Курс «Настройка и пилотирование БПЛА» · Раздел 1 · Статья 1.22

Радиоаппаратура управления

Изучи радиосвязь, каналы управления и расположение функций на стиках пульта.

Мальчик и робот изучают тему «Радиоаппаратура управления»

Радиосвязь - наиболее распространенный способ передачи информации на длинные дистанции. Сотовая или спутниковая связь, телевидение - все это функционирует на базе передачи сигналов посредством электромагнитных колебаний разной частотности.

Радиоаппаратура управления

На изображении представлена электромагнитная шкала, отражающая основные диапазоны радиочастот и их применение. Шкала демонстрирует связь между длиной волны, частотой и их использованием в различных устройствах и технологиях.

Диапазон начинается с очень низких частот (VLF), которые характеризуются длинными волнами, достигающими сотен километров. Эти частоты применяются, например, в системах морской навигации. По мере увеличения частоты длина волны сокращается, а спектр применений становится шире, включая радиовещание, телевидение, мобильную связь и спутниковую связь.

Низкие частоты (LF и MF) используются для радиосвязи в море и авиации, высокие частоты (HF) — для дальнего радиовещания и связи с коротковолновыми радиостанциями, а сверхвысокие частоты (UHF) нашли применение в современных системах мобильной связи и спутникового интернета.

Обозначения групп волн, такие как ОНЧ (очень низкие частоты), НЧ (низкие частоты) и другие, используются для классификации диапазонов радиочастот по их длине волны и частоте. Каждое из этих сокращений соответствует определённой части электромагнитного спектра.

Для управления квадрокоптерами и передачи данных наиболее часто используются радиочастоты в диапазоне 2,4 ГГц и 5,8 ГГц, которые относятся к диапазонам УВЧ (UHF) и СВЧ (SHF). Частота 2,4 ГГц применяется для управления полетом и передачи команд, так как она обеспечивает устойчивую связь и хорошую дальность.

Диапазон 5,8 ГГц чаще используется для передачи видео (FPV), так как эта частота позволяет передавать высококачественный сигнал с минимальными задержками, но с меньшей дальностью из-за более высокого поглощения радиоволн. Эти частоты являются нелицензируемыми и широко распространенными, что делает их идеальными для использования в бытовой электронике и хобби-дронах.

Диапазоны радиочастот

ОбозначениеДиапазон частотДлина волныПрименение
ОНЧ (VLF)3-30 кГц10-100 кмСистемы навигации, связь с подводными лодками
НЧ (LF)30-300 кГц1-10 кмРадиомаяки, морская навигация
СЧ (MF)300-3000 кГц100-1000 мAM-радиовещание
ВЧ (HF)3-30 МГц10-100 мКоротковолновое радиовещание
УВЧ (UHF)300-3000 МГц10-100 смМобильная связь, ТВ
СВЧ (SHF)3-30 ГГц1-10 смСпутники, радары
Оригинал таблицыРадиоаппаратура управленияОткрыть оригинал целиком

Принцип работы радиоаппаратуры БПЛА

Управление квадрокоптером осуществляется через аппаратуру радиоуправления, состоящую из двух основных компонентов: пульта управления у пилота и приемника, установленного на борту квадрокоптера.

Принцип работы радиоаппаратуры БПЛА

Пульт управления позволяет задавать команды по основным каналам: газ, рыскание, тангаж и крен. Эти команды передаются в виде цифрового сигнала (PPM) от передатчика к приемнику. Каждый из каналов отвечает за определенное движение дрона: газ контролирует высоту, рыскание — повороты вокруг вертикальной оси, а тангаж и крен управляют наклонами вперед-назад и влево-вправо соответственно.

После получения сигнала приемник передает команды полетному контроллеру, который анализирует полученные данные и текущие показания датчиков. На борту квадрокоптера установлены трёхосевой гироскоп и акселерометр, которые отслеживают ориентацию и ускорение устройства.

Эти датчики измеряют углы наклона и поворота в реальном времени и передают информацию полетному контроллеру по протоколу I2C. Полетный контроллер, обрабатывая данные, принимает решения о корректировке скорости вращения пропеллеров для выполнения заданных маневров.

Синхронная работа всех компонентов обеспечивает устойчивый полет и отзывчивость модели на действия пилота.

Каналы управления, передачи данных

Для управления квадрокоптером нужно минимум четыре канала:

•общий газ;

Каналы управления, передачи данных

•тангаж;

•крен;

•рысканье.

Этого мало. Нужны каналы для управления включением сенсоров и режимов полетного контроллера (удержание высоты по барометру, включение/выключение компаса, удержание позиции или возврат домой по GPS). Могут понадобиться каналы для управления бортовой видеокамерой, бортовыми огнями или включения системы поиска упавшего аппарата. Комфортное управление квадрокоптером начинается при восьми и более каналах.

Количество каналов приёмника и передатчика не обязательно должно совпадать. Например, если приёмник поддерживает 8 каналов, а передатчик — 12, тебе будут доступны 8 каналов.

Полетные режимы

Полётные режимы - модель поведения квадрокоптера. От выбранного полётного режима зависит простота управления.

Газ, рысканье, тангаж, крен - 4 канала управления БПЛА, каждый стик на пульте отвечает за один из каналов.

Полетные режимы

Mode 1 — тип расположения каналов управления относительно стиков на аппаратуре управления.

Mode 2 — самый распространенный и используемый тип на подавляющем большинстве доступных в продаже дронов.