drona profesionalaEste un articol pe care trebuia sa il scriu cu mult timp in urma, despre drona pe care am construit-o. De 6 luni fotografiile de pe Facebook sunt “semnate” de Cinestar 6, dar prea putine se cunosc despre aceasta drona. Aproape zilnic primesc intrebari legate de configuratia dronei Cinestar 6, asa ca a sosit momentul sa va dau cateva detalii.

In urma cu mai bine de un an, imi exprimam dorinta intr-un articol – aici pe blog, de a construi o drona care sa poata duce mai mult decat un GoPro. De fapt, imi propuneam sa construiesc o drona pentru fotografia pe timp de noapte. Aveam deja o oarecare experienta in acest sens multumita primei mele drone – Phantom 1 echipata cu un GoPro HERO 3 Black, dar la care i-am atins relativ repede limitele. Asa ca mintea mea a inceput sa imagineze solutii mai performante.

La momentul respectiv puteam alege intre a cumpara o drona profesionala RTF (gata de zbor) sau sa imi construiesc singur o drona din componente cumparate din diverse parti de pe internet.
Am ales varianta a 2-a. Stiam ca nu imi va fi usor, dar eram hotarat sa invat. Cei care ma urmariti pe Facebook, ati fost spectatori la toti pasii pe care i-am facut in ultimul an in ceea ce priveste constructia dronei Cinestar 6.

Drona Cinestar 6
Primul lucru pe care l-am facut a fost sa aleg aparatul foto, urmand ca intreaga drona sa fie construita in jurul lui. Am ales Canon EOS M pentru ca este usor, pentru ca are un senzor ce ofera o rezolutie decenta de 18Mpx si nu in ultimul rand, pentru obiectivul ultrawide Canon EF-M 11-22mm. Canon EOS M este un aparat suficient de performant pentru a materializa ideea spre care am pornit. Pasul urmator a fost alegerea configuratiei dronei – eu am optat pentru hexa din 3 motive:
– ofera redundanta pentru un ESC, un motor sau o elice;
– ofera suficienta putere pentru a ridica un gimbal in 3 axe si camera Canon EOS M;
– o configuratie hexa este mai eficienta decat un octo si mai sigura decat un quad.
Alt lucru pe care mi l-am propus, desi poate nu pare atat de important, a fost sa folosesc elice de maxim 14 inch, nu mai mari. Voi explica mai jos, la paragraful “Motoare” de ce am luat aceasta decizie.

Frame-ul – cadrul dronei

drona cinestar 6

Frame-ul Cinestar 6 cu tren de aterizare retractabil si brate ovale.

Drona pe care am construit-o are la baza un frame Cinestar 6 – de unde si numele- , facut in intregime din carbon 3K. Pot sa va spun ca este un frame foarte bine lucrat si extrem de rigid si solid. Suspensia pe inele din cauciuc mi s-a parut o alternativa mai buna la amortizoarele clasice. Am intampinat probleme cu trenul de aterizare. Sub fluxul de aer generat de elice, trenul de aterizare (picioarele dronei) – intra in rezonanta, iar vibratiile trec de sistemul de amortizare facand imposibila fotografia sau filmarea. Din aceasta cauza am renuntat la trenul de aterizare original si am montat pe drona un un tren de aterizare retractabil.
O alta modificare pe care am adus-o frame-ului, a fost sa inlocuiesc bratele cilindrice din carbon cu unele cu profil oval-octogonal pentru a face loc ESC-urilor in interiorul acestora. Din acest motiv drona a mai luat in greutate aproximativ 100 grame deoarece inelele de prindere sunt din aluminiu, nu din plastic asa cum erau originalele, iar suruburile sunt ceva mai lungi. Pe de alta parte am castigat si mai multa rigiditate, daca mai era nevoie si cel mai important lucru – am eliberat placa centrala de cele 6 ESC-uri si o gramada de fire.

Motoarele

motor drona

Motor drona – Mikrokopter MK3644/24

Am petrecut foarte mult timp cautand motoare si citind review-uri. Aveam nevoie de niste motoare care, impreuna cu elice de 14 inch sa imi genereze destula forta de tractiune pentru a ridica o drona de 6-8kg. Ar fi fost mai simpla alegerea unor motoare pentru elice mai mari 15, 16 sau chiar 17 inch, dar stiam ca elicele mai mici cu un KV mai mare, se comporta mai bine curentii de aer puternici fata de elicele mai cu KV scazut. Pentru proietul meu elicele de 14 inch erau la limita in raport cu ce pot oferi motoarele. As fi preferat elice chiar mai mici, dar nu exista motoare care, impreuna cu ele, sa imi asigure forta de tractiune necesara.
Putine motoare de pe piata fac fata cerintlor de mai sus: T-Motor MN4012 @ 480KV si Mikrokopter 3644 @ 490KV – China vs. Germania. Ambele brand-uri respectabile. Eu am ales Mikrokopter 3644. Specificatiile tehnice inclinau balanta inspre acestea.
Din pacate, lucrurile n-au mers asa cum ar fi trebuit sa mearga. Cand le-am primit, toate cele 6 motoarele pareau a fi descentrate. De fapt axul monturilor pentru elice nu era perfect perpendicular pe baza. Si asta nu pentru ca ar fi fost stramb din fabricatie, ci pentru ca baza monturii nu era alezata perfect. Problema s-a rezolvat rapid la un strung. Pe de alta parte 3 din 6 motoare aveau un zgomot metalic ciudat. Cei de la Mikrokopter au incercat sa ma convinga ca e normal sa se auda asa. Incepusem sa regret ca n-am ales T-Motor. Am trimis 3 motoare inapoi, am primit altele noi care aveau toate aceeasi problema, desi nu am fost impacat cu ideea am inceput sa accept ca e normal sa se auda asa. Asta pana cand, un prieten a depistat de unde vine acel zgomot. Motoarele sunt de tip “outrunner”, deci au in miscare partea exterioara – clopotul. Axul motorului trece prin 2 rulmenti si se fixeaza de clopot in partea superioara cu un surub imbus inecat. Este foarte important ca axul sa fie fixat in asa fel, incat sa nu permita clopotului sa aiba vreun joc sus-jos. La cele 3 motoare clopotul (carcasa motorului) avea un joc sus-jos de mai putin de jumatate de milimetru, dar suficient sa genereze sunetul metalic ciudat. Motoarele au fost desfacute bucati, axul a fost reglat perfect si astfel jocul a disparut si odata cu acesta si sunetul metalic. Cu aceasta ocazie am efectuat si prima schimbare rulmenti…
Daca ar fi acum sa aleg intre T-Motor si MK, cred ca tot MK as alege. Odata remediate aceste probleme, motoarele sunt de-a dreptul fabuloase.
Totusi nu inteleg cum de un nume important in lumea dronelor, sa livreze motoare, nu tocmai ieftine, cu probleme atat de stupide si care pot fi rezolvate direct din fabrica.
grafic eficienta mk3644

Grafic eficienta motor drona – MK3644

ESC-urile – regulatoarele de viteza pentru motoare

hobbywing platinum-pro 30a

Hobbywing Platinum-PRO 30A

hobbywing platinum-pro 40a

Hobbywing Platinum-PRO 40A

Din start mi-am propus sa merg e Hobbywing. Hobbywing este un brand respectat in lumea modelistilor de orice fel. Initial am avut pe drona modelul Hobbywing Platinum 40A PRO. ESC-uri foarte bune, n-am ce sa le reprosez. Problema a aparut atunci cand am schimbat bratele in vederea montarii ESC-urilor in interiorul lor. Cele de 40A nu au incaput in bratele ovale-octogonale, ESC-urile fiind cu 2mm mai late, asa ca am fost nevoit sa comand alte ESC-uri, aceeasi marca, aceeasi clasa, doar ca de 30A. Din specificatiile motorului MK3644 se poate observa ca acesta nu consuma niciodata mai mult de 30A, in mod normal consumul fiind la jumatate. ESC-urile Platinum 30A PRO s-au potrivit perfect in interiorul bratelor. Dupa cateva teste am hotarat sa raman cu ele, totul fiind in perfecta siguranta, ESC-urile nu au dat semne de supraincalzire.

Elice

elice carbon 14 inch

Elice drona – Foxtech Supreme 14×4.8

Primele zboruri au fost efectuate cu elice ieftine – APC Slow Fly 14″ care si-au dovedit repede limitele. Elicele APC sunt din plastic, bune pentru drone usoare fara prea mari pretentii. Pe drona mea care cantareste acum, aproximativ 6Kg, elicele APC erau cam slabe, drona avand un comportament “elastic”. Elicelor indoite puternic sub greutatea dronei faceau un zgomot urat, dand impresia ca totul se va dezmembra in aer. La un simplu test “in offline” am constatat ca elicea APC de 14 inch se indoaie inadmisibil de mult chiar la greutati de pana in 500g – jumatate din greutatea reala pe fiecare brat.
Am decis sa acord o mai mare atentie elicelor, pentru ca de ele depinde siguranta dronei, viata rulmentilor din motoare, dar si performantele in fotografia nocturna. Am inceput sa caut elice de carbon. Eram hotarat sa le cumpar pe cele mai bune. Dupa cateva zile de cautari, am ajuns sa aleg intre doua modele: Foxtech Supreme si T-Motor. Ambele modele de elice se ridica la pretentiile intregului ansamblu; eu am hotarat sa merg pe Foxtech Supreme de 14 inch si nu regret deloc alegerea facuta. Probabil alegerea a fost influentata si de clipul de prezentare a elicelor a celor de la Foxtech. Elicele au venit perfect echilibrate, sunt extrem de rigide si se comporta excelent in zbor. Practic, din partea elicelor nu am nici o emotie atunci cand drona este in aer.

Controler de zbor – Flight controler

dji a2

DJI A2 – Controler de zbor pentru drone profesionale

Initial drona a beneficiat de un controler de zbor DJI NAZA V2 despre care pot sa spun ca, desi era folosit la limita de siguranta, s-a comportat surprinzator de bine in ciuda greutatii de aproape 8kg cu care l-am testat. NAZA V2 este un controler de zbor foarte fiabil, nu am avut nici un fel de problema cu el, dar este un controler din clasa “hobby”, iar DJI il recomanda dronelor de pana in 3kg si cu un diametru de pana in 600mm. Pentru linistea mea, dar si la recomandarile unor prieteni, decis sa il inlocuiesc cu unul profesional. Vroiam sa merg in continuare pe DJI, avand 2 posibilitati WKM sau A2. Am ales DJI A2 este un controler profesional – varf de gama in acest moment, care ofera o mai mare siguranta in exploatare, dar si o precizie mai buna la mentinerea pozitiei, datorata in primul unui IMU separat de controlerul propriu-zis dar si datorita antenei GPS mai mari.
Acestea nu sunt singurele diferente intre Naza V2 si A2, dar cei interesati le gasesc pe pagina producatorului.

Radiocomanda

futaba t8j

Radiocomanda Futaba T8J

Folosesc de mai bine de un an si jumatate, aceeasi telecomanda – Futaba T8J. Futaba este lider in sisteme de radiocomanda. Modelul T8J foloseste tehnologia FHSS are 8 canale de comunicare si utilizeaza frecventa de 2,4GHz. Futaba a introdus în 2010 sistemul FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum), ce ofera latenta scazuta, fiabilitate si siguranta in transmisia de date.
Semnalul transmis de un sistem FHSS utilizeaza saltul in frecventa intr-o secventa pseudoaleatorie. Combinatia dintre saltul in frecventa si algoritmii avansati creaza o frecventa 100% sigura.
Cele 8 canale de comunicatie, mie imi sunt suficiente, la fel si numarul de switch-uri de pe telecomanda, asa ca nu am planuri de upgrade.
Ecranul luminat cu o rezolutie de 128 x 64 pixeli, ofera un acces rapid la meniul radiocomenzii. Meniul este foarte bine structurat si foarte usor de utilizat.
Toate switch-urile sunt programabile, oferind astfel numeroase posibilitati de configurare.
Transmitatorul nu are antena la vedere, in schimb receptorul are 2 antene care trebuiesc asezate perpendicular una pe cealalta pentru o mai buna captare sa semnalului radio.
Radiocomanda Futaba T8J este alimentata de un acumulator LiPo 7.4V pe care l-am primit odata cu ea.

Acumulatori – baterii
In mod frecvent folosesc acumulatori de 22V – 6S @ 4500mAh marca Gens Ace. Un astfel de acumulator imi ofera o autonomie de zbor de aproximativ 8 minute. Pentru 95% din cazuri, cele 8 minute de zbor imi sunt suficiente. Foarte rar se intampla sa am nevoie de un timp de zbor mai lung. Mai am un acumulator de Gens Ace TATTU de 16000 mAh, care imi asigura un timp de zbor de peste 24 minute, dar niciodata n-am apucat sa-l descarc complet intr-un singur zbor.
In curand voi achizitiona cativa acumulatori noi, tot marca Gens Ace Tattu cu o capacitate cuprinsa intre 6000 si 8000mAh.

Cercul apropiat de prieteni, cunoscatori intr-ale dronelor, spun despre configuratia mea ca este una “veritabila”. Da, din punct de vedere al componentelor, se poate spune asta. Nu am facut rabat la calitate atunci cand am ales piesele si nici nu regret vreuna dintre alegeri. Componentele nepotrivite au fost schimbate in timp, vezi elice, tren de aterizare sau controler de zbor. Doar din experienta in utilizare, am putut sa imi dau seama ce nu merge bine sau ce poate fi imbunatatit. In acest moment ma declar multumit de aceasta configuratie, iar rezultatele le puteti vedea pe pagina noastra de Facebook.

Acest model de drona poate fi folosit intr-o gama variata de aplicatii. Eu folosesc drona pentru fotografie aeriana si filmari, dar la fel de bine, acest model poate fi utilizat pentru supraveghere video perimetre sau instalatii, topografie-fotogrammetrie etc. Diferenta o va face dispozitivul pe care drona il va purta.
La cerere, putem construi configuratii asemanatoare. Timpul de constructie si testare este de aproximativ 30 zile.

De nenumarate ori am fost intrebat de pretul dronei. Mai jos il puteti calcula singuri. Voi indica locurile de unde au fost cumparate toate piesele.

Lista componente drona

Frame carbon Cinestar 6 vezi aici

Tren de aterizare retractabil vezi aici

Brate octogonale / ovale vezi aici

Motoare MK3644 vezi aici

ESC Hobbywing Platinum 30 vezi aici sau Hobbywing Platinum 40A vezi aici

Elice carbon Foxtech Supreme 14×4.7 vezi aici

Controler de zbor DJI A2 vezi aici

Radiocomanda Futaba T8J vezi aici

Acumulatori LiPo Gens Ace Tattu vezi aici sau pagina producatorului

Daca aveti intrebari, imi puteti scrie aici sau pe Facebook