Ентузіаст FPV-дронів із каналу FPV Geek поставив собі запитання, яке більшість людей навіть не стала б ставити: наскільки малим може бути цифровий FPV-дрон, щоб при цьому знімати пристойне відео? Відповідь виявилася складнішою — і цікавішою — ніж він сам очікував.
Звичайні FPV-дрони для зйомки — це п’ятидюймові машини з екшн-камерами. Вони великі, потужні й перевірені. Але автора цікавило інше: чи можна зробити щось настільки компактне, що поміститься в кишеню — і при цьому знімати у 4K?
Він знайшов найменші компоненти, які взагалі існують: мікроконтролер польоту, крихітні безколекторні двигуни, мінімалістичну 4K-відеосистему, маленький акумулятор. Мотори — найменші безколекторні, що коли-небудь вироблялися — розкручуються до 130 000 об/хв. Для порівняння з мотором 2207 від стандартного п’ятидюймового дрона різниця просто шокує.
Проєктування виявилося пеклом деталей. Якщо розмістити мотори близько — вони дують прямо в плату. Рішення: перевернути їх на 180° у конфігурацію «пушер», щоб повітря йшло вниз. Далі — куди ставити акумулятор? Знизу — заважають пропелери.
Зверху — зміщується центр ваги, дрон стає нестабільним.
Перший варіант «сендвіч-конструкції» довелося викинути повністю і починати з нуля. У фінальному дизайні відеопередавач і контролер польоту виявилися зверху, акумулятор — між рамою і пропелерами.
І ще один нюанс: щоб зробити дрон справді мінімальним, мотори довелося зрушити так близько, що пропелери почали перекриватися і стикатися. Рішення — маленькі платформи, що піднімають два з чотирьох моторів на інший рівень.
Наосліп вибирати не стали. Автор зібрав власний тестовий стенд із тензодатчиком і ESP32, написав додаток для відображення результатів і перебрав пропелери від GMAN, MEPS, King та HQ Prop. Різний крок, різна кількість лопатей — і чіткий переможець за тягою, хоч і з найбільшим споживанням струму.
Перші спроби злетіти провалилися. Коли нарешті підняло — двигуни звучали неправильно. Той характерний звук «осциляцій» знайомий кожному, хто тюнінгував FPV-дрони. Далі — чорна скринька, логи, аналіз фільтрів і PID-контролю.
Окрема проблема — зліт. Дрон стоїть на пропелерах, і щойно мотори набирають оберти,
він одразу «тікає». Стандартна платформа для зльоту тут не підходить — нижня частина корпусу не дає нічого туди поставити. Довелося освоювати «кидковий старт» і злітати з рівної підлоги на максимальній тязі.
Фінальне випробування — зіткнення з повнорозмірним п’ятидюймовим FPV-дроном на швидкості. Результат: відлетів гумовий буфер, погнувся один пропелер. Надрукована на 3D-принтері рама — ціла. Все інше — ціле. Тест пройдено.
Автор зізнається: він очікував нестабільного, майже некерованого польоту. Натомість після тюнінгу дрон літає відмінно. Дійсно поміщається в кишеню. Дійсно знімає у 4K. І — що показово — конструкція ще не вичерпала свій потенціал мініатюризації. Наступний крок буде ще меншим, хоч і коштуватиме продуктивністю.
STL-файли, конфіг дрона та інструкція зі збирання — на Patreon каналу.
Запис Ентузіаст створив найменший 4K-дрон спершу з'явиться на ProstoMob.
