Наши квадрокоптеры летают на бесколлеторных моторах постоянного тока, это специальные типы двигателей, у которых нет основных компонентов с повышенным износом.
Все бесколлекторные (безщеточные) двигатели состоят из 4 компонентов:
Статор. Статор это обмотка двигателя, состоящая из 3 фаз длинных тонких проводков, которые обматываются вокруг сердечника. Провода покрыты эмалью, чтобы предотвратить короткое замыкание при обмотке и работе. Если вы хорошо учили физику, то знаете, что ток, протекающий по проводу, создает магнитное поле. Когда провод обмотан вокруг чего-то, то магнитное поле увеличивается. Чем больше ток, тем больше сила магнитного поля и больше крутящий момент от вашего двигателя. Однако, большие токи сильно нагревают обмотку, особенно вот такие тонкие провода и защитная эмаль может оплавиться при сильном нагреве, тогда произойдет короткое замыкание и двигатель станет нерабочим.
Неодимовые магниты. Эти магниты из редкоземельных металлов генерируют фиксированное магнитное поле, они маленькие, но создают очень сильное магнитное поле. Они приклеены эпоксидной смолой или цианокрилатом к корпусу мотора.
Корпус двигателя защищает магниты и обмотку. Обычно он изготовлен из легкого металла, такого как алюминий. Более продвинутые двигатели имеют корпусы, которые сделаны как вентиляторы, т.е. при вращении нагоняют воздух на обмотку сердечника, чтобы охлаждать ее.
Вал мотора жестко прикреплен к верхней части. Это рабочий компонент мотора, который передает крутящий момент на пропеллеры.
Слишком далеко заходить и углубляться не буду, просто основы — магниты и обмотка создают движущую силу благодаря взаимодействию и созданию магнитного поля между ними. Это происходит благодаря подаче постоянного тока на определенную обмотку (у нас 3 фазы, т.е. 3 отдельных провода на обмотке), ток подается и прекращает подаваться на определенные обмотки в короткий промежуток времени, тысячные доли секунды, заставляя крутиться верхнюю часть с магнитами. Этим процессом полностью управляет ESC-регуляторы, это мозг моторов, он решает, когда подавать ток, а когда нет и с какой частотой.
Итак, теперь вы знаете основы работы и из чего он состоит, теперь узнаем, как выбрать мотор для дрона.
Размер двигателя
Вот общие размеры двигателей для квадрокоптеров:
Все моторые имеют рейтинг Kv. Этот рейтинг показывает то, насколько быстро будут крутиться ваши пропеллеры. Максимальное количество оборотов в минуту, которое сможет выдать ваш мотор, можно узнать, если умножить kV на напряжение аккумулятора. Так, если у вас двигатель 2300kV и батарея lipo 4s, то будет такая формула, так как у 4s lipo напряжение 14.8 вольт:
14.8 * 2300 = 34040RPM
Но не стоит брать эту цифру как фактическое значение, которое будет развивать мотор, лучше использовать эту цифру как справочное число для ориентира — на что будет способен квадрокоптер на этих двигателях. Общая информация, какие пропеллеры нужно ставить на двигатели 2204 и 2205:
Обратите внимание, что это не жесткие правила, а лишь рекомендации, но если вы будете придерживаться их, то ваш дрон будет летать с наилучшими характеристиками.
ВесЕдинственное, что нужно помнить про вес, это то, что каждый сэкономленный грамм нужно умножать на 4 (или больше, смотря какой дрон будете собирать). Тяжелые моторы обычно довольно мощные и компенсируют свой вес тягой.
ЦенаЦена одно из важных значений, чем выше цена, тем качественнее компоненты и сборка, а значит и результаты по скоростям и маневренности. В среднем цены от 600 до 2 000 рублей.
ВалВал должен быть достаточно длинным, но не менее 13 мм в длину и 5мм в диаметре. 5мм это самый распростроненный диаметр у пропеллеров, в противном случае вам придется рассверливать или покупать новые проппы, так как они или не налезут или будут маленькие. А насчет длины — нужно не забывать, что пропеллеры закрепляются контргайками, а она должна полностью пройти вал по резьбе.
Какие есть марки двигателей с сортировкой по популярности:
EMax RS2205S — Ссылка (4 мотора за 4500 рублей)
BR2306S Ссылка (4 мотора за 2 000 рублей)
Readytosky
Readytosky Ссылка (4 двигателя за 1300 рублей)
Cobra Champion Ссылка (1157 рублей за 1 двигатель)
Returner R4 Ссылка (1 мотор 1500 рублей)
profpv.ru
Моторы в квадрокоптере - это один из главных компонентов, особенно, если вы собираете квадрокоптер своими руками.
Для установки на квадрокоптеры формата Drone Racing моторы можно разделить на две позиции 1806 и 2204.
Формат 2204 устанавливается на рамы квадрокоптеров 200-300 размера и предназначены для использования с пропеллерами 5-6 дюймов.
Eachine Racer 250 Drone Spare Part BG2204 2300KV Brushless Motor CW/CCW - в продаже моторы прямого и обратного вращения (выбирается при заказе). Эти моторы устанавливаются на квадрокоптер Eachine Racer 250, поставляются без гайки.
Основной "вкусностью" этих моторов является то, что они предназначены для работы как с 3S так и с 4S аккумуляторами.
Этот мотор для квадрокоптера тоже из комплекта готового набора для Drone Racing, Nighthawk Pro относится к 280 классу и сделан на базе плоских деталей вырезанных из карбоновых пластин. Моторы Emax Nighthawk Pro 280 2204 2300KV ориентированы на работу с 3S аккумулятором.
Ориентирован на работу с 2-3S аккумуляторами. в таблице ниже приведены базовые характеристики мотора.
Интересная концепция - в корпус мотора встроен регулятор оборотов. С этими моторами не придется тратиться на дополнительные регуляторы. Вы можете выбрать 1900, 2000 или 2300 оборотов на вольт, для Drone Racing - выбирайте последнее значение.
Emax RS2205-2300 стоят немного особнячком. размер статора у этих моторов на 1 мм больше, то есть мотор получается чуть выше, но по ширине имеет те же габариты, что и вышеприведенные электродвигатели для квадрокоптеров. Это позволяет устанавливать этот мотор на любую раму с заявленной поддержкой 2204.
Лишний миллиметр сильно повлиял на мощность двигателя, стандартно 2204 имеют тягу 450-480 грамм с 3S аккумулятором, Emax RS2205-2300 вытягивает 750 грамм с пропеллером 5х4.5, а на 4S его тяга превышает килограмм!!
По рекомендации пользователей добавляется в обзор DYS SE2205 2300KV.
Этот мотор - полный аналог "краснозадых" моторов от emax (RS2205) но чуть дешевле. На 4 банках и с винтами 5х4.5 тяги тоже за 1 кг. При токе больше 30А! Т. е. мощность больше 450 Вт! В полете ощущение термоядерного реактора на борту.
При этом заявлена поддержка 3-5S аккумуляторов!
1806 - этот формат подходит для рам 150-200 размера. Некоторые ставят и на 250 рамы, но тут уже может быть недостаток тяги, хотя это зависит от полетного веса квадрокоптера.
Пропеллеры для 1806 обычно ставятся 4-5 дюймов. Часто для увеличения тяги используются 3-х лопастные пропеллеры.
DYS BE1806 2300KV - это небольшой мотор ставший стандартом для оборудования сборных рам или самодельных квадрокоптеров Drone Racing.
Отличительной чертой продуктов Eachine является качество исполнения. BG1806 2300KV не является исключением, эти моторы характеризуют низкие вибрации во время эксплуатации. Вам не придется дополнительно балансировать моторы!
Поддерживает 3S и 4S аккумуляторы. В полях не встречал, но на зарубежных форумах отзывы весьма положительные.
Эти моторы шли в комплектах для сборки QAV250. Так сказать нонейм моторы. Отрицательных отзывов (если покупать по ссылке, а не на алиэкспрессе) не нашел.
Первое - стоит определится с размерами рамы и аккумулятором. Решить - будете ли вы использовать 4S для полетов.
Если вы решили, что вам нужен скоростной коптер, то берите Eachine BG2204 2300KV, Emax RS2205-2300 или DYS SE2205 2300KV, последние два дают еще и повышенную мощность.
Для малых рам и 4S аккумуляторов - KingKong 1806V2 2280.
Если скорость не актуальна и будет использоваться только 3S, то рекомендую брать Eachine для обоих случаев, качество моторов мне нравится.
Константин, Обзор квадрокоптеров.
Квадрокоптер своими руками → Все для Drone Racing
FPV камеры → Камера 600TVL SRD-1521
Аксессуары квадрокоптеров → Тесты моторов Tarot 1806/2280, SunnySky 2204/2300, DYS1806/2300
Квадрокоптер своими руками → 250 квадрик на 3D принтере
Аксессуары квадрокоптеров → Проставки на моторы квадрокоптера
Видеоподборки про RC моделизм → Мой опыт с EMAX RS2205 через 6 месяцев после покупки
Видеоподборки про RC моделизм → AOKFLY FR2205 motors unboxing and short review
Аксессуары квадрокоптеров → Мотор для микроквадрокоптеров
quad-copter.ru
Двигатели для дронов делятся на два типа:
Коллекторные двигатели используются в основном на слабых дронах начального уровня и для съемочных квадрокоптерах. Дело в том, что они не могут развивать значительные обороты и мощность, а это значит, у них будет маленькая подъемная сила. Они более громоздкие и более склонны к поломкам, так как у таких моторов больше трущихся деталей. Принцип работы коллекторных двигателей: мотор состоит из корпуса, внутри корпуса находятся магниты – плюс и минус, корпус неподвижен, а в движение приводится ротор с обмоткой с помощью щеток, которые подают электричество на обмотку.
Бесколлекторные двигатели используются на гоночных и профессиональных дронах. Отличаются огромными мощностями, значительными оборотами и тягой. Такие двигатели более компактные, по весу примерно такие же, имеют долговечность за счет минимума движущихся частей, да и те на подшипниках. Принцип работы бесколлекторных двигателей: мотор делится на 2 части – основание и колокол, на основании неподвижно закреплена обмотка, а колокол (верхняя движущаяся часть) закреплен жестко на роторе. В колоколе с внутренней стороны размещены неодимовые магниты. Электричество подается на обмотку и обмотка уже взаимодействует с магнитами, заставляя вращаться колокол. Бесколлекторные двигатели 3-х фазные.
Расшифровка маркировка двигателей квадрокоптеров:
KV – оборотов в минуту на вольт, чем больше число, тем мощнее двигатель. Например, 2300KV разгонит дрон до 100км/час.
A2313/16T – Буква А это класс двигателя. 23 – диаметр магнитопривода в мм, толщина набора 13мм, 16 – витков. Чем меньше витков у двигателя, тем больше KV.
Какой двигатель нужен для гоночного квадрокоптера?
Несомненно бесколлекторный, так как такому дрону нужна скорость и большая тяга, чтобы мгновенно набирать обороты и скорость. Пилоты дронов ставят на гоночные обычно двигатели с KV 2300-2600, это мощные двигатели, способные удовлетворить все потребности гонщика.
Я летаю на вот таких RS 2205 Readytosky 2300KV, купить их можно по этой же ссылке. Это не оригиналы, стоят в 2 раза дешевле, но чем они отличаются от оригиналов, я не понял, по ощущениям и звуку все тоже самое, по мягкости металла тоже самое, что оригиналы гнутся при ударе, что не оригиналы.
Какой двигатель нужен для съемочного квадрокоптера?
Тут смотря каких размеров дрон, если большой, то тоже нужно брать бесколлекторные двигатели, но с маленьким KV, например, 930 или 1000, скорость и резвость вам не нужна на таких дронах, а такие моторы еще и экономные за счет малых оборотов, плюс на них ставятся большие пропеллеры.
Если у вас маленький дрон с FPV без каких-то дополнительных экшн-камер на борту, то подойдут и обычные коллекторные моторы, но как правило, все ставят бесколлекторные, они и долговечнее и выбор очень широкий, к тому же, по цене не слишком дороже.
profpv.ru
Пост о моторах квадрокоптера оказался очень популярным среди читателей этого блога, но он не содержит практических указаний о том, как именно выбрать двигатель (мотор) квадрокоптера. Поэтому, я решил написать эту статью для тех, кто выбирает раму и двигатели на квадрокоптер, но не уверены, в правильности своего выбора. Все изложенное ниже основано на личном опыте, информации с других сайтов, и не претендует на то, чтобы быть абсолютной истиной. Также я не буду пытаться оценивать моторы и рамы с точки зрения их качества и предлагать какие-то бренды или модели как лучшие. Статья будет только о параметрах и об их влиянии на выбор.
Начнем с рамы (frame). Почему важен выбор рамы для выбора двигателя? Рама определяет две основные характеристики квадрокоптера — вес и размер. А это, в свою очередь, влияет на выбор пропеллеров и двигателей. Поэтому мы и начнем с рамы.
Собственно, рамы (с точки зрения размера) бывают маленькими, средними и большими. Конечно же, у них есть куча других характеристик, но мы будем подробно останавливаться на основных, которые влияют на выбор двигателей. И так, вы собрались строить:
Гоночные квадрокоптеры, несмотря на страшное слово «гоночный», самые простые и недорогие (есть исключения). Почему так? Потому, что набор комплектующих и «наворотов» минимален. Основная цель — получить аппарат как-можно с меньшим весом. Это сделает его маневренным и быстрым.
До недавнего времени, стандартом гоночного FPV квадрокоптера был размер 250 мм. Сейчас появились модели 210 и даже 160мм. Чем меньше квадрокоптер, тем легче и маневренее он будет. Но очень маленькие модели сложно собирать и «впихивать» в них минимальный набор комплектующих: камера, контроллер полета, плата питания, видеопередатчик, антенна, радиоприемник, и конечно же — батарея. У меня есть опыт постройки 210мм гоночного квадрокоптера, и мне кажется, с рамой размером 250 работать намного проще.
Рама гоночного квадрокоптера должна быть карбоновая (Carbon Fiber). Можно, конечно, взять раму из всякого рода пластмасс (Composite), и даже из стекловолокна (Glass Fiber, Fiberglass), но тогда вам нельзя будет ударять такой аппарат о землю. А это, поверьте мне, вы будете делать очень часто. В отличие от больших и средних аппаратов, которые совсем не желательно ронять, и которые при падениях что-то все-таки да ломают, гоночные квадрокоптеры должны выдерживать удары о землю и другие предметы, т.к. для них это обычное дело. Качественные рамы можно купить от $15 и до $100 и больше. При чем, эта 15 долларовая рама очень хорошая, на мой взгляд. Для гоночных квадрокоптеров обычно используются пропеллеры размером 5-6 дюймов. Среднее время полета гоночных квадрокпотеров — 5-10 минут. Нормальный вес гоночного квадрокоптера — 400-500 грамм. Батарея 1200-1500 мА*ч.
Квадрокоптеры средних размеров (300-500мм) уже не используются для гонок, поэтому требования к раме не такие жесткие. Вы можете взять пластмассовую раму, карбоновую, или даже изготовить ее самостоятельно из дерева или металла. На что следуюет все-таки обратить внимание — это вес. Эта характеристика уже не такая критичная как в случае с гоночными аппаратами, но все же лишние 200-300 грамм сильно скажутся на полетном времени в итоге. Карбоновые рамы предпочтительнее из-за веса и прочности, но если вы строите бюджетный вариант, то подойдет и хорошая пластмассовая. На квадрокоптер среднего размера тоже прекрасно устанавливается подвес для камеры, и на нем можно летать по FPV. Но все же квадрокоптер среднего размера — это некий компромисс между стоимостью и качеством. Я бы рассматривал его как платформу для обучения и экспериментов.
Для квадрокоптеров средних размеров обычно используются пропеллеры размером 8-11 дюймов. Среднее время полета — 8-15 минут. Нормальный вес — 900-1500 грамм. Батарея 3000-5000 мА*ч
Большие и мощные квадро- гекса- и даже окто- коптеры (от 650 мм) для фото и видеосъемки, способные улететь далеко и вернуться, обычно «напичканы» дорогой электроникой, несут дорогую камеру и большую (дорогую) батарею. Они имеют большой вес и не так ограничены в возможностях. Строить аппарат с дорогой электроникой суммарной стоимостью под $1000 и при этом съекономить на раме — выглядит не очень разумно. Поэтому, рама должна быть прочной, легкой и карбоновой 🙂 Также, такая рама может иметь складные ноги и руки, что позволяет легко транспортировать квадрокоптер к месту полета и назад, а также поднимать (складывать) ноги во время полета, чтобы не попадать в поле зрения камеры.
На квадрокоптеры такого размера ставят пропеллеры от 15 дюймов и большие мощные двигатели с маленьким KV рейтингом. Вес такого аппарата может достигать 2.5 кг и больше, а время полета начинается обычно с 15 минут. Среднее время полета — 20-25 минут. Хотя в интернете встречаются примеры конфигураций, которые летают 50 и даже 60 минут. Эти аппараты очень дорогие, и имеют, как правило, больше 4 моторов, часто 6 и даже 8. Такие мультикоптеры очень стабильны в полете, что не маловажно для фото и видео съемки. Батареи очень часто имеют больше 3 ячеек (часто 6) и емкость от 8000 мА*ч
Все типы рам могут иметь встроенную плату питания или распределения электроенергии (PCB, PDB). Тогда вам не нужно покупать отдельеую плату и меньше проводов будет торчать наружу. Обзор таких плат выходит за рамки этой статьи.
Итак, если вы определились квадрокоптер какого размера и типа вы будете строить, самое время перейти к выбору двигателей для него, как самой важной части оборудования. Но об этом мы поговорим во второй части. Stay tuned.
nevler.com
Сегодня мы расскажем как правильно выбрать квадрокоптер, на что обратить внимание при покупке, как правильно активировать и эксплуатировать дрон. Ответим на вопрос, который мучает многих: Можно летать или нельзя на квадрокоптерах. В 2018 году появится очень много новинок среди беспилотных аппаратов и, чтобы не запутаться во всем это, давайте разложим по полочкам все нюансы связанные с квадрокоптерами. Начнем сразу с вопроса о полетах. Официально летать на квадрокоптерах в черте города нельзя. Это особенно касается мест с большим скоплением людей. Не рекомендуется летать в парках, на площадях, вблизи зданий и сооружений. Выбирайте места для полета где нет людей. Это могут быть поля и любые открытые местности с хорошей видимостью и желательно без деревьев. Сейчас активно продвигается регистрация квадрокоптеров, но даже если вы зарегистрировали модель, это не значит, что можно сразу идти в парк и летать. По сути эта регистрация ничего не дает. Летать по прежнему нужно аккуратно только на открытых площадках.
Самое главное понять для каких целей вы покупаете квадрокоптер. Ответ казалось бы просто: «чтобы летать». Но, летать можно по разному, и управляют моделями разные люди. Это могут быть дети, взрослые, опытные пилоты и наконец те, кто в принципе никогда не управлял ими. Можно летать на улице или дома. После того, как вы определились с главными вопросами, описанными выше, стоит изучить более детально, какие есть типы квадрокоптеров.
Вид квадрокоптера, это условное понятия, которое в какой-то степени делит модели по условиям эксплуатации и возможностям. Есть несколько основных видов, это квадрокоптеры: для начинающих, с камерой, профессиональные, мультикоптеры, мини и нано коптеры. Дроны для начинающих в свою очередь могут быть одновременно с камерой и при этом маленьких размеров. Комплектаций дронов существует всего три. Это RTF, BNF и ARF.RTF (Ready To Fly) – это полная компектация. Другими словами, вам не нужно ничего докупать, чтобы начать летать. Такие модели всегда поставляются в собранном виде. Ваша задача достать коптер из коробки, обязательно прочитать инструкцию перед полетом и только после этого учится пилотировать. Несмотря на то, что комплектация полная, обычно батареек для пульта управления в коробке нет.BNF (Bind and Fly) – практически тоже самое, что и RTF, но в таких комплектациях не предусмотрено наличие аппаратуры. Вам нужно самостоятельно покупать пульт и привязывать его к квадрокоптеру. Стоит заметить, что такая комплектация новичкам абсолютно не нужна. Эти модели покупают в основном те кто уже имеет один, два и более коптеров.ARF (Almost Ready to Fly) – квадрокоптеры с пометкой ARF поставляются в разобранном виде. И самое главное, обычно поставляются без двигателей, аккумуляторов, контроллеров и так далее. Список того, что необходимо докупить, всегда можно посмотреть в карточке товара. Эти модели покупают только опытные пилоты, которые хотят собрать дрон с нуля.
Есть 3 основных группы в которые попадают квадрокоптеры исходя из своих размеров. Это нано и мини квадрокоптеры, квадрокоптеры 200-250 размера и квадрокоптеры 350+ размера. Во всех группах есть большой выбор моделей на любой вкус.
Нано и мини квадрокоптеры это модели, в первую очередь предназначенные для полетов в помещениях. Они небольших размеров, очень маневренные и легкие. Большинство мини квадрокоптеров с камерой, поэтому вы можете не только летать по квартире, но и снимать видео. У моделей есть защита винтов, которая позволит сохранить пропеллеры в целости.
Квадрокоптеры средних размеров от 200 до 350 миллиметров в диаметре, могут летать как в помещении, так и на улице. Это очень популярный типоразмер. Среди моделей средних размеров, есть как бюджетные, так и профессиональные дроны. На таких моделях может быть установленная GPS навигация для более плавного полета, различные функции и опциональные детали. Можно считать, что такой размер является самым востребованным среди новичков и любителей путешествовать и снимать видео на квадрокоптер.
К ним относятся в том числе и мультикоптеры у которых 6 несущих винтов. Такие модели способны нести на своем борту весс до 4 кг. Используют их в качестве базы для установки дорогих зеркальных камер и съемки видео. Данные модели используются в основном в профессиональных целях.
Двигатели на квадрокоптерах бывают двух видов. Это коллекторные и бесколлекторные. Первые считаются менее долговечными из-за своей конструкции, а точнее угольных щеток. Эти щетки имеют неопределенный срок службы. Могу проработать очень долго, а могут и так же быстро выйти из строя. Ходит миф, что коллекторные моторы «это очень плохо». Ничего подобного. Эти моторы служат достаточно долго, и случаи быстрых поломок очень редкие. Бесколлекторные моторы в отличии от коллекторных не имеют таких счеток, и при нормальной эксплуатации они практически не выходят из строя. Обычно для таких двигателей используют более современные Li-Po аккумуляторы, которые умеют меньший вес и соответственно больший КПД
По скоростным характеристикам модели не имеют строгих рамок. Многие дроны способны летать как на небольшой скорости, так и развивать ее до 130 км в час. Самую большую скорость развивают квадрокоптеры гоночного класса с бесколлекторными системами и аккумуляторами Li-Po 6S.
Одни из самых важных показателей это дальность и время полета. Самые маленькие дроны, из за своих размеров не имеют возможность переносит тяжелые и емкие аккумуляторы. Время полета таких моделей составляет 5-7 минут. Более крупные модели в этом плане чувствуют себя куда лучше. Фактически время полета ограничивается только размерами бокса под АКБ и грузоподъемностью. Например большинство дронов DJI летают до 30 минут включительно на одном заряде. Есть модели от компании Hubsan, которые летают до 40 минут.Дальность полета зависит от качества сигнала и технологии, которая используется для управления. Из RTF моделей дальше всех способны летать квадрокоптеры DJI, такие как Phantom 4 Pro, Inspire 2, Mavic Pro и так далее. Эти дроны способны улетать на 7 киллометров от точки взлета.
Еще одной из важных характеристик и функций у квадрокоптера является камера. Сейчас уже трудно представить, чтобы дрон был без камеры. Камера нужна в любом случае. На дорогих квадрокоптерах по мимо хорошей камеры ставять подвес. Это конструкция, которая позволяет сглаживать картинку в случае тряски коптера. Самую качественную картинку обеспечивают камеры с трех-осевым подвесом. Самые лучшие камеры сейчас производятся для кваодрокоптеров DJI. Сегодня, на дроны этой фирмы, можно снимать полноценные фильмы. Главный параметр любой камеры является разрешение. Причем именно разрешение видео съемки, поскольку съемка фотографий это второстепенная задача. Существуют несколько стандартных разрешений 720P, 1080P, 1440P, 2K, 4K. Частота кадров бывает 20, 24, 30, 60. Это самые распространенные параметры. Чем выше показатель частоты кадров в секунду, тем более плавно смотрится картинка.
Это большая и отдельная тема, которую мы осветили на странице каталога. Если вам интересно детально изучить подробнее все возможные функции, которые есть у дронов, переходите по ссылке в каталог. Внизу страницы вы найдете много полезной информации. Вкратце перечислим названия всех этих функций.
FPVGPS в квадрокоптереFollow Me (Следуй за мной)Headless ModePoint of Interest (Точка интереса)Удержание высотыАвтовзлет и автопосадка
Выбор квадрокоптера несмотря на такое большое количество информации, весьма прост. Нужно определиться с основными задачами, которые вы ставите перед собой и позвонить нам. Наш опыт позволит понять, что вам требуется для реализации поставленных задач.Ниже мы предлагаем ознакомиться с несколькими наиболее интересными моделями, на момент написания статьи.
Мини квадрокоптерыHubsan h207DSyma X21W PRO с FPV трансляциейMJX R|C X916HSYMA X22W с барометром и FPV
Квадрокоптеры с камеройDJI Spark Combo RTF 2.4GDJI Mavic Pro 4K Ultra HDDJI Phantom 4 ProWalkera QR X350 Pro FPV 3Syma X8 PRO
Гоночные квадрокоптерыГоночный квадрокоптер Walkera F210Гоночный квадрокоптер Walkera Rodeo 150
kopterfly.ru
Update: В связи с большим интересом именно к этой части, статья от двигателях расширена и дополнена информацией о таких параметрах двигателя как KV и размеры XXYY.
Как правильно подобрать раму и двигатель (мотор) квадрокоптера — читайте тут
И так, двигатель, или по-другому — мотор.
Как видно из картинки ниже, двигатели могут быть самых разных размеров и иметь разный внешний вид и цвет. Хотя есть и общая черта, которая их объединяет — цилиндрическая форма.
Когда мы говорим о двигателях для летающих моделей, мы, как правило, имеем в виду бесколлекторные (бесщёточные) моторы. Эти моторы очень похожи на обычные. У них тоже есть магниты и обмотки, но нет щеток, для передачи тока к от контактов двигателя к обмоткам. Именно поэтому, они и называются бесщеточными (brushless). Можно считать эти моторы трехфазными. Напряжение подается на обмотки не непрерывно, как у обычных моторов для постоянного тока, а с определенной частотой. Это и заставляет движущуюся часть мотора вращаться. При чем, такие моторы могут вращаться намного быстрее обычных, и при этом еще и не терять энергию на щетках.
Какие характеристики важны при выборе двигателя? По мимо размера, формы, цвета и т.д. следует обратить внимание на две важнейшие характеристики бесколлекторных моторов:
C первой характеристикой должно быть понятно. Чем выше мощность мотора, тем выше потребляемый ток, при одинаковом напряжении питания. Чем больше ток, тем больше подъемную силу создает двигатель. Ток зависит от оборотов двигателя и нагрузки на него, создаваемой пропеллером.
Kv-rating показывает сколько оборотов своей оси будет совершать двигатель за одну минуту (RPM) при определенном напряжении. Формула вот такая: RPM=Kv*U
Как использовать эти параметры при выборе двигателя? Во-первых, максимальный потребляемый ток говорит нам о том, какой контроллер скорости выбрать (об этом позже). Kv-rating — это аналог лошадиных сил в автомобиле. Мало кто понимает что это такое, но все знают, что 100 лс — это мало, а 600 — это круто. Вот так и тут 🙂
Остановимся подробнее на этом параметре — KV. Сравнение с лошадиными силами хоть и правильное, но не совсем понятное при выборе двигателя под вашу модель. Представьте спортивную машину мощностью 600 лс. Сможет ли она поехать 300 км/час? Думаю да. А сможет ли она сделать тоже самое, если к ней привязать 1т груза? Нет. И даже не сдвинется с места. Не потому, что мощности мало, а потому, что колеса будут пробуксовывать. Что нам нужно для перетягивания 1т груза? Трактор. У трактора может быть меньшая мощность, и маленькая скорость, но большие колеса и крутящий момент позволят потянуть наш груз. И так, мы видим, что одна и та же энергия нужна и для быстрого вращения маленьких колес, и для медленного вращения больших колес. В случае с квадрокоптерами, двигатель с большим KV идеально подходит для маленьких быстро вращающихся пропеллеров (гоночные квадрокоптеры), а двигатели с маленьким KV — для больших дронов с большими пропеллерами.
Типичный двигатель гоночного квадрокоптера имеет KV 2100-2500, тогда как для тяжелых аппаратов, способных поднять несколько килограмм своего веса и столько же груза — 200-900 KV. У гоночных моделей пропеллеры обычно 5-6 дюймов, у больших аппаратов, предназначенных для длительных полетов и фотосъемки — 15-17 дюймов. Представляете, какие нагрузки будут на двигатель, пропеллер и все остальное, если пропеллер размером 15 дюймов раскрутить до нормальных оборотов маленького пропеллера? KV рейтинг двигателя очень важная характеристика при выборе, хотя это и не единственный важный параметр.
Важным параметром при выборе мотора для конкретного аппарата является его подъемная сила (Trust). Измерить подъемную силу можно в разных единицах, хотя правильной является Ньютон, но удобной Килограмм. И так, подъемная сила в 500 грамм означает, что 4 двигателя способны будут поднять 2 кг веса, включая самих себя. При этом, нужен запас мощности. Итого, имеем формулу Сила/1 Мотор = ( Вес Коптера x 2 ) / 4. Для коптера весом 1 кг нужны двигатели с минимум 500 грамм подъемной силы. Все просто.
Еще одной характеристикой двигателя является его эффективность. Не будем останавливаться подробно, но отметим, что двигатель с эффективностью 70% тратит 70% энергии на полет, и 30% на обогрев вселенной, как говорил мой учитель физики. Эффективность двигателя зависит не только от самого устройства, а еще и от других элементов: пропеллера, батареи, контроллера скорости, веса и т.д.
Кроме всего этого, двигатели еще имеют физические параметры, которые отображаются в их размерах. Это высота двигателя, диаметр и количество катушек обмотки. Например, Turnigy Multistar 5130-350 — это двигатель с диаметром статора 51 мм, высотой 30мм и KV 350. Это большой двигатель для больших моделей. А вот этот — Scorpion M-2205-2350KV небольшой, но очень хороший двигатель для гоночных квадрокоптеров. Он 22 мм в диаметре и 5 мм в высоту. Имеет KV рейтинг 2350.
Сам по себе двигатель не может создавать подъемную силу — нужен пропеллер. Пропеллер — это своего рода преобразователь энергии вращения вала двигателя в подъемную силу.
Важнейшими характеристиками пропеллера являются его размер и угол наклона лопастей (Pitch). Размер обычно указывается в дюймах, и тут все понятно. Pitch тоже указывается в дюймах, и означает, на сколько поднялся бы пропеллер за один оборот вокруг своей оси с данным наклоном лопасти, если бы он двигался в плотном веществе.
Меньший пропеллер с меньшим наклоном лопастей меньше сопротивляется воздуху, и соответственно, меньше нагружает двигатель, не давая ему использовать всю свою мощность. Соответственно, очень большой пропеллер будет сильнее нагружать двигатель и приведет к его перегрузке. Таким образом, надо подбирать пропеллеры так, чтобы попадать в допустимые границы рабочих параметров двигателя и создавать достаточную подъемную силу. Стандартным пропеллером для среднего квадрокоптера обычно является пропеллер с характеристиками 8-11/4.5-4.7 Рассчитать параметры пропеллера (и не только) поможет, например, вот этот сайт.
Кроме того, не забудьте, что пропеллеры бывают двух типов вращения: по часовой стрелке и против. Необходимо это для того, что половина двигателей квадрокоптера вращается в одну сторону, а другая половина — в обратную.
Скоро мы рассмотрим несколько двигателей, с точки зрения влияния их характеристик на параметры квадрокоптера и научимся выбирать двигатель под наши задачи.
Очень хорошая статья о выборе двигателя и пропеллеров на английском языке вот тут.
Но основная рекомендация, все же, пробовать, изучать, экспериментировать!
PS. Продолжение статьи о подборе компонентов: Как правильно подобрать раму и двигатель (мотор) квадрокоптера
nevler.com
Пост о моторах квадрокоптера оказался очень популярным среди читателей этого блога, но он не содержит практических указаний о том, как именно выбрать двигатель (мотор) квадрокоптера. Поэтому, я решил написать эту статью для тех, кто выбирает раму и двигатели на квадрокоптер, но не уверены, в правильности своего выбора. Все изложенное ниже основано на личном опыте, информации с других сайтов, и не претендует на то, чтобы быть абсолютной истиной. Также я не буду пытаться оценивать моторы и рамы с точки зрения их качества и предлагать какие-то бренды или модели как лучшие. Статья будет только о параметрах и об их влиянии на выбор.
Начнем с рамы (frame). Почему важен выбор рамы для выбора двигателя? Рама определяет две основные характеристики квадрокоптера — вес и размер. А это, в свою очередь, влияет на выбор пропеллеров и двигателей. Поэтому мы и начнем с рамы.
Собственно, рамы (с точки зрения размера) бывают маленькими, средними и большими. Конечно же, у них есть куча других характеристик, но мы будем подробно останавливаться на основных, которые влияют на выбор двигателей. И так, вы собрались строить:
Гоночные квадрокоптеры, несмотря на страшное слово «гоночный», самые простые и недорогие (есть исключения). Почему так? Потому, что набор комплектующих и «наворотов» минимален. Основная цель — получить аппарат как-можно с меньшим весом. Это сделает его маневренным и быстрым.
До недавнего времени, стандартом гоночного FPV квадрокоптера был размер 250 мм. Сейчас появились модели 210 и даже 160мм. Чем меньше квадрокоптер, тем легче и маневренее он будет. Но очень маленькие модели сложно собирать и «впихивать» в них минимальный набор комплектующих: камера, контроллер полета, плата питания, видеопередатчик, антенна, радиоприемник, и конечно же — батарея. У меня есть опыт постройки 210мм гоночного квадрокоптера, и мне кажется, с рамой размером 250 работать намного проще.
Рама гоночного квадрокоптера должна быть карбоновая (Carbon Fiber). Можно, конечно, взять раму из всякого рода пластмасс (Composite), и даже из стекловолокна (Glass Fiber, Fiberglass), но тогда вам нельзя будет ударять такой аппарат о землю. А это, поверьте мне, вы будете делать очень часто. В отличие от больших и средних аппаратов, которые совсем не желательно ронять, и которые при падениях что-то все-таки да ломают, гоночные квадрокоптеры должны выдерживать удары о землю и другие предметы, т.к. для них это обычное дело. Качественные рамы можно купить от $15 и до $100 и больше. При чем, эта 15 долларовая рама очень хорошая, на мой взгляд. Для гоночных квадрокоптеров обычно используются пропеллеры размером 5-6 дюймов. Среднее время полета гоночных квадрокпотеров — 5-10 минут. Нормальный вес гоночного квадрокоптера — 400-500 грамм. Батарея 1200-1500 мА*ч.
Квадрокоптеры средних размеров (300-500мм) уже не используются для гонок, поэтому требования к раме не такие жесткие. Вы можете взять пластмассовую раму, карбоновую, или даже изготовить ее самостоятельно из дерева или металла. На что следуюет все-таки обратить внимание — это вес. Эта характеристика уже не такая критичная как в случае с гоночными аппаратами, но все же лишние 200-300 грамм сильно скажутся на полетном времени в итоге. Карбоновые рамы предпочтительнее из-за веса и прочности, но если вы строите бюджетный вариант, то подойдет и хорошая пластмассовая. На квадрокоптер среднего размера тоже прекрасно устанавливается подвес для камеры, и на нем можно летать по FPV. Но все же квадрокоптер среднего размера — это некий компромисс между стоимостью и качеством. Я бы рассматривал его как платформу для обучения и экспериментов.
Для квадрокоптеров средних размеров обычно используются пропеллеры размером 8-11 дюймов. Среднее время полета — 8-15 минут. Нормальный вес — 900-1500 грамм. Батарея 3000-5000 мА*ч
Большие и мощные квадро- гекса- и даже окто- коптеры (от 650 мм) для фото и видеосъемки, способные улететь далеко и вернуться, обычно «напичканы» дорогой электроникой, несут дорогую камеру и большую (дорогую) батарею. Они имеют большой вес и не так ограничены в возможностях. Строить аппарат с дорогой электроникой суммарной стоимостью под $1000 и при этом съекономить на раме — выглядит не очень разумно. Поэтому, рама должна быть прочной, легкой и карбоновой 🙂 Также, такая рама может иметь складные ноги и руки, что позволяет легко транспортировать квадрокоптер к месту полета и назад, а также поднимать (складывать) ноги во время полета, чтобы не попадать в поле зрения камеры.
На квадрокоптеры такого размера ставят пропеллеры от 15 дюймов и большие мощные двигатели с маленьким KV рейтингом. Вес такого аппарата может достигать 2.5 кг и больше, а время полета начинается обычно с 15 минут. Среднее время полета — 20-25 минут. Хотя в интернете встречаются примеры конфигураций, которые летают 50 и даже 60 минут. Эти аппараты очень дорогие, и имеют, как правило, больше 4 моторов, часто 6 и даже 8. Такие мультикоптеры очень стабильны в полете, что не маловажно для фото и видео съемки. Батареи очень часто имеют больше 3 ячеек (часто 6) и емкость от 8000 мА*ч
Все типы рам могут иметь встроенную плату питания или распределения электроенергии (PCB, PDB). Тогда вам не нужно покупать отдельеую плату и меньше проводов будет торчать наружу. Обзор таких плат выходит за рамки этой статьи.
Итак, если вы определились квадрокоптер какого размера и типа вы будете строить, самое время перейти к выбору двигателей для него, как самой важной части оборудования. Но об этом мы поговорим во второй части. Stay tuned.
nevler.com
