Hvordan flyver man en drone – del 1

Denne guide hjælper dig til at forstå hvordan man styrer en drone. Guiden er pragmatisk og er skåret ind til benet, med andre ord så vil der kun blive lagt vægt på gennemgang af den mest basale teori til flyvning af din drone. Resten af teorien, der er knyttet til droner, kan du læse i mange af de andre blogs på scoutrobotics.dk/blog.

Dronen og Controlleren

For at kunne flyve med en drone kræver det 2 ting, en drone og en controller. Dronen er fartøjet som flyver i luften denne har en række forskellige benævnelser som alle er droner f.eks. UAV, Quadcopter og hexacopter. Quadcopter er en drone med 4 propeller, en hexacopter er en drone med 6 propeller osv. Vi vil i denne blog arbejde med Quadcopteren, i de vedlagt videoklip bliver der brugt en Hubsan X4 H107C .

Droner kan fås med forskellige typer af stablisering, f.eks. højdestablisering, mit råd til jer alle er, at den første drone I anskaffer jer er en uden stabilisering, på den måde lærer I at flyve en drone rigtigt, et eks. på sådan en drone er den tidligere nævnt Hubsan X4 H107C.

For at styre en drone kræver det en controller, controlleren kan styre dronen via radio på 2.4 eller 5.8Ghz eller via wifi, typisk foregår wifi via en tablet eller en smartphone. Mit råd er her at vælge en drone som er styret via en radio controller, som f.eks. den der følger med Hubsan X4 H107C. Dronen og controlleren er begge illustreret herunder

Joystick konfiguration – modes 1,2,3

For at kunne styre en drone vha. en controller kræves det, at controlleren er udstyret med 2 joysticks, disse benævnes fremadrettet for venstre og højre joysticks. Disse 2 joysticks kan være konfigureret i forskellige modes, hvilket har direkte betydning for hvordan man styrer dronen. Før vi graver os ned i disse modes er vi nødsaget til først at lære lidt om de forskellige retninger, man kan styre en drone i. 

Dronen kan styres ift. 4 forskellige vektorer: pitch, roll, yaw og elevation/throttle. De forskellige vektorer er kort gennemgået herunder

Pitch: krængning af drone sidevers, dvs. dronens højre side har forskellig højde ift. dronens venstre side. Pitch har betydning for den sideværts horisontale bevægelse, når man bevæger joysticket til venstre bevæger dronen sig til venstre og tilsvarende til højre, når joysticket flyttes til højre.

Roll: krængning af dronen ift. næse og hale, dvs. næsens højde har forskellig højde ift. dronens hale. Roll har betydning for den fremadrettede og tilbagerettede horisontale bevægelse. Når man bevæger joysticket frem bevæger dronen sig fremad og tilsvarende tilbage, når joysticket flyttes tilbage.

Yaw: cirkulær horisontal bevægelse omkring dronens midte. Yaw bruges til at dreje dronens næse ift. flyveretningen, skal man f.eks. flyve i en cirkel med dronens næse pegende mod midten af cirklen, bruges både Pitch og Yaw, hvor Pitch sikrer den cirkulære tur, mens Yaw sikrer at næsen under hele turen peger ind mod midten.

Elevation / Throttle: denne vektor bruges til styre højde samt hastighed.

De 4 vektorer bliver til sammen kontrolleret af de 2 joysticks, her er det vi kommer tilbage til de forskellige modes. Der findes overordnet 3-4 modes, hvor vi i denne blog vil koncentrere os om de 3 første. De 3 vektorer Pitch, Roll og Yaw og disses bevægelse og sammenhæng er illustreret i nedenstående figur, den sidste vektor er som beskrevet elevation og throttle (gaspedal).

Modes på controlleren fortæller noget om hvor yaw, pitch, roll og throttle er placeret på henholdsvis højre og venstre joystick. Default konfiguration på controlleren er mode 2, de fleste controllere kan indstilles til de forskellige modes, men ikke alle, nogen er låst fast til mode 2. Derfor anbefaler jeg, at man holder sig til default mode 2. Fordelingen af vektorene ift. modes er illustreret i nedenstående figur.

Ovenstående illustrationer fortæller os at såfremt vi holder os til mode 2 tager det højre joystick sig af den sideværts og fremadrettede/tilbagerettede horisontale bevægelse og det venstre joystick tager sig af yaw og elevation/throttle. Det eneste vi nu mangler at vide noget om er parring af drone og controller.

For at en controller skal kunne styre en drone, kræves det, at controller og drone er parret. Hvorledes dette sker for de enkelte modeller, vil jeg henvise til de forskellige brugsanvisninger som medfølger drone og controller. Når man skal parre X4’eren og dennes controller sker det på følgende måde. Man sætter strøm til dronen, herefter tænder man for controlleren og flytter venstre joystick ned, det er her throttle man lukker ned for, herefter giver dronen et bip og sender et ensartet lyssignal fra sine 4 lysdioder, som indikerer, at drone og controller er parret, dronens motorer er nu armeret og dronen kan flyve.

Øvelse 1

Øvelse 2

Nu har du lært at lette og lande med din drone, det næste vi skal arbejde med er den sideværts bevægelse, her er der også en lille øvelse vi skal arbejde med. Øvelsen går i sin enkelthed ud på at lette sin drone, elevere til en højde af ca. 50 cm, flyve mod venstre og lande sin drone, herefter lette dronen igen til samme højde og denne gang flyve mod højre og lande hvor du startede. Du kan modificere øvelse ved at lave samme teknik med frem og tilbage. Når du mestrer øvelsen, kan du gå videre til den sidste øvelse i denne blog, øvelse 3. Øvelse 2 er illustreret i nedenstående videoklip.

Øvelse 3

Den sidste øvelse omhandler yaw, dvs. det med at dreje rundt om sig selv. I denne øvelse skal du lette din drone til en højde af ca. 50 cm, herefter dreje dronen rundt om sig selv, første omgang imod uret og herefter modsat med uret. Når dette er gjort skal du lande dronen samme sted som du startede. Øvelsen er illustreret i videoklippet herunder.

Afslutning af del 1

Når du har gennemgået de 3 øvelser og du kan dem, så er du ved at have godt styr på den grundlæggende kontrol af din drone i luften. De 3 øvelser er gode at træne hele tiden, også når du senere hen er blevet god til at flyve med droner. Jeg vender ofte tilbage til disse simple øvelser for at holde mine flyvefærdigheder ved lige. 

Det næste vi skal i gang med er at flyve rundt med din drone, mere om det i næste blog, hvordan flyver man en drone – del 2.

Drone flyvning og lovgivning.