Ať už s drony začínáte nebo s nimi nějakou dobu létáte, určitě vás zajímalo, jak funguje dálkové ovládání dronů. Dálkové ovladače jsou důvodem, proč můžete letět s dronem na vzdálenost od několika stop až po několik mil od vás, aniž byste se spoléhali na kabely. A vědět, jak fungují, vám pomůže vytěžit z nich maximum.
Jak tedy fungují ovladače dronů?
Zjednodušeně řečeno jde o odeslání signálu z vysílače v ovladači do přijímače v dronu. Letový ovladač a ESC pomáhají interpretovat a provádět tyto signály při zachování stabilního letu.
Dálkové ovladače také odesílají pokyny týkající se kamer, senzorů a jakéhokoli dalšího užitečného zatížení, které dron nese.
Pokračujte ve čtení, abyste se dozvěděli více o dálkovém ovládání dronu.
Co je ovladač dronu?
Ovladač dronu je zařízení, které umožňuje pilotovi dronu bezdrátově ovládat dron ze země. Drony mají další ovladače, jako je ESC a letový ovladač. Ale v tomto případě máme na mysli zařízení, které drží pilot dronu při ovládání dronu.
Někdy můžete vidět toto zařízení označované jako rádiový ovladač nebo RC. Někteří jej mohou také označovat jako vysílač nebo dálkový ovladač.
Stručná historie rádiového ovládání
Zatímco spotřebitelské drony si získaly oblibu poměrně nedávno, celý koncept ovládání rádiem pochází z 19. století. Tehdy se rozsáhle prosazovala myšlenka dálkového ovládání zařízení pro vojenské účely.
V důsledku toho armáda vynalezla dálkově ovládaná torpéda, rakety, čluny, teletanky a systémy proti rušení. To mělo minimalizovat riziko ztráty vojáků v boji. Rádiem řízená zařízení byla široce používána v první i druhé světové válce.
V průběhu let různé národy zdokonalily své RC systémy tím, že je zmenšily, vynalezly tranzistory a dokonce jim umožnily komunikovat v několika kanálech. Tato vylepšení umožnila používat RC systémy v modelech letadel do 50. let.
Rychle vpřed do 21. století, kdy každý výrobce rádia vyrábí RC systémy, které lze použít na široké škále zařízení, včetně autíček, modelů letadel a dronů.
Pro ty, kteří by si rádi postavili vlastní drony, si můžete koupit RC systém za pouhých 30 $.
Jak fungují ovladače dronů
Ovladače dronů fungují tak, že posílají pokyny do dronu prostřednictvím rádiových signálů. Abychom pochopili, jak fungují, podívejme se na hlavní části a na to, jak všechny fungují.
Vysílače dronů
Vysílače dronu jsou umístěny na ovladači dronu a jsou součástí zodpovědné za převod příkazů ovladače na rádiové signály, které jsou poté odeslány do dronu.
Přijímače dronů
Přijímače jsou antény, které přijímají signály z řídicí jednotky a převádějí je na elektronická data, na která může řídicí jednotka letu reagovat.
Ovladač letu
Tato složka funguje jako mozek dronu nebo centrální nervový systém. Po obdržení interpretovaných informací z přijímače určí výkon potřebný k provedení pokynů odeslaných z ovladače.
Letový ovladač také kombinuje data ze senzorů, díky nimž si dron uvědomuje své okolí.
Patří mezi ně:
- Akcelerometry – Tyto senzory měří rychlost otáčení a určují orientaci dronu určením náklonu a úhlové rychlosti.
- Magnetometry – Tyto senzory pomáhají dronu orientovat se ve vztahu k magnetickému severu.
- Gyroskopy – Gyroskopy také měří rychlost rotace, což umožňuje dronu zůstat stabilní, když se vznáší nebo za letu.
ESC (Electronic Speed Controller)
Poté, co letový ovladač zjednodušil instrukce na napětí, je nyní na ESC, aby tyto příkazy provedl minimalizací výkonu u některých motorů a zvýšením výkonu u jiných motorů v závislosti na úkolu nebo směru, kterým se má dron ubírat.
Části ovladače dronu
Níže jsou uvedeny hlavní části ovladače dronu.
Pravá páka
Toto je tyč napravo a je zodpovědná za Roll a Výška pohyby.
Levá páka
Toto je tyč na levé straně a paralelní s pravou tyčí. Je zodpovědný za yaw a plyn .
Antény
Jedná se o vysílače, které vysílají rádiové signály do dronu.
Další funkce
Níže jsou uvedeny další funkce, které najdete u většiny ovladačů:
- Tlačítka oříznutí – Tato tlačítka vám pomohou vyrovnat dron v případě, že se začne unášet na jednu stranu nebo je za letu nestabilní.
- RTH (Návrat na domovskou stránku) – Toto tlačítko najdete na většině ovladačů a na různých místech. V případě nouze se používá k „přivolání“ dronu zpět na místo vzletu nebo na jiné přednastavené místo.
- Tlačítka fotoaparátu – U dronů s kamerami můžete začít nahrávat, pořizovat snímky nebo ovládat gimbal pomocí ovladače.
Základní pohyby dronu
Níže jsou uvedeny hlavní pohyby dronu a co se stane, když stisknete páky ovladače.
- Roll – Jedná se o pohyb, který umožňuje dronu pohybovat se doprava nebo doleva podél osy otáčení, která probíhá od přední části dronu k zadní části dronu. Dosahuje se to zatlačením pravé páčky doleva nebo doprava. Aby se dron mohl pohybovat, ESC sníží výkon motorů na jedné straně dronu (vlevo nebo vpravo).
- Rozteč – Tento pohyb umožňuje dronu pohybovat se vpřed nebo vzad podél osy Pitch (X). Dosáhnete toho zatlačením pravé páky dopředu nebo dozadu. ESC snižuje výkon zadních vrtulí a zvyšuje výkon předních motorů, aby se rychleji otáčely. To je důvod, proč se přední část dronu naklání dolů, když se dron pohybuje vpřed.
- Yaw – To je místo, kde se dron otáčí ve směru hodinových ručiček podél osy Yaw, která běží od horní části dronu dolů. Na ovladači zatlačíte levou páčku doleva nebo doprava. Aby toho bylo dosaženo, ESC minimalizuje výkon motorů v diagonálním vzoru.
- Throttle – To je místo, kde dron zvyšuje nebo snižuje výšku. V tomto případě se všechny motory točí stejnou rychlostí. Čím rychleji se točí, tím výše se dron pohybuje.
Jak drony komunikují s ovladačem
Níže jsou uvedeny hlavní komunikační kanály používané v dronech a ovladačích.
Rozhlasové frekvence
Toto je jeden z nejběžnějších způsobů komunikace dronů s ovladači. Rádiové frekvence jsou neviditelné vlny, které tvoří součást elektromagnetického spektra. Aby fungovaly, musí existovat vysílač a přijímač, které jsem již popsal výše.
Aby dron mohl komunikovat s ovladačem, musí být všechny ‚naladěny‘ na stejnou frekvenci. Co se ale stane, když je ve stejném dosahu jiné zařízení a používá stejnou frekvenci? Zde přichází na řadu RFID.
RFID (Radio Frequency Identification) je identifikační kód přiřazený ke komunikaci mezi dronem a ovladačem. A dron bude reagovat pouze na signály, které obsahují toto specifické RFID.
Komunikace s drony upřednostňuje nižší frekvence, protože mohou pracovat na širších vzdálenostech, což umožňuje dronu pohybovat se dále od ovladače. Pokud jsou však frekvence příliš nízké, budete potřebovat velmi velké antény. Abychom dosáhli dobré rovnováhy, většina dronů pracuje na frekvencích od 800 do 900 MHz.
Wi-Fi
Většina dronů má nyní Wi-Fi, zejména ty s aplikací a kamerou. Wi-Fi umožňuje streamovat záběry z dronu v reálném čase, čímž se zrodil jeden z nejvyhledávanějších koníčků ve světě dronů, závody FPV.
Zde nosíte brýle jako ve VR a létáte s dronem, jako byste byli v jeho „kokpitu“. Na rozdíl od rádiových frekvencí Wi-Fi funguje na frekvencích od 2,4 GHz do 5,8 GHz . To jsou velmi vysoké frekvence. Proto Wi-Fi funguje nejlépe na kratší vzdálenosti.
Globální polohový systém (GPS)
GPS výrazně zlepšila navigaci dronů. Dělá to zlepšením stabilizace, umožněním návratu domů a identifikací bezletových zón.
Jak tedy drony komunikují s ovladači prostřednictvím GPS? Souřadnice odešlete přímo do dronu a GPS dronu bude tyto souřadnice sledovat.
Některé drony jsou navrženy tak, aby nevzlétly v bezletových zónách, ale komunikace o těchto zónách ve skutečnosti pochází z aplikace dronu. V dnešní době je dokonce možné volit trasové body ve formě souřadnic a dron je bude autonomně sledovat. Toto je běžná aplikace v oblasti zeměměřictví, kde potřebujete pořizovat letecké snímky místa.
Satelitní odkaz
Jedná se o sofistikovanější způsob komunikace a je použitelný pouze pro vojenské drony, jako jsou drony Hawk nebo Predator. Komunikace přes satelity umožňuje armádě ovládat své drony, když jsou tisíce kilometrů daleko. Stále však potřebují mít pozemní stanici v oblasti, kde dron provozuje, aby koordinovali vzlet a přistání.
Plně autonomní
Tento aspekt je stále ve vývoji, ale již vidí určité aplikace v inspekcích a vojenských sektorech. Tradičně má pilot ovladač, který vysílá signály do dronu. Ale u plně autonomních dronů jim můžete přidělit oblast zájmu a oni budou létat v těchto oblastech, sbírat data, určovat nejlepší trasu, vyhýbat se překážkám a létat zpět na místo vzletu sami.
Proč jsou ovladače dronů jedinečné ve světě RC letadel
Níže jsou uvedeny některé důvody, proč ovladače dronů vynikají.
Zkratka „RC“
Jak již bylo zmíněno dříve, zatímco rádiové ovládání existuje již více než století, RC modely letadel a vozidel existují teprve od 50. let minulého století. Když byla poprvé vytvořena zkratka RC, znamenalo to Radio Controlled, ale pokud jde o drony, často se to týká Remote Controlled.
Bez ohledu na to se týká toho, jak lze dron ovládat na dálku. Technologie RC používaná v UAV je také sofistikovanější než u jiných modelů zařízení.
Počet rotorů
Dalším podstatným rozdílem je počet rotorů. Většina RC letadel má pouze jeden rotor, což usnadňuje ovládání, protože vše, co musíte udělat, je ovládat rychlost rotoru a úhel jejich vrtulí k manévrování.
Na druhou stranu drony mají čtyři nebo více rotorů. A ovladač musí ovládat všechny čtyři rotory, aby se ujistil, že dron manévruje tak, jak má. Letové ovladače a ESC umožňují ovladači ovládat rychlost každého rotoru, aniž by zasahovaly do provozu dronu. Představte si, jak hektické by to bylo, kdybyste museli ovládat rychlost každého rotoru ručně.
Odstraňování problémů
Pokud se váš dron nelze připojit k ovladači, níže jsou některé možné důvody a způsoby, jak tento problém vyřešit.
Děláte to špatně
Pokud nemůžete připojit svůj dron k ovladači, je pravděpodobné, že to děláte špatně. Každý dron má pokyny, jak to udělat, takže si je zkontrolujte a při nastavování dronu je přísně dodržujte.
Nízké úrovně nabití baterie
Dalším problémem, který by mohl způsobit problémy s připojením, je nízká úroveň baterie v ovladači, v dronu nebo v obou. Před letem s dronem je důležité zkontrolovat stav baterie všech vašich zařízení.
Ujistěte se, že používáte nejnovější verzi firmwaru
Výrobci dronů často vydávají aktualizace firmwaru pro drony, ovladače a aplikace. Tyto aktualizace často opravují jakékoli základní problémy, ale mohou také narušit spojení mezi dronem a ovladačem, pokud všechny nepoužívají stejnou verzi. Dalším způsobem, jak to opravit, by bylo odinstalovat aplikaci pro dron a znovu ji nainstalovat.
Rušení signálu
Pokud se pokoušíte létat v oblastech s elektromagnetickým rušením, může to bránit spojení mezi ovladačem a dronem. Pokud se váš dron připojí k ovladači a vzlétne, riskujete jeho ztrátu, protože můžete ztratit spojení, když je dron v letu.
Letíte příliš daleko od ovladače
Pokud se po úspěšném připojení vašeho dronu k ovladači a po nějakém čase letu zobrazí chyba, že jste mimo dosah, nebo video ztratí kvalitu nebo se zastaví, možná letíte příliš daleko.
Každý dron má svůj limit. Některé mohou letět několik stop od ovladače, ale některé mohou letět až 6 mil, v závislosti na typu komunikace, se kterou máte co do činění. Předpisy ve většině regionů však vyžadují, abyste létali v rámci vizuální přímky (VLOS). Mějte tedy svůj dron vždy na dohled a vyhněte se přeletu nad limity dronu.
Vyhledejte technickou pomoc
Pokud žádný z výše uvedených tipů nepomůže, obraťte se na technický tým výrobce dronu nebo položte otázku na fórech. S největší pravděpodobností narazíte na člena, který zažil podobný problém a ví, jak jej opravit.
Významné pokroky v dálkovém ovládání dronu
Níže jsou uvedena některá technická vylepšení, na která je třeba dávat pozor.
OcuSync
OcuSync je nejmodernější přenosový systém DJI, který poskytuje jedny z nejdelších dosahů ve světě dronů. Níže je uvedeno, jak OcuSync v průběhu let pokročil.
- OcuSync 1.0 – Tato verze byla použita ve všech dronech Mavic vydaných před Mavic 2. Patří mezi ně Mavic Pro a Mavic Pro Platinum. Byl navržen pro přenos v kvalitě videa 1080p pro přenos na krátkou vzdálenost a 720p pro přenos na velkou vzdálenost a má dosah až 4,3 mil (7 km). Za optimálních podmínek bude OcuSync stahovat videa rychlostí 40 Mb/s.
- OcuSync 2.0 – Tato verze přišla s Mavic 2 v roce 2018 a existuje ve většině dronů vydaných poté. Přišel jako vylepšení na 1.0, protože přenáší 1080p na přenosech s dlouhým i krátkým dosahem. Dalším vylepšením je, že OcuSync 2.0 automaticky přepíná mezi 5,8 a 2,4 GHz. Díky tomu je ideální pro oblasti s mnoha zdroji rušení.
- OcuSync 3.0 – Toto je nejnovější verze a používá zcela nový systém přenosu videa, který používá 4 antény místo 2 jako ve verzi 2.0. Společnost DJI také vylepšila systém přenosu videa, který umožňuje přenášet HD videa z dosahu až 7,5 mil (12 km).
Chytré ovladače
Jedná se o ovladače navržené pro práci s několika drony. Dobrým příkladem je DJI Smart Controller, pokročilý ovladač, který obsahuje 5,5palcový displej, přenosový systém OcuSync 2.0, dosah až 6,2 mil (10 km) a vestavěné možnosti aplikace.
Můžete použít aplikaci DJI Go nebo Fly nebo si stáhnout jiné aplikace třetích stran. A co je ještě lepší, má funkci DJI Go Share, která vám umožní streamovat vaše fotografie přímo na kanály sociálních médií.
DJI Smart Controller kombinuje funkce chytrého telefonu nebo tabletu a standardního ovladače. Je však také vylepšen, aby byl odolnější a spolehlivější než standardní smartphone.
V současné době mezi drony kompatibilní s DJI Smart Controller patří:
- DJI Mini 2
- Mavic Air 2
- Mavic 2 a Mavic 2 Enterprise Series
- Phantom 4 Pro V2.0
létání BVLOS (Beyond Visual Line Of Sight)
Jak již bylo zmíněno dříve, většina regionů vyžaduje, aby piloti dronů létali s drony v jejich zorném poli. To však omezuje možnosti použití dronů, zejména v aplikacích, jako je dodávka potravin a průmyslové kontroly. V poslední době se však většina výrobců dronů a zúčastněných stran stala průkopníkem BVLOS s cílem rozšířit rozsah, ve kterém lze drony používat.
Jak by to tedy fungovalo?
Pilot by se spoléhal na senzory, telemetrická data a GPS navigaci, aby věděl, kde se dron nachází, a mohl jej navigovat. Létání BVLOS vyžaduje více dovedností než VLOS.
Níže jsou uvedeny některé z výhod, které má BLVOS oproti VLOS;
- Je to bezpečnější – V oblastech, kde pilot dronu potřebuje létat v nebezpečných oblastech, jako jsou požární zóny a úniky plynu, by bylo pro pilota nebezpečné vstoupit do oblasti a létat VLOS. Ale BVLOS to dělá bezpečnější, protože pilot se může umístit na míle daleko v bezpečné vzdálenosti a přesto dokáže přeletět oblast.
- Je to levnější – V oblastech, kde drony nemají povoleno létat s BVLOS, musí používat vrtulníky, které jsou drahé a neflexibilní. Ale drony navržené k letu BVLOS mají delší dobu letu, což znamená, že by mohly několikrát přeletět stejnou oblast, aniž by stály tolik jako vrtulník.
- Údaje jsou přesnější – Drony mohou létat ve velmi nízkých nadmořských výškách, což jim umožňuje pořizovat snímky ve vysokém rozlišení, ze kterých mohou uživatelé odvodit více dat ve srovnání s pilotovanými letadly.
Bohužel stále existuje příliš mnoho omezení proti BVLOS, zejména v USA. Musíte požádat o několik výjimek a neexistuje žádná záruka, že budete moci letět. Ale zákony o dronech se celosvětově stále vyvíjejí, takže můžeme očekávat, že BVLOS bude brzy povolen.
Časté dotazy
Lze k dronu připojit jakýkoli dálkový ovladač?
Spíš ne. Ve většině případů nejsou ovladače dronů zaměnitelné . Například nemůžete použít dálkový ovladač Autel k ovládání dronu DJI. Existují však případy, kdy drony ze stejné řady mohou používat stejný ovladač, jako je Mini 2 a Mavic Air 2. Existují také ovladače určené k ovládání několika dronů, jako je DJI Smart Controller a Autel Smart Controller.
Umíte ovládat dron pomocí chytrého telefonu?
Ano můžeš. Většina dronů je dodávána s aplikacemi, které umožňují ovládat kameru, gimbal, vzlet a přistání a některé inteligentní letové režimy pomocí chytrého telefonu ve spojení s ovladačem.
Některé drony, jako například Tello, jsou navrženy tak, aby je bylo možné provozovat výhradně pomocí chytrého telefonu, aniž by vůbec používali samostatný ovladač.
Existuje univerzální aplikace pro drony?
Spíš ne. Aplikace pro drony jsou navrženy tak, aby fungovaly s konkrétním modelem a značkou dronu. Nemůžete je zaměňovat. Existují však aplikace jako Litchi, DroneDeploy a RainBow, které fungují s většinou dronů a lze je použít k rozšíření funkčnosti dronu. Ale ne všechny drony jsou s těmito aplikacemi kompatibilní.
Můžete si koupit dálkový ovladač?
Ano můžeš. Pokud je váš ovladač poškozený, ztracený nebo si plánujete postavit vlastní dron, můžete si ovladač koupit. Vždy je vhodné získat ovladač od výrobce dronu, aby nedošlo ke ztrátě záruky.
Při stavbě dronu se můžete setkat s ovladači dronů třetích stran, ale sestavení vlastního je stále možnost. Typ dronu, který máte, určuje ovladač dronu, který chcete použít. Začněte tedy pořízením vysoce kvalitního dronu.
Odkazy:
Historie rádiového ovládání
Foto William Bayreuther