Úvod

Tento tutoriál jsme připravili především pro začínající piloty, kteří by chtěli zkusit nový koníček, stavbu a řízení multikoptér. RC modelařina je úžasný svět splněných snů a díky obrovskému množství modelů si každý může najít ten svůj. My se budeme věnovat především multirotorům, konkrétně čtyř motorovým kvadrokoptérám, lidově nazývaným drony.

Chceme, aby byla tato zábava dostupná každému a proto se snažíme mít veškeré nejčastěji používané komponenty skladem v našem e-shopu. Sortiment vychází zejména z našich zkušeností a zkušeností dalších pilotů. Při popisu komponent či, hotových modelů, budeme uvádět orientační ceny pro jednu z levnějších, středně drahých a těch dražších konfigurací.

Rádi bychom na začátek upozornili, že tento koníček s sebou nese velkou zodpovědnost, ať už tu legislativní, tak i bezpečnostní a morální. To, za jakých podmínek můžete provozovat bezpilotní letecké prostředky zmíníme v dalších kapitolách. Létejte bezpečně, nikoho neohrožujte, dbejte na ochranu soukromí a berte na vědomí to, že pokud neuváženým létáním způsobíte nějaký průšvih, tak tím můžete zavařit nejen sobě, ale i ostatním modelářům, kteří si váží současného stavu a létají tak, jak mají.

Věříme, že tento tutoriál bude dobrým průvodcem pro vaše začátky ve světě FPV létání. Důležité je, aby vás to hlavně bavilo, ať už budete závodit nebo volně létat prostorem a užívat si akrobacii. FPV létání je unikátní kombinace zábavy, relaxu, adrenalinu a v neposlední řadě trpělivosti. Pocit odpoutání od těla je velmi návykový, ze začátku se budete hodně soustředit na ovládání, ale jakmile se s ním sžijete, začnete si naplno užívat té volnosti pohybu, rychlosti a při tom sedět bezpečně na zemi.

RC modely

Velmi krátce shrneme, co to jsou RC modely. Zkratka „RC“ pochází z anglického Radio Controlled – rádiově řízený. Můžeme mít model auta, letadla, motorky, ponorky, helikoptéry, multikoptéry, tanku a další… Kromě jiného modely obsahují přijímač (angl. receiver, zkratka „Rx“). Ten přijímá povely z vysílače/ky (angl. transmitter, zkratka „Tx“). Signály z přijímače buď přímo ovládají připojená zařízení, jakým může být servo, regulátor, osvětlení, nebo vyžadují další elektroniku či řídící jednotku, ke kterým jsou ostatní komponenty připojeny.

V tomto seriálu se budeme soustředit především na multirotory, konkrétně kvadrokoptéry. Kameru s video vysílačem můžete umístit v podstatě na jakýkoliv model. S autem, vrtulníkem i lodí si můžete s FPV užít také kopec zábavy.

Trochu o fyzice

Abychom byli lepšími modeláři, tak je třeba pochopit základní fyzikální principy, které se týkají letu modelu nadnášeného pomocí jednoho a více rotorů. Základními veličinami jsou proud a napětí, s čímž souvisí odpor a výkon. Bezdrátový přenos mezi vysílačem a přijímačem nám umožňují zákony elektromagnetismu a s nimi související veličina – frekvence. Tuto kapitolu nedoporučujeme přeskakovat, i když se může zdát trochu nudná. Jsou to však nezbytné pojmy, které se budou objevovat v dalších kapitolách.

Gravitace

Proklínaná i žádaná. Nemáme ji rádi, protože musíme vydávat spoustu energie, abychom jí překonali a udrželi se ve vzduchu. Naopak nám zase pomůže při klesání, kdy můžeme snížit výkon, nebo motory úplně vypnout a užít si volný pád.

Na to abychom překonali gravitační síly nám slouží rotory. Což je vlastně termín pro vrtuli použitou u vrtulníku, nebo multikoptéry. Vrtule koptéry má obvykle dva a více listů, má určitý průměr a hodnotu stoupání, která je daná úhlem, který svírá list ke středu vrtule. Motor potom přenáší točivý moment na vrtuli a výsledkem jsou dvě veličiny, tah a rotace. Tah umožňuje letadlu letět v před, nebo rotoru nadnášet model vzhůru. V podstatě vrtule nabere vzduch po stranách a před sebou a posune ho za sebe. S rotací je to složitě jednoduché. Viděli jste film „Černý jestřáb sestřelen?“ Druhý vrtulník s pilotem Mikem Durantem byl zasažen RPGéčkem do ocasního vyrovnávacího rotoru a začal se mimo jiné točit kolem osy hlavního nosného rotoru. A to je výsledek rotačního momentu způsobeného rotací vrtule. Ocasní rotor u helikoptéry kompenzuje tuto rotaci, proto bez poškození může letět rovně, nebo viset bez točení. Pokud zvýšíme otáčky nosného rotoru, tak se zvýší rotační moment nosné vrtule, a tudíž musíme zvýšit otáčky, nebo změnit hodnotu stoupání ocasního vyrovnávacího rotoru. Multikoptéry zase využívají pro potlačení rotačního momentu protiběžné rotace. U Kvadrokoptéry se točí dvě vrtule doleva a dvě doprava.

Frekvence

Frekvence je počet kmitů za jednu sekundu udávaná v Hertzích (Hz). V ČR jsou povoleny pro modelařinu frekvence 27MHz, 35MHz, 40MHz, 2,4GHz a pro video se nejčastěji používá 5,8 GHz. 27MHz a 40MHz můžete použít pro ovládání, kteréhokoliv modelu, ale frekvence 35MHz, je striktně pro letecké modely. Nevýhodou je, že pokud se na letišti nebo na dráze sejdou dva modeláři se stejnou frekvencí a nedej bože kanálem, tak se budou navzájem rušit, nebo pravděpodobně jeden druhému převezme nad modelem kontrolu. Kanály jsou dílčí frekvence z daného pásma. Např. 35 MHz má 36 kanálů – např. kanál 61 je 35,010MHz, kanál 79 je 35,190MHz. Dříve bylo zvyklostí, že když jste přišli na letiště, tak první jste se zeptali ostatních modelářů, na jaké frekvenci létají.

Z tohoto důvodu se začaly používat frekvence v pásmu 2,4GHz. I ty mají vymezené kanály pro přenos dat. Pokud byste se s jednotlivými frekvencemi pásma 2,4GHz chtěli blíže seznámit, pak doporučujeme navštívit stránky Českého telekomunikačního úřadu (www.ctu.cz). V dnešní době se používají především rádia a přijímače pracující v pásmu 2,4GHz. Nedochází k vzájemnému rušení, takže na jednom letišti můžou létat i desítky pilotů, třeba se stejným rádiem. Jak jednoduše poznat kdo létá na frekvencí v MHz a kdo na 2,4GHz? Čím nižší frekvence, tím větší anténa. Staré rádia měla teleskopickou dlouhou anténu. Dnešní rádia mají krátkou, plastem zakrytou anténku.

Frekvence 5,8GHz se v modelařině používá pro přenos videa z modelu, do displeje nebo speciálních brýlí. Nevýhodou tohoto pásma pro nás modeláře tkví v tom, že má špatnou prostupnost skrze materiály, ovlivní ji i vysoká vzdušná vlhkost, proto ideálně vyžaduje přímou viditelnost. Jednoduše řečeno, čím vyšší frekvence, tím horší prostupnost přes překážky. S frekvencí 5,8GHz jen stěží doletíte bez ztráty videa třeba 100km daleko, ale s frekvencí 433MHz už je to možné. Takže až poletíte se závodní kvadrokoptérou třeba za strom vzdálený od vás pár desítek metrů, tak se Vám pravděpodobně na chvilku zhorší video signál nebo v horším případě úplně vypadne. To je naprosto normální a je potřeba na to neustále myslet, když někam letíte. Výpadek videa ve velké rychlosti končí ve většině případů havárií a v horším případě může skončit i vážným zraněním.

Ve světě mají modeláři k dispozici i jiné frekvence jako je pásmo okolo 900MHz, 1,3GHz atp., ale u nás jsou pro použití modelařiny zakázané. Pásmo 900MHz je v ČR využito pro GSM síť a 1,3GHz pro letecký provoz. V zahraničních obchodech se můžete setkat i s video vysílačem na frekvenci 2,4GHz, ale ty nedoporučujeme, jelikož bude docházet k rušení s Vaším rádiem.

Suma sumárum: Vysílačka na 2,4GHz a video na 5,8GHz.

Proud, napětí, odpor a výkon

Další nezáživné, ale potřebné pojmy, které spolu úzce souvisí. Člověk by si řekl, že čím víc Wattů, tím lépe, v praxi to tak úplně neplatí. Co ale platí, tak čím větší výkon, tím větší potřebujeme napětí a/nebo proud. To vyplývá ze vzorce P=U*I, kde P je výsledný výkon ve Wattech (W), U je napětí ve Voltech (V), a I je proud v Ampérech (A). Takže pokud pošleme do motoru, přes regulátor, napětí 16,8V a regulátor nám stabilně propustí 30A, tak by výsledný výkon motoru měl být 504W. Ovšem, ještě je tu odpor. Ta fyzikální veličina, která nám určuje propustnost materiálu pro elektrický proud. Propustnost je dána délkou vodiče, „šířkou“ profilu vodiče, materiálem a teplotou. Čím vyšší tyto hodnoty jsou, tím vyšší je odpor vodičů. A čím vyšší je odpor, tím více musíme do spotřebiče poslat proudu a tím více nám spotřebovává energii a klesá nám napětí baterie, potřebné pro pohon stroje. Takže výše zmíněný motor zas tak výkonný nebude. I vinutí motoru klade odpor, nemluvě o vzdušném odporu, který vzniká rotací pláště a navíc vrtule. Výrobce většinou dodává tabulku k motoru, kde je k napětí a použité vrtuli napsána také spotřeba v Ampérech. Podle toho víme, jaký regulátor zvolit, aby motor utáhl. Celkovou spotřebu v Ampérech zase určíme konstantní vybíjecí proud „C“ pohonné baterie. To si ještě podrobně popíšeme v kapitole o bateriích.

Další díl