Quadrocoptery – Pierwszy start

Instrukcje do quadrocopterów są różnej jakości i nie zawsze kompleksowo wyjaśniają jak latać naszym nowym zakupem. Niniejsza publikacja wychodzi naprzeciw tym, którzy włożyli baterie do aparatury i nie bardzo wiedzą co dalej.

Jak sterować ?

Aparatura Mode2_s

Powyżej widzicie zdjęcie jednej z aparatur do quadrocoptera. Sterowanie odbywa się przy pomocy dwóch manipulatorów. Jeżeli korzystacie z aparatury w Mode 2 (gaz po lewej stronie), która jest najczęściej spotykaną w naszych sklepach, to lewy drążek odpowiada za dodawanie gazu, czyli kontrolowanie wysokości naszego modelu. Pchnięcie go w górę lub w dół powoduje zwiększenie obrotów śmigieł i w konsekwencji unoszenie lub opadanie. Ten sam drążek wychylony w lewo i prawo będzie obracał nasz model w osi pionowej. Tą, najtrudniejszą część latania polecam zostawić na koniec.

Prawy drążek odpowiada za lot w kierunku, którym go wychylimy, przy zachowaniu orientacji quadrocoptera. Wychylenie go w górę daje nam więc lot w przód, w kierunku, w którym jest aktualnie zwrócony model. Drążek w dół skieruje quadrocopter w tył, a lewo i prawo – analogicznie.

pitch_roll_throttle_quad_m

Przyciski do trymowania służą do korygowania pozycji zawisu przez quadrocopter i ich użycie wyjaśniam nieco dalej.

Bindowanie – łączymy quadrocopter z aparaturą

resized_IMG_20141222_112909

Ok, model rozpakowany, baterie włożone – można próbować. Tylko jak ?

W zasadzie każdy obecnie quadrocopter, który możemy nabyć w sklepie pracuje w standardzie 2.4 GHz, a sygnał z aparatury jest przesyłany do odbiornika odpowiednim dla producenta protokołem. Po pierwsze więc trzeba sprawić, żeby nasz model połączył się (zbindował – ang. bind) z kontrolerem, który trzymamy w rękach. Najczęściej procedura jest następująca. Podłączamy baterię quadrocoptera (ew. włączamy go przełącznikiem). Powinny się zapalić jakiekolwiek diody sygnalizujące jego pracę. Następnie kładziemy model na płaskiej powierzchni (stół, podłoga itp.), aby mógł on ustawić akcelerometr podczas uruchamiania. W kolejnym kroku włączamy aparaturę i lewy drążek (mode 2) pchamy w przód dodając gazu – do końca, a następnie z powrotem ustawiamy go na 0, czyli maksymalnie w tył. Parowanie powinno być zakończone. Aparatura w tym czasie najczęściej (choć nie zawsze) wyda dwa dźwięki – jeden, kiedy dodamy maksymalnie gazu, drugi, gdy go odetniemy. Oświetlenie quadrocoptera zaświeci się w sposób ciągły chyba, że to jeden z tych nietypowych modeli, które migają diodami przez cały czas.
Jeżeli teraz lekkie dodanie gazu zakręciło śmigłami, to jesteśmy gotowi do pierwszego podniesienia quadrocoptera.

W procedurze bindowania są drobne wyjątki, takie jak quadrocoptery Hubsana, które wykorzystują komunikację dwukierunkową i łączą się z aparaturą całkowicie same w momencie, gdy włączymy oba urządzenia. Sygnalizowane jest to jednym piknięciem i nie wymaga dodawania gazu, a jedynie ustawienie go na 0, aby uniknąć przypadkowego startu.

Pierwszy start

resized-IMG_20150103_151926

Zanim wzniesiemy się w powietrze, warto jeszcze sprawdzić, czy można przeprowadzić kalibrację akcelerometru. Jeżeli tak, to wykonujemy odpowiednią kombinację na drążkach aparatury. Dla quadrocopterów, które opisywałem i posiadających taką możliwość, informacja jest umieszczona na końcu w sekcji „Warto wiedzieć”. W innym wypadku trzeba będzie się wspomóc instrukcją.

Sam start należy wykonać dość gwałtownie, tak aby model uniósł się kilkanaście do kilkudziesięciu cm nad ziemię (zależnie od jego wielkości). Ja dla uproszczenia przyjmuję, że co najmniej poziom własnego pasa. W przeciwnym razie , w związku z tzw. efektem powierzchniowym (efekt poduszki powietrznej), będziemy mieli większy problem z utrzymaniem stabilnego zawisu. Efekt ten sprawia, że blisko ziemi rośnie współczynnik siły nośnej i w efekcie ona sama ze względu na większą kompresję powietrza. Z drugiej jednak strony inny obieg powietrza, niż podczas lotu na większej wysokości powoduje, że quadrocopter może nam uciekać w różnych kierunkach i nie będzie to wina kontrolera lotu, ale zwykłej aerodynamiki. Dla tych, którzy chcą wiedzieć więcej – http://en.wikipedia.org/wiki/Ground_effect_(aerodynamics), http://www.rchelicopterfun.com/ground-effect.html

Trening nad miękką powierzchnią taką jak trawa albo wykładzina / dywan powinien uchronić nas od strat spowodowanych gwałtownym „przyziemieniem”. W przypadku tych ostatnich trzeba tylko uważać, żeby włosy nie wkręciły nam się w silnik, bo wyciągnięcie ich będzie najpewniej wymagało zdjęcia śmigieł, a nie wiedząc o tym możemy dodatkowo przegrzać zablokowany silnik.

Nauka utrzymania wysokości

A więc wznosimy model gdzieś do połowy własnego wzrostu operując wyłącznie lewym drążkiem, czyli gazem. W tym celu należy go zdecydowanie popchąć w przód by unieść model nad ziemię, a następnie wrócić nim gdzieś do połowy, aby model zaczął się utrzymywać na w miarę stałym poziomie. Cała sztuka polega na tym, żeby delikatnie dodając i ujmując gazu być w stanie „wisieć” modelem na tej samej wysokości.

Nie należy natomiast wykonywać drążkiem gwałtownych ruchów. Nigdy też nie należy zmniejszać gazu do 0, bo kończy się to zatrzymaniem silników i upadkiem. Najważniejsza więc, aby przy pomocy delikatnych korekt gazem utrzymać model w zawisie, możliwie na jednej wysokości. Nie ma potrzeby w tym czasie operowania prawym kciukiem i nawet nie trzeba go trzymać na aparaturze.

Jeśli quadrocopter nie trzyma się w jednej pozycji i znosi go w którąś stronę, to należy go wytrymować przed dalszą nauką.

Stabilny lot, czyli kalibracja, trymowanie i sprawdzanie quadrocoptera

resized-IMG_20141227_205438

Zanim rozpoczniemy na dobre latanie quadrocopterem trzeba go wstępnie ustawić tak, aby trzymał on stabilnie pozycję zawisu w powietrzu. Większość modeli, które kupimy może albo nie wymagać w ogóle korekty, albo wymagać jej tylko minimalnie.

Dlaczego i kiedy kalibrować quadrocopter ?

Otóż wszystkie modele z 6-osiową stabilizacją (6-axis stabilization) mają żyroskop (czujnik wychylenia) i akcelerometr. Ten pierwszy utrzymuje stałe pochylenie modelu i może decydować o tym ile mocy przeznaczyć na każdy silnik, aby model latał stabilnie i użytkownik mógł nim kierować. Akcelerometr, czyli czujnik przyspieszenia to rozwiązanie komplementarne do żyroskopu. Przede wszystkim odpowiada on za powrót modelu do nieruchomej pozycji zawisu, czyli do idealnie płaskiego, poziomego lotu. Jest to możliwe, ponieważ występuje przyspieszenie ziemskie. Jak wiemy, grawitacja działa „w dół”, wobec czego wystarczy, żeby czujniki „zapamiętały”, jaki powinien być odczyt wzorcowy i w przypadku odchylenia, podpowiedziały kontrolerowi lotu do jakiej pozycji powinien wrócić. Dlatego możliwy jest również start quadrocoptera „z rzutu” – nawet będąc „do góry nogami” będzie on tego świadom i poradzi sobie z powrotem do pozycji początkowej.

Ogólna zasada jest taka, że zawsze zaczynamy od kalibracji akcelerometru, jeżeli jest ona dostępna. Należy koniecznie wykonywać ją na płaskiej powierzchni ! Jeżeli model wciąż lekko znosi, skorygujemy lot trymami.

Jeżeli np. quadrocopter delikatnie przesuwa się w lewo, zamiast nieruchomo wisieć w powietrzu, to w trakcie lotu należałoby trzymać prawy drążek przechylony nieco w prawo, aby zniwelować wspomniane znoszenie. Zamiast tego naciska się parokrotnie „Trym Roll” (patrz zdjęcie na początku artykułu) właśnie w prawo, aby mimo wycentrowanego drążka, aparatura wysyłała informację, że jest on zgodnie z naszą intencją nieznacznie wychylony. To z kolei przekłada się na lekkie wychylenie naszego quadrocoptera w prawo, co niweluje jego znoszenie i umożliwia utrzymanie pozycji zawisu (hover) w jednym miejscu.

Warto rozumieć różnicę między obydwoma procesami. Kalibracja akcelerometru odbywa się wewnątrz kontrolera lotu quadrocoptera, czyli płytki z całą elektroniką, którą znajdziemy w środku. Zapamiętuje on bieżące ustawienie modelu, jako poziome. W czasie lotu będzie on więc próbował wrócić dokładnie do tej, zadanej wcześniej pozycji.

Trymowanie jest z kolei korektą od strony aparatury. Aktualne wychylenie drążków jest wysyłane sygnałem cyfrowym do odbiornika w quadrocopterze. Ten przekazuje informację do kontrolera lotu, czyli układu scalonego, który odpowiada za utrzymanie naszego modelu w powietrzu – decyduje między innymi o tym, ile mocy przeznaczyć na każdy z 4-ech silników. Trymowanie odpowiada delikatnemu przechylaniu któregoś z drążków w określonym kierunku.

Należy przy tym pamiętać, że potrzeba trymowania nie wynika ze złego działania quadrocoptera. Jest to rutynowa czynność, która bywa konieczna, ponieważ środek ciężkości quadrocoptera w płaszczyźnie poziomej nie zawsze wypada w jego idealnym, geometrycznym środku. Dodatkowo każdy z silników może mieć minimalnie inną charakterystykę pracy, więc te różnice należy niwelować właśnie we wspomniany sposób.

Pierwsze manewry

Latanie quadrocopterem jest proste… jak już się tego nauczysz 😉 Zacznijmy od tego, że w mojej skromnej opinii latanie w Mode 2 jest łatwiejsze i bardziej intuicyjne. Lewy drążek odpowiada za wznoszenie (gaz) i obrót quadrocoptera. Prawy natomiast określa kierunek lotu – przód, tył, lewo, prawo. Jest to o tyle udane połączenie, że na początku trudno skoordynować oba kciuki, dlatego zaczynamy tylko od wznoszenia.

Gdy już będziemy mieli wytrymowany quadrocopter i nauczymy się trzymać stałą wysokość, pora uczyć się latania. W moim pojęciu warto zacząć od ustawienia quadrocoptera dokładnie tyłem do nas, czyli przodem w kierunku, w którym patrzymy. W ten sposób kierunki w jakich poleci model będą zgodne z tymi, w które popchniemy prawy drążek.

Kontrolując na bieżąco pułap należy delikatnie zacząć popychać prawy drążek w kierunku, w którym chcemy, aby quadrocopter zaczął się poruszać. Pracując nim należy pamiętać o lekkim dodawaniu gazu w trakcie lotu, ponieważ wraz z tym jak model się przechyla, zaczyna także tracić w niewielkim stopniu wysokość. Nie należy przy tym wychylać lewego manipulatora w bok, ponieważ spowoduje to obrót quadrocoptera wokół osi pionowej i tym samym zmieni kierunki poruszania zależnie od tego, w którą stronę zwrócony będzie przód modelu.

Operowanie rotacją w trakcie lotu należy wprowadzić dopiero, kiedy opanujemy lot w każdym z czterech kierunków przy zachowaniu pożądanej przez nas wysokości. W tej kolejności łatwiej będzie dodawać kolejne etapy sterowania i zmniejszymy ryzyko przedwczesnego rozbicia modelu.

Udanych (pierwszych) lotów !

  • Bartek Kasperski

    Witam

    Chce się zapytać ponieważ od jakiegoś czasu posiadam xbee3.1 ale pragnę czegoś z fpv

    Niestety mój telefon jest zapchany i nic się na nim nie zmieści 🙁

    Moje pytanie czy ten model(z linku) byłby dobry a jeśli nie to mogę jakąś poradę do drona za max 300 zl na banngood.com z fpv z wbudowanym monitorem?

    http://www.banggood.com/WLtoys-V686G-FPV-Headless-Mode-RC-Quadcopter-with-2MP-Camera-p-965223.html

  • Kudi

    Witam. Myślałem że już wszystko rozumiem ale po przeczytaniu tego artykułu jednak chyba nie do końca…:) Czy możliwe że syma x5c ma zamienione jakby miejscami mode 1 i 2?
    Ponieważ cytując: „Zacznijmy od tego, że w mojej skromnej opinii latanie w Mode 2 jest
    łatwiejsze i bardziej intuicyjne. Lewy drążek odpowiada za wznoszenie
    (gaz) i obrót”.
    Gdy ja mam ustawione mode 2 wychylenie lewego drążka w lewo skutkuje lotem w lewo a nie obrotem wokół własnej osi (poziomej względem ziemi) czyli dron jest cały czas zwrócony np. tyłem do mnie i leci w lewo a nie obraca się przodem do mnie.
    Mam nadzieję że napisałem to w miarę jasno 🙂
    Str. 7
    http://skyscaff.usermd.net/instrukcje/instrukcja%20syma%20x5c%20×5%20megadronPL.pdf

    • Hej ! Bardzo trafne pytanie. Trafiłeś prawdopodobnie na inną rzecz – Mode 2 i Mode 4. W Twoim przypadku aparatura zachowuje się, jak w tym drugim trybie. Sprawdziłem, że powinno dać się ją przełączyć na właściwy Mode 2. Przytrzymaj przycisk trymu „roll” w lewo, lub prawo, który znajduje się poniżej prawego manipulatora i wtedy włącz aparaturę. Zależnie od tego, czy trzymałeś go w lewo, czy w prawo, powinien wyskoczyć ci na wyświetlaczu napis „Mode 1” lub „Mode 2”. Z racji tego, że gaz masz po lewej stronie, tak naprawdę te tryby to będzie właśnie Mode 2 i Mode 4. Zobacz, czy w którymś z dwóch ustawień aparatura będzie działać dokładnie tak jak to opisałem, czyli oś Yaw na lewym manipulatorze, a Roll na prawym. Powinno zadziałać ! 🙂 Będę musiał swoją drogą o tym napisać, bo to co pokazuje aparatura ma się nijak do prawdziwego trybu 😉

      • Kudi

        Dzięki za odpowiedź. Jest tak jak piszesz, po przestawieniu aparatury na „mode 1” działa w normalnym mode 2 gdzie oś Yaw jest na lewej manetce a Roll na prawej. Męczyłem się strasznie bo nie mogłem się zdecydować w którym trybie uczyć się latać.
        Znalazłem na reddicie coś na ten temat wcześniej:
        https://www.reddit.com/r/Quadcopter/comments/2z3ci7/syma_x5c_flight_modes/
        więc już uczę się latać na normalnym mode 2 bo to moje pierwsze latadło (na które z resztą wybór padł między innymi dzięki temu portalowi:)
        A jakaś wzmianka uważam że by się przydała dla potomnych bo w Polskim internecie nic na ten temat nie znalazłem. Pozdrawiam i życzę udanych lotów 🙂

  • Imitaga

    Witam, wszystko pięknie opisane, ale mam jedno pytanie. Posiadam mini drona którego joystick przypomina ostatnie zdjęcie (czarny z czerwonymi guzikami). W nim nie widać jasno przycisków do trymowania Trottle i Pitch a są jedynie dwa na jednej linii. W takim razie do czego one służą?

    • Byłoby mi łatwiej, gdybyś podrzucił zdjęcie tej aparatury, albo chociaż wspomógł modelem quadrocoptera. Generalnie trymu do throttle wcale nie musi być, po lewej stronie będzie tylko yaw, czyli korekta obracania się wokół własnej osi. Czasem zdarza się, że model zaczyna lekko obracać się samoczynnie. Jeśli przycisk jest po prawej stronie, to może służy do włączania kamery, której akurat w tym modelu nie ma ? W tym quadrocopterze z kolei (http://i00.i.aliimg.com/wsphoto/v3/32240218902_6/Nano-Quadcopter-4CH-6-Axis-Gyro-Aircraft-Drone-F8-Outdoor-Remote-Control-Toys-LED-upgraded-syma.jpg) przyciski do trymowania są z przodu aparatury, a te w prawej dolnej części służą do zmiany trybu lotu i flipów – egzotyczne rozwiązanie. Jeśli dasz mi nieco więcej wskazówek odnośnie quadrocoptera, który posiadasz to postaram się pomóc.