Обзор квадрокоптера DJI Ryze Tello TLW004

В нашем недавнем материале, который посвящен выбору мультикоптера, в числе прочих упоминались миниатюрные летающие устройства. Правда, мы прошлись по ним довольно неласково, с этаким презрением назвав их «не более чем игрушкой».

А время идет, и технологии не стоят на месте. Они не только развиваются, но и дешевеют. Функции, которые совсем недавно были присущи лишь дорогим аппаратам, вдруг оказываются успешно внедренными в дешевые приборчики! Обидно, когда видишь недорогое устройство, гораздо более умное и функциональное, чем прибор, втридорога купленный пять лет назад.

Похоже, настал момент снять шляпу и перед миниатюрными квадрокоптерами, признав их «не игрушкой». По крайней мере, перед одной конкретной моделью, которая оказалась у нас на тестировании: DJI Ryze Tello TLW004. Таково полное имя рассматриваемого квадрокоптера, хотя из-за путаницы с перепродажами брендов можно встретить варианты без упоминания торговых марок DJI или Ryze. А то и вовсе без индекса модели. Просто Tello.

Конструкция, технические характеристики

На этом «вводном» фотоснимке рядом с квадрокоптером находится пульт управления (иначе джойстик, контроллер) с установленным на нем смартфоном. Как вы уже поняли, пульт — всего лишь опция. Забегая вперед, отметим: опция крайне необходимая. Хотя, если преследуется цель жесткой экономии, от контроллера можно и отказаться, поскольку управление дроном может осуществляться одним лишь смартфоном. А уж телефон-то у каждого в кармане найдется.

Квадрокоптер DJI Ryze Tello TLW004

Помятая коробка — это вполне нормально для далекого почтового путешествия. С самим дроном вряд ли случится несчастье, поскольку жесткий блистер надежно защищает хрупкую с виду конструкцию от сдавливания.

Комплектность квадрокоптера можно назвать скромной: дрон с установленными винтами, набор запасных винтов с ключом для их монтажа, аккумулятор и краткая инструкция на китайском языке.

Почти невесомая конструкция не имеет никаких подвижных частей, если не считать двигатели с винтами. Четырехлучевая рама из прочного пластика составляет одно целое с корпусом дрона, в котором прячется электронная начинка, включая камеру. Удивительно, как она там вообще помещается, эта электроника. Ведь аккумулятор имеет размеры, почти сравнимые с корпусом, в который он же и вставляется!

Камера, встроенная в переднюю часть корпуса, чуть наклонена вниз. Таким образом, съемка всегда ведется под небольшим углом, и это правильно. Рядом с камерой расположен многоцветный светодиод, сигнализирующий о текущем состоянии дрона: зарядке батареи, рабочем режиме. Задняя часть корпуса является незакрытым слотом для аккумулятора. Батарея просто вщелкивается в этот слот, и ничем, кроме внутреннего фиксатора, не удерживается.

На левом боку дрона находится разъем Micro-USB, необходимый для подзарядки аккумуляторной батареи. Противоположная сторона корпуса содержит единственную кнопку включения/выключения аппарата, срабатывающую от короткого нажатия.

Короткие резиновые ножки предотвращают скольжение коптера на гладких поверхностях, а съемную защиту винтов лучше не демонтировать. Без защиты, конечно, взлетный вес немного уменьшается, зато возникает вероятность скорой замены винтов на запасные.

В нижней части корпуса находится вентиляционная решетка, помогающая охладить электронные компоненты устройства. Сами же компоненты — датчики — расположены ближе к задней части корпуса. Здесь в ряд выстроились высотомер и микрокамера, составляющая основу системы автозависания.

Эта система автоматического удерживания летательного аппарата на одном месте работает на том же принципе, который используется в обычной оптической мышке: камера, направленная вниз, беспрерывно фотографирует поверхность, а программа, обрабатывающая данные, сравнивает поступающие изображения и вычисляет направление перемещения. Подробнее об этой системе мы еще поговорим.

Энергию моторам и электронике дрона дает съемный аккумулятор емкостью 1100 мА·ч.

Полностью заряженная батарея обеспечивает 13 минут полета. Немного, конечно. Впору задуматься о приобретении запасных батарей, а к ним еще и зарядного устройства. Все эти аксессуары нетрудно найти в интернет-магазине, если не боитесь ударов по кошельку.

Пропеллеры закрепляются на осях моторов с помощью маленького комплектного ключа. Эти лопасти настолько малы, что возникает сомнение: они действительно в состоянии поднять летательный аппарат?

Да, в состоянии. Потому что собранный и заряженный квадрокоптер весит всего-то 86 граммов.

Основные технические характеристики квадрокоптера приведены в следующей таблице.

Джойстик GameSir T1d

Как уже говорилось, для управления дроном мы использовали джойстик. Эта модель с индексом T1d предназначена исключительно для управления совместимыми квадрокоптерами и не может быть использована ни с какими другими устройствами. Собственно, предназначение контроллера становится понятно даже по картинке, напечатанной на упаковочной коробке. На экране смартфона — не игровой интерфейс, а живая трансляция, поступающая с камеры летательного аппарата.

В комплекте с джойстиком имеется лишь мультиязычная инструкция, где на каждый язык приходится одна-две странички информации. Негусто.

Да и принцип подачи информации тоже слегка хромает. Наверное, страничку с русским переводом открывать все же не стоит.

Пока наш быстрый куренок не убежал, поспешим кратко описать джойстик. Его корпус изготовлен из пластика с мягким тиснением «под кожу». Размеры корпуса подходят как для детских рук, так и для взрослого.

Назначение кнопок, которые задействованы для управления дроном, можно подсмотреть непосредственно в мобильном приложении Tello (до этого мы еще дойдем). Отметим лишь, что для управления дроном используются не все кнопки контроллера.

Откидной подпружиненный фиксатор дает два угла наклона и позволяет закрепить смартфоны с шириной корпуса до 83 мм (этот параметр информативнее, чем неясные дюймы экрана, ведь к контроллеру монтируется не экран смартфона, а корпус, размер которого не всегда зависит от диагонали дисплея).

Зарядка встроенного аккумулятора джойстика производится через порт Micro-USB, полностью заряженной батареи хватит очень надолго. За время тестирования дрона мы не смогли определить даже примерное время автономной работы контроллера — как на нем светились три светодиода, указывающие (по идее) на 75% заряда, так эти же три светодиода горели спустя неделю тестовых полетов.

Основные технические характеристики геймпада приведены в следующей таблице.

Подключение, настройка

Для совместной работы дрона с устройствами управления требуется создать такую цепочку: дрон соединяется со смартфоном через Wi-Fi, а к смартфону через Bluetooth подсоединяется джойстик. Получившаяся связка работает без заметных задержек, команды от джойстика передаются дрону мгновенно и безошибочно. Если, конечно, коптер находится в пределах 100 метров от смартфона при отсутствии препятствий и/или наличия множества сторонних Wi-Fi сетей, которые теоретически могут помешать устойчивой связи.

При включении дрон активирует свой Wi-Fi адаптер, который работает на общепринятой частоте 2,4 ГГц. А ведь на ней могут «сидеть» десятки соседских роутеров и прочих устройств. Характеристики Wi-Fi точки дрона, к которой подсоединяется смартфон, выглядят следующим образом:

Можно видеть, что максимальная доступная скорость передачи составляет 54 Мбит/с. Маловато? Нет, для трансляции видеопотока, битрейт которого в разы меньше, этого вполне достаточно. И уж тем более для передачи телеметрии и команд управления.

Процесс подготовки к полету занимает совсем немного времени. В разы меньше, чем при эксплуатации «взрослых» дронов, которые при включении производят инициализацию многочисленных датчиков, поворотных механизмов своей камеры, отлавливают GPS-сигнал со спутников и занимаются прочей жизненно необходимой высокотехнологичной ерундой. В нашем случае включение дрона занимает считанные секунды, которые уходят на активацию Wi-Fi точки коптера. После нажатия единственной кнопки на боку коптера нужно дождаться, пока его RGB-светодиод не замигает часто-часто оранжевым цветом. Это означает готовность к подключению, пора зайти в настройки смартфона и подключиться к Wi-Fi точке с именем TELLO-D0520F. Пароль для подключения по умолчанию отсутствует, но его можно установить позже (хотя — зачем?).

Все эти шаги подробно расписаны в приложении Tello — ошибиться невозможно.

Сразу после установления прямой связи между коптером и смартфоном на дисплее в приложении отобразится живая видеотрансляция с камеры. По умолчанию камера работает в режиме Фото, который дает кадр с соотношением 4:3. Для того, чтобы перевести камеру в «нормальный» видеорежим, следует нажать иконку смены режимов, которая расположена в правом верхнем углу. Вот теперь другое дело.

В программе существует и еще один способ вывода картинки, предназначенный для использования с очками виртуальной реальности. Здесь так же, как и при обычном моноскопическом выводе картинки, соотношение сторон в режимах Фото и Видео разное. Зачем — непонятно.

Наконец, последний шаг — подключение джойстика. Это проще простого. Убедившись, что в смартфоне включен адаптер Bluetooth, нужно включить питание джойстика и зайти в настройки приложения Tello. Один из пунктов здесь предназначен как раз для подключения контроллера.

Но, как мы уже говорили, управлять дроном можно и непосредственно со смартфона. Для этого поверх видеоокна расположены виртуальные мини-джойстики, которые пропадают при подключении настоящего контроллера.

Здесь же, в настройках приложения, имеется схема назначения кнопок контроллера. Можно видеть, что для управления дроном действительно используются не все кнопки контроллера. А основные органы управления полетом — два мини-джойстика — вообще никак не отмечены на схеме. Наверное, они считаются само собой разумеющимися.

Ах да, мы же совсем забыли про обновление софта! С этим наверняка столкнется любой вновь испеченный владелец коптера. При первых же попытках соединиться с мобильным устройством пользователь наверняка будет проинформирован о наличии новой версии прошивки летательного аппарата. Да, но как эту прошивку скачать? Ведь соединение смартфона с дроном осуществляется через Wi-Fi точку последнего, а в этой сети нет доступа в интернет. Не страшно, все продумано: прошивка скачивается через любую сеть, которая дает доступ в интернет, а заливка и установка прошивки производится уже по Wi-Fi сети коптера.

Теперь, когда дрон заряжен и прошивка его обновлена, можно приступать к полетам. Хотя, было бы неплохо изучить возможные проблемы, чтобы пореже сталкиваться с ними.

Эксплуатация

Ограничения и предупреждения

Ввиду миниатюрности рассматриваемого дрона, его электронные компоненты расположены вплотную друг к другу, как в смартфонах. Некоторые датчики (например, тот же датчик камеры) или Wi-Fi адаптер, уж не говоря о процессоре, заметно нагреваются во время активной работы. А значит, пора бояться опасного перегрева. И это действительно так.

Ниже приведен скриншот видеоокна мобильного приложения Tello, где можно видеть тревожное сообщение на красном пожарном фоне. Здесь говорится о перегреве и срочном выключении коптера для охлаждения. До такого перегрева мы довели коптер всего-то за несколько минут тестовой видеосъемки с разными уровнями битрейта, все это время дрон стоял на полу без движения. В результате его электроника нагрелась до опасно высокой температуры.

Чтобы такого не происходило, дрон должен летать. Винты, гоняющие воздух, неплохо охлаждают корпус и электронную начинку коптера. Это можно видеть на тепловизионных снимках дрона, сделанных через три минуты беспрерывного зависания аппарата в воздухе с одновременной видеотрансляцией на смартфон. Это тестирование проводилось в помещении с температурой воздуха около 26 °C.

Можно видеть, что самая горячая область — это нижняя часть корпуса, на которой расположены вентиляционные щели. Она нагревается до 43 °C, в отличие от верхней части с ее 33 °C. И это легко объяснить: крышку обдувает воздух из-под работающих винтов, в то время как дно корпуса ничем не охлаждается. Легко представить, какой нагрев случился бы, не будь здесь вентиляционных прорезей.

Отрицательные температуры тоже не приносят пользы дрону и пилоту: аккумулятор коптера имеет малую емкость, которая на морозе падает в разы. Если промедлить минуту-другую, оставив коптер на снегу, то подключаться будет уже не к чему: дрон сообщит, что батарея пуста. Если у него вообще хватит энергии, чтобы сообщить об этом. Именно так произошло и с автором: пока он устанавливал камеру на штатив и настраивал ее, включенный дрон ожидал взлета, стоя на снегу. Когда все было готово к съемке, оказалось, что за прошедшие полторы-две минуты аккумулятор коптера разрядился почти в ноль.

Вывод: в зимний период батарею надо прятать глубоко под слоями зимней одежды, а доставать ее непосредственно перед взлетом. Если на морозе коптер успеет взлететь — дальше можно не беспокоиться, батарея уже не замерзнет, поскольку из-за активного разряда будет подогревать сама себя. К тому же, расположенная вплотную с ним электроника тоже добавляет чуточку цельсиев.

Следующий тип опасности, которая грозит коптеру неприятностями вплоть до аварии, касаются его системы позиционирования. Мы уже говорили, что эта система состоит из микрокамеры, направленной строго вниз, и программы, которая анализирует поступающие кадры на предмет сдвига поверхности. Точно так, как это делают все оптические мышки. При малейшем замеченном сдвиге (в любом помещении всегда присутствует движение воздушных масс, не говоря уже об улице) электроника дает команду моторам, которые, изменяя скорость вращения винтов, возвращают дрон на прежнее место. Отличие технологий заключается в том, что в мышке фотографируемая поверхность (стол, коврик) подсвечивается светодиодом. Здесь же никакого светодиода нет, да и толку от него будет немного, если дрон поднимется повыше. Поэтому дрону требуется хорошо освещенная с контрастным рисунком поверхность, относительно которой он определяет свое положение в горизонтальной плоскости. Таким образом, при полетах в вечернее и ночное время, а также при полетах над снегом или водой автоматическое зависание не будет работать, поскольку камера либо не видит поверхности, либо ошибается при сравнении снимков из-за слишком высокой их яркости, движущихся бликов и т. д. Собственно, в этом мы убедились практически сразу после первой же попытки зависнуть над свежевыпавшим снегом.

Такая потеря ориентации чаще всего оканчивалась аварией (к счастью, не катастрофой): дрон, потеряв под собой землю, показывал пилоту желтую карточку с грозным текстом и пускался в дрейф с одновременным неспешным снижением, при этом на команды с джойстика он реагировал крайне неохотно. Точнее, так: дрон, не видя точки отсчета, переставал сопротивляться слабенькому ветру, который начинал потихоньку сдвигать его в сторону. Экстренные попытки вернуть коптер на место, изменить направление его медленного сноса оказывались малоуспешными: двигатели не включались в полную силу, будто коптер не в состоянии сопротивляться ветру. На самом-то деле, очень даже в состоянии. Но лишь тогда, когда его система позиционирования «видит» землю.

И даже хорошо, что на пути неконтролируемого дрейфа коптера обязательно оказывалась береза или куст. Никакого ущерба коптеру эти столкновения не наносили — слишком он легкий. А при падении дрона его двигатели просто отключаются.

После нескольких падений стало понятно, что в случаях потери дроном ориентации следовало включать экстренную посадку, а не пытаться задействовать моторы. Ведь в любом случае — что после экстренной посадки, что после падения — пришлось бы лезть за дроном в сугроб.

Аналогичная проблема появляется и при нехватке освещенности. Характерно, что эту нехватку система позиционирования дрона ощущает даже в комнате, которая неплохо, казалось бы, освещена.

Таким образом, вечерне-ночные полеты нашему дрону противопоказаны так же, как полеты над снегом и водной гладью. Пользуясь случаем, мы решили провести несложный эксперимент: поверхность, над которой завис коптер, заставили перемещаться. Результат оказался вполне предсказуем: дрон послушно двинулся вслед за приманкой. Но стоило чуть увеличить скорость перемещения поверхности под дроном — оптическая система позиционирования не успела обработать это движение и дрон потерялся. Правда, благодаря вовремя появившемуся низкому солнышку снег был освещен достаточно контрастно, и коптер не пустился в самовольный дрейф.

Еще один тип тревожных оповещений формируется гиродатчиком коптера, который определяет угол наклона корпуса: соответствующее предупреждение появляется на дисплее, когда угол наклона превышает 35°. Трудно сказать, с какой целью выводится это предупреждение и как на него должен реагировать пилот. Ведь в обычных условиях дрон просто не допустит подобного наклона, а если случилась авария и дрон перевернулся — тут уже при всем желании ничего не сделаешь.

Полностью заряженной батареи коптеру хватает на 10-13 минут полета в зависимости от полетной активности. Зато подзарядка аккумулятора от состояния «почти пусто» до 100% занимает не более получаса.

О звуке, который издает работающий коптер, можно сказать так: большой комар. Даже кот, который панически боится пылесоса, электробритвы и других работающих приборов, совсем не испугался дрона. Напротив, он с интересом следил за жужжащим прибором и следовал за ним из комнаты в комнату, стараясь не упустить из виду.

Режимы полета

Беспроводное управление, а тем более управление по Wi-Fi, да еще и с одновременной трансляцией видеосигнала, почти всегда предполагает некоторую задержку. Однако в рассматриваемом коптере никакого лага не наблюдается, команды с пульта мгновенно передаются дрону и тут же исполняются. Если быть внимательным и помнить об инерции, то столкновений нетрудно избежать. Хотя, как мы уже говорили, дрону падения не страшны.

Передвигаться дрон умеет не только по командам пилота. В нем присутствует несколько «вшитых» режимов-трюков, выполнить которые вручную довольно трудно, а то и вовсе невозможно. Например, кувырок ни за что не осуществишь вручную. А вот активировав такую команду — пожалуйста.

При выборе одного из шести трюковых режимов на дисплей выводятся соответствующие инструменты. Например, кувырки (они тут называются 8D-трюки) осуществляются свайпом по дисплею смартфона в предназначенной для этого зоне, при этом программа отрисовывает траекторию движения пальца. Подумав полсекунды, дрон послушно кувырнется в указанном направлении. Делает он это быстро и аккуратно, почти не изменяя высоты зависания. Поэтому такой трюк можно без опаски применить и в помещении. Помимо кульбитов, дрон умеет скакать вниз-вверх словно мячик, взлетать с руки, садиться на руку, совершать облеты и повороты вокруг оси на 360°.

Имеется и совсем удивительная возможность самостоятельно, без знания даже основ программирования, создать собственный алгоритм полета. Это делается в мобильном приложении DroneBlocks, где простым перетаскиванием команд-блоков задается программа движений. Из этого же приложения дается команда на выполнение созданной последовательности действий.

Но толку от всех этих выкрутасов было бы немного, если бы в коптере не имелась камера. Ведь дрон даже рекламируется в качестве летающего сэлфи-мейкера. Насколько оправдано такое позиционирование коптера? Сейчас узнаем.

Камера

Камера, которой оснащен дрон, характеризуется как очень и очень скромная по своим возможностям. Сравнить ее можно, пожалуй, с камерами мобильных телефонов 10-15-летней «свежести». Похоже, что оптико-электронная начинка взята именно с тех времен: мелкая «слепая» матрица, дающая значительный уровень роллинг-шаттера, невысокое качество кодирования потока, мелкий размер кадра и низкая частота. Фотографические способности камеры выглядят чуть получше, но и здесь чувствуется некоторый апскейлинг, принудительное увеличение размера кадра ради только лишь размера, но не детализации.

Хотя, если хорошенько взвесить (причем буквально), то и такое качество покажется неплохим: коптер недорог, шустрый, а к тому же и безопасный ввиду исключительно малого веса. Да еще и снимать умеет вместе с одновременной трансляцией — ну не чудо ли?

Уточним: на самом деле камера дрона не ведет запись самостоятельно. Видеопоток с размером кадра 1280×720, частотой 30 кадров в секунду и максимальным битрейтом 4 Мбит/с, а также и фотоснимки, записываются самим мобильным приложением в память смартфона. В маленьком квадрике просто не нашлось места для еще одного электронного блока, слота карты памяти. Кстати, этим объясняется невысокое качество видеосъемки, но при этом относительно неплохие фотоснимки: видеопоток достаточного размера и качества трудно «протолкнуть» по Wi-Fi, а вот с отдельным снимком это осуществить проще. Также из-за того, что запись ведется смартфоном, в видео иногда появляются рывки, срывы и замирания трансляции.

Начнем с разрешающей способности. Она напоминает таковую в недорогих вебкамерах, с натяжкой достигая 500 ТВ-линий по горизонтальной стороне кадра. Да, панорамные виды такой камеркой снимать бесполезно, а вот для какого-нибудь инстаграмма — вполне сносная детализация.

Второй недостаток касается стабилизации и роллинг-шаттера. Стабилизации в камере дрона практически нет, хотя заявляется наличие EIS (то есть, электронного программного). Не знаем, не знаем... Она, может, и есть, да вот только не работает. А из-за постоянной небольшой болтанки при зависании на улице, кадр, мягко говоря, пляшет.

Роллинг-шаттер здесь хоть и имеется, но выражен несильно. По крайней мере, до уровня роллинг-шаттера в вебкамерах тут далеко. Но небольшие волнообразные искажения заметить несложно. Они вызываются вибрацией корпуса от работающих моторов, ну и, конечно, той самой болтанкой.

Камера, жестко вмонтированная в корпус, чуть наклонена вниз, благодаря этому при съемке из неподвижного положения захватывается как линия горизонта, так и находящееся снизу-спереди. Однако серьезный минус такой статичной конструкции камеры очевиден: дрону, как и обычному вертолету, для изменения направления полета, набора скорости и торможения нужно наклониться всем корпусом. А значит, камера тоже наклонится. В результате быстрых перемещений съемка оказывается бракованной — объект очень трудно удержать в кадре. Особенно, если снимаемый объект движется. К тому же, коптер ввиду своей миниатюрности производит все движения слишком резко, дергано. За малейшим отклонением джойстика следует немедленная и очень быстрая реакция: моторы изменяют скорость вращения, в результате чего кадр оказывается испорчен.

Таким образом, удачной съемки видео- или фотоселфи в движении, скорее всего, не получится. Вот зависнув неподвижно, выбрав ракурс — это другое дело.

О невысокой чувствительности камеры дрона все уже, наверное, догадались. Съемка в помещении, которое освещено лампами, дает заметный шум в кадре, а баланс белого склонен ошибаться. Да, экспозицию (точнее, яркость кадра) можно отрегулировать в пределах от −3 до +3. Но работает эта регулировка как-то невнятно, поэтому съемку лучше вести с исходным нулевым значением EV.

Вернемся к значительной разнице в качестве между видео и фото: ее можно оценить хотя бы с помощью этих стоп-кадров и снимков:

Немного грустная глава получилась. И короткая. Хотя, все это вполне объяснимо: такой недорогой дрон — это в первую очередь летающая игрушка, безопасная и достаточно «умная». А камеру в ней правильней считать просто бонусом, бесплатной опцией.

Выводы

После этого краткого знакомства с летающим аппаратом перечислить очевидные минусы и плюсы конструкции проще простого. Из положительных отличительных черт дрона следует отметить:

• безопасность
• неплохая автономность
• быстрая подзарядка сменного аккумулятора
• наличие камеры
• наличие запрограммированных режимов полетов и возможность создания пользовательских
• возможность подключения контроллера и VR-очков

Минусов тоже оказывается немало:

• неустойчивость над многими поверхностями и при недостатке освещенности
• неустойчивость при эксплуатации вне помещений даже при небольшом ветерке
• слабые видеовозможности камеры, нестабильная передача видеопотока на смартфон
• запись видео и фото в память смартфона, а не на карту памяти дрона
• небольшой радиус действия связи между дроном и смартфоном

Хоть это и игрушка, но все же не совсем игрушка. Да, в качестве оригинального подарка ребенку коптер подойдет идеально. Но и взрослому человеку будет интересно самому «порулить» пусть крошечным, но все же летательным аппаратом. По крайней мере, основные атрибуты, присущие летательным аппаратам, у дрона имеются.