Oavsett om du är ny på drönare eller har flugit dem ett tag, måste du ha undrat hur drönarfjärrkontrollen fungerar. Fjärrkontroller är anledningen till att du kan flyga din drönare till ett avstånd som sträcker sig från några fot till flera mil bort från dig utan att förlita dig på kablar. Och att veta hur de fungerar hjälper dig att få ut det mesta av dem.
Så, hur fungerar drönarkontroller?
För att uttrycka det enkelt innebär det att man skickar en signal från en sändare i styrenheten till en mottagare i drönaren. Flygledaren och ESC hjälper till att tolka och exekvera dessa signaler samtidigt som de upprätthåller en stabil flygning.
Fjärrkontroller skickar också instruktioner om kameror, sensorer och annan nyttolast som drönaren bär.
Fortsätt läsa för att lära dig mer om drönarfjärrkontroll.
Vad är en drönarkontroller?
En drönarkontroller är en enhet som gör att en drönarpilot kan styra en drönare från marken trådlöst. Drönare har andra kontroller, som ESC och flygkontrollern. Men i det här fallet syftar vi på enheten som drönarpiloten håller när han styr drönaren.
Du kan ibland se den här enheten kallad radiokontroll eller RC. Vissa kan också hänvisa till det som en sändare eller en fjärrkontroll.
En kort historik om radiostyrning
Medan konsumentdrönare blev populär ganska nyligen, hela konceptet Radiokontroll går tillbaka till 1800-talet. Det var då tanken på att fjärrstyra enheter för militära ändamål eftersträvades flitigt.
Som ett resultat uppfann militären fjärrstyrda torpeder, missiler, båtar, teletankar och anti-jamming-system. Detta för att minimera risken att förlora soldater i strid. Radiostyrda enheter användes i stor utsträckning under både första och andra världskriget.
Under åren har olika nationer förfinat sina RC-system genom att göra dem mindre, uppfinna transistorer och till och med göra det möjligt för dem att kommunicera i flera kanaler. Dessa förbättringar gjorde det möjligt att använda RC-system i modellflygplan på 1950-talet.
Snabbspolning framåt till 2000-talet, där varje radiotillverkare producerar RC-system som kan användas på ett brett utbud av enheter, inklusive leksaksbilar, modellflygplan och drönare.
För dem som skulle älska att bygga sina egna drönare kan du köpa ett RC-system för så lite som $30.
Så fungerar drönarkontroller
Drönarkontroller fungerar genom att skicka instruktioner till en drönare via radiosignaler. För att förstå hur de fungerar, låt oss titta på huvuddelarna och hur de alla fungerar.
Dronesändare
Drönarsändarna är placerade på drönarkontrollern och är den del som ansvarar för att omvandla kontrollenhetens kommandon till radiosignaler, som sedan skickas till drönaren.
Dronemottagare
Mottagarna är antenner som tar emot signalerna från flygledaren och omvandlar dem till elektronisk data som flygledaren kan agera på.
Flygkontroll
Denna komponent fungerar som drönarens hjärna eller centrala nervsystemet. Efter att ha mottagit den tolkade informationen från mottagaren bestämmer den vilken effekt som är nödvändig för att utföra instruktionerna som skickas från styrenheten.
Flygledaren kombinerar även data från sensorer som gör drönaren medveten om sin omgivning.
Dessa inkluderar:
- Accelerometrar – Dessa sensorer mäter rotationshastigheten och bestämmer drönarens orientering genom att bestämma lutningen och vinkelhastigheten.
- Magnetometrar – Dessa sensorer hjälper en drönare att orientera sig i förhållande till det magnetiska norr.
- Gyroskop – Gyroskop mäter också rotationshastigheten, vilket gör att en drönare förblir stabil när den svävar eller flyger.
ESC (Electronic Speed Controller)
Efter att flygledaren har förenklat instruktionerna till spänning, är det nu upp till ESC att utföra dessa kommandon genom att minimera effekten på vissa motorer och öka effekten på andra motorer beroende på vilken uppgift eller riktning du vill att drönaren ska ta.
Delar av en drönarkontroller
Nedan är huvuddelarna av en drönarkontroller.
Höger stick
Det här är pinnen till höger och den är ansvarig för Rullning och Pitch rörelser.
Left Stick
Detta är pinnen till vänster och parallellt med den högra pinnen. Den är ansvarig för yaw och gasreglage .
Antenner
Det här är sändarna som skickar radiosignalerna till drönaren.
Andra funktioner
Nedan finns fler funktioner som du hittar i de flesta kontroller:
- Trimknappar – Dessa knappar hjälper dig att rikta in en drönare om den börjar glida åt sidan eller är instabil när den flyger.
- RTH (Return To Home) – Du hittar den här knappen på de flesta kontroller och på olika platser. Den används för att "ringa" drönaren tillbaka till startpunkten eller en annan förinställd plats om det är en nödsituation.
- Kameraknappar – För drönare med kameror kan du börja spela in, ta stillbilder eller styra gimbalen med handkontrollen.
Grundläggande drönarrörelser
Nedan är de viktigaste drönarens rörelser och vad som händer när du trycker på kontrollerns stickor.
- Rulla – Detta är rörelsen som gör att drönaren kan röra sig till höger eller vänster längs rullaxeln som går från drönarens framsida till drönarens baksida. Det åstadkoms genom att trycka den högra spaken åt vänster eller höger. För att en drönare ska rulla kommer ESC att minska kraften hos motorerna på ena sidan av drönaren (vänster eller höger).
- Pitch – Denna rörelse tillåter en drönare att rusa framåt eller bakåt längs Pitch (X)-axeln. Det uppnås genom att trycka höger spak framåt eller bakåt. ESC minskar kraften hos de bakre propellrarna och ökar kraften hos de främre motorerna för att få dem att rotera snabbare. Det är därför drönarens främre del tippar nedåt när drönaren rusar framåt.
- Yaw – Det är här drönaren svänger medurs längs Yaw-axeln som löper från toppen till botten av drönaren. På kontrollen trycker du vänster spak åt vänster eller höger. För att åstadkomma detta minimerar ESC motorernas effekt i ett diagonalt mönster.
- Gas – Det är här drönaren ökar eller minskar i höjd. I detta fall roterar alla motorer med samma hastighet. Ju snabbare de snurrar, desto högre rör sig drönaren.
Hur drönare kommunicerar med kontrollern
Nedan är de viktigaste kommunikationskanalerna som används i drönare och kontroller.
Radiofrekvenser
Detta är ett av de vanligaste sätten att drönare kommunicerar med kontroller. Radiofrekvenser är osynliga vågor som utgör en del av det elektromagnetiska spektrumet. För att de ska fungera måste det finnas en sändare och en mottagare, vilket jag redan har beskrivit ovan.
För att en drönare ska kunna kommunicera med en kontroller måste de alla vara "inställda" till samma frekvens. Men vad händer om det finns en annan enhet i samma intervall och använder samma frekvens? Det är där RFID kommer in.
RFID (Radio Frequency Identification) är en identifieringskod som tilldelas kommunikationen mellan en drönare och en styrenhet. Och drönaren kommer bara att svara på signaler som innehåller den specifika RFID.
Drönarkommunikation föredrar lägre frekvenser eftersom de kan arbeta på bredare avstånd, vilket gör att en drönare kan röra sig längre bort från styrenheten. Men om frekvenserna är för låga, skulle du behöva mycket stora antenner. Så, för att uppnå en bra balans, fungerar de flesta drönare i frekvenser från 800 till 900 MHz.
Wi-Fi
De flesta drönare har nu Wi-Fi, särskilt de med en app och en kamera. Wi-Fi gör det möjligt att streama bilderna från en drönare i realtid, vilket ger upphov till en av de mest eftertraktade hobbyerna i drönarvärlden, FPV-racing.
Det är här du bär VR-liknande glasögon och flyger din drönare som om du befinner dig i dess "cockpit". Till skillnad från radiofrekvenser fungerar Wi-Fi i frekvenser från 2,4 GHz till 5,8 GHz . Det är väldigt höga frekvenser. Det är därför Wi-Fi fungerar bäst på kortare avstånd.
Global Position System (GPS)
GPS har avsevärt förbättrat dronenavigering. Den gör detta genom att förbättra stabiliseringen, aktivera Return To Home och identifiera flygförbudszoner.
Så, hur kommunicerar drönare med kontroller via GPS? Du skickar koordinaterna direkt till drönaren, och drönarens GPS kommer att följa dessa koordinater.
Vissa drönare är designade för att inte lyfta i flygförbudszoner, men kommunikationen om dessa zoner kommer faktiskt från drönarens app. Nuförtiden är det till och med möjligt att välja waypoints i form av koordinater, och drönaren kommer att följa dem autonomt. Detta är en vanlig applikation inom lantmäteriområdet där du behöver ta flygbilder över en plats.
Satellitlänk
Detta är en mer sofistikerad kommunikationsmetod och är endast tillämplig på militära drönare som Hawk eller Predator drönare. Kommunikation via satelliter gör att militären kan kontrollera sina drönare medan de är tusentals mil bort. Men de behöver fortfarande ha en markstation inom området drönaren är i drift för att samordna start och landning.
Helt autonomt
Denna aspekt är fortfarande under utveckling, men den ser redan några tillämpningar inom inspektioner och militära sektorer. Traditionellt har en pilot en kontrollenhet för att skicka signaler till en drönare. Men för helt autonoma drönare kan du ge dem ett område av intresse, och de kommer att flyga i dessa områden, samla in data, bestämma den bästa rutten, undvika hinder och flyga tillbaka till startpunkten på egen hand.
Varför drönarkontroller är unika i RC-flygplansvärlden
Nedan finns några anledningar till varför drönarkontroller sticker ut.
"RC"-förkortningen
Som nämnts tidigare, medan radiostyrning har funnits i mer än ett sekel, har RC-modellflygplan och fordon bara funnits sedan 1950-talet. När RC-förkortningen myntades först betydde det Radio Controlled, men när det kommer till drönare syftar det ofta på Remote Controlled.
Oavsett så syftar det på hur en drönare kan fjärrstyras. RC-tekniken som används i UAV är också mer sofistikerad än andra modellenheter.
Antal rotorer
En annan betydande skillnad är antalet rotorer. De flesta RC-flygplan har bara en rotor, vilket gör det lätt att kontrollera eftersom allt du behöver göra är att kontrollera rotorns hastighet och vinkeln på deras propellrar för att manövrera.
Å andra sidan kommer drönare i fyra rotorer eller fler. Och kontrollern måste kontrollera alla fyra rotorerna för att se till att drönaren manövrar som den ska. Flygkontrollerna och ESC gör det möjligt för kontrollenheten att kontrollera hastigheten på varje rotor utan att störa drönarens operationer. Föreställ dig hur hektiskt det skulle vara om du var tvungen att kontrollera hastigheten på varje rotor manuellt.
Felsökning
Om din drönare inte ansluter till kontrollern, nedan är några möjliga orsaker och sätt att åtgärda problemet.
Du gör det fel
Om du inte kan ansluta din drönare till kontrollern är chansen stor att du gör det fel. Varje drönare har instruktioner om hur man gör det, så se till att du kontrollerar dem och följer dem strikt när du ställer in din drönare.
Låga batterinivåer
Ett annat problem som kan orsaka anslutningsproblem är låga batterinivåer på kontrollern, på drönaren eller båda. Det är viktigt att kontrollera batterinivåerna på alla dina enheter innan du flyger din drönare.
Se till att du använder den senaste firmwareversionen
Drönartillverkare släpper ofta firmwareuppdateringar för drönare, kontroller och appar. Dessa uppdateringar fixar ofta underliggande problem, men de kan också störa anslutningen mellan en drönare och en kontroller om de inte alla använder samma version. Ett annat sätt att fixa det skulle vara att avinstallera drönarappen och installera den igen.
Signalstörningar
Om du försöker flyga i områden med elektromagnetisk störning kan det hindra anslutningen mellan styrenheten och drönaren. Om din drönare ansluter till kontrollern och lyfter riskerar du att tappa den eftersom du kan tappa anslutningen när drönaren flyger.
Du flyger för långt bort från handkontrollen
Om du efter att ha lyckats ansluta din drönare till kontrollern och efter att ha flugit en tid får ett felmeddelande om att du är utanför räckvidd, eller att videofilmen förlorar kvalitet eller stannar, kan du flyga för långt.
Varje drönare har sin gräns. Vissa kan flyga några meter från styrenheten, men vissa kan flyga så långt som 6 miles, beroende på vilken typ av kommunikation du har att göra med. Regler i de flesta regioner kräver dock att du flyger inom Visual Line of Sight (VLOS). Så håll alltid din drönare inom synhåll och undvik att flyga förbi drönarens gräns.
Sök teknisk hjälp
Om inget av ovanstående tips hjälper, kontakta drönartillverkarens tekniska team eller ställ en fråga i forum. Du kommer med största sannolikhet att stöta på en medlem som har upplevt ett liknande problem och vet hur man fixar det.
Anmärkningsvärda framsteg inom drönarfjärrkontroll
Nedan finns några tekniska framsteg att hålla utkik efter.
OcuSync
OcuSync är DJI:s toppmoderna transmissionssystem som ger några av de längsta räckvidden i drönarvärlden. Nedan är hur OcuSync har utvecklats under åren.
- OcuSync 1.0 – Denna version användes i alla Mavic-drönare som släpptes före Mavic 2. Dessa inkluderar Mavic Pro och Mavic Pro Platinum. Den designades för att överföra 1080p-videokvalitet för överföring på kort räckvidd och 720p för långdistansöverföring, och den har en räckvidd på upp till 4,3 miles (7 km). Under optimala förhållanden kommer OcuSync att ladda ner videor med 40 Mb/s.
- OcuSync 2.0 – Den här versionen kom med Mavic 2 2018 och finns i de flesta drönare som släpptes efter det. Den kom som en förbättring till 1.0 eftersom den sänder 1080p på både långdistans- och kortdistansöverföringar. En annan förbättring är att OcuSync 2.0 automatiskt växlar mellan 5,8 och 2,4 GHz. Detta gör den perfekt för områden med många störningskällor.
- OcuSync 3.0 – Det här är den senaste versionen och den använder ett helt nytt videoöverföringssystem som använder 4 antenner istället för 2 som i 2.0-versionen. DJI förbättrade också videoöverföringssystemet, så att det kunde överföra HD-videor från en räckvidd på upp till 7,5 miles (12 km).
Smarta kontroller
Dessa är kontroller designade för att fungera med flera drönare. Ett bra exempel är DJI:s Smart Controller, en avancerad kontroller som innehåller en 5,5-tums skärm, OcuSync 2.0-överföringssystemet, en räckvidd på upp till 6,2 miles (10 km) och inbyggda appfunktioner.
Du kan använda appen DJI Go eller Fly eller ladda ner andra appar från tredje part. Ännu bättre, den har en DJI Go Share-funktion som låter dig strömma dina foton direkt till sociala mediekanaler.
DJI Smart Controller kombinerar funktionerna hos en smartphone eller surfplatta och en standardkontroller. Men den har också förbättrats för att göra den mer hållbar och pålitlig än en vanlig smartphone.
För närvarande inkluderar drönarna som är kompatibla med DJI Smart Controller:
- DJI Mini 2
- Mavic Air 2
- Mavic 2 och Mavic 2 Enterprise Series
- Phantom 4 Pro V2.0
BVLOS (Beyond Visual Line Of Sight) som flyger
Som tidigare nämnts kräver de flesta regioner att drönarpiloter flyger sina drönare inom sin siktlinje. Men detta begränsar hur drönare kan användas, särskilt i applikationer som matleverans och industriella inspektioner. Men på senare tid har de flesta drönartillverkare och intressenter varit banbrytande för BVLOS för att utöka omfattningen där drönare kan användas.
Så hur skulle det fungera?
Piloten skulle förlita sig på sensorer, telemetridata och GPS-navigering för att veta var drönaren är och navigera i den. Att flyga BVLOS behöver fler färdigheter jämfört med VLOS.
Nedan är några av fördelarna som BLVOS har jämfört med VLOS;
- Det är säkrare – I områden där en drönarpilot behöver flyga i farliga områden, såsom brandzoner och gasläckor, skulle det vara farligt för en pilot att gå in i området och flyga VLOS. Men BVLOS gör det säkrare eftersom piloten kan placera sig mil bort på säkert avstånd och ändå lyckas flyga över området.
- Det är billigare – I områden där drönare inte får flyga BVLOS måste de använda helikoptrar som är dyra och inte flexibla. Men drönare designade för att flyga BVLOS har längre flygtider, vilket innebär att de kan flyga över samma område flera gånger utan att det kostar så mycket som en helikopter.
- Datan är mer exakt – Drönare kan flyga på mycket låga höjder, vilket gör att de kan ta högupplösta bilder från vilka användare kan hämta mer data jämfört med att använda bemannade flygplan.
Tyvärr finns det fortfarande för många restriktioner mot BVLOS, särskilt i USA. Du måste ansöka om flera undantag, och det finns ingen garanti för att du får flyga. Men drönarlagar utvecklas fortfarande över hela världen, så vi kan förvänta oss att BVLOS tillåts snart.
Vanliga frågor
Kan du ansluta vilken fjärrkontroll som helst till en drönare?
Inte riktigt. I de flesta fall är drönarkontroller inte utbytbara . Du kan till exempel inte använda en Autel-fjärrkontroll för att styra en DJI-drönare. Men det finns vissa fall där drönare inom samma serie kan använda samma kontroller, som till exempel Mini 2 och Mavic Air 2. Det finns även kontroller designade för att styra flera drönare, som DJI:s Smart Controller och Autel Smart Controller.
Kan du styra en drönare med en smartphone?
Jo det kan du. De flesta drönare kommer med appar som låter dig styra kameran, kardan, start och landning, och vissa intelligenta flyglägen med hjälp av en smartphone i kombination med en kontroller.
Vissa drönare, som Tello, är designade för att flygas strikt med en smartphone utan att använda en separat kontroller alls.
Finns det en universell drönarapp?
Inte riktigt. Drönarappar är designade för att fungera med en specifik drönarmodell och märke. Du kan inte byta ut dem. Det finns dock appar som Litchi, DroneDeploy och RainBow som fungerar med de flesta drönare och som kan användas för att utöka funktionaliteten hos en drönare. Men alla drönare är inte kompatibla med dessa appar.
Kan du köpa en fjärrkontroll?
Jo det kan du. Om din kontroller är skadad, försvunnen eller om du planerar att bygga din egen drönare kan du köpa en kontroller. Det är alltid tillrådligt att få kontrollern från drönartillverkaren för att förhindra att garantin ogiltigförklaras.
När du bygger en drönare kan du hitta drönarkontroller från tredje part, men att bygga din egen är fortfarande ett alternativ. Vilken typ av drönare du har avgör vilken drönarkontroll du vill använda. Så börja med att skaffa en drönare av hög kvalitet.
Referenser:
Radiostyrningens historia
Foto av William Bayreuther