Tudásbázis

Egyre többen hallottak vagy olvastak róluk, de nem biztos, hogy mindenki teljesen tisztában van ezeknek a fogalmaknak a pontos jelentésével. Az alábbiakban tehát betekintést nyújtunk ebbe az izgalmas világba.

A drón szót személyzet nélküli, távolról irányított légi járművekre használják. Néhány évvel ezelőtt ezzel a kifejezéssel még főleg csak haditechnikai témákkal kapcsolatban, háborús híradásokban, esetleg sci-fikben találkozhattunk. most már eljutottunk oda, hogy bárki olcsón vehet ilyen szerkezeteket. A személyi számítógépek elterjedéséhez hasonlóan a quadcoptereknél is megfigyelhető volt, hogy először lelkes hobbi modellezők otthon építettek ilyen repülőszerkezetet, majd a gyártók is megszimatolták az üzletet. Az akár GPS-el felszerelt, akár HD-kamerás, akár robotpilótával is rendelkező drónok (melyek a legtöbbször quadcopterek, vagy hexacopterek, négy, vagy hat propelleres multikopterek, de a Magyarországon is az általánosabb, drón szó használatával hivatkoznak rájuk) néhány tízezer forintért ma már mindenki számára elérhetőek.

A civil felhasználók nagyon nagy részének hatalmas élményt nyújt a kis repülőgépeket reptetni, légi akrobatikus mutatványokat csinálni, légi felvételeket készíteni. Egy könnyen függőséget okozó, nagyon örömteli hobbiról van szó. Valamiért szinte mindenki szereti irányítani az égbe magasan feltörő, repülő szerkezeteket. Képességeink gyors fejlődése, az, hogy kezdetben még alig tudjuk a gépeket kontrollálni, és gyakran lezuhanunk, később viszont már biztos az irányítás, a magasság, és az irány tartása, és minden nehézség nélkül akrobatikus mutatványokat tudunk bemutatni, szintén nagy örömet okoz. Valószínűleg az árak a következő években is jelentős csökkenésnek indulnak, és Magyarországon is egyre többen rendelkeznek majd egy ilyen repülő szerkezettel. Ez persze veszélyekkel is jár: néhányan nem tudnak felelősséggel működtetni az ilyen potenciálisan veszélyes szerkezeteket.

Olyan feladatokra alkalmazzák, amelyek

• Túl veszélyesek ahhoz, hogy emberek életét kockáztassák teljesítésük érdekében
• Túl sokáig tartanak (esetleg több napig), így csak több pilóta lenne képes teljesíteni. A pilóta nélküli repülőgépeket a közeljövőben alkalmassá teszik légi utántöltésre is, így egy-egy bevetés hossza szinte korlátlanul növelhető.
• Olyan kevés eszközt igényelnek, hogy a pilóta és a kezelőszemélyzet önmagában többszöröse lenne a hasznos tehernek

Feladataik:

• Távérzékelés
• Légi felmérés
• Ortofotó készítés
• Felderítés
• Megfigyelés
• Rádiótechnikai átjátszás
• Rádióelektronikai zavarás

Nézzük, hogy a katonai felhasználáson kívül, mikre használhatók jelenleg a drónok, és a feltételezések szerint ezek milyen használati lehetőségekkel fognak bővülni a jövőben:

• Hobbi célokra, idősebb gyermekeknek, felnőtteknek, (örök gyerekeknek)
• Professzionális és hobbi célú légi fotózásra, légi videózásra
• Extrémsportok akciófotózására
• Balesetek, katasztrófák esetén a sérültek felkutatására
• Gyógyszerek, vagy egyéb eszközök eljuttatására elzárt, másképp nem elérhető területekre
• Technikai eszközök megfelelő működésének megfigyelésére, az infrastruktúra vizsgálatára
• Gátak repedéseinek vizsgálatára
• Mezőgazdasági munkákra
• Néhány(?) éven belül az előrejelzések szerint csomagszállításra, postai küldemények kiszállítására, és még pizza házhozszállításra is széles körben alkalmazva lesznek

A tudomány világában egyre több felhasználási területet találnak ki a pici repülők számára. Mivel a drónok relatíve olcsók, azok a földrajzkutatók, akiknek nincs pénzük drága légi felmérésekre, előszeretettel használják ezeket az eszközöket az erózió nyomon követésére, a folyók vízhozamának monitorozására és a gleccserek tanulmányozására. A régészek és a történészek videokamerákkal felszerelt drónokkal igyekeznek pontos háromdimenziós modelleket kreálni az őket érdeklő tájakról és épületekről, vagy feltérképezni egyes ősi romokat.

A drónok másik előnye olcsóságuk mellett, hogy olyan helyeken is repülhetnek, ahol a pilóta vezette gépek nem, így aktív vulkánok krátereit vagy veszélyes barlangok belsejét is lehetséges velük vizsgálni. A lehetőségeknek csak a fantázia szabhat határt, a massachusettsi Woods Hole Oceanográfiai Intézet kutatói például arra használják saját drónjaikat, hogy mintát vegyenek az általuk tanulmányozott bálnák lélegzetéből, amit aztán DNS-elemzésnek vetnek alá.

A drónok természetükből adódóan kifejezetten hasznosak a madarak kutatása során is, hiszen már egy boltban vásárolt egyszerű modellel is nagyon jól lehet vizsgálni például a magasan fészkelő fajok fészkeit. A szerkezetek egyúttal a madarak elriasztására is alkalmasak, ezért a közterületeket gondozók is örömmel használják a járműveket.

A szószedet tartalma hamarosan feltöltésre kerül!

Drón:

Quadkopter:

GPS:

HD felbontású kamera:

Hexakopter:

Multikopter:

Távérzékelés:

Légi felmérés:

Ortofotó:

Helikopter:

Főrotor:

Farokrotor:

Rotor:

Bikopter:

Trikopter:

Pentakopter:

Hexakopter:

Octokopter:

Gimbal:

Brushed:

Brushless:

CW, ClockWise motor:

CCW, CounterClockWise motor:

LOS:

FPV:

Távirányító:

Joystick:

MODE2 :

MODE1:

LHT:

Throttle:

Yaw:

Pitch:

Roll:

Ciklikus kar:

Gázkar:

Pedálok:

Rotorfej:

Stabilizátor:

Axis:

Gyro:

Accelerometer:

LiPo:

Névleges feszültség:

Cella:

Li-Ion:

Védőelektronika:

Charging cable:

Puffadás:

JST Plug:

mAh:

C:

RTF:

BNF:

ARF:

Rádió vevő:

Motortávolság:

KV:

Akciókamera:

Szénkefés (brushed) motorok

A kvadkopterek mechanikai szempontból sokkal egyszerűbbek a hagyományos helikoptereknél. Az olcsóbbakban jellemzően szénkefés (brushed) motorokat használnak, melyek olcsóságuk miatt kényszerítik kompromisszumokra a felhasználókat.

Mivel a szénkefementes (brushless) motorok egyelőre aránylag nagyok, a játék kategóriás kopterekbe jellemzően 100 dollár alatt, szénkefés motorokat építenek. Előnyük, hogy aránylag olcsóak és a vezérlésük is egyszerű. Hátrányuk, hogy a szénkefék aránylag érzékenyek és gyorsan kopnak. A kopter méretétől és vezetési stílustól függően a motorok 5-10 órát bírnak. Előfordul, hogy két ugyanolyan motorból egyik 3 óra után befuccsol, míg a haverja 20 órán túl is vígan pörög.

Legelterjedtebb méretek (bővítendő):

0720 – 7 X 20 mm – pl. Hubsan X4, Revell Atomium, Wltoys V939, Walkera Ladybird

0820 – 8,5 X 20 mm – pl. Hubsan X4 Camera – H107C, Dromida Ominus

Motorcserénél mind a négyet ajánlott cserélni amennyiben az új motoroknak jelentősen eltér a karakterisztikája. Arra is oda kell figyelni, hogy a motorok egyforma teljesítményűek legyenek.

Szénkefe mentes (brushless)  motorok

Ha komolyabban gondolod a kopterezést és nem akarsz kefés motorokat és fogaskerekeket cserélgetni 4-5 óra használat után, akkor érdemesebb kicsit többet költeni rá és venni egy brushless (kefe nélküli) gépet. Akár épített akár készen vásárolt gép áránál a határ a csillagos ég, de ezek a gépek már gond nélkül felemelnek egy GoPro, SJ5000 vagy Mobius akciókamerát, illetve a DJI Phantom sorozat legutóbbi tagjainak saját fejlesztésű kamerája van.

Motor forgásiránya alapján

Forgásiránytól függően vannak az óra járásával megegyező irányba forgók (ClockWise - CW) és az óra járásával ellenkező irányba forgók (CounterClockWise CCW).

Egymás mellett mindig ellentétes forgásirányú motorok találhatóak.
 

A gépek irányítása a távirányítóval (ritkább esetben mobiltelefonnal vagy tablettel) történik.

Kvadkoptereknél az irányítást a távirányítón két joystickel oldják meg. A legelterjedtebb konfigurációban a bal oldali adagolja a gázt illetve szabályozza a jobbra-balra fordulást míg a jobb oldalival tudjuk megadni a az előre-hátra, jobbra-balra dőlést (haladást). Ez a „MODE 2” kiosztás. A „MODE 1”-nél a karok pont az ellenkező kiosztásban vezérlik a gépet.

A MODE 2 (LHT, Left Hand Throttle, Bal kézi gázadás) távirányító használata:

A távirányító bal karjával a süllyedést és az emelkedést, valamint a függőleges tengely körüli elfordulást (yaw) állíthatjuk. A bal kar felfelé tolásával növeljük a motor fordulatszámát, így a gép emelkedik, míg lejjebb húzásával a gázt lejjebb vesszük, így a drón magassága csökken, vagy a szerkezet leszáll. A bal joystick balra és jobbra mozgatásával pedig a repülő szerkezet a függőleges tengelye körül balra vagy jobbra fordul.

A jobb karral a quadcopter előre-hátra, balra-jobbra mozgását irányíthatjuk. Felfelé tolva a jobb kart, a hátsó propellerek fordulatszámát növeljük, ami megemeli a quadcopter hátulját, így a gép előremegy (Pitch), lefelé húzva pedig ennek pont a fordítottja történik. A jobb joystickot balra vagy jobbra irányítva a drón bal vagy jobb irányba dőlve oldalaz (Roll).

A legelterjedtebb akkumulátorok a kvadkopterekben a LiPo akkumulátorok.
LiPo, azaz lítium-polimer alapúak. Névleges feszültségük cellánként 3,7 volt (feltöltve 4,2), könnyebbek a Li-Ion-nál mivel nem kell műanyag tokba zárni őket. Mivel csak egy alu csomag védi őket sokkal sérülékenyebbek, mechanikai sérülésnél, pl. szúrás hajlamosak kigyulladni és sötét, átláthatatlan füsttel magas hőmérsékleten égni. A LiPo akkukat ne dobjuk ki a háztartási szeméttel együtt mert könnyen tüzet okozhatunk. A LiPo töltőnek és akkunak is rendelkeznie kéne védőelektronikával. Sajnos a legtöbb „charging cable” (töltőkábel) tényleg csak egy kábel és minden védelem az akkura hárul. Amennyiben az akku nem rendelkezik ilyennel könnyen túl lehet tölteni az akkut és már jön is a puffadás, tűz, füst, tűzoltók.

Mit kell tudni az akkumulátorok jelöléséről?

JST Plug; 1S – 3,7V; 700 mAh; 25C; 2,6Wh

Magyarázat: JST plug – kétféle dugaszt használnak a kisebb kopterek. Ez a piros JST vagy a fehér microJST (1,25mm).

1S – 3,7V – Egycellás akku, cellánként 3,7V feszültséggel.

Ennek megfelelően: 2S - 7,4 V; 3S – 11,1V, 4S – 14,8V stb.

A kisebb kvadkopterek jellemzően 1S akkut használnak hogy egy olcsó töltővel is tölthetők lehessenek pl. az USB 5V-os feszültségével.

700 mAh – kapacitás. 700 mA-t tudna leadni óránként, 1,4 A-t fél óra alatt, stb. A kapacitástól nagyban függ az elérhető repülési idő, de túlzottan nagy kapacitású akkumulátor nem növeli arányosan a repülési időt a nagyobb súlya miatt, itt kell megtalálni az arany középutat a súly/kapacitás terén.

25C – A névleges kapacitás 25-szeresét képes leadni rövid ideig. 0,7*25=17,5 Amper!!!

2,6Wh – Tárolt energia = feszültség * kapacitás. E = U*I*t

Hamarosan!

A legkisebb nano-, micro drónok 5-6 ezer forintért beszerezhetőek, de ezeket főleg beltérben lehet használni. Jellemzően brushed (szénkefés) motorokat tartalmaznak, maximum 10-30 méter a hatótávolságuk, utána már szabad szemmel nehezen láthatóak, méretük miatt. A távirányító sem teljes értékű, játék kategóriás. Felhasználási terület: főleg szórakozás, tanulás, tapasztalat szerzés. Általában 1S akkumulátorral érkeznek, USB-s töltővel, RTF szettben, csak elemet kell tenni a távirányítóba, feltölteni az akkumulátort és lehet vele gyakorolni. Van belőlük kicsit drágábban 25-30 cm-es is, ezek kb. 10-15 eFt-ért beszerezhetőek, ezekkel már ki lehet merészkedni a szabadba is, de a szelet nem bírják. Előnyük, hogy méretüknél fogva kicsit messzebb lehet velük menni (50-60 méter). Az alap irányításokat begyakorlására tökéletesek, de hamar ki lehet nőni őket és tovább lépni egy kategóriát, viszont mindenképpen érdemes játék kategóriás géppel kezdeni a folyamatot.

Hamarosan!

Hamarosan!

Több kategória létezik belőlük, áruk általában tükrözi a minőséget. Az alap, 20-30 ezer Ft-os, jellemzően gimbal nélkül felfogatott, HD-nek megjelölt (de a valóságban rosszabb minőségű) kamerával szerelt példányokhoz képest a 40-50 ezres kategória sem jelent minőségi ugrást. Az igazi HD minőséget a 180-500 ezres kategória jelenti, amit mostanra már a DJI sajátított ki magának agresszív árazási politikájával (DJI Phantom 3-4). Ezeket már arra tervezték, hogy képesek legyenek egy GoPro-t, vagy a saját FullHD kamerájukat is elvinni, 3D gimbal biztosítja a kép stabilitását, beépített GPS-el rendelkeznek. Ebbe a kategóriába sorolhatóak a DJI Phantomok (1) és koppintásaik, illetve a Walkera nagyobb drónjai, a Xaomi MI drónja és a Parrot Bebop drónja is. A DJI árazása egyre jobban kiszorítja a konkurenciát ebből a speciális szegmensből. Felhasználási terület: az esküvői videózástól kezdve mindenféle légi fotózás, videózás, térképészet, felmérés, minden, amihez hosszabb üzemidejű, professzionális gépre van szükség. Jellemzően tabletes irányításúak, a különböző célszoftverek néha teljes mértékben átveszik a gép irányítását, előre programozott feladatokat is könnyen el tudnak végezni. Jelentős biztonsági mechanizmusokat tartalmaznak, hiba esetén képesek visszatérni egy előre meghatározott pontra és biztonságosan földet érni.