Страсти по долголёту

Давно собирался описать проблемы, с которыми пришлось столкнуться мне и коллеге по хобби Фёдору при построении съёмочного (не рекордного) долголёта; полгода не можем довести аппарат до состояния надёжного использования.

Постановка вопроса - почему, собстно, долголёт

В прошлом году также немало времени угробили на доводку до ума съёмочной гексы; но в итоге получили аппарат, который практически полностью устраивает, кроме размеров и полётного времени; собственно, постоянные упирания в батарейку и заставили заглянуть в тему про долголёты; там сразу задушила жаба, и появилась идея собрать собственный аппарат, который летает хотя бы полчаса в съёмочном режиме.

Из теории понял, что нужен именно квадр (а никакая не гекса), с большими пропами и низкооборотистыми моторами, желательно под многобаночные аккумуляторы - 4S и выше. Народ в теме обсуждает всякое, но у нас артель “Напрасный труд”, поэтому поиском на Али нашёл моторы с KV 360 под 6s, под 15" пропы; собственно, от них решил и плясать.

В качестве полётного контроллера - старая добрая Наза; лайт-версия, прошитая в 2.0. Возможно, не лучший выбор для долголёта на сегодняшний момент, но лучшее - враг хорошего; гекса летает на Назе и не жужжит, делаем по аналогии.

Практика

Раму коллега Фёдор сделал сам, по аналогии со своим аппаратом, с которого снимал виды жемчужины Алтая, долины Чулышмана. Несмотря на 550-й формат рамы, получилось довольно компактно и легко:

Вид сверху на сложенный аппарат

Первая итерация - ещё без ничего, даже без шасси - взлёт с ведра

Один из моторов изначально имел небольшой люфт; поначалу переживали за него, но последующие проблемы показали, что это вообще не беда. 😉) Хотя первый полёт аппарата случился в конце октября, за 8 месяцев дедские болезни так и не вылечили.

У долголёта начались проблемы, обратные ситуации с гексой - с той мы намаялись, пытаясь научить её летать, но после решения проблемы с регуляторами дальше всё пошло как по маслу; тут наоборот, агрегат с ходу полетел, и проблем с полётом практически не имеет; но капец подобрался с другой стороны. Первый же вылет показал, что полётное время у него превышает полчаса даже на небольших батарейках 3600mA/h 6s; сразу же возник вопрос в смене системы управления. Гекса у меня летает с управлением по протоколу Devo, доставшемуся в наследство от Валкеры-350; в реальных условиях связь начинает теряться от 1 до 2 км дальности; для неё это не проблема, ибо батареек всё равно на такие полёты не хватает; но тут-то другое дело.

У Юлиана подсмотрел обзор на дальнобойную систему управления на 900 MHz и… нет, не повёлся, а зря. Уже давно хотел соскочить с Дево (хотя сам пульт Дево12е мне до сих пор нравится, но протокол и набор приёмников - увы), и вот, подвернулся случай; по совету Юлиана прикупил “тараньку” Q X7, самый дешёвый пульт в серии Таранис; но вот вместо проверенной опытным путём системы нашёл где-то на Али систему управления на 433МГгц, от китайской конторы WolfBox, и это было фиаско.

Сама по себе система не такая уж и плохая; замеряли мощность передатчика - вполне соответствует; приёмник тоже вроде бы не тупит; но вот антенны китайцы поставляют - ни в борщ, ни в Красную Армию. А в этом диапазоне не сказать, чтобы есть большой выбор, и ничего не имелось по аналогии; так до сих пор с этой системой и бодаемся. Попробовал почитать ветку про оригинал этой системы, OpenLRS - но там люди общаются на каком-то неизвестном языке, после нескольких вопросов отписался от темы, полезной информации ноль; не доросли мы ещё до мировой революции.

В общем, первые тесты показали дальность управления… 600-700м до пропажи сигнала. Тут есть возможность контролировать уровень RSSI-сигнала, так что видно, как оно пропадает, буквально воочию по FPV.

Возможно, тут ещё немного виноват видео-передатчик; для дальнобойности поставил 2-ваттный Boscam TS5832; и он, скорее всего, фонит по всем частотам, что впоследствии ещё аукнется.

Изначально передатчик шёл с гибкой антенной-диполем, причём ещё и в принципе косячной - длина “усиков” не соответствовала частоте 433МГц; к тому же мы её ориентировали неправильно - усы горизонтально, а не вертикально. Покурив тему, переделали антенну и начали соблюдать поляризацию; дальность сигнала увеличилась, но ненамного.

Фёдор сделал передающую антенну типа “моксон” - большую (из-за частоты) и не очень удобную, особенно в поездках, но после устранения дедских болезней с ней удалось наконец преодолеть предел дальности старого протокола Дево - долетели до острова на нашем рукотворном море, где летаем по зиме:

Дальность 3300м.

На этом проблемы с управлением далеко не закончились; но сделаю лирическое отступление. Параллельно со всеми этими мучениями сделали попытку пересесть со своих старых липошных аккумуляторов на литий-ионки; причём, как обычно в нашем колхозе, на дешёвые копии от китайской Литокала. В отличие от управления, тут нас ждал успех - по крайней мере, для данного проекта.

Про возню с литий-ионками писал в своём ЖЖ-блоге; больше всего боялись за ёмкость кумуляторов, которая оказалась в порядке - при разряде 4.2В -> 3.2В все протестированные экземпляры показали ёмкость около 3000 мАхов; правда, Панасы NCR должны отдавать 3400, но это мелочи, за такие деньги. 😉))

Правда, попытки использовать батарейки от Литокалы в других проектах пока что фейлятся - у них высокое внутреннее сопротивление, и существенно пониженная токоотдача; попытался выгулять на псевдо-VTC6 “попугая” Bebop2, у того ток висения около 10А; не смог стабизироваться и свалился в снег; хотя по идее у vtc6 токоотдача от 15 до 30А по даташиту. Попытка полетать на гексе на батарее 3s6p на HG2 также толком не удалась - после взлёта аппарат начало штормить, и он посадил батарейку до 11В за… 5 минут полётного времени - это при 18 ампер-часах ёмкости! Тут ещё возможна проблема с зарядкой батарейки, будем тестить дальше; но в данном случае это почти оффтоп. На долголётах (что моём, что Фёдора) эти батарейки показывают себя прекрасно, и впервые в дроно-карьере не приходится ежеминутно коситься на уровень батарейки; в -20С как-то намотали… 50+ минут полётного времени, это с подвесом и камерой!

Также при дальних полётах возникла проблема с FPV-антеннами; даже с 2-ваттным передатчиком сигнал принимается на штатные антенны-“сосиски” FPV-шлемов весьма посредственно при удалении на несколько километров. По совету всё того же Юлиана прикупил антенны типа “пагода”; остался не в восторге, у них есть мёртвая зона сверху, да и под дальности не шибко превышают “сосиски”; когда аппарат подлетает к “дому” на большой высоте, сигнал теряется. А вот патч-антенну оценил - она хоть и направленная, но имеет довольно широкую область, и мёртвая зона у неё вся сзади 😉 так что если применять их в паре в режиме Diversity, то получается мега-комбо.

Краши

После удачного вылета на 3+ км можно было бы уже заняться доведением аппарата до ума, но увы - у меня начался съёмочный сезон, и в первом же реальном вылете снова начались проблемы с управлением, а потом всё закончилось крашем. За зиму ни разу аппарат толком не уронили (хотя один раз зацепили дерево, но это было на высоте пару метров над сугробом, практически нещщитово), а вот весна принесла неприятные сюрпризы.

В середине апреля выехал в деревню, где надо было отснять кадры для ролика; увы, при первом вылете управление начало теряться в… сотне метров. Оказалось, в реальных условиях обе антенны - и диполь, и моксон - при транспортировке разболтались, и у диполя выпал из контакта один из усиков, а у моксона вообще потерялся контакт с антенной. Диполь удалось вернуть в строй, и всё-таки один вылет удалось сделать, но лучше бы не удалось - из-за сильного ветра и кривого закрепления батареи она… выпала прямо в полёте:

Падение аппарата с 30+ метров не особо сильно повлияло на него; хотя моторы немного погнуло; даже пропы остались целы. Больше всего пострадал модуль GPS (пришлось менять), да разбился задний экран камеры YI 4k; но она продолжает работать.

Очевидно, надо ваять держатель для батареек по аналогии с гексой, тем более, что размер батареек теперь фиксирован, и батареечный отсек можно делать чуть не как на Фантомах. Но пока решали проблему с управлением, про эту “мелочь” как-то подзабыли.

Что характерно, уже через 2 недели аппарат снова использовал в съёмке; на сей раз жЫвотные не пострадали; моксончик ещё был в ремонте, и летал с диполькой:

Видно, что у долголёта пока что проблемы со стабильностью картинки - если у гексы классическая съёмочная компоновка (камера находится почти в центре масс аппарата), то тут подвес вынесен вперёд, и все болтания аппарата передаются на видео со всей революционной беспощадностью. Возможно, ещё что-нибудь придумаем с виброразвязкой; у подвеса tarot t4 довольно мягкие резинки; может, в них проблема.

С началом сезона кучно пошли поездки; почти каждые выходные куда-то мотался. Самая большая и “вкусная” с точки зрения съёмок - поездка на Алтай, в Уймонскую долину; там аппарат снова упал. Первая съёмка, по пути “туда”, прошла нормально; правда, направленность антенн не позволяет пролетать за машиной, как в поездке в Самаху; пришлось лететь перед машиной, что не так удобно и красочно.

Уже в следующем вылете, в ходе поездки за Тюнгур, пропами перерубило принимающую антенну управления, и на этом осмысленные полёты закончились. Чтобы как можно дальше разнести антенны управления, FPV и GPS-модуль, приёмник закрепили так, что антенна управления оказалась в самом хвосте, сверху; т.е. в опасной близости к пропам; фиксатора для неё опять же не предусмотрели, а она ведь складная - ну, вот как-то разложилась и привет. Огрызок антенны, скорее всего, превратился в 5.8ГГц-антенну, ибо после пропажи связи аппарат перестал возвращаться “домой” - хотя с этим отродясь не было проблем. Хорошо, что дело происходило на открытой местности, и удалось вернуть управление и посадить аппарат; и даже немного поснимать окрестности - но при дальности управления в 100-150м это сложно назвать съёмкой.

Следующий полёт закончился крашем - хорошо, что это был не реальный, а тестовый вылет - пробовали разные антенны на место огрызка; попытка поставить передающий диполь на место принимающей антенны привели к попытке аппарата убежать от нас в деревню; но он через пару сотен метров одумался и вернулся по RTH. А вот установка 5.8Ггц-“пагоды” привела к крашу - хотя она позволила управлять аппаратом до 700м, потеря связи снова привела к улёту, а одуматься не хватило расстояния:

Аппарат уже остановился; разворачивать начал его я сам, управление ещё было; но сразу же после поворота связь пропала, и аппарат зачем-то ломанулся впёрёд, ещё и под углом; собственно, его поведение после обрубания управляющей антенны приводит к мысли о наводках с FPV-передатчика; до того подобных “улётов” ни разу не случалось, хотя фактов пропажи сигнала за месяцы тестов было хоть отбавляй.

Аппарат после падения на Алтае

Несмотря на приличную скорость, аппарат опять же почти не пострадал; все шланги аккуратно рассоединились, что у GPS, что на подвесе; камера отлетела на десяток метров, но продолжала всё старательно писать; летать дальше уже, конечно, не стали, и дальнейшие съёмки делал с резервного “попугая”.

Фёдор снова восстановил аппарат, но в следующем же вылете - снова краш. И снова - влияние мелких недоработок. В этот раз поставили на аппарат складные 15" пропы от Тарот; с ними аппарат намного удобнее в транспортировке, да и по ощущениям летает мягче, чем с “народными” карбонками. Но именно они косвенно привели к очередному падению аппарата.

До вылета

Летаем на небольшой полянке, кругом деревья, и для тестов новой антенны решили отлететь подальше. Временно установленная на аппарат камера SJCam 4000 требует отдельного включения AV-выхода, что на подвесе t4 затруднено; решили лететь без FPV-картинки, визуально. Тесты показали, что на 100-150 метров сигнал почти не изменяется; но даже для такого удаления пришлось поднимать аппарат над деревьями, на 50+ метров. На обратном пути навстречу сильному ветру аппарат… сложил ногу; это в принципе косяк мавико-подобной конструкции аппарата, со складыванием ног навстречу друг другу, нужно ставить фиксатор лучей, там даже дырдочки под это дело готовы, но самих фиксаторов пока что не ставили. Складывание ног крайне неприятно, но в общем случае не смертельно - например, при поездке на Чулышман с аналогичной конструкцией такое случилось в первом же вылете ещё по дороге, но аппарат удалось посадить, и отделались парой сломанных пропов, и дальше нормально снимали. Но тут-то - складные пропы! От них при ударе не осталось даже огрызков, на которых можно посадить аппарат, и он просто свалился на пашню. В отличие от предыдущих случаев, тут мало пострадали моторы (карбоновые пропы сами не ломаются, но гнут моторы), но даже лучи погнуло немного:

После краша

Высота была побольше, чем при первом краше; правда, земля мягкая, но всё равно аппарат приложился сильно. Нужно думать что-то с фиксаторами лучей и креплением батарейки, а также со всенаправленной антенной для съёмок вокруг себя; за проблемами с управлением не успеваем заняться необходимыми для реального применениями проблемами.

Планирую вместо побитой YI 4k использовать на аппарате камеру FireFly 8s, которую уже успел облетать на гексе; у неё есть возможность включать-выключать запись и делать фоточки с управлением с пульта, да и 90-градусный объектив даёт не-колобковую картинку, как у обычных экшон-камер. Так что лапы не складываем, будем доводить аппарат до ума.