решил вдруг вспомнить, что он вообще-то управляется мной, осознал, что газ на нуле (я плавно убирал газ ниже заветных 20 процентов, я заранее изучил матчасть, чтобы не попасть в такую ситуацию 😁), и камнем упал с высоты пятого этажа на холодную ледяную поверхность озера.
Я не ждал, что что-то соберу, но когда я подошел, то увидел, что пострадал только подвес, а в корпусе на крыше была лишь небольшая трещина! Каково же было мое удивление, когда аппарат легко завелся и снова поднялся в воздух! Десяти сантиметров мне хватило, чтобы понять, что повреждения не такие значительные, но летать дальше сил уже не осталось: все же легкий шок от сцены падения остался где-то внутри, да и проверить все не мешало. И тут я почему-то даже обрадовался. Где-то в глубине себя я понял, что хотел прошку разобрать и собрать, починить, улучшить…

Разбор полетов
Первый же полет показал, что верить DEVO не получилось. Причем, я уверен, что проблема в приемнике, а вовсе не в Devo F7, который оставил замечательные впечатления. Но проверять и дальше, кто виноват, такой ценой не хотелось, поэтому было принято решение менять протокол на FrSky. Причем, почитав про Taranis и услышав заветное OpenSource, я не раздумывая заказал именно его, с приемником X8R, хотя можно было обойтись и доработкой Devo F7.
Кроме того, детальный досмотр показал, что разбился GPS модуль. Ждать новый было долго, а летать хотелось сразу, поэтому было принято решение заказать GPS у Алексея Козина, за который ему отдельное спасибо!

GPS
GPS был установлен сначала на штатную липучку, как многие тут делают, предварительно спилив стойки на крышке, а позже просто ставил его на контроллер на двустороннюю ленту, а в качестве экрана использовал специально изготовленную медную подложку из листовой меди. Пока шел пульт, квадрокоптер успел еще раз удивить меня, зависнув в 600 метрах от дома в состоянии RTL (о чем бодро рапортовала уже установленная телеметрия). В итоге валька выгребла к дому, но заставила меня понервничать и побегать по болоту. Возвращаясь к месту посадки, я случайно скрутил газ на пульте ниже и снова уронил вальку. На этот раз перевернуться на спину она не успела, упала на луч и корпусу пришел конец.
К этому знаменательному моменту я уже получил посылку со всем необходимым, после чего началась серьезная переделка.

Телеметрия
FrSky - значит телеметрия. И терять замечательную возможность не хотелось. Но обвешаться датчиками на все то, что и так есть в полетном контроллере казалось как-то странно (хотя у меня и валяется вариометр FrSky, теперь он для экспериментов), поэтому было принято решение организовать передачу сигнала прямо в таранис. Решение нагуглилось достаточно легко, даже в нескольких вариантах. Сводились они все к использованию Arduino-совместимой ураганной платки Teensy 3.1 и кода, который каждый из авторов слегка дорабатывал и модифицировал. Я взял за основу www.rcgroups.com/forums/showthread.php?t=2274401 такой вариант решения и слегка модифицировал под свои нужды. Большинству будет достаточно просто скопилировать и залить код в платку, соединить и налить LUA скрипты в таранис, чтобы все заработало.
Преимущество такого подхода перед штатной телеметрией в том, что можно настроить уведомления в таранисе на критические изменения параметров, а кроме того просто записывать логи, чего наш контроллер не умеет.

**Прожектор
** Один из первых вылетов закончился довольно неприятно: квадрик начало сносить ветерком от меня, а пока я пытался понять, где у него нос, а где хвост, уже потерял его из виду. Камера показывала что-то похожее на то, что мне было нужно, но сориентироваться я не успел, так как, во-первых, экранчик на F7 уныл и слепнет на солнце, а во-вторых, на 600 метрах начал пропадать сигнал. Включил RTL, валька вернулась, а целая полянка “сочувствующих” друзей удивлялись, какая умная техника бывает. И только подергивающийся глаз выдавал мою тревогу, ведь я второй раз мысленно прощался с девайсом ))
Было принято решение вставить в морду яркий светодиодный прожектор, чтобы легко понимать, где нос устройства. Питание я снимал с штатных выводов на плате разводки вальки, в качестве самого прожектора была взята люто-яркая панелька от автомобильной лампы освещения салона о восьми 5мм диодах. Ночью такая яркость избыточна, днем же - незаменима. Первые полеты показали, что даже на 700 метрах я прекрасно вижу прожектор и безошибочно выставляю нос к себе даже на ярком солнечном небе. Оставалось только сделать включение с пульта, чтобы не тратить батарею попусту днем. И тут на помощь пришла все та же teensy! Снять сигнал с приемника и перекодировать в читабельный уровень оказалось проще простого, а там и идея с диммером пришла. В результате - яркость прожектора настраивается с пульта одной из крутилок.

Темродатчики
Один из полетов в ветреный день (нет, ветер был не особо сильный, но все же) показал, что моторы, оказывается, весьма себе сильно греются в полете. Меня это несколько напрягло, ведь валька “слегка” подорожала с момента покупки. Решение пришло быстро: терморезисторы в количестве четырех штук, 4 обычных резистора, небольшой корпус на эпоксидке (ну нет у меня текстолитин, хотя мог бы попросить у друга, но лишнее время и т.п. отговорки возымели действие), обжатый в термоусадку, аккуратные выводы сигнальных проводов и питания. Делитель напряжения был проверен, откалиброван, а в качестве читающей и интерпретирующей показания девайсины выступает все та же Teensy. Один из параметров, который все равно не задействуется в телеметрии, был использован для передачи температуры моторов. Однако, параметр один, а мотора четыре. Возможно, что это и не лучшее решение, но я пока сделал так: выводится температура самого горячего мотора, умноженная на 100, а в конец добавляется номер мотора (1-4). В результате я читаю на Taranis что-то вроде 5803 - 58 градусов на 3м моторе.
Тут-то я и выяснил, что после 10 минут полета третий мотор греется аж до 70 градусов, что несколько многовато. Решение пока не нашел, может, мотор поменяю.

Подвес и камера
В качестве камеры я выбрал SJCAM 5000+, о чем совершенно не жалею. Возможно, что это не GoPro, не сравнивал. Но качество картинки удивляет многих очевидцев, а ценник в 170 долларов просто прекрасен. Камера неоднократно выручала и в других задачах, разве только в качестве регистратора я ее не использую.
Подвес после падения в первый день здорово помяло, но все детали выправились. Однако глюки подвеса не прекращались, пришлось разбираться. Оказалось, что выводы моторов к шлейфам припаяны на соплях, олова я там вообще не нашел, возможно, это какие-то нанотехнологии, но “припаянные” проводки отделялись от выводов мотора самым минимальным усилием, часть же проводков действительно были вырваны и просто касались друг друга. Шлейфы ждать мне не хотелось, а все, что можно найти в магазинах было слишком тугим, поэтому я использовал тонкий проводок мгтф: легко гнется, не трется… Проблемы с подвесом закончились сразу после перепайки обоих моторов.
Подвес я пересобрал в пластиковом корпусе: дешево, легче металла.
Кабель для камеры я делал сам, аккуратно распилив micro usb шнурок и подпаявшись к нужным выводам. Получилось компактное решение, что позволило разместить камеру ровно по центру подвеса для лучшего баланса. Штатные шнурки, кстати, еще и очень тугие, гнутся плохо, подвес с ними постоянно сбивается и не может работать нормально.
По совету Евгения, OSD я вынес наружу, закрепил его вместе с передатчиком на той части подвеса, которая должна спереди крепить гопро. Но, так как у меня нет гопро, то эта конструкция была приспособлена в качестве держателя. Вниз из Вальки я спускаю дополнительно два провода: питание 5в для OSD (4.95) и TX телеметрии. Евгений советует бек внизу держать, но у меня линия 5В питает Teensy, я решил не плодить сущности, а использовать уже имеющиейся bec для питания OSD.

Фотографии с разных стадий проекта и разъяснениями: