DJI SPARK – mały i zaawansowany technicznie dron o wadze 300g

DJI SPARK  to kolejna i bardzo ciekawa pozycja quadrocoptera (drona) który ukazał się na rynku w tym roku.  Jest to najmniejszy jak do tej pory dron firmy DJI o wymiarach zaledwie 143x143x55mm i co bardzo ważne posiadający masę startową tylko 300 g. Dla przypomnienia polskie przepisy administracyjne regulujące loty dronami dotyczą  maszyn o ciężarze w granicach 0,6 kg do 25 kg. Drony poniżej 0,6 kg nie posiadają  restrykcji  w zakresie lotów przy skupiskach ludzi i w terenie zabudowanym.

DJI SPARK – mały i zaawansowany technicznie dron o wadze 300g
Tekst P.Kozakow

DJI SPARK  to kolejna i bardzo ciekawa pozycja quadrocoptera (drona) który ukazał się na rynku w tym roku.  Jest to najmniejszy jak do tej pory dron firmy DJI o wymiarach zaledwie 143x143x55mm i co bardzo ważne posiadający masę startową tylko 300 g. Dla przypomnienia polskie przepisy administracyjne regulujące loty dronami dotyczą  maszyn o ciężarze w granicach 0,6 kg do 25 kg. Drony poniżej 0,6 kg nie posiadają  restrykcji  w zakresie lotów przy skupiskach ludzi i w terenie zabudowanym. Natomiast ograniczenia w  wydzielonych powietrznych strefach lotniczych obowiązują wszystkie drony bez względu na ich wagę. Reasumując drony poniżej 0,6 kg traktowane są jako zabawki (choć nimi nie są), więc można nimi latać z zachowaniem ostrożności w parkach, na boiskach, nad stawami czy wolnych obszarach  zielonych w mieście, ale w dalszym ciągu nie  wolno nimi latać na obszarach lotnisk i wyraźnie zastrzeżonych obszarach powietrznych. Z małą masą drona wiąże się jeszcze jedna jego korzystna cecha, mianowicie jego większa odporność na ew. mechaniczne uszkodzenia przy upadku. Jak wiadomo energia kinetyczna lecącego modelu wynosi E=mV2/2. Zależy więc od jego masy i kwadratu prędkości z jaką się porusza. Jeżeli nasz model ma niewielką masę i w momencie upadku na miękką ziemię czy zderzenia z przeszkodą również niedużą prędkość, istnieje bardzo duża szansa, że przetrwa takie zdarzenie bez żadnej szkody. SPARK ma składane do transportu śmigła  i posiada wygodne etui (zestaw Combo) pozwalające wędrować z modelem tak jak z przenośnym aparatem. W momencie napotkania interesującego nas miejsca wyjmujemy dron z pokrowca, dość szybko składamy zestaw i wykonujemy interesujące nas ujęcie z powietrza. Do wspomagania naszych ujęć mamy do dyspozycji kilka zautomatyzowanych programów-funkcji ułatwiających wykonywanie prawie profesjonalnych ujęć. Po przełączeniu SPARKA  w tryb Sport model staje się  przeciwieństwem dostojnego drona do filmowania a mianowicie „małym ścigaczem” potrafiącym poruszać się z prędkością do 50km/h  dostarczając  kierującemu niezłą porcję adrenaliny.  Tryb Sport można również wykorzystać do szybkiego przemieszenia się do miejsca filmowania, aby tam  po jego wyłączeniu wrócić spokojnie dronem  kręcąc  tzw. ujęcie „wsteczne”.

Fot.1 DIJ Spark z dwoma pakietami i nadajnikiem RC/Wideo zapakowany w przenośną torbę	Fot.2 Model przed startem z ręki

Podstawowe dane techniczno-eksploatacyjne modelu:

Model DJI SPARK oferowany jest handlowo w dwu kompletacjach:

Fot.3  Podstawowa kompletacja modelu, pozwalająca sterować nim gestami i z poziomu smartfona. Model występuje w 5 kolorach obudowy.	Fot.4 Rozszerzony zestaw Combo wypsażony w nadajnik RC/Wideo dodatkowy drugi pakiet i ładowarkę 3 portową

Zestaw Combo zapewnia większy zasięg sterowania, szybsze ładowanie pakietów napędowych, większą precyzję sterowania (nadajnik RC/Wideo)  i bezpieczeństwo lotu (osłony na śmigła).

Sterowanie dronem odbywać może się trzema sposobami:

Sposób 1 to sterowanie tylko samymi gestami – po włączeniu drona według konkretnej sekwencji dron skanuje i zapamiętuje naszą twarz, włącza napędy startuje z ręki, wznosi się na wysokość twarzy i oczekuje na nasze komendy wydawane ręką. Za pomocą ręki dronem można sterować we wszystkich kierunkach i nakazać mu ponownie lądowanie na ręce. Dobrze jest mieć założone przy takich próbach osłony na śmigłach, ażeby przypadkiem nie doszło do przypadkowego zetknięcia ręki z wirującym śmigłem. Aby funkcje gestów działały prawidłowo dron musi widzieć naszą twarz i gestykulacje. Na przestrzeni otwartej kiedy wiatr przypadkiem przesunie mocno dron i zerwie łączność optyczną mogą wystąpić kłopoty ze sterowaniem gestami – trzeba za dronem trochę pochodzić, aby znowu nawiązał on z nami łączność optyczną. Dlatego Sposób 1  jest trybem bardziej „pokazowym” przeznaczonym do sterowania w przestrzeniach zamkniętych lub otwartych  bez silnego wiatru i w dodatku nie umożliwia wykonywanie fotografii i filmowania. Do tego potrzebny jest Sposób 2 sterowania uzyskiwany poprzez  podłączenie SPARKA do Smartfonu z zainstalowaną aplikacją DJI GO4. Aplikacja ta po zainstalowaniu  na urządzeniu z Androidem lub iOS  łączy się z naszym dronem po WiFi. Jak wiadomo WiFi ma swoje „kaprysy” więc zasięg takiego zestawu wynosić będzie w zależności od warunków i otoczenia jak podaje producent do 100 m. Do nauki latania i filmowania i na otwartych przestrzeniach zasięg 100 m (o ile jest osiągany) w zupełności wystarczy, rzecz jednak w tym, że uzyskanie  100 m zasięgu jest często problematyczne. Ma na to wpływ infrastruktura (ilość sieci innych WiFi w okolicy i ich moc) , aktywność elektromagnetyczna miejsca w którym latamy jak i  aktywność chwilowa samego słońca oraz marka smartfona którą zastosujemy.  Dlatego należy często liczyć się z zasięgiem mniejszym niż 100 m wynikającym nie z winy samego modelu, ale bardziej od uwarunkowań w których latamy. Po podłączeniu naszego drona do aplikacji DJI GO4 uzyskujemy pełny dostęp do wszystkich przewidzianych możliwości modelu.

Fot.5 Sterowanie położenia drona za pomocą ręki DJI Spark	Fot.6 Wydanie komendy „zrób mi zdjęcie” DJI Spark

3 Sposób Sterowania to dostępny w zestawie Combo nadajnik RC/Wideo zwiększający zasięg naszego zestawu do 500 m. Transmisja sygnałów między modelem a nadajnikiem odbywa się cyfrowo w paśmie 2,4GHz dla RC i 5,8GHz dla wideo. Natomiast transmisja obrazu z nadajnika RC/Wideo przyczepionego  smartfona dalej po WiFi lub lepiej (choć nie jest to sposób głównie zalecany) bezpośrednio kablem OTG USB. Taki system transmisji jest typowy dla innych wyrobów DJI. Transmisja podglądu z kamery wideo odbywa się w rozdzielczości 720p /30fps.

Fot. 7 Nadajnik RC/Wideo dla DJI Spark	Fot.8 Nadajnik przygotowany do pracy  z zamocowanym smartfonem

Nadajnik RC/Wideo dodatkowo posiada kilka przycisków funkcyjnych ułatwiających  filmowanie i lot modelu jak i przyciski możliwe do własnego zdefiniowania. Dzięki temu nie trzeba często używać dotykowego ekranu smartfona.
Po poprawnym nawiązaniu połaczenia zestawu (model, smartfon i ew. nadajnika RC/Wideo) uzyskujemy obraz z kamery drona oraz dostęp do jego zaawansowanych funkcji. Jeżeli ktoś już wcześniej latał na modelach Phantom 3,4, czy Mavic szybko zorientuje się, że funkcje Sparka są bardzo zbliżone  do wymienionych modeli choć miejscami okrojone.

Fot.9  Widok ekranu na sartfonie po podłączeniu DJI Spark po WiFi	Fot.10  Widok po wywołaniu  wirtualnych drążków sterujących dronem

Na fotografii Fot 9  symbole na lewej pionowej krawędzi ekranu umieszczone pod symbolem DJI uruchamiają następujące funkcje w modelu:
(1)-automatyczny start, (2)-automatyczne lądowanie,  (3)-przycisk zaawansowanych programów lotu oraz (4)-przycisk wywołania sterujących drążków wirtualnych. Jeżeli nie sterujemy SPARKA z nadajnika RC/Wideo to te drążki wirtualne w telefonie będą służyły do kierowania dronem.

Fot. 11 po wciśnięciu przycisku (3) otrzymujemy dostęp do zaawansowanych trybów lotów drona	Fot. 12 rozwinięcie funkcji z menu QuitShot

Opis programów specjalnych

QuickShot – zawiera 4 pod-tryby wykonywania ujęć: Rocket, Dronie, Circle i Helix. Po wybraniu jednego z tych ujęć SPARK generuje 10-sekundowy klip video, który następnie można oglądać, edytować bądź udostępnić na mediach społecznościowych korzystając z menu Playback.
Dronie : jest to ujęcie w którym model oddala się do tyłu i do góry od obiektu wybranego w kadrze.
Circle: Model okrąża wybrany obiekt ze stałym wybranym promieniem.
Helix: Model wznosi się do góry, wykonując spiralę wokół wybranego obiektu.
Rocket: Model wznosi się pionowo z kamerę skierowaną w dół.
Korzystanie z wszystkich funkcji  QuitShot jest takie samo i polega na dotknięciu na ekranie smartfonu wybranego obiektu (np. osoby) i potwierdzeniu komendy GO. Po zakończeniu nagrywania 10 sek. sekwencji video dron sam wróci do pozycji wyjściowej.
ActiveTrack – to śledzenie przez Sparka ruchu zaznaczonego wcześniej na ekranie smartfonu obiektu. Można w ten sposób nagrywać filmy z marszu, wspinaczki, jazdy rowerem, płynięcia łodzią .. itp. Tryb ActiveTrack posiada dwa pod-tryby „Trace” czyli lot z tyłu (lub przodu) ze stałą odległością od śledzonego, obiektu oraz pod-tryb „Profile” w którym dron zachowuje stały kąt i odległość z boku obiektu. W obu przypadkach istnieje możliwość korygowania położenia drona za pomocą drążków sterowniczych.

TapFly – posiada dwa pod-tryby – Coordinate i Direction.
Coordinate  po naciśnięciu na ekranie smartfona wybranego miejsca  i zatwierdzeniu go dron poleci do tego miejsca zachowując aktualną wysokość po czym zawiśnie w miejscu. Wybierając pod-tryb  Direction możemy zadać na ekranie smartfona kierunek w którym dron ma się przemieszczać.1080P/30
Tripod – w trybie tym model wykonuje wszystkie manewry płynnie i w lekko zwolnionym tempie, ponieważ podstawowym kryterium staje się tu jakość nagrywanego filmu. Gesture – sterowanie gestami. Po wybraniu tego trybu można sterować model gestami. Model może startować i lądować na ręce, rękami możemy wydawać polecenia przemieszania lub śledzenia naszej osoby możemy również  wykonać ujęcia lub filmy typu „selfi”.

Fot.13 Gesture – zapamiętywanie twarzy i start z ręki DJI Spark	Fot.14 Gesture – wydanie komendy śledzenia DJI Spark

Ażeby dostępna była tak duża ilość opisanych wyżej zaawansowanych funkcji specjalnych model wspomaga się kamerą i systemami wizyjnymi 3D przynależnymi do modeli wyższej klasy. Dzięki systemowi wizyjnemu zamontowanemu na spodzie modelu (mała kamera i dwa czujniki ultradźwiękowe) stało się możliwe stabilne latanie i zawis  w pomieszczeniu zamkniętym bez dostępu sygnału GPS. Warunek jest jednak taki, że powierzchnia nad którą unosi się SPARK powinna być w miarę wzorzysta i kontrastowa (np. nie woda)

Fot. 15 Czujniki zamontowane na spodzie modelu DJI Spark	Fot. 16 Zasięg czujnika anty-kolizyjnego

Dzięki zainstalowaniu z przodu modelu czujników antykolizyjnych 3D na podczerwień SPARK rozpoznaje przeszkody od 0,2 do 5m, zatrzymuje się przed nimi lub je omija. Jednak skuteczność tej ochrony modelu jest uwarunkowana wyrazistością przeszkody i kontrastem jej oświetlenia. Model na pewno zatrzyma się przed jednolitą ścianą   czy grubym słupem, ale już z liściastym bardzo rzadkim drzewem może mieć problem co warto mieć na uwadze. Również prędkość nalotu na przeszkodę ma znaczenie i powinna  być mniejsza niż 10,8 km/h. W trybie Sport ten system ochrony jest wyłączony bo  model nie zdąży ominąć przeszkody. Model chroniony jest antykolizyjnie tylko z przodu.

Fot. 17 Widok na kamerę i przedni antykolizyjne czujniki 3D	Fot. 18 Prawidłowy sposób reakcji drona na przeszkodę

Kamera modelu – kamera może wykonywać 12 megapikselowe zdjęcia w proporcji 4:3 (z dużą możliwością ustawień) i nagrywać filmy w jednym formacie Full HD 1080p przy 30 fps (klatkach na sekundę). Mimo że 12 Mpx matryca kamery teoretycznie pozwalała by na nagrywanie filmów o większej rozdzielczość, możliwość ta została prawdopodobnie programowo zmniejszona.  Powodem tego może być dwuosiowy gimbal, którego stabilizację obrazową trzeciej brakującej osi uzyskuje się obróbką matematyczną obrazu poprzez wycięcie w postaci ramki ze skrajnych obszarów obrazu, czyli  w sumie zmniejszenie wielkości klatki. Może kiedyś w przyszłości ukaże się wersja SPARKA z trzecią mechanicznie stabilizowaną osią gimbala i wtedy pojawi się więcej możliwych do wybrania formatów. Na dzień dzisiejszy do zastosowań amatorskich i do przesłania filmu na YouTube format 1080p wydaje się zupełnie wystarczający.
Pakiet napędowy modelu stanowi akumulator LiPol 3S o pojemności 1480mAh. Jest to tzw. modułowy pakiet inteligentny o możliwościach znanych już z wcześniejszych modeli dronów DJI.

Fot. 19. Pakiet napędowy DJI Spark z widocznymi diodami kontrolnymi	Fot. 20 stacja ładowania 3 pakietów napędowych DJI Spark do oddzielnego zakupu lub dostępna w zestawie Combo

Pakiet posiada 4 wskaźniki LED które sygnalizują aktualny stan akumulatora, funkcję autorozładowania która rozładowuje do 65% naładowany a nie wykorzystany w ciągu 2 dni pakiet, funkcję hibernacji, możliwość ustawiania progów rozładowania eksploatacyjnego, czujnik temperatury kontrolujący ładowanie pakietu w zakresie temperatur 5-40°C i  wbudowany balanser dla równego ładowania cel pakietu. Parametry pracy pakietu zapisywane są w pamięci kontrolera drona i możliwe są do późniejszego odtworzenia  jak ilość cykli ładowań czy pojemność rzeczywista pakietu.

Podsumowanie: DJI Spark jest obecnie najlżejszym i najbardziej zaawansowanym technicznie dronem na rynku  ze stabilizowaną kamerą, wyposażonym w tryby inteligentnego lotu, systemy czujników 3D wspomagane systemem wizyjnym.  Dron  może nagrywać filmy wideo w jakości 1080p i wykonywać 12-megapikselowe zdjęcia. Można nim sterować gestami, przy pomocy smartfona lub dodatkowego nadajnika RC/Wideo umożliwiającego zasięg lotów do 500m. Po przełączeniu w tryb Sport model staje się bardzo dynamicznym „ścigaczem”  osiągającym prędkość do 50 km/h zapewniając świetną zabawę i odpowiedni poziom adrenaliny na kilkanaście minut lotu.

Fot. 21 Dostępne wersje kolorystyczne modelu

Przeglądając recenzje o DJI SPARK  to kolejna i bardzo ciekawa pozycja quadrocoptera (drona) który ukazał się na rynku w tym roku.  Jest to najmniejszy jak do tej pory dron firmy DJI zamieszczone przez jego użytkowników w internecie spotkałem się w większości opiniami ekstra pozytywnymi o tym sprzęcie. Ale zdarzały się również też i zastrzeżenia do tego sprzętu wynikające głównie z bezpośrednich porównań Sparka z wyższymi modelami DJI jak Mavic czy Phantom 3/4 . I to jest prawda, że Spark nie jest i nie będzie profesjonalnym dronem, bo nie do tego został skonstruowany. Jest to zaawansowany technicznie mobilny gadżet, który umożliwia loty i rejestrację ujęć  w miejscach w których drony profesjonalne bez odpowiednich zezwoleń  nie mogą przebywać.

Poniżej podaję linki do trzech filmów o DJI SPARK  to kolejna i bardzo ciekawa pozycja quadrocoptera (drona) który ukazał się na rynku w tym roku.  Jest to najmniejszy jak do tej pory dron firmy DJI autorstwa Pana Kuby Klawiera, który w sposób dowcipny i bardzo sympatyczny dokonał oceny SPARKA.
kierowanie Sparkiem gestami i ze smartfona:  https://goo.gl/xrUAe2
kierowanie Sparkiem z aparatury RC/Wideo:  https://goo.gl/yre26x
technika obróbki filmu ze Sparka: https://goo.gl/gUF7SG

Jednocześnie dziękuję firmie „Gimmik” za udostępnienie materiałów graficznych o Sparku zamieszczonych  na stronie internetowej firmy.
Planuję drugi odcinek poświęcony  Sparkowi w którym chciałbym  opisać przygotowania samego modelu do pierwszego lotu  i zdobyte z nim doświadczenia.
P.Kozakow