FPV-дрони як ідеальний старт у галузі оборонних технологій: з чого почати та що потрібно знати. Частина 1

💡 Усі статті, обговорення, новини про оборонні технології — в одному місці. Приєднуйтесь до DefTech спільноти!

Читайте також: FPV-дрони як ідеальний старт у галузі оборонних технологій: тренування в симуляторі — перші кроки та поради. Частина 2

Привіт, мене звати Іван. Спільноті розробників ігор та DOU я більше відомий як соло-інді-розробник ігор-головоломок G30 та quadline, виступами на конференціях та мітапах. Але наразі вже багато років у контексті повномасштабного вторгнення я займаюсь FPV-дронами та загалом безпілотними технологіями та супутніми напрямами у сфері оборонних технологій, очолюю напрям мультироторних ударних FPV-дронів у Військовій школі та Центрі передового досвіду «Боривітер».

Чому Defence Technologies (або MilTech) є надзвичайно перспективним напрямом

На сьогодні, вже всім у світі зрозуміло, що Україна повністю змінила обличчя сучасної війни і саме тут, в цей час формуються та створюються нові тактики з використанням безпілотних технологій, зʼявляються нові класи та типи озброєння. Саме наша країна на зараз є всесвітнім центром інновацій в оборонних технологіях, ми володіємо унікальним досвідом, експертизою та баченням, що впливають на архітектуру безпеки у всьому світі. Ми є прикладом ефективної асиметричної оборони, та повністю змінили сучасну економіку війни.

Україна на зараз володіє унікальною експертизою і відіграє центральну роль на всіх всесвітніх конференціях та виставках озброєнь та оборонних технологій, тому ця галузь, є надзвичайно перспективною та цікавою для розробників, інженерів та всіх, хто так чи інакше долучений та цікавиться технологіями, а враховуючи світові тенденції та перебудову зараз всієї архітектури світової безпеки, цей тренд та потреба буде тільки збільшуватися.

Чому FPV дрони є найкращим стартом в індустрії

Часто мої друзі та знайомі з IT та GameDev питають мене, як найкраще розпочати свій шлях у галузі оборонних технологій та безпілотних систем, де та точка входу, з чого почати та як потрапити в цю галузь?

Очікувано, що розробники, виробники та військові віддають пріоритет спеціалістам, що вже знайомі з сучасними оборонними технологіями та розуміють контекст їх використання.

Насправді найкраща порада, це почати з FPV дронів і на це є багато причин та аргументів, ось лише декілька з них:

Це надзвичайно широка та мультидисциплінарна технологія, що включає та охоплює величезний обсяг інженерних галузей та супутніх технологій.

Ось лише декілька з них:

мікроелектроніка;
низькорівневе та високорівневе програмування;
відеосистеми;
кодування та передача інформації;
радіоелектроніка;
системи та протоколи звʼязку;
оптоволоконний звʼязок;
мережеві технології;
акумулятори;
матеріали та конструкції літальних апаратів;
характеристики та особливості моторів та всієї гвинтомоторної групи;
автоматика;
технології з використанням штучного інтелекту, computer vision та багато іншого.

Ці знання побудують дуже міцний фундамент та широке, системне розуміння безпілотних технологій і будуть актуальними та корисними в роботі з будь-якими типами безпілотних систем, неважливо, чи це мультироторні системи, літаки, наземні роботизовані комплекси, водні системи чи будь-які інші.

FPV-дрони можна збирати самостійно вдома, все необхідне для цього є у вільному доступі, коштує небагато і для збірки не потрібні спеціальні умови. На зараз, по цій темі є безліч інформації та накопичено величезний досвід.

Наступна важлива складова вашої майбутньої спеціалізації, професіоналізму та експертизи — це пілотування FPV-дрона, вміння керувати ним в повністю ручному режимі (Acro/Rate).

Одразу попереджу, що пілотування мультироторного FPV-дрона в повністю ручному режимі — це дуже непросто, цьому неможливо навчитися за пару днів. Вам знадобиться від 2 тижнів до місяця системних самостійних занять, щоб опанувати цю непросту навичку.

З іншого боку, ця навичка надзвичайно корисна, дуже цінується серед роботодавців та команд розробки і є дуже корисним фундаментом для подальшої роботи.

Спеціалісти, що опанували керування FPV-дроном в режимі Acro/Rate набагато краще розуміють специфіку роботи та вимоги, фізику польоту, нюанси та особливості і можуть тестувати власні розробки самостійно, краще розуміти задачі автоматизованого польоту та стабілізації, краще комунікувати з користувачами чи тестувальниками продукту.

А ще, опанувавши Acro/Rate режим у FPV-дроні мультироторного типу, вам буде потім порівняно легко навчитися керувати будь-якою іншою системою, неважливо, чи то будуть системи літакового типу, наземного чи будь-якого іншого, з автоматизацією чи без.

Оптимальний шлях та алгоритм навчання

Сподіваюсь, я переконав вас, що на сьогодні FPV-дрони це не тільки надзвичайно цікаве та модне технологічне хобі. Для вас це може бути старт, міцний фундамент та квиток у галузь оборонних технологій.

З чого почати?

Одразу зазначу, що абсолютно неможливо в одній статті охопити навіть поверхнево весь надзвичайно комплексний напрям FPV та всі теми, що його стосуються.

Тому я хочу дати вам скоріше перелік базових, фундаментальних тем з опанування котрих я рекомендував би вам почати, та загалом дати загальне розуміння та визначити основні вектори та напрямки цієї технології.

Я розділив би процес самостійного навчання на два паралельних, взаємоповʼязаних треки (практичний та теоретичний):

Навчання пілотуванню спочатку в симуляторі і потім, перехід до польотів на реальному дроні, але тільки після напрацювання впевнених навичок в симуляторі.
Опанування та вивчення технологічної, інженерної складової.

Для початку вам не потрібне ніяке додаткове обладнання:

Щоб вчитися літати вам потрібен тільки спеціальний FPV-пульт та компʼютер з встановленим симулятором (та багато терпіння).

А поки ви вчитеся літати в симуляторі, паралельно ви самостійно розбираєтеся з інженерією, всіма технологічними складовими FPV і в ідеалі поступово самостійно збираєте та налаштовуєте свій власний дрон, на котрому будете в майбутньому літати, вже після того, як опануєте впевнені польоти в симуляторі.

Для опанування інженерії на початку вам потрібні тільки вміння шукати інформацію, час, бажання і жага до знань.

До речі, скоріш за все, свій перший дрон ви швидко розібʼєте, але без цього не досягти успіху та не стати впевненим пілотом та досвідченим інженером. До того ж, для вас, після самостійної збірки, всіх проб та помилок, розбитий дрон вже не буде проблемою, бо ви легко зможете самостійно його полагодити.

Загалом я виділив би такі чотири основні складові:

сам літальний апарат, у нашому випадку це FPV-дрон (мультироторного типу, коптер);
системи звʼязку для керування дроном;
відеосистеми;
батареї.

Тобто дрон, окрім рами, моторів та пропелерів, котрі дають змогу йому підніматися в повітря, та електроніки, котра керує польотом та моторами, повинен ще мати двосторонній звʼязок з оператором, щоб передати йому в реальному часі відео зображення з камери та прийняти від пілота команди керування. Звісно, все це потребує живлення від батарей, включно з самим дроном та всіма його системами, пультом керування, передавачами/приймачами та додатковим обладнанням, тому знання про акумулятори, що застосовуються, дуже важливі.

Давайте швидко розглянемо кожну з чотирьох перелічених вище складових.

Конструкція FPV-дрона, його основні компоненти, їх розташування та функції

Вам обовʼязково треба буде детально розібратися з конструкцією, та всіма компонентами FPV-дрона, зрозуміти для чого вони потрібні, як вони працюють та як взаємодіють між собою.

Загалом всі літальні апарати роторного типу (тобто ті, у котрих підйомну силу створюють мотори з гвинтами, а не геометрія крила) можна розділити на:

моноротори, тобто знайомий вам всім вертоліт, у котрого умовно одна вісь тяги (навіть якщо це здвоєний гвинт);
мультиротори, у котрих два та більше променів з моторами та гвинтами на них.

Найбільш розповсюдженою та знайомою всім конструкцією є квадрокоптер (quadcopter) з чотирма променями та моторами на них, але зустрічаються і такі конфігурації як bicopter та tricopter з відповідно 2 та 3 променями, або hexacopter та octocopter з відповідно 6 та 8 променями.

Починаючи з 4 і більше променів, на відміну від вертольота (чи Bicopter/Tricopter), керування та зміна положення в просторі у всіх трьох осях у таких системах забезпечуються тільки зміною балансу тяги між відповідними парами моторів, — дуже просте та елегантне рішення.

Зараз під словосполученням «FPV-дрон» мають на увазі літальний апарат мультроторного (коптерного) типу, зазвичай quadcopter (4 промені) з видом від першої особи (FPV — це англійська абревіатура First Person View), фіксованою камерою з незмінним кутом та ручним керуванням без стабілізації та автоматизації.

Тобто зображення з дрону в реальному часі з мінімальними затримками передається пілоту, він бачить те саме, що і дрон і це створює дуже реалістичне відчуття занурення, відчуття що це ви летите та знаходитесь в повітрі в середині дрону. FPV-дрони надзвичайно маневрені, пілотування відбувається в повністю ручному режимі і це надає можливість виконувати набагато складніші фігури пілотажу та літати по вражаючим траєкторіям. Хоч це і набагато важче опанувати, але свободи та можливостей це надає набагато більше.

Камера на таких дронах фіксована і не має стабілізації бо, це потрібно пілоту для оцінки та розуміння положення та нахилу дрона в просторі.

Доречі, цивільні дрони для аерофотозйомки теж мають камеру та передають зображення в реальному часі (але з більшими затримками), тобто вони хоч і мають погляд від першої особи, але пілотування та робота камери там максимально стабілізовані та автоматизовані. Літати набагато легше, дрон сам тримає висоту і треба тільки вказувати напрям польоту, але це накладає більше обмежень в можливостях пілотування і головне такі дрони не збирають самостійно у контексті хобі, вони не передбачають модифікацій та самостійного ремонту, мають закриту архітектуру, що суттєво обмежує їхню оперативну гнучкість. Тому термін «FPV» загалом застосовують до пілотів-ентузіастів, що збирають та створюють літальні апарати самостійно та вміють літати в повністю ручному режимі Rate/Acro з максимально повним контролем.

Класи FPV-дронів

FPV-дрони можуть бути різних класів, в залежності від розміру, потужності та застосуванню:

Tinywhoop: Крихітні та надлегкі квадрокоптери із захистом пропелерів, створені переважно для безпечних польотів і розваг всередині приміщень.
Cinewhoop: Невеликі дрони з захисними кільцями навколо пропелерів, оптимізовані для плавної та безпечної зйомки якісного відео поблизу людей чи перешкод.
5 дюймові Freestyle та Race дрони: Найпопулярніший універсальний клас, серце цивільного FPV, який поєднує шалену тягу, динаміку та маневреність для виконання складних акробатичних трюків або змагань на швидкість.
7-10 дюймові Long Range дрони, в котрих головне вже не швидкість, а навпаки максимальна енергоефективність та стабільність зв’язку для польотів на великі відстані або тривалого патрулювання та розвідки.
Cinelifters: Спеціалізовані важкі FPV-дрони, спроектовані для підняття більш важких професійних кінокамер.
Mega або X-Class: потужні, величезні монстри з пропелерами від 13 дюймів з великою вантажопідйомністю та тягою, які використовуються або для специфічних задач, або для видовищних перегонів.
Високошвидкісні дрони: Вузькоспеціалізовані боліди з аеродинамічним корпусом для досягнення максимальної швидкості (часто понад 300 км/год) та встановлення рекордів. У військовому контексті, це перехоплювачі повітряних цілей.

Основні компоненти та складові FPV-дрона

Будь який FPV-дрон буде складатися з наступних складових:

Рама (Frame)
Може бути різних розмірів в залежності від максимального сумісного розміру пропелерів: розмір рами та дрона це зазвичай діаметр його гвинтів в дюймах, тобто 5, 7, 8, 10 та більше дюймів, або просто «пʼятірки, сімки та вісімки, десятки, тринашки та пʼятнашки». Рама може мати різну кількість променів та різну конструкцію залежно від вимог до експлуатації, жорсткості, міцності, крихкості, монолітності, навантажень та вібрацій. Найбільш розповсюджений матеріал з котрого виготовляють рами це карбон, але вони можуть вироблятися і з інших матеріалів, або їх комбінацій, наприклад скловолокно, алюміній, пластик або різноманітні композитні матеріали, навіть картон. У кожного матеріала та конструкції свої характеристики, особливості та критичні переваги та недоліки.
Гвинтомоторна група
Включає в себе мотори з пропелерами та ESC (Electronic Speed Controller), — контролер, що керує обертами моторів.
Тут треба розібратися з принципом дії, конструкцією та основними характеристиками електромоторів, наприклад, що таке KV та про що нам говорить маркування на моторах.
Розібратися з характеристиками гвинтів : напрям обертання, розмір, крок (Pitch), кількість лез, матеріали гвинтів та як все це впливає на ефективність, керованість та тягу.
І звісно, розібратися в роботі контролера моторів ESC — конструкція, задачі, характеристики та прошивки, підключення до польотного контролера, живлення, підключення моторів та для чого потрібен і чому такий важливий конденсатор (capacitor).
Батарея, її розташування та кріплення, силовий дріт живлення з розʼємом (XT30 чи XT60), що підʼєднує батарею до дрона через ESC
Відеосистема (Camera + VTX)
Розберіться, де на дроні розташовані та як підключаються та взаємодіють основні компоненти відеосистеми: камера та відеопередавач VTX (від Video Transmitter). Це може бути радіопередавач з антеною, якщо це радіопередача, або медіаконвертор, якщо це звʼязок на базі оптоволокна.
Також є ще OSD-чіп, що відповідає за додавання польотної інформації (телеметрії) на зображення з камери і він може бути або у складі польотного контролера або, якщо це цифрова система де він є вбудованим безпосередньо у VTX.
Приймач системи керування (TRX, тобто Telemetry Receiver або зазвичай просто RX) та відповідні антени або підключення оптоволоконного звʼязку.
Польотний контроллер (Flight Controller)
Центральний компонент, фактично бортовий компʼютер, що обʼєднує та керує всіма системами дрона, польотом та забезпечує виконання команд, отриманих від пілота.
Тут треба обовʼязково розібратися з різними доступними інтерфейсами підключення та передачі інформації (UART, SBUS, I2C), схемою підключення компонентів, всіма контактами, їх призначенням та маркуванням, які є вбудовані датчики (зазвичай обʼєднані в IMU) та як вони функціонують та для чого потрібні, що таке налаштування фільтрів, PID регулятор та його коефіцієнти, налаштування Rates, які бувають процесори та їх основні характеристики та відмінності та які бувають прошивки (firmware), тобто програмне забезпечення польотних контролерів і як з ним працювати (Betaflight, ArduPilot, iNav).
Як працювати з найпопулярнішою серед пілотів FPV прошивкою Betaflight, та як налаштовувати в ній всі системи дрона, перепрошивати, та які бувають модифіковані прошивки.
Пізніше, після збірки перших власних FPV-дронів, додатково треба познайомитися та розібратися хоча б поверхнево з прошивкою ArduPilot, відмінностями, особливостями та можливостями котрі вона надає розробникам в порівнянні з Betaflight.
Додаткові датчики, такі, наприклад, як GPS, компас, інфрачервоні датчики, LiDAR, трубка Піто (не застосовується в мультироторах) та ін.

Системи керування та звʼязку

FPV-дрони — це не повністю автоматичні системи, що працюють автономно, вони не літають самі по собі без команд пілота. Тому дрон має якось дізнатися, чого від нього хоче пілот, та отримати ці команди з землі.

Ця складова об’єднує пульт керування (його ще називають апаратурою або контролером, всі ці назви коректні) та систему зв’язку. Система звʼязку складається з передавача керування TX (від англ. transmitter), який надсилає команди від пілота, та приймача керування RX (від англ. receiver), що встановлений на самому дроні й ці команди приймає.

Пульт потрібен для того, щоб пілот за допомогою джойстиків та інших перемикачів міг сформувати команди, що будуть обʼєднані в пакет даних для відправки на дрон. Тому пульт — це пристрій, що фактично є коробкою, яка складається з двох джойстиків, групи додаткових перемикачів та регуляторів, екрана та кнопок, електроніки з процесором, памʼятю та портами, вбудованого радіопередавача та інтерфейсу для підключення зовнішніх модулів і звісно акумуляторів, щоб живити цей пристрій.

Джойстики в професійному середовищі пілотів та інженерів називаються gimbals, а самі ручки керування в них називають sticks. Тому далі, я поступово буду використовувати цю термінологію, щоб ви звикли до неї.

Кожен із двох gimbals (джойстиків) рухається у двох площинах (по двох осях). Вони потрібні, щоб задавати основні команди положення дрона в просторі та регулювання рівня газу (Throttle)

Головна відмінність та особливість FPV-пульта від звичайного геймпада для ігрової консолі (PlayStation чи Xbox) полягає в поведінці лівого джойстика. На геймпаді, якщо ви відпустите стик, він під дією пружини повернеться в центр.

Основна відмінність та особливість пульта для FPV, що відрізняє його від контролерів для ігрових консолей, це те, що лівий gimbal по вертикалі не повертається автоматично в центр та не фіксується там, він має вільний хід бо це фактично педаль газу (throttle) котрій не потрібне середнє фіксоване положення.

Саме тому, для польотів на FPV та роботі в симуляторі вам не підійде контролер від консолі, вам потрібен спеціальний FPV-пульт.

На FPV-пульті лівий джойстик по вертикалі не має пружини, тому не повертається в центр. Він буде рухатися вільно й залишиться в тому положенні, де ви його зафіксували.
Це потрібно, бо фактично це ваша «педаль газу» (тяга або Throttle). Дрону для регулювання рівня газу не потрібне якесь середнє «нейтральне» значення — пілоту важливо плавно регулювати потужність від повного нуля (у самому низу) до абсолютного максимуму (у самому верху). Саме тому звичайний геймпад для консолей не підійде: керувати газом, коли джойстик постійно виривається з рук у центр, буде дуже складно та незручно. Тому для тренувань в симуляторі та реальних польотів вам обов’язково знадобиться саме спеціальний FPV-пульт.

Усі інші осі на пульті (рух лівого джойстика вліво-вправо та обидва напрямки правого) працюють як зазвичай: якщо їх відпустити, вони автоматично повертаються в центр. Це і є їхнє базове «нейтральне» положення.

Ще раз, лівий джойстик (left gimbal) по вертикалі має вільний хід, не фіксується та не повертається в центр і керує рівнем загальної тяги/газу (Throttle)

Всі інші вісі джойстиків, якщо їх не відхиляти та відпустити, автоматично повертаються в центр та фіксуються в ньому, що є базовим, «нейтральним» положенням для них.

Лівий джойстик (left gimbal) по горизонталі керує Yaw/Рисканням, тобто обертанням навколо вертикальної осі, наче ви крутите головою

Правий джойстик (right gimbal) по вертикалі керує Pitch/Тангаж, тобто нахилом вперед або назад, а по горизонталі це Roll/Крен, тобто нахил в бік

Додаткові перемикачі, тумблери, слайдери, роторні енкодери та інші регулятори потрібні, щоб сформувати додаткові параметри та команди, такі, наприклад, як arm (запуск моторів), перемикання режиму польоту (Rate/Angle/Horizon/AltHold), зміна потужності відеопередавача та ін.

Пульти можуть бути дуже різними як по формі, дизайну, зручності так і по якості та кількості органів керування, розміру екрана тощо і звісно ціні.

Отримавши сукупність усіх команд від пілота, тобто положення по вертикалі та горизонталі двох джойстиків (gimbals) і додаткових тумблерів та регуляторів, і обʼєднавши це все в пакет даних (керування), його треба відправити на дрон.

Для цього використовується передавач керування TX, що може бути вбудованим в пульт або бути зовнішнім. Звісно, вони можуть бути радіо чи оптоволоконними, мати різні характеристики та потужність та використовувати різні протоколи передачі даних та кодування, модуляцію сигналу.

Вам обовʼязково треба побіжно ознайомитися з протоколами компанії TBS і навпаки уважно та детально розібратися з ExpressLRS (ELRS) на базі якого нашими розробниками вже зроблено багато нових покращених власних протоколів, що використовуються військовими.

З іншого боку, щоб прийняти пакет даних керування на дроні маємо приймач керування RX, що використовує такий самий протокол, як і передавач TX та відповідну антену, якщо це радіопередача. Замість радіопередачі може бути використано оптоволоконний звʼязок

Окрім різних моделей пультів, протоколів керування та передачі даних, в майбутньому треба звернути увагу та розібратися в тому, що таке packet rate та на що він впливає, telemetry ratio (та загалом з телеметрією), baud rate, обовʼязково знати, що таке цифрові послідовні протоколи CRSF та SBUS, як працюють канали керування, як налаштовувати та конфігурувати додаткові (auxiliary або просто AUX) канали керування, чому в більшості випадків немає сенсу обирати внутрішній передавач 4 in 1 чи CC2500, а краще одразу обирати вбудований ELRS (краще дводіапазонний), як робити модифіковані прошивки, просунуті та дуже цікаві налаштування складної логіки вашого пульта та багато іншого.

Відеосистема

Третій компонент, це відосистема. Щоб бачити очима дрона, треба забезпечити фіксацію та трансляцію відеозображення з мінімальними затримками (це критично важливо при ручному маневреному керуванні)

Для цього нам потрібна камера та відеопередавач з антеною, щоб конвертувати та передати сигнал до пілота, він позначається абревіатурою VTX (від video transmitter).

На землі, щоб прийняти та конвертувати цей сигнал у відео для пілота потрібен відеоприймач з відповідними антенами, він позначається VRX (від video receiver). Приймач може бути як вбудованим в окуляри чи FPV монітор, так і зовнішнім.

За аналогією зі сигналом керування для передачі відеосигналу можна замість радіосигналу використовувати комунікацію на базі оптоволокна.

Тут вам у першу чергу треба розібратися з особливостями та відмінностями аналогових та цифрових відеосистем та протоколів. Кожна з них має свої переваги та недоліки. Аналогові відеосистеми — це фактично телебачення минулого століття, тобто ваш дрон — це телевежа, а ви наче дивитеся старий телевізор. Так, якість зображення в аналогових системах не дуже, але ви маєте мінімальні затримки, просту загалом та для модифікації технологію, велику кількість діапазонів робочих частот, та менші вимоги до стабільності сигналу та обʼєму даних для передачі.

З іншого боку, є сучасні цифрові системи, більш складні та дорожчі, з дуже гарною картинкою високої роздільної здатності, більш безпечні та складніші для перехоплення, але зі своїми недоліками та вищими вимогами до якості сигналу та обʼєму даних.

Вам треба познайомитись з різними моделями VTX/VRX, протоколами та відеосистемами як комерційними так і відкритими, наприклад Open IPC. Розібратися з особливостями різних моделей камер, а також у відмінностях між денними, світлочутливими та тепловими камерами, камерами з додатковими блоками AI для покращення обробки та якості зображення.

Приділіть увагу характеристикам та відмінностям між різними моделями окулярів, шоломів та моніторів. Вибір достатньо великий, і вони сильно відрізняються за якістю та ціною. Наприклад для аналога, якщо бюджет для окулярів/шолому невеликий (~$200), то я не рекомендую купувати дешеві окуляри (дешевше ~$400), а краще купити дійсно якісний та перевірений топовий шолом за ~$250.

Нагадаю, що FPV-окуляри/шоломи — це не VR/AR-окуляри/шоломи, а зовсім інші спеціалізовані пристрої.

Доречі, щоб краще розібратися у різноманітті моделей відеопередавачів VTX та приймачів керування RX і їх налаштуваннями та частотами, дуже рекомендую каталог моделей на відомому та унікальному українському сайті vtx.in.ua

Батареї

Як вже зазначалось, всі компоненти потребують живлення. Батареї живлять не тільки дрон, але й все додаткове обладнання, таке, наприклад, як окуляри, монітори, пульт, наземні станції та повітряні ретранслятори та багато іншого.

Саме тому, дуже важливо розібратися які акумулятори застосовуються, відмінності між ними, переваги та недоліки різних типів.

Вам обовʼязково треба згадати та розуміти, що таке напруга (V), сила струму (A), потужність (W), ємність (Ah або Wh), струмовіддача. Розібратися, що таке послідовне та паралельне зʼєднання секцій батареї та на що це впливає (напруга та ємність). Чітко розуміти відмінності та відрізняти візуально різні типи акумуляторів, що застосовуються в дронах, в першу чергу літій-полімерні та літій-іонні (відповідно LiPO та Li-ion). Наприклад, LiPO в порівнянні з Li-ion мають набагато вищу струмовіддачу, але гірше співвідношення ємності до ваги, тому вони чудово підходять для потужних та швидкісних систем, але важать більше в порівнянні з Li-ion такої самої ємності і тому не дуже підходять для дальніх дистанцій.

Треба обовʼязково вміти правильно користуватися зарядками, та знати як правильно заряджати ці батареї, якою напругою та якою силою струму (для різних типів розраховується відносно ємності).

Літієві акумулятори, при неправильній експлуатації та зарядці, достатньо пожежонебезпечні, тому не треба нехтувати цим. Також важливо розуміти не тільки номінальну напругу до котрої заряджати батарею, але й знати мінімальні значення напруги на секцію, після котрих батарея більше не може підтримувати роботу моторів дрона з навантаженням бо все це все потрібно для оптимального польоту на великі дистанції

Радіоелектроніка

Зазначу ще, що вам дуже знадобляться на практиці базові знання з радіо, тому познайомтеся, або повторіть наступне:

Що таке радіохвилі та їх основні характеристики (частота, довжина хвилі та амплітуда) та як вони впливають на радіопередачу.
Як хвилі розповсюджуються, проникають, огинають, поглинаються чи відбиваються від поверхонь та різних матеріалів (метал, бетон, вода, рослинність, хмари та ін.), як на це впливають характеристики хвиль.
Що таке поляризація радіохвиль та антен та які типи поляризації існують, які саме втрати будуть якщо поляризація антен передавача та приймача не співпадає.
Що таке пряма радіо видимість, радіогоризонт та зона Френеля.
Що таке логарифмічна шкала, децибел (дБ), децибел-міліват (дБм, dBm).
Загальні складові антени: активний елемент, коаксіальний дріт та його особливості та розʼєми, які вони бувають та як виглядають, сумісність (U.FL/IPEX, MMCX, SMA та RP-SMA).
Типи, конструкції та характеристики найбільш розповсюджених антен, що використовуються в дронах (dipole, helical, patch, Yagi-Uda, horn).
Загально що таке модуляція та як передається інформація за допомогою радіосигналу, що таке LORA та ППРЧ (frequency hopping).
Розберіться як працюють спектроаналізатори та засоби радіорозвідки та радіоелектронної боротьби, що таке jamming, spoofing та атака на рівні протоколу. І одразу запамʼятайте, що атака завжди впливає на приймач
Що таке Link Quality, RSSI та SNR
Основні діапазони та частоти, що використовуються для радіозвʼязку в FPV-дронах

Також корисним та цікавим буде розібратися в принципі роботи різних датчиків: GPS, компас, барометр/альтиметр, інфрачервоні датчики, LiDAR, трубка Піто, а також як працює навігація, та які є технології геопозиціонування без використання GPS або як працюють наприклад CRPA антени.

На цьому моменті зупинюсь, бо як вже зазначав, в одній статті неможливо охопити всі дотичні до FPV теми. Проте сподіваюсь, перша частина статті дала вам загальне уявлення та розуміння про те, з чого почати, куди рухатись і чому FPV-дрони є вдалим стартом для входу в галузь оборонних технологій, та з чого почати. Спочатку, буде здаватися, що неможливо осягнути таку шалену кількість інформації, і це нормально, якщо в голові буде відчуття хаосу. Не лякайтеся: мине небагато часу і все почне нарешті складатися в єдину систему.

FPV-дрони — це надзвичайно комплексна, багатогранна, складна, але дуже цікава та захоплююча галузь. А відчуття від першого польоту в окулярах на справжньому FPV-дроні — це надзвичайно захопливо і просто неможливо описати словами!

У другій частині я торкнусь теми тренування в симуляторі — розповім про перші кроки у навчанні та дам декілька корисних порад. Цю статтю можна прочитати тут.