一架完整的穿越机需要机架、电池、电机、旋翼和遥控系统以及FPV图传系统来完成飞行。为此,这些系统需要各种固件和协议来实现通信,而飞控则作为信号中枢,将上述系统连接在一起。
电子系统如图1穿越机电子系统所示:
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图1穿越机电子系统
一、飞控
穿越机飞控是一项先进的飞行控制技术,它可以在飞行中自动调整和控制飞机的位置和航向。它主要由一系列传感器、嵌入式计算机系统和控制装置组成,可以将飞行任务的完成过程自动化,以便提高飞行安全性和效率。
你可以使用遥控器来操作。通过操纵杆、滑杆或方向盘,可以控制飞行器的航向、速度和高度,从而控制飞行器的运动。飞控一般出厂自带固件,玩家通过配置软件Betaflight(地面站)就能设置各种参数。飞控硬件如图2所示:
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图2飞控
二、动力系统
1、电调
电调是电子调速器的简称,是一种用于控制飞行器的电子器件,它可以帮助飞行器实现较好的飞行性能。用于控制前往电机的电流大小,四个电机各配一个电调。2、电机
电机俗称“马达”,中间的线圈部分固定在飞机上,为定子,外壳用来转叫转子。所以螺旋桨是被螺母牢牢固定在外壳上的。穿越机用的一般是三相直流无刷电机,所以是三根线,但不是正、负极再加一根信号线。这三根线接收飞控和电调的一个通道,靠接收占空比可调的波形进行转速的改变。电机分为很多型号,例如KV2300的意思是:电压每增加1伏,电机每分钟空转增加2300圈,也就意味着当输入电压是10伏时,这个电机每分钟空转会增加23000圈。电机如图3所示:
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图3电机
3、螺旋桨
螺旋桨旋转能够产生气流,气流带动穿越机奔跑。当达到一定速度时,机翼上层和下层会产生气流差。下方的气流强于上方,将穿越机抬升。而螺旋桨产生推力的原理跟固定翼机翼是一样的,我们可以把螺旋桨想象成机翼,将螺旋桨无限放大每个页面剖面相对于切向气流都是一个机翼。翼型产生升力将螺旋桨向前拉,这是螺旋桨产生的第一个力,桨形越好力越大,迎面气流在螺旋桨转动中带来的分力,是螺旋桨产生的第二个力,桨距越大力越大。电机与桨叶是穿越机升力的来源。电机与螺旋桨需要根据穿越机的尺寸选配,例如最常规的5寸穿越机可以搭配1600KV~2700KV的电机。螺旋桨如图4所示:
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图4螺旋桨
4、机架
机架就是飞机的机身,搭载你的设备起飞。可根据场地和喜好选择合适的机架:室内飞、小公园低空近距离飞,选择小尺寸涵道机,公园几百米内飞选择3-5寸机,远航5寸及以上机架。喜欢竞速穿越可选择机身小些的竞速机,喜欢看风景稳定些的选择化骨龙自由飞这种大机身,可以挂载gopro等更多设备。机架如图5所示:
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图5机架
5、电池
首先,穿越机是没有开关的!插上电池,电机就能通电,所以上电的时候一定要小心。
电池是穿越机动力的来源,是穿越机的血液。穿越机中使用的LiPo电池(锂聚合物电池)峰值放电电流越高,这样电机就能转得更暴力。三、遥控系统
穿越机的遥控系统是一个非常复杂的系统,因此对于穿越机玩家而言,需要加以充分的理解才能正确的操作。
遥控器系统包括以下组件:
1、遥控器-地面
与飞控类似,穿越机的遥控器也是微控制器控制,支持自定义各种功能甚至完成简单编程。遥控器出厂自带固件,也支持手动刷写。遥控器通过信号发射器发射无线信号。主流的遥控器中一般内置高频头,兼容多种协议。高频头的频率常见的有915MHZ、2.4GHZ。频率越低信号质量越高。遥控器如图6所示:
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图6遥控器
2、接收机-天空
遥控发射的信号要有一个东西来接收,这个东西就是接收机,接收机是一个正极、一个负极及1-2根信号线焊接在飞控上的。遥控器和接收机之间的语言,叫传输协议。不同厂家的遥控器和接收机之间说的是不同的语言,所以一般不能串用。
接收机与天线如图7所示:
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图7接收机
四、图传系统
FPV系统能将天空中的图像同步到操控者的第一视角眼镜中。目前FPV系统有数字信号和模拟信号两种技术方案。
1、摄像头与图传发射
摄像头能采集实时影像信息,并输出至飞控进行画面叠加(OSD)。叠加的信息可以在地面站中设置,支持电量、飞行时间、飞行姿态等。摄像头如图8所示:
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图8 接收机与天线
飞控在摄像头采集的画面上叠加OSD信息后,会将图像信息输出至图传模组。图传模组将图像信号转码,通过天线发送至地面。图传有点像个广播器,它只负责将图传信号发出去,至于谁能收到、多少人收到,它不管,不接受任何数据回传,且没有延迟。
2、图传接收与FPV眼镜/屏幕
图传接收可以用于接收天空中发射器的图像信号,部分FPV设备中会内置接收器。外置接收器的方向性和灵敏度会更好。天线的构造也会直接接收影响信号强弱。飞手通过FPV眼镜回传的图像控制穿越机,FPV设备和收音机的工作原理类似,设置好接收通道后就能监听到该通道的视频信号。如图9所示:
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图9 FPV眼镜