Guía para principiantes de FPV Quadcopter Drone Racing: 16 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

Si se ha encontrado con este artículo, (con suerte) está interesado en este nuevo fenómeno conocido como vuelo FPV. El mundo de FPV es un mundo lleno de posibilidades y una vez que superas el proceso a veces frustrante de construir / volar un dron FPV por primera vez, las ventajas superan con creces estas frustraciones. Este breve artículo lleva al principiante a través de los aspectos principales del vuelo FPV y un dron en general y lo prepara con una buena base de conocimientos a partir de la cual puede construir (literalmente…).

Este artículo se publicó originalmente en dronetrest.com y se colocó aquí con el permiso del autor (¡quién soy yo!)

Paso 1: ¿Qué es FPV?

Así que lo primero es lo primero, FPV son las siglas de First-Person-View. En resumen, pones una cámara en un dron volador, recibes la transmisión en vivo de esta cámara a través de un par de gafas (o monitor) y vuelas el dron a través de esta transmisión en vivo. FPV te ofrece la oportunidad de ver tu mundo a vista de pájaro: ¡es un punto de vista completamente nuevo del que no puedes tener suficiente! Aparte de ser un piloto real, esta es la experiencia de vuelo más inmersiva que encontrarás y no puedo promoverla más. Te sientes como si estuvieras físicamente dentro del dron, como si fueras un pájaro, corriendo entre los árboles, actuando y dando vueltas por el aire… aunque, por supuesto, tienes los pies firmes en el suelo.

Hay tres tipos principales de vuelo FPV; estilo libre, carreras y fotografía, cada uno de los cuales se explica a continuación.

FPV Freestyle Este es el tipo de vuelo FPV con el que probablemente te hayas encontrado antes si has visto algún FPV volando en YouTube. Es volar sin restricciones de a dónde tienes que volar; puedes volar bajo, puedes volar alto y puedes explorar cualquier lugar nuevo y emocionante que encuentres. ¡Esta es la arena en la que puedes realizar trucos y giros e impresionar a los espectadores con tus habilidades! Los freestylists son los acróbatas del mundo de los drones y no aprecian que los frenen cosas como pistas de carreras, árboles o edificios … Freestyle se trata de encontrar las mejores líneas a través y alrededor de los obstáculos mientras lanzas algunos giros para lucir genial en YouTube. videos.

FPV Racing

No hay premios por adivinar este: aquí es donde un grupo de pilotos de FPV se reúnen y compiten con sus drones. Habrá una pista de carreras de algún tipo con una combinación de obstáculos naturales y artificiales (por ejemplo, árboles, puertas y banderas). Quien haya terminado primero, gana. No se trata necesariamente de velocidad y potencia, sino que realmente pone a prueba tus reflejos y maniobrabilidad. Aquí se necesita una gran precisión …

Fotografía aérea

Una vez más, esto es exactamente lo que dice en la lata: este es el arte de tomar fotos y videos desde la perspectiva de pájaro de la que hablamos anteriormente. La tecnología utilizada en los drones ha permitido este fácil acceso a los cielos, por lo que ahora la gente común como tú y yo podemos disfrutar del impresionante paisaje desde lo alto. El tipo de dron y el equipo utilizado en este tipo de vuelo son bastante diferentes al estilo libre y las carreras. Aquí, el vuelo suave y sencillo tiene prioridad sobre la velocidad y la agilidad, ya que las imágenes fluidas son esenciales. Con este fin, se utilizan cardanes de cámara en un dron de fotografía aérea, junto con una cámara HD de alta calidad para brindar un video fluido. Entonces eso es FPV volando en pocas palabras. Tienes un dron, le colocas una cámara y lo vuelas viendo la transmisión en vivo. Sencillo. Ahora, si está interesado, pasaré a algunas de las partes más técnicas (¡pero no demasiado técnicas!) De lo que constituye un dron.

Paso 2: Cómo funciona un dron (multirotor)

Esta será una breve sección sobre la "ciencia" detrás de un dron. En primer lugar, un "dron" es técnicamente algo que puede volar de forma autónoma, pero se ha convertido en un término general para cualquier cosa electrónica que vuele. En el hobby FPV, a menudo usamos la palabra quadcopter o "multirotor". Un multirotor es un vehículo con varios "rotores", es decir, motores y el más común que verá en el cielo es un quadcopter, un multirotor con 4 motores.

Entonces, ¿cómo se controla un multirotor? Un multirotor tiene 4 puntos de control; rodar, cabecear, guiñar y empujar. Si tiene alguna experiencia con aviones / helicópteros, sabrá cuáles son, pero para aquellos que no, aquí hay un ejercicio simple para familiarizarse con ellos. Sostén tu mano hacia arriba, con la palma hacia el suelo; tu mano ahora es el multirotor.

• Roll - mueva su mano de lado a lado - este es su rollo.
• Pitch - inclina tu mano hacia arriba y hacia abajo - este es tu tono.
• Guiñada: manteniendo la palma de la mano hacia abajo, gire la cabeza hacia la izquierda y hacia la derecha: este es su guiñada.
• Thrust / Throttle: levante la mano y tendrá su empuje.

Utilice estos 4 puntos de control en conjunto para hacer que su multirotor vaya en la dirección que desee. Vuela de forma similar a como lo hace un helicóptero. Para avanzar es necesario tener una combinación de cabeceo y empuje.

Si desea familiarizarse con el vuelo FPV sin el riesgo de estrellar un dron, un buen lugar para comenzar es con un simulador de vuelo FPV.

FPV no es solo para cuadricópteros FPV usando cuadricópteros es, con mucho, la forma más popular de volar FPV, pero hay muchos pilotos de ala fija que conectan cámaras a aviones de control de radio más tradicionales. Pero en esta guía cubriremos los conceptos básicos de FPV desde la perspectiva de un cuadricóptero, ya que esto es con lo que la mayoría de las personas comienzan.

Paso 3: ¿Cree el suyo propio o compre listo para volar?

Ahora, le he dado a esta pregunta una sección propia, ya que es una pregunta muy importante; ¿Construirá su propio quadcopter o comprará un quad FPV listo para volar (RTF) prefabricado? Voy a decir de inmediato que estoy predispuesto a construir, no solo es muy divertido, sino que también obtienes una gran sensación de logro cuando tienes tu propio quad en el aire volando. Eso no quiere decir que comprar un kit RTF esté mal; puede obtener algunos kits geniales que funcionarán fantásticamente y estoy seguro de que estará satisfecho con su decisión.

El quid del problema para mí es que te estrellarás, muchas, muchas veces. Algunos de estos choques no provocarán nada desastroso y solo necesitará reemplazar uno o dos accesorios. Sin embargo, algunos de estos choques (¡especialmente cuando comienzas a volverte valiente!) Resultarán en daños más graves. Es posible que deba reemplazar un motor, el transmisor de video o el controlador de vuelo del propio quad. En estas situaciones, si no ha construido la máquina usted mismo, no necesariamente sabrá cómo repararla. Por lo tanto, es posible que deba comprar un kit completo nuevamente, lo que podría resultar costoso muy rápidamente. Sin embargo, si lo ha construido desde cero, conoce los entresijos del quad y, por lo tanto, podrá identificar el problema y resolverlo con bastante facilidad.

¿Entonces mi consejo? Construir. Si esto te apetece, ahora pasaré a enumerar la anatomía de un dron y podrás comenzar a desarrollar ese conocimiento de drones …

Paso 4: Anatomía de un dron de carreras FPV

Así que entremos algunos detalles sobre lo que constituye un dron cuadricóptero. Todos los componentes principales de un dron FPV típico se muestran en la imagen de arriba.

Un dron FPV se puede dividir en tres "partes" principales; el sistema de vuelo, el sistema de potencia y el sistema FPV.

• El sistema de vuelo consta de las partes que hacen volar el quadcopter, como motores y controlador de vuelo.
• El sistema de energía consta de las partes que proporcionan energía eléctrica a su dron, como la batería y el tablero de distribución de energía.
• El sistema FPV consta de las partes utilizadas para la transmisión de video, incluida su cámara, transmisor de video y gafas.

Discutiremos cada uno de estos sistemas con más detalle en los próximos pasos.

Paso 5: el marco

Lo primero es lo primero, los tres sistemas de un dron deben estar conectados a algo, conocido como marco. Este es el esqueleto del dron y proporciona no solo la fuerza del multirotor en su conjunto, sino también el aspecto final del dron. Hay tantos estilos y variaciones diferentes de marcos multirotor que sería imposible contarlos, pero todos tienen las mismas características generales. Todos quieren ser lo más fuertes posible pero también lo más livianos posible (ya que obviamente esta es la mejor combinación). Es por eso que la fibra de carbono se usa a menudo, ya que generalmente es fuerte pero liviana.

Los marcos también están categorizados, pero su tamaño. Cuando digo el tamaño de un marco, me refiero a la distancia entre ejes, que es la longitud diagonal (en mm) desde la mitad de un motor hasta la mitad del motor directamente en diagonal a él. La mayoría de los cuadros FPV tienen una distancia entre ejes de 220 mm o menos a medida que la tecnología se vuelve más inteligente y más pequeña.

Lectura adicional: Guía completa para comprar un marco de cuadricóptero FPV

Paso 6: el sistema de vuelo

El sistema de vuelo contiene todo lo que necesita el multirotor para volar. Esto incluye el controlador de vuelo, los motores, los controladores de velocidad electrónicos (ESC), el receptor de radio y las hélices.

La forma en que funciona el sistema de vuelo es la siguiente:

• Pilot mueve los sticks en el controlador R / C, esto se envía al receptor de forma inalámbrica
• El receptor R / C envía los comandos de la palanca del piloto al controlador de vuelo
• El controlador de vuelo interpreta estos comandos y calcula a qué velocidad debe moverse cada motor y envía esta señal al ESC
• El ESC convierte esta señal en un voltaje que envía al motor
• El motor es lo que produce el empuje para mover realmente el dron.

Este proceso ocurre cientos de veces por segundo. Veamos cada componente con más detalle.

Paso 7: El controlador y receptor R / C

El controlador de radio es el dispositivo que el piloto sostiene en sus manos con dos joysticks que se usa para volar el dron. El receptor de radio es el pequeño dispositivo electrónico que está instalado en el dron (y está conectado al controlador de vuelo). El controlador envía señales de radio al receptor y el receptor luego envía la información al controlador de vuelo. Hay muchas opciones cuando se trata de seleccionar su controlador y receptor R / C. En este momento, las radios Frsky Taranis son, con mucho, las más populares en la comunidad FPV.

Paso 8: el controlador de vuelo

Como sugiere el nombre, este equipo controla el vuelo y, por lo tanto, puede considerarse el "cerebro" del dron. El controlador de vuelo toma datos de dos entradas y las usa para mantener estable el multirotor y dirigir el dron. Estas dos entradas de datos provienen de sensores incorporados en el controlador de vuelo y del piloto a través del controlador R / C. Los sensores le dicen al controlador de vuelo cosas como la orientación y la altitud, y el piloto le dice al controlador de vuelo en qué dirección quieren que vaya el multirotor.

Dependiendo de la profundidad a la que desee llegar, también puede ajustar y programar su controlador de vuelo según sus especificaciones exactas, tal como lo haría con un automóvil de carreras. De esta manera, puede obtener lo mejor de su dron.

Otras lecturas:

Guía de compra del controlador de vuelo FPV Racing

Paso 9: los controladores de velocidad electrónicos (ESC)

Los ESC son los componentes que toman los comandos del controlador de vuelo y los traducen en energía para los motores. El ESC le dice al motor que gire más rápido o más lento según las instrucciones del piloto. Por lo tanto, cada motor tiene un ESC dedicado ya que cada motor, en un momento dado, se mueve a una velocidad diferente a la de los demás.

El tipo y tamaño de ESC que es adecuado para su dron depende del sistema de energía que esté usando y de los motores que esté usando.

Otras lecturas

Que considerar al comprar un ESC para su multirotor

Paso 10: los motores

Los motores son la fuerza motriz del multirotor y proporcionan el empuje (junto con las hélices). Lo más importante que debe saber en términos de motores de drones FPV es cómo se clasifican los motores.

Tiene muchos motores diferentes de muchos tamaños diferentes, pero ¿qué significan? Bueno, tomemos el motor ChaosFPV CF2205 2300Kv PRO como ejemplo. Este es un motor 2205 con una clasificación KV de 2300KV. El número 2205 se refiere a las dimensiones del motor; el motor tiene un diámetro de 22 mm y una altura de estator de 5 mm. Cuanto más alto sea el motor (mayor altura del estator), más rápido puede reaccionar, mientras que los motores de mayor diámetro le brindan más torque y potencia, pero reaccionan más lentamente. La clasificación KV se define como las revoluciones por minuto (RPM), por voltio. Por lo general, los motores KV más bajos se utilizan mejor con puntales más grandes.

Otras lecturas:

Motores sin escobillas: cómo funcionan y qué significan los números

Paso 11: las hélices

Las hélices están unidas a los motores y proporcionan el empuje necesario. Hay muchos tipos diferentes de accesorios en el mercado, desde las tradicionales hélices de 2 palas hasta las hélices de 5 palas. Nuevamente, las hélices se nombran de manera estándar, p. Ej. 5x3x3. Esto simplemente significa que tiene una hélice de 5 pulgadas con un paso de 3 pulgadas y hay 3 palas.

Paso 12: El sistema de energía

El sistema de energía de un dron comprende las partes que proporcionan energía y la dirigen a todos los componentes electrónicos. En un quadcopter FPV típico hay solo dos componentes, una placa de distribución de energía (PDB) y la batería.

La PDB La placa de distribución de energía simplemente toma la energía de la batería y la distribuye a las fuentes relevantes. En la forma más simple, es una placa separada a la que conecta la batería y a la que conecta los otros componentes del sistema de vuelo (como los ESC). A veces, una PDB también incluirá algunos reguladores de voltaje que generarán una salida constante de 5 V o 12 V para alimentar algunos de sus otros dispositivos electrónicos. También encontrará que los controladores de vuelo también tienen una PDB incorporada, lo que significa que conecta la batería (y los ESC) directamente al controlador de vuelo. Para obtener más información, consulte

La batería

Ahora llegamos al componente que proporciona la energía a su multirotor: la batería. Los drones generalmente funcionan con baterías de polímero de litio (LiPo) que constan de varias "celdas". Cada celda tiene un voltaje de 3.7V y al agregar más celdas, agrega más voltaje. Por ejemplo, una batería de 3 celdas (anotada como 3S) tiene un voltaje de 11,1 V. Como se mencionó en la sección "Motores", la velocidad a la que gira el motor está directamente relacionada con el voltaje que se proporciona. Entonces, para que su motor gire más rápido, necesita más voltaje. Sin embargo, desafortunadamente, no puede simplemente golpear una batería de 10 celdas en su dron para que vaya más rápido; siempre hay un buen equilibrio entre el peso y la potencia al elegir la batería adecuada para usted.

Lectura adicional: Baterías LiPo: cómo elegir la mejor batería para su dron.

Paso 13: El sistema FPV

El sistema FPV consta de una cámara, un transmisor de video que transmite la transmisión de video a sus gafas de video en el suelo. Para entender el sistema FPV, la analogía más sencilla es pensar en cómo funciona la televisión, ya que es prácticamente lo mismo, pero a una escala mucho menor. Su dron tiene una cámara que captura un video. Esta señal se envía a un transmisor de video, que transmite una señal de forma inalámbrica (como lo haría un estudio de televisión). Las gafas FPV de su quadcopter son como un televisor que captará la señal. Pero para ser específicos, el receptor de video captará la señal y la mostrará en la pantalla dentro de las gafas. La mayoría de las gafas FPV tienen un receptor de video integrado o tienen la capacidad de conectar uno a través de una bahía de módulo.

La cámara FPV

La cámara FPV es quizás el componente más importante de cualquier dron FPV, ya que es el equipo a través del cual se le transporta a su plataforma FPV. Las cámaras FPV comenzaron como cámaras CCTV, pero a medida que el pasatiempo ha avanzado, muchos fabricantes están fabricando cámaras personalizadas diseñadas específicamente para FPV. Esto significa que las cámaras FPV están diseñadas para tener la latencia más baja posible (el tiempo que tarda en capturar un fotograma y enviárselo). Sin embargo, la mayoría de las cámaras FPV NO proporcionan salida HD, ya que esto aumenta la latencia de la alimentación, lo que es desastroso para el vuelo FPV. Cuando viaja a más de 80 mph, cada milisegundo de latencia marca la diferencia.

Paso 14: el transmisor de video (VTX)

Sin un transmisor de video conectado a su cámara, la cámara es completamente inútil. Este es el componente que transmite la transmisión de video desde la cámara de forma inalámbrica a sus gafas FPV en el suelo.

Los FPV VTX vienen en una variedad de tamaños, potencias y características, pero se clasifican principalmente en términos de su potencia de transmisión (en milivatios, mW). Las dos potencias principales son transmisores de 25 mW y 200 mW; 200 mW es el más común entre los FPV que vuelan.

También debe tener en cuenta que existen algunas regulaciones sobre la cantidad de energía que puede usar con su transmisor FPV. Dentro de la UE, la potencia máxima que puede utilizar legalmente es de 25 mW. Si desea utilizar una potencia de transmisión más alta sobre esto, necesitará obtener permiso para hacerlo.

Lectura adicional: Todo lo que necesita saber sobre los transmisores de video FPV

Guía de antena FPV

Paso 15: Las gafas FPV

Puede ver la transmisión de video en vivo desde su dron con gafas FPG. Técnicamente, un receptor de video recibe la señal y la pantalla dentro de las gafas la muestra. Pero hoy en día un receptor FPV está integrado o se engancha en casi todas las gafas FPV, por lo que generalmente consideramos esto como una sola cosa.

La transmisión de video en vivo se muestra en una pequeña pantalla dentro de las gafas y, al igual que la realidad virtual, ¡ves lo que ve la cámara y te transportas a los cielos! Al igual que con cualquier otro componente en la construcción de motores múltiples, hay muchos tipos, estilos y marcas diferentes de gafas FPV. Si tiene los fondos, puede optar por un par realmente de alta gama con una calidad de pantalla brillante, receptores duales para una mejor recepción y funciones especiales como la capacidad de DVR (lo que significa que puede grabar lo que ve). Sin embargo, también puede conseguir un par de gafas muy sólidas por poco dinero que harán el trabajo espléndidamente para un principiante.

Lectura adicional: Guía de compra de gafas FPV

Paso 16: en resumen

Por lo tanto, volar con FPV es solo el acto de volar su dron FPV con una cámara conectada mientras mira las imágenes en vivo y pilota su dron en consecuencia. Puedes participar en esta actividad solo (aunque si eres principiante, se recomienda que salgas con un piloto de experiencia) o en grupo. Puede establecer su propio recorrido de carrera y competir entre sí para ver quién es el mejor piloto de FPV. Te brinda una visión completamente diferente del mundo que te rodea y te permite desarrollar una nueva habilidad mientras te sumerges en una gran experiencia.