Παρασκευή 11 Δεκεμβρίου 2015
QuadCopters - Πώς να ξεκινήσετε
Έχω παρακολουθώντας διάφορα βίντεο από QuadCopters πρόσφατα και έχω αρκετά διασκεδάζει. Ο τρόπος που πετούν και ο τρόπος που ελέγχουν τις κινήσεις τους είναι απίστευτο - φαίνεται σχεδόν σαν ένα bug.
Αν δεν ξέρετε τι είναι μια QuadCopter είναι, θα πρέπει να έχετε σίγουρα μια ματιά στο παρακάτω βίντεο όπου παρουσιάζονται ορισμένα προηγμένα χαρακτηριστικά των συνεργαζόμενων Quadcopters:
Γι 'αυτό και αποφάσισα να ξεκινήσω την ανάγνωση λίγο περισσότερο για τα υλικά πίσω από αυτές τις QuadCopters και πώς θα καταφέρουν να σταθεροποιηθεί στον αέρα.
Σε αυτό το blog post θα προσπαθήσω να περιγράψω τα διάφορα βήματα που έχουν γίνει μέσω με το σχέδιο, το σχεδιασμό και την κατασκευή του πρωτοτύπου της QuadCopter μου. Εκεί θα έρχονται κάποιες περισσότερες θέσεις blog αργότερα περιγράφει πώς να πάρει το QuadCopter λειτουργία, τον προγραμματισμό αυτό, συντονίζοντας το κ.λπ.
Αυτό το blog post χωρίζεται σε 3 μέρη
Τι είναι QuadCopter
Σε μικρό χρονικό διάστημα μια QuadCopter είναι αυτό που λέει το όνομα ενός «copter'-όπως συσκευή με τέσσερις ρότορες (quad). Μπορεί να έχετε δει ένα σε δράση πριν, όπως αυτές που διατίθενται για την αστυνομία και την παρακολούθηση της χρήσης. Μπορείτε επίσης να βρείτε τους ως παιχνίδια, fx το AR Drone ή ακόμα και τα πανεπιστήμια έχουν παίξει μαζί τους, αναπτύσσοντας μαζί τους σμήνη
QuadCopters μπορεί να βρεθεί και χτισμένο σε πολλά διαφορετικά μεγέθη. Όλα από τα μικροσκοπικά αυτά που δεν είναι πολύ μεγαλύτερο από ό, τι ένα CD ROM και μέχρι QuadCopters με μήκος πάνω από ένα μέτρο μοτέρ-to-κινητήρα.
Για να σχεδιάσουμε και να οικοδομήσουμε μια QuadCopter υπάρχει πολλή των όρων που πρέπει να καταλάβετε. Έτσι, πριν από το σχεδιασμό του σχεδιασμού μου έψαξα στο διαδίκτυο για την καλή τους πόρους για μαστορέματα QuadCopter και βρήκα τα παρακάτω links για να είναι το καλύτερο:
Για να σας δώσω μια καλύτερη κατανόηση του τι είναι μια QuadCopter περιέχει Θα πάω τώρα μέσα από μερικά από τα μέρη που περιέχει.
Κινητήρες χωρίς ψήκτρες είναι λίγο παρόμοια με την κανονική κινητήρες συνεχούς ρεύματος με τον τρόπο που πηνία και μαγνήτες χρησιμοποιούνται για την οδήγηση του άξονα. Αν και οι κινητήρες χωρίς ψήκτρες δεν έχουν μια βούρτσα στον άξονα που φροντίζει για αλλαγή της κατεύθυνσης ρεύματος στα πηνία, και αυτός είναι ο λόγος που ονομάζονται χωρίς ψήκτρες.
Αντ 'αυτού οι κινητήρες χωρίς ψήκτρες έχουν τρία πηνία στο εσωτερικό (κέντρο) του κινητήρα, η οποία είναι στερεωμένη στο μοντάρισμα. Από την εξωτερική πλευρά περιέχει μια σειρά μαγνητών τοποθετημένο σε έναν κύλινδρο που είναι συνδεδεμένη με τον περιστρεφόμενο άξονα. Έτσι τα πηνία σταθερές που σημαίνει σύρματα μπορούν να πάνε κατευθείαν σε αυτούς και επομένως δεν υπάρχει ανάγκη για μια βούρτσα.
Ο λόγος QuadCopters χρησιμοποιούν κινητήρες χωρίς ψήκτρες αντί της κανονικής κινητήρες συνεχούς ρεύματος είναι οι πολύ υψηλότερες ταχύτητες και λιγότερη χρήση ενέργειας για την ίδια ταχύτητα. Οι κινητήρες χωρίς ψήκτρες είναι πιο αποτελεσματική, καθώς δεν υπάρχει έχασε την εξουσία, όπως υπάρχει στη βούρτσα-μετάβαση στις DC κινητήρες.
Σε αυτή τη διάγραμμα του βουρτσισμένο κινητήρα θα δούμε ότι είναι η σπείρα που περιστρέφεται αντί των μαγνητών και στην χωρίς ψήκτρες.
Brushless μοτέρ έρχονται σε πολλές διαφορετικές ποικιλίες, όπου το μέγεθος και η κατανάλωση ρεύματος διαφέρουν. Κατά την επιλογή του κινητήρα χωρίς ψήκτρες σας θα πρέπει να αναλάβει τη φροντίδα του βάρους, το μέγεθος, το είδος του έλικα που πρόκειται να χρησιμοποιήσετε, έτσι ώστε τα πάντα να ταιριάζει με την τρέχουσα κατανάλωση.
Όταν ψάχνετε για τους κινητήρες χωρίς ψήκτρες θα πρέπει να παρατηρήσετε τις προδιαγραφές, ειδικά το λεγόμενο «KV-βαθμολογία". Το KV-βαθμολογία είναι μια ένδειξη για το πώς πολλές στροφές ο κινητήρας θα κάνετε αν παρέχεται με το x-αριθμός των βολτ. Οι στροφές μπορεί να υπολογιστεί με αυτόν τον τρόπο: RPM = Kv * U
Αυτός ο λόγος για αυτό είναι ότι η ροπή του κινητήρα του και ο νόμος της φυσικής θα κάνει την περιστροφή γύρω από τον εαυτό QuadCopter εάν όλες οι έλικες ήταν περιστρεφόμενο με τον ίδιο τρόπο, χωρίς καμία πιθανότητα να σταθεροποιηθούν. Κάνοντας τα ζεύγη προπέλα περιστρέφονται σε κάθε κατεύθυνση, αλλά επίσης έχουν αντίθετες κλίση, όλοι τους θα παρέχουν ανύψωση ώθηση χωρίς γυρίζοντας προς την ίδια κατεύθυνση. Αυτό καθιστά δυνατό για το QuadCopter να σταθεροποιηθεί η περιστροφή εκτροπής, η οποία είναι η περιστροφή γύρω από τον εαυτό της.
Οι έλικες έρχονται σε διάφορες διαμέτρους και γηπέδων (κλίση). Θα πρέπει να αποφασίσει ποια να χρησιμοποιήσει ανάλογα με το μέγεθος του πλαισίου σας, και όταν η απόφαση αυτή θα πρέπει να γίνεται επέλεξε κινητήρες σας σύμφωνα με αυτό.
Μερικά από τα τυποποιημένα μεγέθη της έλικας που χρησιμοποιούνται για QuadCopters είναι:
Roll, Pitch και Yaw είναι μερικά καλά τους όρους που χρησιμοποιούνται από την ορολογία του αεροσκάφους. Οι όροι που χρησιμοποιούνται για να περιγράψουν τον προσανατολισμό αντικειμένων γύρω από κάθε άξονα. Ρίξτε μια ματιά στην παρακάτω εικόνα και νομίζω ότι θα καταλάβετε τους όρους.
Σε αυτή την περίπτωση πήραμε τα Ηλεκτρονικά Ελεγκτές ταχύτητας, γνωστό ως ΟΚΕ. Η ΟΚΕ είναι απλά μια πλακέτα ελέγχου κινητήρα χωρίς ψήκτρες με τη συμβολή της μπαταρίας και εξόδου των τριών φάσεων για τους κινητήρες. Για τον έλεγχο αυτό είναι συνήθως ένα απλό σήμα PPM (παρόμοιο με PWM) που κυμαίνεται από 1ms (ταχύτητα min = απενεργοποίηση) στα 2ms (μέγιστη ταχύτητα) σε πλάτος παλμού. Η συχνότητα των σημάτων κάνει επίσης ποικίλλουν σε μεγάλο βαθμό από τον ελεγκτή σε ελεγκτή, αλλά για ένα QuadCopter συνιστάται να πάρετε ένα χειριστήριο που υποστηρίζει τουλάχιστον 200Hz ή ακόμη καλύτερα 300Hz σήμα PPM, όπως θα έπρεπε να είναι δυνατό να αλλάξει τις ταχύτητες του κινητήρα πολύ γρήγορα για να ρυθμίσετε την QuadCopter στη σταθερή θέση. Είναι επίσης δυνατό να πάρει ΟΚΕ που ελέγχεται μέσω OneWire του I2C. Αυτά τείνει να είναι πολύ πιο ακριβό όμως, αλλά μερικές φορές είναι επίσης δυνατόν να "mod" άλλες Ο.Κ.Ε. για να προσθέσετε το χαρακτηριστικό I2C.
ΟΚΕ μπορεί να βρεθεί σε πολλές διαφορετικές παραλλαγές, όπου η πηγή ρεύματος είναι ο πιο σημαντικός παράγοντας. Θα πρέπει πάντα να επιλέξει ένα ESC με περίπου 10Α ή και περισσότερο στη σημερινή προμήθεια και τι μοτέρ σας θα απαιτήσει.
Ένας άλλος σημαντικός παράγοντας είναι η «εγκαταστάσεις προγραμματισμό του, όπως μερικοί ΟΚΕ υποστηρίζει τον προγραμματισμό εύρος, ενώ άλλοι δεν κάνουν. Αυτό σημαίνει ότι με μερικές ΟΚΕ δεν χρειάζεται κατ 'ανάγκη να χρησιμοποιήσει τα "1ms και 2ms" εύρος, αλλά μπορείτε να το προσαρμόσετε στις δικές σας ανάγκες - αυτό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο όταν θέλουμε να κάνουμε τη δική μας πλακέτα ελέγχου.
Αντ 'αυτού θα πρέπει να μιλήσουμε για μπαταρίες LiPo, αλλά σε αυτόν τον κόσμο υπάρχουν επίσης πολλά διαφορετικά παραλλαγές αυτών των πάρα πολύ. Οι μπαταρίες LiPo μπορούν να βρεθούν σε συσκευασίες των πάντων από ένα μόνο κύτταρο (3.7V) σε πάνω από 10 κύτταρα (37V). Τα κύτταρα συνήθως συνδέονται σε σειρά, καθιστώντας η τάση υψηλότερη, αλλά δίνει την ίδια ποσότητα amp-ωρών.
Για QuadCopter πρέπει να πάτε μετά τις μπαταρίες 3SP1 που σημαίνει 3 κυψέλες συνδεδεμένες σε σειρά και 1 παράλληλη (απλά ξεχάστε το παράλληλο, καθώς δεν έχει νόημα, επειδή χρησιμοποιούμε μόνο 3 κύτταρα σε σειρά). Αυτό θα πρέπει να μας δώσει 11.1V αλλά φορτιστεί πλήρως στην πραγματικότητα μας δίνει όλο 12V αντ 'αυτού.
Για έναν κινητήρα χωρίς ψήκτρες με ένα KV-βαθμολογία του 1000, αυτό μας δίνει ένα μέγιστο των 12.000 στροφές ανά λεπτό. Ο αριθμός αυτός είναι εντελώς πλασματική και η τάση της μπαταρίας θα μειωθεί αμέσως σε περίπου 11.1V (σε κατάσταση πλήρους φόρτισης) όταν το ρεύμα που αποστραγγίζεται. Anyways, αυτό μας δίνει μια καλή ιδέα για το πόσο γρήγορα οι έλικες θα πρέπει να περιστρέφονται!
Όσον αφορά την ικανότητα της μπαταρίας αφορά θα πρέπει να κάνετε μερικούς υπολογισμούς για το πόσο δύναμη μοτέρ σας θα αντλήσει και στη συνέχεια να αποφασίσει πόσο καιρό πτήση που θέλετε και πόσο επηρεάζουν το βάρος της μπαταρίας θα πρέπει να έχει επί του συνολικού βάρους. Ένας καλός εμπειρικός κανόνας είναι ότι μπορείτε με τέσσερις έλικες EPP1045 και τέσσερις Kv = 1000 βαθμολόγησαν κινητήρας θα πάρει τον αριθμό των λεπτών του τέρμα γκάζι χρόνου πτήσης ως τον ίδιο αριθμό amp-ώρες σε χωρητικότητα της μπαταρίας σας. Αυτό σημαίνει ότι αν έχετε μια μπαταρία 4000mAh, θα πάρει περίπου 4 λεπτά με τέρμα το γκάζι χρόνου πτήσης - αν και με 1KG συνολικό βάρος που θα πάρετε περίπου 16 λεπτά αιωρείται.
Ένα άλλο πράγμα που πρέπει να γνωρίζει, κατά την επιλογή του δικαιώματος της μπαταρίας είναι το ποσοστό απαλλαγής, παλαιότερα γνωστή ως το C-τιμής. Το C-αξία μαζί με την χωρητικότητα της μπαταρίας υποδεικνύει πόσο ρεύμα θα είναι σε θέση να προμηθεύονται από την μπαταρία. Οι υπολογισμοί ακολουθούν αυτό το απλό κανόνα: MaxSource = DischargeRate x Χωρητικότητα
Πάρτε το Zippy4000 από την παραπάνω εικόνα, η οποία έχει ένα ποσοστό απόρριψης 20C και χωρητικότητα 4000mAh. Με αυτή τη μπαταρία θα είστε σε θέση να προμηθεύονται το μέγιστο 20Cx4000mAh = 80Α. Έτσι, σε αυτή την περίπτωση θα πρέπει να βεβαιωθείτε ότι το συνολικό ποσό του ρεύματος που λαμβάνεται από τους κινητήρες σας (ΟΚΕ) δεν θα υπερβαίνει τα 80Α.
Για να κάνετε κάποιες πιο λεπτομερείς υπολογισμούς για το συγκεκριμένο σχεδιασμό σας θα σας προτείνουμε να επισκεφθείτε την δωρεάν xcopterCalc - Υπολογιστής για Multicopters. Θα πω περισσότερα για αυτό στην ενότητα "αρχικές αποφάσεις».
Ένα πλαίσιο QuadCopter αποτελείται από δύο έως τρία μέρη τα οποία δεν είναι απαραίτητο να είναι από το ίδιο υλικό:
Τις περισσότερες φορές τα όπλα που χρησιμοποιούνται σε QuadCopters από κούφια πλατεία ράγες αλουμινίου που καθιστά την QuadCopter σχετικά μικρό βάρος, αλλά εξακολουθεί να το κάνει άκαμπτο. Το πρόβλημα με αυτά τα κοίλα κάγκελα αλουμινίου είναι οι δονήσεις, δεδομένου ότι δεν αποσβένονται και θα δονείται αυτών στο κεντρικό μέρος και ίσως χαλάσουν οι μετρήσεις του αισθητήρα.
Αντ 'αυτού στερεό πλάκες MDF μπορεί να κοπεί έξω για τους βραχίονες καθώς θα απορροφούν τους κραδασμούς πολύ καλύτερα από το αλουμίνιο. Δυστυχώς, έχουμε ένα άλλο πρόβλημα τότε, όπως οι πλάκες MDF δεν είναι πολύ άκαμπτα και θα σπάσει εάν ο QuadCopter πέφτει στο έδαφος.
Όσον αφορά το κεντρικό τμήμα πάντα από ανθρακονήματα, αλουμίνιο ή κόντρα πλακέ μπορεί να χρησιμοποιηθεί. Κόντρα πλακέ θεωρείται συνήθως ως το κέντρο μέρει επειδή είναι ελαφρύ, εύκολο να εργαστεί με και είναι αξιόπιστα και άκαμπτο έτσι ώστε να μπορεί να κρατήσει τα χέρια μαζί τέσσερις, όπως απαιτείται.
Το μήκος του βραχίονα διαφέρει πολύ από QuadCopter να QuadCopter όπως είναι μέχρι το άτομο να αποφασίσει πόσο μεγάλη θα ήθελε quad του να είναι. Στην ορολογία QuadCopter χρησιμοποιούμε τη σύντμηση "μοτέρ-to-μοτέρ απόσταση» για να εξηγήσει την απόσταση για το κέντρο του ενός κινητήρα στο κέντρο ενός άλλου κινητήρα του ίδιου βραχίονα (ή στην ίδια κατεύθυνση).
Ο κινητήρας με απόφαση απόσταση κινητήρα πηγαίνει χέρι-χέρι με την απόφαση διάμετρο έλικας, όπως θα πρέπει να κάνετε σίγουρα αρκετός χώρος μεταξύ των ελίκων. Συνήθης QuadCopters με EPP1045 έλικες, που σημαίνει μια διάμετρο έλικας 10 ", έχει έναν κινητήρα με κινητήρα απόσταση περίπου 60 εκατοστών ~ 24", αν και θα είναι δυνατόν να καταστήσουν λιγότερο. Άλλοι με μικρότερες έλικες, fx με διάμετρο 8 "ή λιγότερο, θα είναι σε θέση να έχουν ένα μοτέρ με την απόσταση του κινητήρα περίπου 12".
Διαμόρφωση του πλαισίου
Μια άλλη απόφαση να κάνει είναι στην οποία διαμόρφωση θα θέλατε να πετάξει QuadCopter σας - εδώ το σκέφτομαι με ποιον τρόπο είναι μπροστά.
Έχουμε δύο τύπους διαμορφώσεων πλαισίου, το Χ και το +. Η διαμόρφωση X μοιάζει με αυτό:
Ενώ η διαμόρφωση + μοιάζει με αυτό:
Η διαφορά είναι πως οι κινητήρες πρέπει να ελέγχονται. Για τη διαμόρφωση + ο έλεγχος του κινητήρα είναι αρκετά απλή, όπως έχετε μόνο έναν κινητήρα που αποδίδεται σε κάθε κατεύθυνση. Η αρνητική πτυχή της διαμόρφωσης + είναι ότι αν έχετε μόνο ένα μοτέρ για να παρέχει επιπλέον ώθηση (επιταχυνθεί) όταν θέλετε να μετακινηθούν σε άλλη κατεύθυνση. Στη διαμόρφωση του Χ θα έχετε πάντα δύο κινητήρες συνεργάζονται για την αλλαγή κατεύθυνσης.
IMU - αδρανειακής Μονάδα Μέτρησης
Πω πω, νομίζω ότι η θέση αυτή είναι να πάρει πραγματικά μεγάλο, και δεν έχω καν μιλήσει για το μέρος διασκέδασης ακόμα - το IMU.
Η Μονάδα μέτρησης αδρανειακής είναι το σύστημα αισθητήρων του QuadCopter. Ο κύριος σκοπός της μέτρησης αδρανειακή μονάδα είναι να υπολογίσουμε τον προσανατολισμό του quad - τις τρεις οπτικές γωνίες προσανατολισμού, Roll, Pitch και Yaw. Αυτές οι γωνίες, στη συνέχεια τροφοδοτούνται σε κάποια ηλεκτρονική ελέγχου που χρησιμοποιεί αυτές τις γωνίες για να υπολογίσει τις απαιτούμενες αλλαγές στις ταχύτητες του κινητήρα.
Η IMU αποτελείται από τουλάχιστον 6 αισθητήρες, επίσης γνωστή ως 6DOF. Αυτοί οι αισθητήρες θα πρέπει να είναι ένα επιταχυνσιόμετρο 3-άξονα και ένα γυροσκόπιο 3-άξονα. Μερικές φορές ένα άλλο αισθητήρα, ένα μαγνητόμετρο 3 αξόνων, προστίθεται για καλύτερη ευστάθεια.
Τα επιταχυνσιόμετρα μέτρα επιτάχυνσης, όπως δηλώνει και το όνομα. Τώρα θα σκεφτείτε, «Γιατί στο καλό χρειαζόμαστε για τη μέτρηση της επιτάχυνσης για να γνωρίζουμε τον προσανατολισμό;», αλλά και πάλι δεν υπάρχει άλλος νόμος της φυσικής - η βαρύτητα. Η βαρύτητα είναι στην πραγματικότητα μια επιτάχυνση προς τα κάτω προς το κέντρο της γης, που σε όλα τα αντικείμενα κάνει μια δύναμη προς τα κάτω κρατώντας τα αντικείμενα πάνω στην επιφάνεια. Το επιταχυνσιόμετρο είναι στην πραγματικότητα μέτρηση ισχύος, έτσι ώστε η επιτάχυνση της βαρύτητας προς τα κάτω θα μετράται από το επιταχυνσιόμετρο.
Καθώς ο αισθητήρας επιταχυνσιόμετρο μπορεί να μετρήσει την επιτάχυνση σε τρεις κατευθύνσεις που μπορεί πραγματικά να υπολογίσει πώς το επιταχυνσιόμετρο είναι προσανατολισμένη προς την επιφάνεια.
Fx, όταν το επιταχυνσιόμετρο θεωρείται ως η παραπάνω εικόνα, ο άξονας Χ θα δείξει θετική 1g, ενώ όλοι οι άλλοι δύο άξονες θα δείξει 0g.
Τώρα η επόμενη ερώτηση αυξάνεται, "Γιατί δεν είναι το επιταχυνσιόμετρο αρκετά στη συνέχεια να μετρήσει τον προσανατολισμό;». Το πρόβλημα έγκειται στον τρόπο με το επιταχυνσιόμετρο έργων, επειδή δεν είναι πολύ σταθερό. Εάν μόνο το επιταχυνσιόμετρο για να υπολογιστεί ο προσανατολισμός ακόμα και την παραμικρή κίνηση του επιταχυνσιόμετρο θα βρωμίσει επάνω τον προσανατολισμό. Έτσι, αν τοποθετηθεί σε ένα QuadCopter με κινητήρες δόνησης αυτό δεν θα είναι καλό.
Αντί να χρησιμοποιούμε ένα γυροσκόπιο για την αντιμετώπιση αυτού του προβλήματος. Ένα μέτρο γυροσκόπιο γωνιακή ταχύτητα, με άλλα λόγια η ταχύτητα περιστροφής γύρω από τον άξονα τρεις. Η έξοδος ενός γυροσκόπιο δίνεται σε ακτίνια ανά δευτερόλεπτο ή μοίρες ανά δευτερόλεπτο. Με τόσο το επιταχυνσιόμετρο και γυροσκόπιο αναγνώσεις είμαστε τώρα σε θέση να διακρίνουν μεταξύ κίνησης / δόνηση ανεβαίνει, κάτω, αριστερά ή δεξιά ή την περιστροφή του αισθητήρα, το οποίο είναι αυτό που θα θέλαμε να γνωρίζουμε.
Τελευταία ερώτηση, "Τότε γιατί δεν μπορούμε απλά να χρησιμοποιήσετε το γυροσκόπιο, όταν μπορεί να μας πει την περιστροφική κίνηση;". Για άλλη μια φορά το πρόβλημα έγκειται στο πώς λειτουργεί ο αισθητήρας. Το γυροσκόπιο τείνει να εκφυλιστεί πολύ, πράγμα που σημαίνει ότι αν αρχίσει να περιστρέφεται τον αισθητήρα, η έξοδος γυροσκόπιο βούληση η γωνιακή ταχύτητα, αλλά όταν σταματήσετε αυτό δεν σημαίνει αυτομάτως πάει πίσω στο 0 deg / s. Εάν στη συνέχεια χρησιμοποιείται μόνο των ενδείξεων γυροσκόπιο θα πάρετε έναν προσανατολισμό που συνεχίζει να κινείται αργά (παρασύρει), ακόμη και όταν σταμάτησε η περιστροφή του αισθητήρα.
Αυτός είναι ο λόγος των δύο αισθητήρες πρέπει να χρησιμοποιηθεί μαζί για να υπολογίσει μια καλή και χρήσιμη προσανατολισμό.
Για την περιστροφική κίνηση εκτροπής το επιταχυνσιόμετρο δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως αισθητήρας αναφοράς όπως θα μπορούσε με τον Roll και Pitch κίνηση. Αντ 'αυτού ένα μαγνητόμετρο χρησιμοποιείται μερικές φορές. Ένα μαγνητόμετρο 3-άξονας μετρά το μαγνητικό πεδίο που επηρεάζει τον αισθητήρα σε όλες τις τρεις κατευθύνσεις. Καθώς η γη περιέχει ένα μαγνητικό πεδίο στο Βορρά και το Νότιο Πόλο, ο μαγνητικός αισθητήρας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να προσδιοριστεί ο τόπος όπου βρίσκεται βόρεια και νότια. Οι θέσεις αυτών των πόλων μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί ως σημείο αναφοράς μαζί με την γωνιακή ταχύτητα γύρω από τον εκτροπής γυροσκόπιο, για να υπολογίσει μια σταθερή γωνία εκτροπής.
Δεν θα υπεισέλθω σε περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με το πώς αυτοί οι υπολογισμοί γίνονται σε αυτή τη θέση. Θα γράψω μια άλλη θέση σύντομα με περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με αυτούς τους αλγορίθμους.
Οι 3 διαφορετικούς αισθητήρες συνήθως έρχονται σε QFN ή BGA πακέτα που να είναι δύσκολο να κάνετε τη δική σας ανάπτυξη μαζί τους. Αντ 'αυτού οι άνθρωποι αγοράζουν συνήθως ένα IMU πίνακα αισθητήρων με 6DOF ή 9DOF ή ακόμα και να αγοράσετε ένα πλήρες IMU μονάδα με επεξεργαστή και αισθητήρες.
Εδώ είναι μια λίστα με μερικά από τα εμπορικά διαθέσιμα IMU αισθητήρες πίνακες και τις μονάδες.
IMU πίνακες του αισθητήρα:
IMU μονάδες:
Οι πρώτες σανίδες του αισθητήρα που έχω δει στη χρήση έργων, είτε ψηφιακά με I2C ή μέσω αναλογικού. Προτιμώ να χρησιμοποιούν τα ψηφιακά συμβούλια όπως I2C είναι τόσο εύκολο και γρήγορο. Αν και αν έχεις ένα γρήγορο επεξεργαστή με μερικές καλές αναλογικές εισόδους ικανό δειγματοληψίας αρκετά γρήγορα, οι αναλογικές πίνακες φαίνεται να είναι πιο φθηνή από τις ψηφιακές.
Η διαφορά μεταξύ των αισθητήρων IMU σανίδες και τις μονάδες IMU είναι ότι οι IMU μονάδες περιέχουν ένα μικροεπεξεργαστή. Συνήθως είναι ένα μικρό 8-bit μικροεπεξεργαστή, ο οποίος θα κάνει τον υπολογισμό του ύψους, επαναφοράς και Yaw με τη χρήση κάποιου είδους του αλγορίθμου. Τα δεδομένα που υπολογίζονται στη συνέχεια θα τεθεί επί ενός serial bus ή μερικές φορές επίσης διαθέσιμη από I2C ή SPI.
Η επιλογή της IMU πρόκειται να αντανακλούν το είδος του σκάφους ελέγχου που πρόκειται να χρησιμοποιήσετε. Έτσι, πριν σπεύσουμε αγοράσετε ένα από αυτά τα συμβούλια θα πρέπει να διαβάσετε την επόμενη ενότητα σχετικά με τα διοικητικά συμβούλια του ελεγκτή, καθώς ορισμένα από αυτά έχουν ήδη περιέχουν τις διαφορετικούς αισθητήρες.
Έλεγχος ηλεκτρονικών ειδών
QuadCopters μπορούν να προγραμματιστούν και να ελέγχεται με πολλούς διαφορετικούς τρόπους, αλλά οι πιο συνηθισμένες είναι από τον πομπό RC είτε Τιμή (ακροβατικά) ή σταθερή κατάσταση. Μπορείτε είτε να αγοράσετε ένα ήδη εμπορικά διαθέσιμες πλακέτα ελέγχου ή να χτίσει ένα μόνοι σας. Κάποιος κάνει επίσης μια mixup με την αγορά μερικά από τα μέρη, όπως ένα Arduino και τους αισθητήρες αλλά στη συνέχεια κάνουν την ασπίδα και μερικά από τα ίδια λογισμικού.
Εδώ είναι μια λίστα με μερικά από τα εμπορικά διαθέσιμα πίνακες ελέγχου που έχω συναντήσει στο δρόμο μου μέσα από τη ζούγκλα QuadCopter.
Μερικοί από τους πίνακες ελέγχου που ήδη περιέχουν τα απαιτούμενα αισθητήρες, ενώ άλλες απαιτεί από εσάς να αγοράσει αυτά σε ένα ξεχωριστό συμβούλιο.
Το διοικητικό συμβούλιο AeroQuad ΕΙΝΑΙ ΤΟ FX μια ασπίδα για το Arduino, ούτε ο ΟΗΕ Arduino ή το MEGA Arduino. Το διοικητικό συμβούλιο AeroQuad απαιτεί το ραβδί Sparkfun 9DOF που είναι κολλημένο στην ασπίδα.
Το διοικητικό συμβούλιο ArduPilot περιέχει ένα ATmega328, το ίδιο και για τον ΟΗΕ Arduino. Όπως και το AeroQuad ασπίδα του σκάφους αυτό δεν περιέχει αισθητήρες, είτε. Θα πρέπει να αγοράσετε το fx ArduIMU και συνδέστε το με το διοικητικό συμβούλιο για να το χρησιμοποιήσετε.
Το OpenPilot είναι μια πιο προηγμένη σκάφους, που περιέχει έναν επεξεργαστή 72MHz ARM Cortex-M3, το STM32. Το διοικητικό συμβούλιο περιλαμβάνει επίσης ένα επιταχυνσιόμετρο 3 αξόνων και 3 αξόνων γυροσκόπιο. Μαζί με το διοικητικό συμβούλιο έρχεται ένα μεγάλο κομμάτι του λογισμικού για το PC για τη βαθμονόμηση, συντονιστείτε και ειδικά σετ σημεία για QuadCopter σας, εάν έχετε εγκαταστήσει μια μονάδα GPS - η οποία θα πρέπει να μιλάμε για περισσότερα στην επόμενη ενότητα.
Όπως είπα και νωρίτερα είναι QuadCopters ελέγχονται συνήθως είτε Τιμή (ακροβατικά) ή σταθερή κατάσταση. Η διαφορά είναι ο τρόπος που το διοικητικό συμβούλιο ελεγκτή ερμηνεύει την ανατροφοδότηση προσανατολισμού μαζί με χειριστήρια RC πομπό σας.
Στη λειτουργία Rate μόνο οι τιμές Σβούρα χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο της QuadCopter. Τα χειριστήρια στο τηλεχειριστήριο RC σας, στη συνέχεια χρησιμοποιείται για να ρυθμίσετε την επιθυμητή ταχύτητα περιστροφής των 3 διαφορετικούς άξονες. Σε αυτή τη λειτουργία μπορείτε να ελέγξετε την ταχύτητα σας QuadCopters περιστροφής γύρω από τον άξονα 3, αν και αν αφήσετε τα χειριστήρια δεν αυτόματα ξανά ισορροπία. Αυτό είναι χρήσιμο όταν κάνει ακροβατικά με QuadCopter σας, όπως μπορείτε να γείρετε λίγο προς τα δεξιά, αφήστε joysticks σας, και στη συνέχεια QuadCopter σας θα κρατήσει αυτή την καθορισμένη θέση.
Για τον αρχάριο η λειτουργία Rate είναι λίγο δύσκολο να ξεκινήσει με τόσα Αντ 'αυτού θα πρέπει να ξεκινήσετε με τη Σταθερή λειτουργία. Στο Σταθερό λειτουργία όλες οι αισθητήρες που χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό του προσανατολισμού QuadCopters στον αέρα. Αυτός ο προσανατολισμός στη συνέχεια χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της ταχύτητας των 4 δρομείς για να κρατήσει το QuadCopter ισορροπημένη, είναι σχέδιο με την επιφάνεια. Τα χειριστήρια στο τηλεχειριστήριο RC σας, στη συνέχεια χρησιμοποιείται για να ρυθμίσετε την επιθυμητή γωνία για τους διαφορετικούς άξονες. Έτσι, αν θέλετε να προχωρήσουμε προς τα εμπρός QuadCopter σας λίγο θα πρέπει απλά να γείρετε ένα από τα χειριστήρια έτσι ώστε η επιθυμητή γωνία βήματος θα πρέπει να αλλάξει. Κατά την απελευθέρωση των joysticks η γωνία θα μηδενιστεί και η QuadCopter θα είναι σταθερό και πάλι.
Εκτεταμένη επιλογές
Άλλες επιλογές, όπως το GPS, αισθητήρα υπερήχων, βαρομετρική πίεση αισθητήρα κλπ μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να προσθέσει ακόμα περισσότερα χαρακτηριστικά προσανατολισμού στο QuadCopter.
Μία μονάδα GPS μπορεί FX να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της ταχύτητας και τη χρήση ότι κατά τον υπολογισμό της κίνησης. Είναι ιδιαίτερα χρήσιμο, επίσης, αν θέλετε να φτιάξετε το δικό σας UAV (τηλεκατευθυνόμενο εναέριο όχημα), το οποίο πρέπει να γνωρίζει »την ακριβή θέση του.
Ένας αισθητήρας υπερήχων μπορεί να τοποθετηθεί στο κάτω μέρος του QuadCopter να μετρήσει την απόσταση από το έδαφος. Αυτό είναι χρήσιμο αν θέλετε να κάνετε μια quad που θα πρέπει να είναι σταθερό στο ύψος χωρίς να χρειάζεται να ρυθμίσετε το μοτέρ ώθηση όλη την ώρα.
Βαρομετρικό αισθητήρα πίεσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον ίδιο σκοπό, αν ο αισθητήρας βαρομετρικής πίεσης λειτουργεί καλύτερα όταν φτάσετε ψηλά, όπως η πίεση δεν διαφέρει πολύ, όταν κοντά στο έδαφος.
Ο καλύτερος συνδυασμός ύψος θα είναι να χρησιμοποιήσει τόσο ένα αισθητήρα υπερήχων και έναν αισθητήρα βαρομετρική πίεση κατά την ίδια στιγμή.
Οι αρχικές αποφάσεις
Ελπίζω ότι η περιδιάβαση των διαφόρων μερών που έδωσε μια ιδέα για το ποια μέρη θα πρέπει να ψάχνει για και πόσο μεγάλη θα θέλατε να κάνετε quad σας. Τώρα είναι στο χέρι σας να επιλέξετε τα σωστά μέρη για QuadCopter σας και αυτό δεν είναι ένα εύκολο έργο. Για να σας βοηθήσει με αυτό που έχω κάνει αυτό 1-2-3 λίστα για να ξεκινήσετε.
Για να βρείτε τα διαφορετικά υλικά, όπως κινητήρες, ΟΚΕ, μπαταρίες κλπ θα σας προτείνουμε να επισκεφθείτε HobbyKing, ένα πολύ καλό, δημοφιλές και φθηνό ηλεκτρονικό κατάστημα RC στην Κίνα. www.hobbyking.com
Για να διευκολυνθεί η διαδικασία επιβεβαίωσης, όπου θα πρέπει να υπολογίσει την ώθηση από κάθε κινητήρα και να χρησιμοποιήσετε το συνολικό βάρος να δείτε αν QuadCopter σας ήταν σε θέση να ανασηκώνει και να αιωρείται, Markus Mueller έχουν κάνει ένα πολύ εύκολο στη χρήση online αριθμομηχανή για αυτό ακριβώς το σκοπό.
Ο υπολογιστής ονομάζεται "xcopterCalc - Υπολογιστής για Multicopters" και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό των πολλών διαφορετικών παραμέτρων του QuadCopter σας. Το μεγάλο πράγμα για τον υπολογιστή είναι το σύνολο των ήδη προγεμισμένη πληροφορίες των διαφορετικών κινητήρων, ΟΚΕ, μπαταρίες κ.λπ. Αυτό επιταχύνει πραγματικά τη διαδικασία.
Εδώ έχω συνημμένο ένα screenshot των υπολογισμών που γίνονται για λογαριασμό του έργου QuadCopter μου.
Από αυτόν τον υπολογιστή μπορούμε να δούμε ότι θα είμαστε σε θέση να αιωρείται με την QuadCopter για περίπου 12 λεπτά, όταν η μπαταρία είναι φορτισμένη κανονικά. Αν οι αποφάσεις μας ήταν λάθος και κάτι που δεν θα μπορούσε να λειτουργήσει και υποτίθεται ότι ο υπολογιστής θα μας πει ότι πάρα πολύ. Fx ας αυξήσει το βάρος QuadCopter μας από το 1500 έως 2500 γραμμάρια γραμμάρια.
Τότε θα δείτε ότι μας λέει ότι δεν θα είμαστε σε θέση να τους ελιγμούς του QuadCopter που καλά, επειδή η απαιτούμενη γκαζιού για αιωρείται είναι στο 94% του συνόλου του γκαζιού. Ο υπολογιστής θα ελέγχει επίσης ότι η επιλεγμένη μπαταρία είναι σε θέση να παραδώσει αρκετό ρεύμα για όλους τους κινητήρες σε πλήρη ταχύτητα.
Θα ήθελα πραγματικά να βρείτε αυτόν τον υπολογιστή πολύ ωραίο και εύκολο στη χρήση, και αν σας αρέσει η αριθμομηχανή όσο εγώ συστήνω να δωρίσει μερικά δολάρια σε Markus Mueller.
Σύναψη
Το τελευταίο βήμα για σας είναι τώρα να αγοράσουν όλα τα απαιτούμενα υλικά, ηλεκτρονικά κ.λπ., τα οποία σίγουρα θα μπορούσε να είναι μια δαπανηρή υπόθεση. Αλλά αν είστε ενθουσιασμένοι για να δημιουργήσετε τη δική σας QuadCopter από το μηδέν είναι σίγουρα πρόκειται να είναι ένα διασκεδαστικό και διδακτικό έργο, το οποίο θα μπορούσε να καταλήγουν να λαμβάνουν πολύ χρόνο - αλλά hey! δεν είναι ότι ό, τι είναι για τα έργα -> να αναπτυχθούν.
Όταν έχετε ολοκληρώσει τη συναρμολόγηση του QuadCopter σας, ίσως να θέλετε να ρίξετε μια ματιά στο "Πώς να πετάξει ένα Quadcopter - The Ultimate Guide" από UAVCoach να αποφύγουμε τα λάθη αρχάριος και συγκρούσεις. Υπάρχει οδηγός παρέχει μια μεγάλη πόρος για τον αρχικό σχεδιασμό και tutorials για το πώς να πάρει άνετα με φέρουν QuadCopter χωρίς συντριβή της πτήσης. Ο οδηγός
Παρακαλώ μην διστάσετε να γράψετε ένα σχόλιο ή να μας δώσει κάποια σχόλια για αυτό το άρθρο. Ελπίζουμε να μάθει κάτι από την ανάγνωση όλα αυτά, και ελπίζουμε ότι σύντομα θα έχουν διατυπώσει τις δικές σας QuadCopter.
Αν δεν ξέρετε τι είναι μια QuadCopter είναι, θα πρέπει να έχετε σίγουρα μια ματιά στο παρακάτω βίντεο όπου παρουσιάζονται ορισμένα προηγμένα χαρακτηριστικά των συνεργαζόμενων Quadcopters:
Γι 'αυτό και αποφάσισα να ξεκινήσω την ανάγνωση λίγο περισσότερο για τα υλικά πίσω από αυτές τις QuadCopters και πώς θα καταφέρουν να σταθεροποιηθεί στον αέρα.
Σε αυτό το blog post θα προσπαθήσω να περιγράψω τα διάφορα βήματα που έχουν γίνει μέσω με το σχέδιο, το σχεδιασμό και την κατασκευή του πρωτοτύπου της QuadCopter μου. Εκεί θα έρχονται κάποιες περισσότερες θέσεις blog αργότερα περιγράφει πώς να πάρει το QuadCopter λειτουργία, τον προγραμματισμό αυτό, συντονίζοντας το κ.λπ.
Αυτό το blog post χωρίζεται σε 3 μέρη
Τι είναι QuadCopter
Σε μικρό χρονικό διάστημα μια QuadCopter είναι αυτό που λέει το όνομα ενός «copter'-όπως συσκευή με τέσσερις ρότορες (quad). Μπορεί να έχετε δει ένα σε δράση πριν, όπως αυτές που διατίθενται για την αστυνομία και την παρακολούθηση της χρήσης. Μπορείτε επίσης να βρείτε τους ως παιχνίδια, fx το AR Drone ή ακόμα και τα πανεπιστήμια έχουν παίξει μαζί τους, αναπτύσσοντας μαζί τους σμήνη
QuadCopters μπορεί να βρεθεί και χτισμένο σε πολλά διαφορετικά μεγέθη. Όλα από τα μικροσκοπικά αυτά που δεν είναι πολύ μεγαλύτερο από ό, τι ένα CD ROM και μέχρι QuadCopters με μήκος πάνω από ένα μέτρο μοτέρ-to-κινητήρα.
Για να σχεδιάσουμε και να οικοδομήσουμε μια QuadCopter υπάρχει πολλή των όρων που πρέπει να καταλάβετε. Έτσι, πριν από το σχεδιασμό του σχεδιασμού μου έψαξα στο διαδίκτυο για την καλή τους πόρους για μαστορέματα QuadCopter και βρήκα τα παρακάτω links για να είναι το καλύτερο:
Για να σας δώσω μια καλύτερη κατανόηση του τι είναι μια QuadCopter περιέχει Θα πάω τώρα μέσα από μερικά από τα μέρη που περιέχει.
Brushless μοτέρ
Όπως είπα QuadCopters έχουν 4 μοτέρ με έλικα κάθε μία. Τις περισσότερες φορές οι αποκαλούμενες Brushless Motors χρησιμοποιούνται για να κινούν τις προπέλες.Κινητήρες χωρίς ψήκτρες είναι λίγο παρόμοια με την κανονική κινητήρες συνεχούς ρεύματος με τον τρόπο που πηνία και μαγνήτες χρησιμοποιούνται για την οδήγηση του άξονα. Αν και οι κινητήρες χωρίς ψήκτρες δεν έχουν μια βούρτσα στον άξονα που φροντίζει για αλλαγή της κατεύθυνσης ρεύματος στα πηνία, και αυτός είναι ο λόγος που ονομάζονται χωρίς ψήκτρες.
Αντ 'αυτού οι κινητήρες χωρίς ψήκτρες έχουν τρία πηνία στο εσωτερικό (κέντρο) του κινητήρα, η οποία είναι στερεωμένη στο μοντάρισμα. Από την εξωτερική πλευρά περιέχει μια σειρά μαγνητών τοποθετημένο σε έναν κύλινδρο που είναι συνδεδεμένη με τον περιστρεφόμενο άξονα. Έτσι τα πηνία σταθερές που σημαίνει σύρματα μπορούν να πάνε κατευθείαν σε αυτούς και επομένως δεν υπάρχει ανάγκη για μια βούρτσα.
Brushless μοτέρ εσωτερικής
Ο λόγος QuadCopters χρησιμοποιούν κινητήρες χωρίς ψήκτρες αντί της κανονικής κινητήρες συνεχούς ρεύματος είναι οι πολύ υψηλότερες ταχύτητες και λιγότερη χρήση ενέργειας για την ίδια ταχύτητα. Οι κινητήρες χωρίς ψήκτρες είναι πιο αποτελεσματική, καθώς δεν υπάρχει έχασε την εξουσία, όπως υπάρχει στη βούρτσα-μετάβαση στις DC κινητήρες.
Βουρτσισμένο κινητήρα εσωτερικής
Σε αυτή τη διάγραμμα του βουρτσισμένο κινητήρα θα δούμε ότι είναι η σπείρα που περιστρέφεται αντί των μαγνητών και στην χωρίς ψήκτρες.
Brushless μοτέρ έρχονται σε πολλές διαφορετικές ποικιλίες, όπου το μέγεθος και η κατανάλωση ρεύματος διαφέρουν. Κατά την επιλογή του κινητήρα χωρίς ψήκτρες σας θα πρέπει να αναλάβει τη φροντίδα του βάρους, το μέγεθος, το είδος του έλικα που πρόκειται να χρησιμοποιήσετε, έτσι ώστε τα πάντα να ταιριάζει με την τρέχουσα κατανάλωση.
Όταν ψάχνετε για τους κινητήρες χωρίς ψήκτρες θα πρέπει να παρατηρήσετε τις προδιαγραφές, ειδικά το λεγόμενο «KV-βαθμολογία". Το KV-βαθμολογία είναι μια ένδειξη για το πώς πολλές στροφές ο κινητήρας θα κάνετε αν παρέχεται με το x-αριθμός των βολτ. Οι στροφές μπορεί να υπολογιστεί με αυτόν τον τρόπο: RPM = Kv * U
Έλικες
Σε κάθε μία από τις κινητήρες χωρίς ψήκτρες υπάρχουν τοποθετημένα μία έλικα. Μπορεί να μην έχετε παρατηρήσει αυτό στις φωτογραφίες, αλλά οι 4 έλικες δεν είναι στην πραγματικότητα ταυτόσημες. Αν έχετε μια ματιά στην εικόνα CrazyFlie παραπάνω θα παρατηρήσετε ότι το μπροστινό και το πίσω έλικες έχουν κλίση προς τα δεξιά, ενώ τα αριστερά και δεξιά έλικες κλίση προς τα αριστερά.
Διαμόρφωση QuadCopter Plus
Αυτός ο λόγος για αυτό είναι ότι η ροπή του κινητήρα του και ο νόμος της φυσικής θα κάνει την περιστροφή γύρω από τον εαυτό QuadCopter εάν όλες οι έλικες ήταν περιστρεφόμενο με τον ίδιο τρόπο, χωρίς καμία πιθανότητα να σταθεροποιηθούν. Κάνοντας τα ζεύγη προπέλα περιστρέφονται σε κάθε κατεύθυνση, αλλά επίσης έχουν αντίθετες κλίση, όλοι τους θα παρέχουν ανύψωση ώθηση χωρίς γυρίζοντας προς την ίδια κατεύθυνση. Αυτό καθιστά δυνατό για το QuadCopter να σταθεροποιηθεί η περιστροφή εκτροπής, η οποία είναι η περιστροφή γύρω από τον εαυτό της.
Οι έλικες έρχονται σε διάφορες διαμέτρους και γηπέδων (κλίση). Θα πρέπει να αποφασίσει ποια να χρησιμοποιήσει ανάλογα με το μέγεθος του πλαισίου σας, και όταν η απόφαση αυτή θα πρέπει να γίνεται επέλεξε κινητήρες σας σύμφωνα με αυτό.
Μερικά από τα τυποποιημένα μεγέθη της έλικας που χρησιμοποιούνται για QuadCopters είναι:
- EPP1045 - διαμέτρου 10 "και 4,5" βήμα - αυτό είναι η πιο δημοφιλής, καλό για μεσαίου μεγέθους τετράκλινα
- APC χίλιους σαράντα επτά - 10 "και διαμέτρου 4.7" πίσσα - πολύ παρόμοια με εκείνη παραπάνω
- EPP0845 - 8 "διάμετρο και 4.5" βήμα - χρησιμοποιούνται τακτικά σε μικρότερα τετράγωνα
- EPP1245 - 12 "διάμετρο και 4,5" βήμα - που χρησιμοποιείται για μεγαλύτερα τετράγωνα που απαιτεί πολλή ώσης
- EPP0938 - 9 "διάμετρο και 3.8" βήμα - που χρησιμοποιείται σε μικρότερες τετράκλινα
- Η διάμετρος της έλικας δείχνει πόσο αέρα η έλικα θα είναι σε θέση να «κινηθεί», ενώ το γήπεδο δείχνει πόσο αέρα ο έλικας κινείται όλη την ώρα - δεν είπε ότι μπορείτε να χρησιμοποιήσετε αυτό με κάθε τρόπο να υπολογίσει ο αέρας κινείται.
- Η μεγαλύτερη διάμετρο και βήμα το πιο thru η προπέλα μπορεί να προσφέρει. Αλλά πρέπει να γνωρίζετε ότι, ένα μεγάλο βήμα το καθιστά πολύ πιο δύσκολο για τον κινητήρα να το οδηγήσεις, απαιτεί πολύ περισσότερη δύναμη, αλλά στο τέλος θα είναι σε θέση να άρει περισσότερο βάρος.
- Όταν χρησιμοποιείτε υψηλές στροφές κινητήρες θα πρέπει να πάτε για τις μικρότερες ή μεσαίου μεγέθους έλικες
- Όταν χρησιμοποιείτε χαμηλή κινητήρες RPM πρέπει να πάτε για τις μεγαλύτερες έλικες, όπως μπορείτε να εκτελέσετε σε προβλήματα με τα μικρά δεν είναι σε θέση να άρει το quad σε χαμηλή ταχύτητα (RPM)
- Η ταχύτερη περιστρεφόμενη έλικα (μικρή διάμετρο και μικρό γήπεδο) χρησιμοποιείται όταν έχετε έναν κινητήρα που λειτουργεί σε υψηλές στροφές (Κν> 1000) και μπορεί να παρέχει ένα αξιοπρεπές ποσό της ροπής.
- Μια πιο αργή περιστροφή του έλικα (πλέον ή μεγαλύτερο βήμα) χρησιμοποιείται όταν έχετε ένα μοτέρ που διαχειρίζεται λιγότερες στροφές, αλλά μπορεί να προσφέρει περισσότερη ροπή.
Roll, Pitch και Yaw
Για το θέμα αυτό ας συνοψίσω ό, τι Roll, Pitch και Yaw είναι, όπως πρόκειται να χρησιμοποιήσουν αυτοί οι όροι πολλά άλλα.Roll, Pitch και Yaw είναι μερικά καλά τους όρους που χρησιμοποιούνται από την ορολογία του αεροσκάφους. Οι όροι που χρησιμοποιούνται για να περιγράψουν τον προσανατολισμό αντικειμένων γύρω από κάθε άξονα. Ρίξτε μια ματιά στην παρακάτω εικόνα και νομίζω ότι θα καταλάβετε τους όρους.
ESC - Ηλεκτρονικός ελεγκτής Ταχύτητας
Καθώς οι κινητήρες χωρίς ψήκτρες είναι πολλαπλών φάσεων, συνήθως 3 φάσεις, μπορείτε όχι μόνο να εφαρμόσει δύναμη σε αυτό για να το κάνει την περιστροφή. Οι κινητήρες, απαιτεί κάποιες ειδικές ηλεκτρονικά φάση ελέγχου η οποία είναι ικανή να παράγει τρία σήματα υψηλής συχνότητας με διαφορετικές φάσεις, αλλά ελεγχόμενη, αλλά τα ηλεκτρονικά θα πρέπει επίσης να είναι σε θέση να προμηθεύονται πολύ ρεύμα και οι κινητήρες μπορούν να είναι πολύ "πεινασμένος για εξουσία».
Turnigy Λούτρινα 18Α ESC
Σε αυτή την περίπτωση πήραμε τα Ηλεκτρονικά Ελεγκτές ταχύτητας, γνωστό ως ΟΚΕ. Η ΟΚΕ είναι απλά μια πλακέτα ελέγχου κινητήρα χωρίς ψήκτρες με τη συμβολή της μπαταρίας και εξόδου των τριών φάσεων για τους κινητήρες. Για τον έλεγχο αυτό είναι συνήθως ένα απλό σήμα PPM (παρόμοιο με PWM) που κυμαίνεται από 1ms (ταχύτητα min = απενεργοποίηση) στα 2ms (μέγιστη ταχύτητα) σε πλάτος παλμού. Η συχνότητα των σημάτων κάνει επίσης ποικίλλουν σε μεγάλο βαθμό από τον ελεγκτή σε ελεγκτή, αλλά για ένα QuadCopter συνιστάται να πάρετε ένα χειριστήριο που υποστηρίζει τουλάχιστον 200Hz ή ακόμη καλύτερα 300Hz σήμα PPM, όπως θα έπρεπε να είναι δυνατό να αλλάξει τις ταχύτητες του κινητήρα πολύ γρήγορα για να ρυθμίσετε την QuadCopter στη σταθερή θέση. Είναι επίσης δυνατό να πάρει ΟΚΕ που ελέγχεται μέσω OneWire του I2C. Αυτά τείνει να είναι πολύ πιο ακριβό όμως, αλλά μερικές φορές είναι επίσης δυνατόν να "mod" άλλες Ο.Κ.Ε. για να προσθέσετε το χαρακτηριστικό I2C.
Turnigy Λούτρινα ΟΚΕ Ηλεκτρονικά
ΟΚΕ μπορεί να βρεθεί σε πολλές διαφορετικές παραλλαγές, όπου η πηγή ρεύματος είναι ο πιο σημαντικός παράγοντας. Θα πρέπει πάντα να επιλέξει ένα ESC με περίπου 10Α ή και περισσότερο στη σημερινή προμήθεια και τι μοτέρ σας θα απαιτήσει.
ΡΕΤ ΟΚΕ High Power
Ένας άλλος σημαντικός παράγοντας είναι η «εγκαταστάσεις προγραμματισμό του, όπως μερικοί ΟΚΕ υποστηρίζει τον προγραμματισμό εύρος, ενώ άλλοι δεν κάνουν. Αυτό σημαίνει ότι με μερικές ΟΚΕ δεν χρειάζεται κατ 'ανάγκη να χρησιμοποιήσει τα "1ms και 2ms" εύρος, αλλά μπορείτε να το προσαρμόσετε στις δικές σας ανάγκες - αυτό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο όταν θέλουμε να κάνουμε τη δική μας πλακέτα ελέγχου.
Μπαταρία
Όλα αυτά οδηγούν στην μπαταρία, την πηγή ενέργειας για το σύνολο της συσκευής. Για την μπαταρία μπορεί να χρησιμοποιηθεί δύο τύποι, εκ των οποίων το ένα εκ των οποίων είναι ιδιαίτερα συνιστάται. Η NiMH και το LiPo. Δεν θα πω πολλά για την NiMH όπως οι περισσότερες κοινότητες μας λέει να μείνει μακριά από αυτά για QuadCopters οδηγείτε, διότι πρώτα απ 'όλα να μην είναι σε θέση να παρέχει αρκετό ρεύμα και, δεύτερον, ότι το βάρος ενός πολύ περισσότερα από ό, τι μπαταρίες LiPo όταν έχουν το απαιτούμενο ρεύμα ακροαματικότητα.Αντ 'αυτού θα πρέπει να μιλήσουμε για μπαταρίες LiPo, αλλά σε αυτόν τον κόσμο υπάρχουν επίσης πολλά διαφορετικά παραλλαγές αυτών των πάρα πολύ. Οι μπαταρίες LiPo μπορούν να βρεθούν σε συσκευασίες των πάντων από ένα μόνο κύτταρο (3.7V) σε πάνω από 10 κύτταρα (37V). Τα κύτταρα συνήθως συνδέονται σε σειρά, καθιστώντας η τάση υψηλότερη, αλλά δίνει την ίδια ποσότητα amp-ωρών.
Για QuadCopter πρέπει να πάτε μετά τις μπαταρίες 3SP1 που σημαίνει 3 κυψέλες συνδεδεμένες σε σειρά και 1 παράλληλη (απλά ξεχάστε το παράλληλο, καθώς δεν έχει νόημα, επειδή χρησιμοποιούμε μόνο 3 κύτταρα σε σειρά). Αυτό θα πρέπει να μας δώσει 11.1V αλλά φορτιστεί πλήρως στην πραγματικότητα μας δίνει όλο 12V αντ 'αυτού.
Για έναν κινητήρα χωρίς ψήκτρες με ένα KV-βαθμολογία του 1000, αυτό μας δίνει ένα μέγιστο των 12.000 στροφές ανά λεπτό. Ο αριθμός αυτός είναι εντελώς πλασματική και η τάση της μπαταρίας θα μειωθεί αμέσως σε περίπου 11.1V (σε κατάσταση πλήρους φόρτισης) όταν το ρεύμα που αποστραγγίζεται. Anyways, αυτό μας δίνει μια καλή ιδέα για το πόσο γρήγορα οι έλικες θα πρέπει να περιστρέφονται!
ZIPPY Flightmax μπαταρία, 4000mAh 25C
Όσον αφορά την ικανότητα της μπαταρίας αφορά θα πρέπει να κάνετε μερικούς υπολογισμούς για το πόσο δύναμη μοτέρ σας θα αντλήσει και στη συνέχεια να αποφασίσει πόσο καιρό πτήση που θέλετε και πόσο επηρεάζουν το βάρος της μπαταρίας θα πρέπει να έχει επί του συνολικού βάρους. Ένας καλός εμπειρικός κανόνας είναι ότι μπορείτε με τέσσερις έλικες EPP1045 και τέσσερις Kv = 1000 βαθμολόγησαν κινητήρας θα πάρει τον αριθμό των λεπτών του τέρμα γκάζι χρόνου πτήσης ως τον ίδιο αριθμό amp-ώρες σε χωρητικότητα της μπαταρίας σας. Αυτό σημαίνει ότι αν έχετε μια μπαταρία 4000mAh, θα πάρει περίπου 4 λεπτά με τέρμα το γκάζι χρόνου πτήσης - αν και με 1KG συνολικό βάρος που θα πάρετε περίπου 16 λεπτά αιωρείται.
Ένα άλλο πράγμα που πρέπει να γνωρίζει, κατά την επιλογή του δικαιώματος της μπαταρίας είναι το ποσοστό απαλλαγής, παλαιότερα γνωστή ως το C-τιμής. Το C-αξία μαζί με την χωρητικότητα της μπαταρίας υποδεικνύει πόσο ρεύμα θα είναι σε θέση να προμηθεύονται από την μπαταρία. Οι υπολογισμοί ακολουθούν αυτό το απλό κανόνα: MaxSource = DischargeRate x Χωρητικότητα
Πάρτε το Zippy4000 από την παραπάνω εικόνα, η οποία έχει ένα ποσοστό απόρριψης 20C και χωρητικότητα 4000mAh. Με αυτή τη μπαταρία θα είστε σε θέση να προμηθεύονται το μέγιστο 20Cx4000mAh = 80Α. Έτσι, σε αυτή την περίπτωση θα πρέπει να βεβαιωθείτε ότι το συνολικό ποσό του ρεύματος που λαμβάνεται από τους κινητήρες σας (ΟΚΕ) δεν θα υπερβαίνει τα 80Α.
Για να κάνετε κάποιες πιο λεπτομερείς υπολογισμούς για το συγκεκριμένο σχεδιασμό σας θα σας προτείνουμε να επισκεφθείτε την δωρεάν xcopterCalc - Υπολογιστής για Multicopters. Θα πω περισσότερα για αυτό στην ενότητα "αρχικές αποφάσεις».
Το πλαίσιο
Κάθε μέρος σε ένα σχέδιο QuadCopter δουλεύει μαζί και το πλαίσιο είναι αυτός που ενώνει όλα αυτά. Το πλαίσιο μπορεί να σχεδιαστεί με πολλούς τρόπους με πολλά διαφορετικά είδη υλικών. Τα σημαντικά πράγματα είναι να καταστεί άκαμπτο και να ελαχιστοποιήσει τις δονήσεις που προέρχονται από τους κινητήρες.Ένα πλαίσιο QuadCopter αποτελείται από δύο έως τρία μέρη τα οποία δεν είναι απαραίτητο να είναι από το ίδιο υλικό:
- Το κεντρικό τμήμα, όπου τα ηλεκτρονικά και αισθητήρες που τοποθετούνται
- Τέσσερις όπλα τοποθετημένη στο κεντρικό τμήμα
- Τέσσερις στηρίγματα μοτέρ που συνδέουν τους κινητήρες με τους βραχίονες
- Ίνα άνθρακα
- Αλουμίνιο
- Κόντρα πλακέ ή MDF
Τις περισσότερες φορές τα όπλα που χρησιμοποιούνται σε QuadCopters από κούφια πλατεία ράγες αλουμινίου που καθιστά την QuadCopter σχετικά μικρό βάρος, αλλά εξακολουθεί να το κάνει άκαμπτο. Το πρόβλημα με αυτά τα κοίλα κάγκελα αλουμινίου είναι οι δονήσεις, δεδομένου ότι δεν αποσβένονται και θα δονείται αυτών στο κεντρικό μέρος και ίσως χαλάσουν οι μετρήσεις του αισθητήρα.
Αντ 'αυτού στερεό πλάκες MDF μπορεί να κοπεί έξω για τους βραχίονες καθώς θα απορροφούν τους κραδασμούς πολύ καλύτερα από το αλουμίνιο. Δυστυχώς, έχουμε ένα άλλο πρόβλημα τότε, όπως οι πλάκες MDF δεν είναι πολύ άκαμπτα και θα σπάσει εάν ο QuadCopter πέφτει στο έδαφος.
Όσον αφορά το κεντρικό τμήμα πάντα από ανθρακονήματα, αλουμίνιο ή κόντρα πλακέ μπορεί να χρησιμοποιηθεί. Κόντρα πλακέ θεωρείται συνήθως ως το κέντρο μέρει επειδή είναι ελαφρύ, εύκολο να εργαστεί με και είναι αξιόπιστα και άκαμπτο έτσι ώστε να μπορεί να κρατήσει τα χέρια μαζί τέσσερις, όπως απαιτείται.
Το μήκος του βραχίονα διαφέρει πολύ από QuadCopter να QuadCopter όπως είναι μέχρι το άτομο να αποφασίσει πόσο μεγάλη θα ήθελε quad του να είναι. Στην ορολογία QuadCopter χρησιμοποιούμε τη σύντμηση "μοτέρ-to-μοτέρ απόσταση» για να εξηγήσει την απόσταση για το κέντρο του ενός κινητήρα στο κέντρο ενός άλλου κινητήρα του ίδιου βραχίονα (ή στην ίδια κατεύθυνση).
Ο κινητήρας με απόφαση απόσταση κινητήρα πηγαίνει χέρι-χέρι με την απόφαση διάμετρο έλικας, όπως θα πρέπει να κάνετε σίγουρα αρκετός χώρος μεταξύ των ελίκων. Συνήθης QuadCopters με EPP1045 έλικες, που σημαίνει μια διάμετρο έλικας 10 ", έχει έναν κινητήρα με κινητήρα απόσταση περίπου 60 εκατοστών ~ 24", αν και θα είναι δυνατόν να καταστήσουν λιγότερο. Άλλοι με μικρότερες έλικες, fx με διάμετρο 8 "ή λιγότερο, θα είναι σε θέση να έχουν ένα μοτέρ με την απόσταση του κινητήρα περίπου 12".
Διαμόρφωση του πλαισίου
Μια άλλη απόφαση να κάνει είναι στην οποία διαμόρφωση θα θέλατε να πετάξει QuadCopter σας - εδώ το σκέφτομαι με ποιον τρόπο είναι μπροστά.
Έχουμε δύο τύπους διαμορφώσεων πλαισίου, το Χ και το +. Η διαμόρφωση X μοιάζει με αυτό:
QuadCopter Χ διαμόρφωση
Ενώ η διαμόρφωση + μοιάζει με αυτό:
Διαμόρφωση QuadCopter Plus
Η διαφορά είναι πως οι κινητήρες πρέπει να ελέγχονται. Για τη διαμόρφωση + ο έλεγχος του κινητήρα είναι αρκετά απλή, όπως έχετε μόνο έναν κινητήρα που αποδίδεται σε κάθε κατεύθυνση. Η αρνητική πτυχή της διαμόρφωσης + είναι ότι αν έχετε μόνο ένα μοτέρ για να παρέχει επιπλέον ώθηση (επιταχυνθεί) όταν θέλετε να μετακινηθούν σε άλλη κατεύθυνση. Στη διαμόρφωση του Χ θα έχετε πάντα δύο κινητήρες συνεργάζονται για την αλλαγή κατεύθυνσης.
IMU - αδρανειακής Μονάδα Μέτρησης
Πω πω, νομίζω ότι η θέση αυτή είναι να πάρει πραγματικά μεγάλο, και δεν έχω καν μιλήσει για το μέρος διασκέδασης ακόμα - το IMU.
Η Μονάδα μέτρησης αδρανειακής είναι το σύστημα αισθητήρων του QuadCopter. Ο κύριος σκοπός της μέτρησης αδρανειακή μονάδα είναι να υπολογίσουμε τον προσανατολισμό του quad - τις τρεις οπτικές γωνίες προσανατολισμού, Roll, Pitch και Yaw. Αυτές οι γωνίες, στη συνέχεια τροφοδοτούνται σε κάποια ηλεκτρονική ελέγχου που χρησιμοποιεί αυτές τις γωνίες για να υπολογίσει τις απαιτούμενες αλλαγές στις ταχύτητες του κινητήρα.
Η IMU αποτελείται από τουλάχιστον 6 αισθητήρες, επίσης γνωστή ως 6DOF. Αυτοί οι αισθητήρες θα πρέπει να είναι ένα επιταχυνσιόμετρο 3-άξονα και ένα γυροσκόπιο 3-άξονα. Μερικές φορές ένα άλλο αισθητήρα, ένα μαγνητόμετρο 3 αξόνων, προστίθεται για καλύτερη ευστάθεια.
Sparkfun 9DOF Stick
Τα επιταχυνσιόμετρα μέτρα επιτάχυνσης, όπως δηλώνει και το όνομα. Τώρα θα σκεφτείτε, «Γιατί στο καλό χρειαζόμαστε για τη μέτρηση της επιτάχυνσης για να γνωρίζουμε τον προσανατολισμό;», αλλά και πάλι δεν υπάρχει άλλος νόμος της φυσικής - η βαρύτητα. Η βαρύτητα είναι στην πραγματικότητα μια επιτάχυνση προς τα κάτω προς το κέντρο της γης, που σε όλα τα αντικείμενα κάνει μια δύναμη προς τα κάτω κρατώντας τα αντικείμενα πάνω στην επιφάνεια. Το επιταχυνσιόμετρο είναι στην πραγματικότητα μέτρηση ισχύος, έτσι ώστε η επιτάχυνση της βαρύτητας προς τα κάτω θα μετράται από το επιταχυνσιόμετρο.
Καθώς ο αισθητήρας επιταχυνσιόμετρο μπορεί να μετρήσει την επιτάχυνση σε τρεις κατευθύνσεις που μπορεί πραγματικά να υπολογίσει πώς το επιταχυνσιόμετρο είναι προσανατολισμένη προς την επιφάνεια.
Sparkfun 9DOF Stick
Fx, όταν το επιταχυνσιόμετρο θεωρείται ως η παραπάνω εικόνα, ο άξονας Χ θα δείξει θετική 1g, ενώ όλοι οι άλλοι δύο άξονες θα δείξει 0g.
Τώρα η επόμενη ερώτηση αυξάνεται, "Γιατί δεν είναι το επιταχυνσιόμετρο αρκετά στη συνέχεια να μετρήσει τον προσανατολισμό;». Το πρόβλημα έγκειται στον τρόπο με το επιταχυνσιόμετρο έργων, επειδή δεν είναι πολύ σταθερό. Εάν μόνο το επιταχυνσιόμετρο για να υπολογιστεί ο προσανατολισμός ακόμα και την παραμικρή κίνηση του επιταχυνσιόμετρο θα βρωμίσει επάνω τον προσανατολισμό. Έτσι, αν τοποθετηθεί σε ένα QuadCopter με κινητήρες δόνησης αυτό δεν θα είναι καλό.
Αντί να χρησιμοποιούμε ένα γυροσκόπιο για την αντιμετώπιση αυτού του προβλήματος. Ένα μέτρο γυροσκόπιο γωνιακή ταχύτητα, με άλλα λόγια η ταχύτητα περιστροφής γύρω από τον άξονα τρεις. Η έξοδος ενός γυροσκόπιο δίνεται σε ακτίνια ανά δευτερόλεπτο ή μοίρες ανά δευτερόλεπτο. Με τόσο το επιταχυνσιόμετρο και γυροσκόπιο αναγνώσεις είμαστε τώρα σε θέση να διακρίνουν μεταξύ κίνησης / δόνηση ανεβαίνει, κάτω, αριστερά ή δεξιά ή την περιστροφή του αισθητήρα, το οποίο είναι αυτό που θα θέλαμε να γνωρίζουμε.
Τελευταία ερώτηση, "Τότε γιατί δεν μπορούμε απλά να χρησιμοποιήσετε το γυροσκόπιο, όταν μπορεί να μας πει την περιστροφική κίνηση;". Για άλλη μια φορά το πρόβλημα έγκειται στο πώς λειτουργεί ο αισθητήρας. Το γυροσκόπιο τείνει να εκφυλιστεί πολύ, πράγμα που σημαίνει ότι αν αρχίσει να περιστρέφεται τον αισθητήρα, η έξοδος γυροσκόπιο βούληση η γωνιακή ταχύτητα, αλλά όταν σταματήσετε αυτό δεν σημαίνει αυτομάτως πάει πίσω στο 0 deg / s. Εάν στη συνέχεια χρησιμοποιείται μόνο των ενδείξεων γυροσκόπιο θα πάρετε έναν προσανατολισμό που συνεχίζει να κινείται αργά (παρασύρει), ακόμη και όταν σταμάτησε η περιστροφή του αισθητήρα.
Αυτός είναι ο λόγος των δύο αισθητήρες πρέπει να χρησιμοποιηθεί μαζί για να υπολογίσει μια καλή και χρήσιμη προσανατολισμό.
Για την περιστροφική κίνηση εκτροπής το επιταχυνσιόμετρο δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως αισθητήρας αναφοράς όπως θα μπορούσε με τον Roll και Pitch κίνηση. Αντ 'αυτού ένα μαγνητόμετρο χρησιμοποιείται μερικές φορές. Ένα μαγνητόμετρο 3-άξονας μετρά το μαγνητικό πεδίο που επηρεάζει τον αισθητήρα σε όλες τις τρεις κατευθύνσεις. Καθώς η γη περιέχει ένα μαγνητικό πεδίο στο Βορρά και το Νότιο Πόλο, ο μαγνητικός αισθητήρας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να προσδιοριστεί ο τόπος όπου βρίσκεται βόρεια και νότια. Οι θέσεις αυτών των πόλων μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί ως σημείο αναφοράς μαζί με την γωνιακή ταχύτητα γύρω από τον εκτροπής γυροσκόπιο, για να υπολογίσει μια σταθερή γωνία εκτροπής.
Δεν θα υπεισέλθω σε περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με το πώς αυτοί οι υπολογισμοί γίνονται σε αυτή τη θέση. Θα γράψω μια άλλη θέση σύντομα με περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με αυτούς τους αλγορίθμους.
Οι 3 διαφορετικούς αισθητήρες συνήθως έρχονται σε QFN ή BGA πακέτα που να είναι δύσκολο να κάνετε τη δική σας ανάπτυξη μαζί τους. Αντ 'αυτού οι άνθρωποι αγοράζουν συνήθως ένα IMU πίνακα αισθητήρων με 6DOF ή 9DOF ή ακόμα και να αγοράσετε ένα πλήρες IMU μονάδα με επεξεργαστή και αισθητήρες.
Εδώ είναι μια λίστα με μερικά από τα εμπορικά διαθέσιμα IMU αισθητήρες πίνακες και τις μονάδες.
IMU πίνακες του αισθητήρα:
IMU μονάδες:
Οι πρώτες σανίδες του αισθητήρα που έχω δει στη χρήση έργων, είτε ψηφιακά με I2C ή μέσω αναλογικού. Προτιμώ να χρησιμοποιούν τα ψηφιακά συμβούλια όπως I2C είναι τόσο εύκολο και γρήγορο. Αν και αν έχεις ένα γρήγορο επεξεργαστή με μερικές καλές αναλογικές εισόδους ικανό δειγματοληψίας αρκετά γρήγορα, οι αναλογικές πίνακες φαίνεται να είναι πιο φθηνή από τις ψηφιακές.
Η διαφορά μεταξύ των αισθητήρων IMU σανίδες και τις μονάδες IMU είναι ότι οι IMU μονάδες περιέχουν ένα μικροεπεξεργαστή. Συνήθως είναι ένα μικρό 8-bit μικροεπεξεργαστή, ο οποίος θα κάνει τον υπολογισμό του ύψους, επαναφοράς και Yaw με τη χρήση κάποιου είδους του αλγορίθμου. Τα δεδομένα που υπολογίζονται στη συνέχεια θα τεθεί επί ενός serial bus ή μερικές φορές επίσης διαθέσιμη από I2C ή SPI.
Η επιλογή της IMU πρόκειται να αντανακλούν το είδος του σκάφους ελέγχου που πρόκειται να χρησιμοποιήσετε. Έτσι, πριν σπεύσουμε αγοράσετε ένα από αυτά τα συμβούλια θα πρέπει να διαβάσετε την επόμενη ενότητα σχετικά με τα διοικητικά συμβούλια του ελεγκτή, καθώς ορισμένα από αυτά έχουν ήδη περιέχουν τις διαφορετικούς αισθητήρες.
Έλεγχος ηλεκτρονικών ειδών
QuadCopters μπορούν να προγραμματιστούν και να ελέγχεται με πολλούς διαφορετικούς τρόπους, αλλά οι πιο συνηθισμένες είναι από τον πομπό RC είτε Τιμή (ακροβατικά) ή σταθερή κατάσταση. Μπορείτε είτε να αγοράσετε ένα ήδη εμπορικά διαθέσιμες πλακέτα ελέγχου ή να χτίσει ένα μόνοι σας. Κάποιος κάνει επίσης μια mixup με την αγορά μερικά από τα μέρη, όπως ένα Arduino και τους αισθητήρες αλλά στη συνέχεια κάνουν την ασπίδα και μερικά από τα ίδια λογισμικού.
Εδώ είναι μια λίστα με μερικά από τα εμπορικά διαθέσιμα πίνακες ελέγχου που έχω συναντήσει στο δρόμο μου μέσα από τη ζούγκλα QuadCopter.
Μερικοί από τους πίνακες ελέγχου που ήδη περιέχουν τα απαιτούμενα αισθητήρες, ενώ άλλες απαιτεί από εσάς να αγοράσει αυτά σε ένα ξεχωριστό συμβούλιο.
Η AeroQuad MEGA Shield
Το διοικητικό συμβούλιο AeroQuad ΕΙΝΑΙ ΤΟ FX μια ασπίδα για το Arduino, ούτε ο ΟΗΕ Arduino ή το MEGA Arduino. Το διοικητικό συμβούλιο AeroQuad απαιτεί το ραβδί Sparkfun 9DOF που είναι κολλημένο στην ασπίδα.
Το διοικητικό συμβούλιο ArduPilot περιέχει ένα ATmega328, το ίδιο και για τον ΟΗΕ Arduino. Όπως και το AeroQuad ασπίδα του σκάφους αυτό δεν περιέχει αισθητήρες, είτε. Θα πρέπει να αγοράσετε το fx ArduIMU και συνδέστε το με το διοικητικό συμβούλιο για να το χρησιμοποιήσετε.
Το OpenPilot είναι μια πιο προηγμένη σκάφους, που περιέχει έναν επεξεργαστή 72MHz ARM Cortex-M3, το STM32. Το διοικητικό συμβούλιο περιλαμβάνει επίσης ένα επιταχυνσιόμετρο 3 αξόνων και 3 αξόνων γυροσκόπιο. Μαζί με το διοικητικό συμβούλιο έρχεται ένα μεγάλο κομμάτι του λογισμικού για το PC για τη βαθμονόμηση, συντονιστείτε και ειδικά σετ σημεία για QuadCopter σας, εάν έχετε εγκαταστήσει μια μονάδα GPS - η οποία θα πρέπει να μιλάμε για περισσότερα στην επόμενη ενότητα.
OpenPilot ARM Cortex-M3 συμβούλιο
Όπως είπα και νωρίτερα είναι QuadCopters ελέγχονται συνήθως είτε Τιμή (ακροβατικά) ή σταθερή κατάσταση. Η διαφορά είναι ο τρόπος που το διοικητικό συμβούλιο ελεγκτή ερμηνεύει την ανατροφοδότηση προσανατολισμού μαζί με χειριστήρια RC πομπό σας.
Στη λειτουργία Rate μόνο οι τιμές Σβούρα χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο της QuadCopter. Τα χειριστήρια στο τηλεχειριστήριο RC σας, στη συνέχεια χρησιμοποιείται για να ρυθμίσετε την επιθυμητή ταχύτητα περιστροφής των 3 διαφορετικούς άξονες. Σε αυτή τη λειτουργία μπορείτε να ελέγξετε την ταχύτητα σας QuadCopters περιστροφής γύρω από τον άξονα 3, αν και αν αφήσετε τα χειριστήρια δεν αυτόματα ξανά ισορροπία. Αυτό είναι χρήσιμο όταν κάνει ακροβατικά με QuadCopter σας, όπως μπορείτε να γείρετε λίγο προς τα δεξιά, αφήστε joysticks σας, και στη συνέχεια QuadCopter σας θα κρατήσει αυτή την καθορισμένη θέση.
Για τον αρχάριο η λειτουργία Rate είναι λίγο δύσκολο να ξεκινήσει με τόσα Αντ 'αυτού θα πρέπει να ξεκινήσετε με τη Σταθερή λειτουργία. Στο Σταθερό λειτουργία όλες οι αισθητήρες που χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό του προσανατολισμού QuadCopters στον αέρα. Αυτός ο προσανατολισμός στη συνέχεια χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της ταχύτητας των 4 δρομείς για να κρατήσει το QuadCopter ισορροπημένη, είναι σχέδιο με την επιφάνεια. Τα χειριστήρια στο τηλεχειριστήριο RC σας, στη συνέχεια χρησιμοποιείται για να ρυθμίσετε την επιθυμητή γωνία για τους διαφορετικούς άξονες. Έτσι, αν θέλετε να προχωρήσουμε προς τα εμπρός QuadCopter σας λίγο θα πρέπει απλά να γείρετε ένα από τα χειριστήρια έτσι ώστε η επιθυμητή γωνία βήματος θα πρέπει να αλλάξει. Κατά την απελευθέρωση των joysticks η γωνία θα μηδενιστεί και η QuadCopter θα είναι σταθερό και πάλι.
Εκτεταμένη επιλογές
Άλλες επιλογές, όπως το GPS, αισθητήρα υπερήχων, βαρομετρική πίεση αισθητήρα κλπ μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να προσθέσει ακόμα περισσότερα χαρακτηριστικά προσανατολισμού στο QuadCopter.
Μία μονάδα GPS μπορεί FX να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της ταχύτητας και τη χρήση ότι κατά τον υπολογισμό της κίνησης. Είναι ιδιαίτερα χρήσιμο, επίσης, αν θέλετε να φτιάξετε το δικό σας UAV (τηλεκατευθυνόμενο εναέριο όχημα), το οποίο πρέπει να γνωρίζει »την ακριβή θέση του.
Ένας αισθητήρας υπερήχων μπορεί να τοποθετηθεί στο κάτω μέρος του QuadCopter να μετρήσει την απόσταση από το έδαφος. Αυτό είναι χρήσιμο αν θέλετε να κάνετε μια quad που θα πρέπει να είναι σταθερό στο ύψος χωρίς να χρειάζεται να ρυθμίσετε το μοτέρ ώθηση όλη την ώρα.
Βαρομετρικό αισθητήρα πίεσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον ίδιο σκοπό, αν ο αισθητήρας βαρομετρικής πίεσης λειτουργεί καλύτερα όταν φτάσετε ψηλά, όπως η πίεση δεν διαφέρει πολύ, όταν κοντά στο έδαφος.
Ο καλύτερος συνδυασμός ύψος θα είναι να χρησιμοποιήσει τόσο ένα αισθητήρα υπερήχων και έναν αισθητήρα βαρομετρική πίεση κατά την ίδια στιγμή.
Οι αρχικές αποφάσεις
Ελπίζω ότι η περιδιάβαση των διαφόρων μερών που έδωσε μια ιδέα για το ποια μέρη θα πρέπει να ψάχνει για και πόσο μεγάλη θα θέλατε να κάνετε quad σας. Τώρα είναι στο χέρι σας να επιλέξετε τα σωστά μέρη για QuadCopter σας και αυτό δεν είναι ένα εύκολο έργο. Για να σας βοηθήσει με αυτό που έχω κάνει αυτό 1-2-3 λίστα για να ξεκινήσετε.
Για να βρείτε τα διαφορετικά υλικά, όπως κινητήρες, ΟΚΕ, μπαταρίες κλπ θα σας προτείνουμε να επισκεφθείτε HobbyKing, ένα πολύ καλό, δημοφιλές και φθηνό ηλεκτρονικό κατάστημα RC στην Κίνα. www.hobbyking.com
- Κινητήρας σε απόσταση κινητήρα: Αποφασίστε ποιο μέγεθος της QuadCopter θα θέλατε να κατασκευαστεί.
- Μέγεθος Έλικας: Αποφασίστε το μέγεθος της προπέλας και αγωνιστικό χώρο σας. Το μέγεθος θα πρέπει να αντικατοπτρίζει τον κινητήρα σας με την επιλογή απόσταση κινητήρα.
- Επιλογή κινητήρα: Με την εξέταση FX HobbyKing και η περιγραφή μας βρει τις κατάλληλες κινητήρες για QuadCopter σας.
- ΟΚΕ και της μπαταρίας επιλογής: Με την εξέταση των επιλεγέντων κινητήρων θα πρέπει να είναι σε θέση να επιλέξετε τις σωστές ΟΚΕ. Η χωρητικότητα της μπαταρίας αποφασίζεται με βάση πόσο καιρό πτήση που θα θέλατε, αλλά έχουν το βάρος στο μυαλό.
- Θεωρητική Επιβεβαίωση: Ελέγξτε και βεβαιωθείτε ότι QuadCopter σας θα είναι σε θέση να πετάξει με επιλεγμένα σημεία σας. Παρακαλώ δείτε την επόμενη ενότητα σχετικά με τη Θεωρητική αριθμομηχανή.
Για να διευκολυνθεί η διαδικασία επιβεβαίωσης, όπου θα πρέπει να υπολογίσει την ώθηση από κάθε κινητήρα και να χρησιμοποιήσετε το συνολικό βάρος να δείτε αν QuadCopter σας ήταν σε θέση να ανασηκώνει και να αιωρείται, Markus Mueller έχουν κάνει ένα πολύ εύκολο στη χρήση online αριθμομηχανή για αυτό ακριβώς το σκοπό.
Ο υπολογιστής ονομάζεται "xcopterCalc - Υπολογιστής για Multicopters" και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό των πολλών διαφορετικών παραμέτρων του QuadCopter σας. Το μεγάλο πράγμα για τον υπολογιστή είναι το σύνολο των ήδη προγεμισμένη πληροφορίες των διαφορετικών κινητήρων, ΟΚΕ, μπαταρίες κ.λπ. Αυτό επιταχύνει πραγματικά τη διαδικασία.
Εδώ έχω συνημμένο ένα screenshot των υπολογισμών που γίνονται για λογαριασμό του έργου QuadCopter μου.
Παράμετροι σχεδιασμού μας στο xcopterCalc
Από αυτόν τον υπολογιστή μπορούμε να δούμε ότι θα είμαστε σε θέση να αιωρείται με την QuadCopter για περίπου 12 λεπτά, όταν η μπαταρία είναι φορτισμένη κανονικά. Αν οι αποφάσεις μας ήταν λάθος και κάτι που δεν θα μπορούσε να λειτουργήσει και υποτίθεται ότι ο υπολογιστής θα μας πει ότι πάρα πολύ. Fx ας αυξήσει το βάρος QuadCopter μας από το 1500 έως 2500 γραμμάρια γραμμάρια.
Για τα βαρέα = προβλήματα γκαζιού
Τότε θα δείτε ότι μας λέει ότι δεν θα είμαστε σε θέση να τους ελιγμούς του QuadCopter που καλά, επειδή η απαιτούμενη γκαζιού για αιωρείται είναι στο 94% του συνόλου του γκαζιού. Ο υπολογιστής θα ελέγχει επίσης ότι η επιλεγμένη μπαταρία είναι σε θέση να παραδώσει αρκετό ρεύμα για όλους τους κινητήρες σε πλήρη ταχύτητα.
Θα ήθελα πραγματικά να βρείτε αυτόν τον υπολογιστή πολύ ωραίο και εύκολο στη χρήση, και αν σας αρέσει η αριθμομηχανή όσο εγώ συστήνω να δωρίσει μερικά δολάρια σε Markus Mueller.
Σύναψη
Το τελευταίο βήμα για σας είναι τώρα να αγοράσουν όλα τα απαιτούμενα υλικά, ηλεκτρονικά κ.λπ., τα οποία σίγουρα θα μπορούσε να είναι μια δαπανηρή υπόθεση. Αλλά αν είστε ενθουσιασμένοι για να δημιουργήσετε τη δική σας QuadCopter από το μηδέν είναι σίγουρα πρόκειται να είναι ένα διασκεδαστικό και διδακτικό έργο, το οποίο θα μπορούσε να καταλήγουν να λαμβάνουν πολύ χρόνο - αλλά hey! δεν είναι ότι ό, τι είναι για τα έργα -> να αναπτυχθούν.
Όταν έχετε ολοκληρώσει τη συναρμολόγηση του QuadCopter σας, ίσως να θέλετε να ρίξετε μια ματιά στο "Πώς να πετάξει ένα Quadcopter - The Ultimate Guide" από UAVCoach να αποφύγουμε τα λάθη αρχάριος και συγκρούσεις. Υπάρχει οδηγός παρέχει μια μεγάλη πόρος για τον αρχικό σχεδιασμό και tutorials για το πώς να πάρει άνετα με φέρουν QuadCopter χωρίς συντριβή της πτήσης. Ο οδηγός
Παρακαλώ μην διστάσετε να γράψετε ένα σχόλιο ή να μας δώσει κάποια σχόλια για αυτό το άρθρο. Ελπίζουμε να μάθει κάτι από την ανάγνωση όλα αυτά, και ελπίζουμε ότι σύντομα θα έχουν διατυπώσει τις δικές σας QuadCopter.
