IronSky

czwartek, 18 września 2014

[9] Budujemy quadcopter - Bezpieczeństwo ponad wszystko

Nie samymi sukcesami człowiek żyje ;). Ten post prawdopodobnie długo by jeszcze nie powstał, gdyby nie fakt, że sytuacje niebezpieczne i awarie quadcoptera zaczęły towarzyszyć również nam - proporcjonalnie do wzrostu liczby odbywanych lotów i generalnej eksploatacji sprzętu. A ponieważ piszemy tu o wszystkim co nas spotyka, aby uchronić Was przed tym samym opiszemy co może się stać podczas lotów i jak tego unikać.

Sytuacje niebezpieczne z użyciem sprzętu latającego były, są i zawsze będą miały miejsce. Drony, które budujemy lub możemy kupić w sklepie to kupa sprzętu, przeładowana elektroniką, w której może zawieźć każdy jeden element. Spadające koptery będą uderzać nie tylko o ziemię, ale również po kieszeniach, bo raczej niewielu jest fanów latania, dla których latający sprzęt za ponad 2000zł będzie wydatkiem, na który może sobie pozwolić codziennie. A i tak to jest najmniejsza strata, bo jeśli przytrafi się nam nieszczęśliwie rozbić komuś samochód, wlecieć w dom lub w najgorszym przypadku w przypadkową osobę to będziemy mieli prawdziwe zmartwienie.


W ostatnim czasie lataliśmy więcej, dalej i wyżej. Sprzęt, który złożyliśmy (było, nie było) w większości z budżetowych części czasem niestety zawodzi choć oczywiście nie wszystko można zrzucić jedynie na sprzęt, ale również i na nasze "genialne pomysły" lub "błędy w sztuce pilotażu". Zatem przyjrzymy się - co może się stać nieprzyjemnego podczas lotów poczynając od naszych przypadków:

  • lot na wyczerpanej baterii - można się od tego oczywiście uchronić, wystarczy POMYŚLEĆ i NIE RYZYKOWAĆ tylko wymienić baterię na nową; nam zachciało się testować prędkość schodzenia do lądowania w trybie automatycznego lądowania (RTL). Efekt: kopter zawisł na 10 metrach nad punktem lądowania po czym runął na ziemię. Straty: jedynie połamane podwozie, bo zachowując resztki świadomości z całej sytuacji zdążyłem przełączyć w tryb STABILIZE i metr nad ziemią dać maksymalny gaz, co zmniejszyło impet uderzenia, poza tym lataliśmy nad trawnikiem - gdyby to był asfalt lub beton straty byłyby pewnie wiele większe.
  • awaria silnika (lub silników) w locie - w zasadzie rzecz nie do przewidzenia jeśli silnik wcześniej nie daje o sobie znać. To, co jednak można zrobić to sprawdzić i utrwalić połączenie kabli między regulatorem a silnikiem - u nas podejrzewamy utratę synchronizacji silnika, bo z jakichś powodów mógł się rozłączyć jeden z kabli zasilających - w sumie teraz już nie dojdziemy co to było. Tak czy inaczej kopter znów runął z ok. 10m, ale mocno po skosie dwukrotnie obracając się do góry podwoziem (tzw. "flip of death" znany z popularnych dronów DJI np. Phantom lub S800). Wpadł wprawdzie w wysoką trawę, ale "majtki były do wymiany" ;) bo obok stały 3 auta osobowe pomijając już fakt, że przez chwilę miałem sam "śmierć w oczach" widząc śmigła obracające się w dół do ziemi i lecące prosto na nas stojących pod kopterem. Szczęście w nieszczęściu, awarii uległ jeden silnik i kopter zniosło w jedną ze stron i to w dużą trawę. Wszystko przetrwało, ale strach był największy jak do tej pory.
  • lot z uszkodzonym silnikiem - to konsekwencja poprzedniej sytuacji, w której myśleliśmy, że po takim upadku "nic się nie stało". Zestresowani sytuacją, ale również uradowani, że gołym okiem kopterowi nic nie jest - złożyliśmy go "do kupy" i uruchomiliśmy ponownie. Po uniesieniu się do góry na ok. 2-3m okazało się, że ten jeden silnik pracuje nieco wolniej od pozostałych, a cały dron zaczął się obracać wokół swojej pionowej osi. Dodatkowo gaz nie działał przez to płynnie, więc w sumie z niewielkiej wysokości ok. 1m przyglebiliśmy w ziemię podwoziem. Niestety ziemia twarda a podwozie sztywne - efekt: kolejny raz połamana rurka węglowa, znów do wymiany...

Co jeszcze może się stać?

Trzy w zasadzie prozaiczne sytuacje, które mimo wszystko nas przystopowały, niestety spowodowały nie potrzebne koszta (nowe części) i dały do myślenia. Choć i tak wiemy, że to naprawdę niewiele w porównaniu do tego, co jeszcze może się stać. A powodów, żeby dron spadł może być naprawdę jeszcze wiele...
  • odpadnięcie śmigła - przez zwykłe odkręcenie się piasty lub zużycie materiału i odpadnięcie łopat
  • utrata kontroli - spowodowana np. błędem w pilotażu lub złymi warunkami do latania
  • utrata sygnału - utrata połączenia aparatury z odbiornikiem, wyjątkowo częsty przypadek w dronach sprzedawanych w komplecie w radiem np. DJI Phantom lub w każdych innych kopterach, gdy wylecimy poza zasięg aparatury lub zakłócimy jej sygnał
  • błąd oprogramowania sterownika - kolejny częsty przypadek, na który nie ma rady ani ratunków, po prostu czasem się zdarza i znów muszę przytoczyć tu DJI Phantoma i jego "flip of death"; trzeba pamiętać, że latamy w zasadzie sprzętem, który ma komputer na pokładzie, a nawet najlepszy software może czasem zrobić "blue screen"...
  • awaria każdego jednego elementu elektronicznego (silnika, regulatora, kabli, odbiornika, sterownika, baterii) - każdy element może zwyczajnie zawieść czy to przez elektroniczne czy mechaniczne uszkodzenie, oczywiście zwykle zdarza się to w najmniej oczekiwanych okolicznościach.

Przestrzegamy i radzimy

Nauczeni naprawdę jak na razie niewielkim "złym doświadczeniem" mimo wszystko chcemy przestrzec i poradzić kilka rzeczy, które mogą Was uchronić przez nieprzyjemnymi konsekwencjami nieprzemyślanych decyzji podjętych a raczej nie podjętych przez lotem:
  • konfigurując ArduCopter w domu nie podłączajcie zasilania pod silniki - ArduCopter da się w pełni skonfigurować (prócz klasycznego testu silników lub sprawdzenia ich wpływu na kompas) podłączając jedynie zasilanie pod APM i/lub odbiornik. Jeśli wystarczy Wam samo zasilenie APM to problem rozwiązuje kabel USB - po jego podłączeniu do ArduCoptera jest on zasilany przez USB z komputera; jeśli dodatkowo potrzebujecie zasilić odbiornik RC to da się to zrobić w większości przypadków przez podłączenie SAMEGO ODBIORNIKA z baterii głównej przez wtyczkę balansera, która jest przy każdym pakiecie Lipol - należy tu sprawdzić jak ma być wtedy ustawiony sam odbiornik (zależnie od jego modelu) - najczęściej sprawę załatwia odpowiednio wpięta zworka w odbiorniku.
  • sprawdź czy kompas działa poprawnie - w przypadku ArduCoptera można to zrobić w Mission Plannerze, po podłączeniu APM pod komputer i włączeniu Mission Plannera czerwona prosta biegnąca od ikony koptera będzie wskazywała jego zwrot w przód, wystarczy poobracać całą konstrukcją w poziomie i sprawdzić, czy kompas wskazuje odpowiednie kierunki - bez tego NIE ZALECAMY WŁĄCZANIA TRYBÓW LOTÓW INNYCH NIŻ STABILIZACJA LUB ALTHOLD ponieważ Loiter, RTL czy Auto skończą się niekontrolowanym odlotem koptera w jednym z losowo wybranych kierunków;
  • przed lotem sprawdź czy nie rozłączają się kable łączące regulatory z silnikami bądź regulatory z płytką zasilającą - jeśli kabel jest już bliski rozpięcia to na bank stanie się to w locie, silnik traci synchronizację i kopter spadnie podobnie jak nasz spadł - przewracając się "na plecy" i nie pionowo w dół tylko najczęściej lecąc w określonym kierunku co jest najmniej chyba przewidywalne i najbardziej groźne;
  • sprawdź czy śmigła się nie odkręciły lub nie poluzowały na piastach - o tym już pisaliśmy tutaj
  • przed uzbrojeniem silników sprawdzajcie ręcznie i na ucho czy nie ma jakiegoś podejrzanego dźwięku przy ich obracaniu, czy nie rzężą albo nie stawiają zbyt dużego oporu. Jeśli tak, to pozostaje zdjąć silnik i rozkręcić jego obudowę. Powodów może być wiele, ale najczęściej chyba odklejają się/odpadają/ułamują się magnesy w silniku lub wał silnika został skrzywiony i gdzieś coś obciera.
  • kup obrotomierz i mierz obroty śmigieł koptera - gołym okiem naprawdę ciężko stwierdzić czy wszystkie silniki obracają się jednakowo i zapewnią stabilny lot; my po ostatniej kraksie kupiliśmy prosty obrotomierz za 129zł - wydatek stosunkowo niewielki, ale jego przydatność przed lotem jest po prostu nieoceniona;
  • zachowajcie odległość podczas startu i lądowania - do tej pory to ignorowałem, startowałem stojąc 2m obok koptera z tzw. "zrywu" gdy dron unosi się w ułamku sekundy na 2-3m do góry, teraz już wiem, że w razie awarii silnika nie ma szans uciec i jest to po prostu zbędne narażanie zdrowia, można tego uniknąć!
  • patrzcie cały czas na kopter podczas lotu - niby banalne, ale stabilizacja drona za sprawą autopilota i fakt, że może się on unosić samodzielnie w miejscu daje okazję do "wyluzowania się" podczas lotu i spuszczenia wzroku z maszyny... Tyle, że w razie awarii silnika kopter leci z taką prędkością i w tak niekontrolowanym locie, że nie ma żadnego czasu ani na ucieczkę, ani na reakcję aparaturą. ZAWSZE PATRZCIE NA MODEL W POWIETRZU!
  • sprawdzajcie stan naładowania baterii - najlepiej poprzez telemetryczne monitorowanie go na aparaturze (Hitec Aurora 9/Optima ma taką możliwość w standardzie, bez modułu telemetrii); pod żadnym pozorem nie wznoście się w powietrze, jeśli nie macie pewności ile jeszcze minut lotu Wam zostało, bo zwykle kończy się to upadkiem i zdziwieniem, że "to już koniec batki?!".
  • nie ryzykujcie - tak, wiem: "jest ryzyko, jest zabawa" - tak mówią ci, którym się jeszcze udaje uniknąć nieprzyjemnych stresujących sytuacji. Tak samo myślałem prawie równo rok temu, w listopadzie, gdy puściliśmy bez widoczności samolot na lot autonomiczny na odległość kilku kilometrów. Strata 1800zł zabolała, ale gorsze były wyrzuty sumienia, że komuś to mogło spaść na łeb, na auto, wlecieć do domu itp. Na szczęście chyba nikomu nic się nie stało. Było ryzyko, była zabawa i była też strata modelu, Ardupilota, silnika, regulatora, baterii, odbiornika itp. itd. ;)
  • wykupcie OC - to oddzielny temat na oddzielny post, który pewnie za jakiś czas się tu pojawi; wiadomo, że OC nie każdemu jest potrzebne, ale jeśli zaczynacie latać wyżej, dalej, w pobliżu auto czy w obecności innych ludzi to roczny koszt ok. 100zł nie jest wydatkiem dużym, a chroni przed wydatkami liczonymi w tysiącach... Sami przymierzamy się do wykupienia OC i będzie to zapewne nasza kolejna "inwestycja w latanie dronem".

Na dokładkę

Na koniec, żeby uświadomić Wam, że powyższe uwagi nie są wyssane z palca a zagrożenie jest realne polecamy obejrzeć poniższe wybrane z setek jak nie tysięcy filmów na YouTube przedstawiające katastrofy z udziałem kopterów. Pozdrawiamy!












20 komentarzy:

  1. Dziś postanowiłem że teoretycznie na kartce poskładam swój pierwszy copter posiłkując się waszymi tematami i w pewnym momencie stanąłem przed wielkim dylematem jaka aparatura?
    Czy moglibyście zrobić temat o apkach co z czym itd jakie moduły ich typy bo szczerze to tego nie umiem ogarnąć

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. OK, postaramy się coś takiego opracować, choć wybór aparatury to kwestia bardzo indywidualna.

      Usuń
  2. Pomysł fajny, ale chyba brakuje mi wiedzy (zwłaszcza jeśli chodzi o sprawy elektroniczno-awioniczne), żeby zbudować taki powietrzny statek.

    OdpowiedzUsuń
  3. Zastanawialem sie gdzie umiescic wpis ale stwierdzilem, ze najlepiej w bezpieczenstwie.

    Planuje po nowym roku skladanie maszyny podobnej do Was. Stosowal bede drona do celow wlasnych, niekomercyjnych, w sumie do zdjec i filmow jak zajdzie potrzeba. Wiem, ze wydawanie 3-3,5k na sama maszyne do takich celow jest glupie ale coz, wole miec cos porzadnego co udzwignie dobry aparat.

    Moje pytanie dotyczy wysokosci unoszenia na autopilocie. Po co? Potrzebuje aby sie wzbil troche w gore aby sprawdzic czy...widac gory w danym momencie.
    Ile w gore da rade wyleciec?

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Z tego co widzę, APM nie ma parametru ograniczającego wysokość w autopilocie, pomiar jest barometryczny zatem póki APM będzie odbierał jakiekolwiek zmiany ciśnienia to może się wznosić, polecam nie wychodzić poza atmosferę ziemską ;)

      Usuń
    2. To dobrze, ze nie sam GPS bo by niezle zwariowal ;-)

      http://www.udeuschle.selfhost.pro/panoramas/panqueryfull.aspx?mode=newstandard&data=lon%3A19.27981%24%24%24lat%3A50.20204%24%24%24alt%3A1200%24%24%24altcam%3A2%24%24%24hialt%3Afalse%24%24%24resolution%3A80%24%24%24azimut%3A180%24%24%24sweep%3A360%24%24%24leftbound%3A0%24%24%24rightbound%3A360%24%24%24split%3A15%24%24%24splitnr%3A24%24%24%24tilt%3A-0.885416666666667%24%24%24tiltsplit%3Afalse%24%24%24elexagg%3A1.2%24%24%24range%3A300%24%24%24colorcoding%3Atrue%24%24%24colorcodinglimit%3A40%24%24%24title%3A213%24%24%24description%3A%24%24%24email%3A%24%24%24language%3Aen%24%24%24screenwidth%3A1440%24%24%24screenheight%3A838

      Do czegos takiego. Tylko miejsce startu mi sie przesunelo o jakis kilometr, komus na podworko ;-)

      Usuń
    3. O wysokość martwiłbym się jedynie w kontekście przepisów polskiego prawa, które nie pozwalają na tak wysokie loty, chyba, że model będzie wciąż w zasięgu wzroku, a strefa powietrzna będzie klasy G.

      Usuń
    4. Pyrzowice i Balice za blisko....wiec to G chyba odpada ;-) Najwiekszy problem to beda chyba paralotniarze.
      Po nowym roku wroce z pytaniami. Trzeba bedzie robic liste zakupow.

      Pozdrawiam

      Usuń
    5. Ok, pozdrawiam i zapraszam ponownie ;)

      Usuń
    6. Tylko wyglada to tak, ze moze to byc zaraz po nowym roku a moze i byc w kwietniu. Tak czy owak projekt dron bedzie realizowany :)

      Usuń
  4. Podłącze się ponieważ siedzę w "przestrzeni powietrznej" i wydawaniu zezwoleń na loty w klasie C bardzo głęboko :) Jest to możliwe drodzy Koledzy. Kwestia oraganizacji i wydania ostrzeżeń nawigacyjnych więc żaden paralotniarz nie stanowi problemu. Polecam kontakt przestrzen_powietrzna@wp.pl

    OdpowiedzUsuń
  5. Witam. Temat bardzo ciekawy, bezpieczeństwo najważniejsze. Nie myśleliście o dołożeniu autonomicznwgo (np. na baterię słoneczną), programowalnego układu mikroprocesorowego, który mógłby obsługiwać zestaw czujników, np. sprawdzać, czy wszystkie silniki działają i w razie wykrytych problemów wdrażać odpowiednie procedury? Ja ostatnio coraz częściej myślę o budowie własnego drona i pewnie zaimplementuję jakiś taki prosty układzik, który pomoże kilka groszy zaoszczędzić. Napewno trochę to jeszcze potrwa, ale jak juz będzie wszystko zbudowane, zaprogramowane i przetestowane, to napewno się projektem podzielę ;)

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Jak zaczniesz budować sam drona to zrozumiesz jakie są powody braku takich zabezpieczeń ;) pomijając nasz główny, czyli fakt, że nie wiedzielibyśmy jak taki układ zrobić, to umieszczenie na konstrukcji jakiejkolwiek dodatkowej wagi obciążającej drona nie ma sensu. Podobne jak nadmiar elektroniki - im mniej, tym mniej może się popsuć. Idąc dalej: koszt takiego układu? Cieżko mi go oszacować, ale zapewne nie jest on bez znaczenia. No i sama procedura - co miałoby się dziać? Awarie w kopterach wynikają albo z wad mechanicznych (odkręcenie się np. nakrętki śmigła) albo z dysfunkcji układu sterowania - w obu przypadkach kopter bardzo szybko leci w dół i nie ma tu na nic czasu prócz spadochronu ratunkowego. Z jakichś powodów takich systemów, o których piszesz nie montuje się w seryjnych dronach, nawet tych ze spadochronem ratunkowym...

      Usuń
    2. Waga, to akutat kwesia kilku-kilkunastu gram, a ceny tez nie sa wygorowane. Proste mikroprocesory kupisz za 1-2$ na ebayu, oczywiscie z wysylka z chin ;) co do procedury, na razie ciezko powiedziec, ale na pewno da sie cos zrobic. Moze i masz racje, ze nie montuja, ale popatrzmy na to z perspektywy czasu - to, ze sie cos psuje tzn., ze bedzie zapotrzebowanie na wiecej czesci, co rowna sie z profitem, a spadochrony sa po to, zeby rowniez zysk firmie przyniesc. Moflbym jedynie powiedziec, ze np. jak jest awaria polaczenia, to taki uklad moze odciac wszelkie sterowanie i ustawic wszystkie silniki na odpowiednia moc, zeby dron spokojnie usiadl na ziemii.. tak jak mowie, jeszcze to troche potrwa, bo w weekend zaczynam urlop, ale obiecuje, ze sie za to zabiore i 'cos' wymysle ;)

      Usuń
    3. Ja osobiście czekam z niecierpliwością ;)

      Usuń
  6. Czyli od razu warto zainwestować w porządne śmigła , bo można dostać w oko z jakiś badziewnych :) Pewnie dobre śmigło również poprawi stabilność latania ? Czy testowaliście różne rodzaje , czy zainwestowaliście od razu w porządne ? Ja mam taniochę i może to ma trochę wpływ na to że dron lubi sobie sam polecieć w dowolnym kierunku? Mam jeszcze pytanie związane z utratą zasięgu , czy zdarzyło się wam stracić zasięg na krótką chwilę przy małych odległościach odbiornika od nadajnika około 30-50 m bo mam wrażenie że tak czasem mam , antenka od odbiornika jest przymocowana do jednej z nóg podwozia czyli pionowo do ziemi , antena w nadajniku też jest złamana w pion czyli są do siebie równolegle. macie jakąś swoją teorię na ten temat ?

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Na początku lataliśmy na plastikowych Emax 10x4.5, ale po przesiadce na węglowe 11x4.7 jest różnica i teraz tylko te wchodzą w grę. Co do anten to nie ma opcji utraty zasięgu przy tak małym dystansie, ale to kwestia aparatury i odbiornika, układ anten przy tak małych odległościach nie powinien wpływać.

      Usuń
  7. witam koledzy... mam maly problem odnosnie utraty zasiegu... dzis rano zaliczylem "kreta" z wysokosci okolo 200m i wygladalo to tak jak bym stracil zasieg bo silniki zaczely pracowac z predkoscia uruchomieniowa w efekcie czego quad sie przekrecil kolami do gory i kretowal. czy w ardu nie ma funkcji ze po utracie zasiegu wroc do miejsca startu? dodam ze mam GPSa

    pozdrawiam

    OdpowiedzUsuń
  8. Ten komentarz został usunięty przez autora.

    OdpowiedzUsuń

Popularne posty

Nasze zdjęcia dronów:

Created with flickr badge.