Nelle situazioni di routine, pilotare un drone è relativamente facile, ma cosa succede in caso di problemi al GPS o ai sensori inerziali?
I comandi sono piuttosto semplici: su un radiocomando mode 2 la levetta di destra serve a comandare i movimenti di traslazione (pitch e roll), quella sinistra lo fa alzare e ruotare su se stesso (throttle e yaw).
Per il decollo si porta verso l’alto con decisione e delicatezza la leva di sinistra, e raggiunta l’altezza voluta, la si rilascia.
Per muoversi si usa la leva destra, che farà andare il drone avanti, in dietro, a sinistra e destra; per ruotarlo si sposta a destra o sinistra la leva di sinstra.
Ogni volta che si lasciano i comandi, questi tornano nella posizione neutra, il drone si stabilizza e si ferma sul posto.
Non sai cos’è il mode 2? Leggi l’articolo sui modi del radiocomando.
La terza dimensione
La notizia del secolo è che il mondo è a tre dimensioni! Ed è prorio in questo mondo che si muove il vostro drone.
Le problematiche che si riscontrano dopo il decollo riguardano:
- il controllo degli spazi;
- il controllo degli ostacoli;
- il controllo di velocità e accelerazione in tutte le direzioni, anche in verticale;
Il tutto condito dalle leggi della prospettiva, che appiattiscono le distanze tra il vostro drone e gli ostacoli, quando è lontano da voi.
Esiste un solo modo per gestire la tridimensionalità correttamente: effettuare tanti voli, iniziando con manovre semplici, accrescendo sempre le difficoltà, e volando in ogni direzione.
Se il drone ha la prua verso di voi, qualsiasi manovra risulta invertita: un comando di traslazione a destra risulterà in un movimento alla vostra sinistra.
E’ importante saper di evitare gli ostacoli volando in qualsiasi situazione.
Volo a vista e telecamera
Qualunque lavoro stiate facendo, è buona prassi non perdere di vista il drone, cosa richiesta anche dalla normativa vigente (regole VLOS).
Potreste essere tentati di pilotare guardando lo stream di immagini in arrivo dal drone (FPV: Frontal Point f View). Questa pratica è rischiosa, perchè è piuttosto difficile percepire le reali distanze degli oggetti. La pratica diventa davvero pericolosa se state effettuando voli laterali; in genere la telecamera punta in direzione di prua, quindi un volo FPV laterale è a tutti gli effetti un volo alla cieca.
Sensori e computer di bordo
Tutto il lavoro che non state facendo sui comandi per gestire il volo del vostro drone, viene svolto dal computer di bordo, grazie ai segnali forniti dai sensori: IMU, bussola e barometro.
Un prezioso aiuto viene fornito dal GPS, che permette al drone di restare fermo su un punto preciso, seguire una rotta prestabilita o tornare al punto di partenza.
Il drone è in grado di contrastare automaticamente una serie di eventi ambientali, quali le raffiche di vento, senza perdere rotta, quota, orientamento o punto di hovering.
Ma la questione è: l’elettronica di bordo è sempre totalmente affidabile? Naturalmente la risposta è no.
La Radio
Il radiocomando, più semplicemente radio, è la vostra interfaccia di comunicazione con il drone.
Ho dedicato un articolo a tutte le terribili sventure che si possono abbattere sul vostro drone in caso di interferenza radio.
GPS
Ci sono varie condizioni in cui il posizionamento del drone tramite segnale satellitare non e’ attendibile, escludendo i malfunzionamenti hardware.
E’ comunque piuttosto normale perdere il GPS, e in alcuni casi non è prevedibile.
Il volo tra ostacoli alti, quali una parete rocciosa, può nascondere al drone la visibilità dei satelliti; potrebbe anche essere in atto una tempesta geomagnetica tale da degradarne drasticamente il segnale radio.
In questo caso il drone è comunque livellato automaticamente dall’avionica, ma resta soggetto a qualsiasi alito di vento, che lo porta a scarrocciare. Tutte le correzioni di rotta andranno eseguite manualmente.
Pilotare diventa più complesso, ma i sensori inerziali e il barometro permetteranno comunque un controllo agevole del mezzo.
Riportando i comandi nella posizione neutra, il drone si livellerà. Nel caso di passaggio tra volo traslato e hovering, sarete voi a dover frenare il drone, e a mantenerlo fermo su un punto.
Per evitare sorprese, al decollo è bene controllare quanti satelliti GPS sono agganciati dal drone. Teoricamente tre satelliti sono sufficienti, ma più ce ne sono, meglio è; se siete nella situazione di vedere solo tre satelliti, è possibile che durante il volo uno resti oscurato, e ciao posizionamento. E’ ragionevole avere un buon margine di sicurezza, quindi almeno sette o otto satelliti agganciati.
IMU e barometro
Perdere IMU o barometro o entrambi non è una cosa normale, e può avere effetti catastrofici.
In linea di massima, quando questi sensori forniscono letture incoerenti, il computer di bordo li esclude.
Le app DJI segnalano un ‘IMU Error’; se il drone è a terra, non partono i motori, se è in volo, occorre un rientro completamente manuale.
Sempre ammettendo che non ci siano danni hardware, queste problematiche possono derivare da una calibrazione scorretta.
Il barometro si occupa di capire se ci sono variazioni di altezza, l’IMU rileva le accelerazioni lineari e i movimenti angolari.
Se si incappa in problematiche su questi sensori, il drone diventa molto difficile da pilotare. Potreste dover compensare una perdita di quota con la leva del gas; o, peggio, ristabilire la posizione livellata manualmente. Sì, perchè un malfunzionamentto dei giroscopi non permette al computer di bordo di effettuare le correzioni sull’assetto. Se il drone è inclinato in avanti di due gradi inizierà ad accelerare anche se i comandi sono in posizione neutra. Inoltre, l’inclinazione del drone comporta una riduzione della componente verticale della spinta, causando l’abbassamento di quota.
Senza un appropriato intervento sui comandi, uno schianto è certo.
In conclusione
Nelle situazioni di routine, con tutta la strumentazione funzionante, pilotare un drone è relativamente semplice; la stabilizzazione è automatica e ci si può concentrare sul lavoro da svolgere più che sul pilotaggio.
In caso di malfunzionamenti non dovuti a rotture fisiche, dovete essere in grado di gestire la situazione di emergenza, e far atterare il drone in sicurezza, possibilmente non addosso a qualche ignaro passante: ne giova il vostro investimento (e pure l’ignaro passante).
Ovviamente in caso di rotture fisiche (si fulmina un motore o un ESC) diventa difficile o impossibile riportare a casa il drone intatto, anche con l’uso di un paracadute.
Questa tipologia di danno è fatale sui quadrirotori, mentre su droni da sei rotori in su è quasi irrilevante, anche se è probabile che il drone inizi una costante rotazione sull’asse di imbardata. Diventa utile conoscere la manovra manuale di roto-traslazione, ovvero muovere il drone che ruota su se stesso in linea retta (verso un punto di atterraggio sicuro).
Un buon modo per acquisire destrezza con comandi, velocità, tridimensionalità e assenza di quasi tutte le forme di controllo di volo automatiche, è far volare un drone giocattolo, o meglio un elicotterino a quattro canali.
Esistono modelli così piccoli che è possibile farli volare in casa in piena sicurezza (magari non attorno al vaso Ming lasciato in eredità dalla vecchia zia)
Per volare in sicurezza leggi questi semplici consigli.