„Arduino“ pagrindu sukurta orlaivio stabilizavimo sistema namuose

Neseniai susidomėjau orlaivio modelio tema. Ir tada prasidėjo: jis pastatė lėktuvą, nusipirko įrangos. Numatęs greitą pirmojo modelio išnykimą neišeinant iš kasos, jis pradėjo rinkti antrąjį, tuo pačiu dirbdamas treniruoklyje. Apskritai, atidėdamas savo pirmąjį tikrąjį skrydį, kiek galėjau, bijodamas sulaužyti kelyje modelis. Ir tada, visai atsitiktinai, ardamas atvirus „aliexpress“ plotus, susidūriau su įdomiu dalyku - skrydžio stabilizavimo sistema. Tai mažas imtuvo dydžio prietaisas, kuris sureguliuoja orlaivio skrydį, padaro jį sklandesnį, išlygina piloto trūkumus. Pradėjo ieškoti, skaityti, sako, ir tikrai geras dalykas pradedantiesiems. Na, aš čia atleidau - noriu ir bent jau nulaužk. Tiesiog tai, kad biudžetas jau baigėsi ... Atrodytų, kad lėktuvas pastatys klausimą apie 10 dolerių į lubas ir nusipirks įrangos, nusipirks akumuliatorių, nusipirks už tai įkroviklį, variklį, reguliatorių, servo, oro sraigtus ... Trumpai tariant, nutinka labai daug dalykų. Šiek tiek prislėgtas, bet nepasidavęs man pradėjo niežėti galvą: taigi, aš žinau, kaip lituoti. Jis pradėjo ieškoti ir beveik iš karto rado nedidelį straipsnį pavadinimu „Orlaivio stabilizavimo sistema už 200 rublių“. Labai kuklus straipsnis su labai kukliu įgyvendinimu. Bet tai jau yra kažkas. Jis lipo į užsienio forumus - štai, tai yra didžiulis projektas, nuolat tobulinamas! Nuspręsta, mes tai padarysime!

Projektas vadinamas „MultiWii“. Iš pradžių jis buvo sumanytas kaip skrydžio kontrolierius daugiakopiams lėktuvams arduino, bet laikui bėgant pradėjo augti ir tobulėti. Dabar yra kodas, leidžiantis pastatyti šią stabilizavimo sistemą ant orlaivio ir V sparnų. Paprasčiausiam vykdymui, kaip ir aukščiau esančiame straipsnyje, jums reikės tik 2 dalykų: arduino ir akselerometro. Visa tai galima suvilgyti laidais, užpildyti karštu snargliu ir veiks. Bet gali ir būti, tik aš neveikiu to.

Kaip sakiau, projektas auga ir vystosi. Taigi čia galite įsukti kitą „Bluetooth“ modulį, kad sukonfigūruotumėte valdiklį iš telefono, barometrą, norėdami kontroliuoti aukštį, GPS, kad grąžintumėte modelį „namo“, kai prarandamas signalas. Be viso to, populiarėja ir improvizuotų imtuvų, kurių pagrindas yra tas pats arduino, ir pigus ryšio modulis A7105, kuris be chirurginės intervencijos yra susijęs su mano „FlySky i6“ įranga, todėl teoriškai jūs galite sujungti šiuos du projektus ir gauti visas smegenis lėktuvui, sklandytuvą. ar sparnais. O skyriuje su minėta biudžetine įranga, kuri tyliai mirksi nuo 6 kanalų iki 14, tai dažniausiai išeina tiesiog pradedantiesiems už jo pinigus.

Dėl šios priežasties aš stengiausi, kad šio įrenginio plokštė būtų kuo paprastesnė, tai yra vienpusė ir su lygintuvu. Žinoma, reikės žinių apie radijo elektroniką, bent jau galimybę daugiau ar mažiau kokybiškai lituoti, galite užsisakyti lentą ir kraštutiniais atvejais, tačiau iš esmės tai yra dizaineris: aš siuvau arduino, litavau jį, modulį ir šukas prie lentos, jis yra paruoštas. Minimalios pastangos.

Norint naudoti „arduinka“ programinę-aparatinę įrangą, jums reikės specialaus USB - UART (TTL) keitiklio, nes „Arduino PRO Mini“ neturi USB sąsajos. Jūs neturėtumėte to bijoti, paprastai juos galite nusipirkti toje pačioje vietoje, kur parduodamas arduino ir moduliai. Vienintelis programinės aparatinės įrangos skirtumas per šį keitiklį yra tas, kad jums reikia sumaniai paspausti pačio arduino atstatymo mygtuką griežtai tuo metu, kai yra atsisiunčiamas eskizas, nors yra keitiklių, kurie patys traukia atstatymo pėdą. Aš neaprašysiu eskizo įkėlimo procedūros, jau yra parašyta ir nufilmuota milijonas straipsnių ir vaizdo įrašų šia tema.

Kitas žingsnis - sudaryti lentą. Plokštė gaminama pagal bet kurią turimą technologiją arba užsakoma. Labai patariu nuplėšti takelius, geriau naudoti ROSE ar WOODA lydinį, kad sluoksnis būtų kuo mažesnis, didelės srovės čia nevaikščiotų, o geriau apsaugoti varį nuo per didelės korozijos, lietaus, sniego, jūs niekada nežinote, jis vis tiek nėra namų įrenginys. Aš padariau nesąžiningą LUT, ne patį geriausią rezultatą, tu gali padaryti daug blogo spausdintuvo, bet kam rūpi)

Už jų - arduino. Kojas, skirtas mirgėti arduinkui, reikia sulenkti aukštyn arba kampu į šoną. Galite užpildyti eskizą iš karto, negalite jo užpildyti, nesvarbu, nes surinktas įrenginys vis tiek turės būti prijungtas prie kompiuterio, todėl programavimo kontaktai turėtų būti lengvai prieinami. Vienintelis patarimas - prieš litavimą patikrinti arduino, užpildyti bet kokį bandymo eskizą ir įsitikinti, kad lenta mirksi. Tiesiog lituoklis tada bus hemorojus.

Na ir visa kita. Akselerometras yra išlydomas ant aukštų kojų ir yra virš arduino. Neslėpsiu nuodėmės, tokį maketą šnipinėjau užsienio forume su vienu parduotu, tačiau nutapiau savo vienpusį šaliką. Kalbant apie mane, dėl trijų šuolininkų nebuvimo neverta jaudintis su dvipuse lenta, nesvarbu, kokia bloga forma yra tie patys džemperiai.

Vienas įspėjimas. Lentelėje yra vienas rezistorius ir šviesos diodas. Rezistoriaus SMD formatą galima išmesti iš sugedusios įrangos, nominali vertė 500 omų - 1,5 kOhm. Galite pasiimti įprastą 3 mm šviesos diodą, aš turėjau stačiakampį, aš jį litavau.

Šiame etape įrenginys iš principo jau gali būti prijungtas ir sukonfigūruotas, bet, kaip man atrodo, neišsamus. Elektronika radijo bangomis valdomiems modeliams jau seniai įgijo modulinį pobūdį. Todėl aš manau, kad šį įrenginį reikia atsinešti į gatavą modulį, kurį lengva įmontuoti modelyje ir prijungti. Norėdami tai padaryti, jam reikia bylos. Geras pasirinkimas būtų spausdinti ant 3D spausdintuvo, spausdinimui naudojamas plastikas yra lengvas ir patvarus. Bet ne visi tai turi. Dėklą galite pasidaryti šiluminiu formavimu, internete yra daug informacijos, kaip iš dulkių siurblio, medienos ir faneros gabalo pasigaminti paprastą mašiną. Bet tam reikia pasidaryti bloknotą, ir tai yra tinginystė. Šiuo keliu pasirinkau mažiausio pasipriešinimo kelią. Taip, ir toks metodas bus panašus į šį straipsnį - kad jis būtų kuo paprastesnis, naudojant kuo mažiau įrankių.

Aš supjaustiau du plastiko gabalus pagal plokštės dydį, mano atveju ploną skaidrų PVC, bet jūs galite naudoti bet ką, dėžutę iš disko, pavyzdžiui. Nedariau tarpinių nuotraukų, bet manau, kad tai bus aišku.Naudodamas liniuotę, aš išmatuojau atstumą iki kontaktų lentoje ir supjaustiau jiems langus, esančius „korpuso“ viršuje. Aš išgręžiau skyles koaksialiai su skylėmis ant lentos ir sujungiau jas su improvizuotomis kniedėmis iš vamzdžių iš ausų lazdelių. Norint pagaminti tokį kniedę, pakanka atsargiai laikyti vamzdžio galiuką žiebtuvėlio liepsnoje ir, kai susidaro antplūdis, prispauskite jį prie šio žiebtuvėlio korpuso. Kitoje pusėje mes supjaustome vamzdelius, palikdami porą milimetrų, ir darome tą patį. Tarpikliais naudojo vamzdelio segmentus iš lašintuvo. Dėl to išėjo toks sumuštinis:

Lengva padaryti, lengva, paprasta ir patikima. Jį jau patogu montuoti į lėktuvo korpusą, klijuojant apačioje pora juostų „automobilinės“ dvipusės juostos. Bet visam paveikslui vis tiek reikia vardų lentelės, kuri per pusmetį jums pasakys, kai bus surinkta jau vienuolika kitų schemų, prie ko prisijungti.

Duomenų lentelė atspausdinta ant lipnio blizgaus popieriaus. Neseniai nusipirkau specialiai tokiems tikslams. Anksčiau aš tai darydavau: atspausdindavau tai, ką turėjau, laminuodavau lipnia juostele ir klijavau prie dvipusės juostos. Labiausiai dėmesingas galėtų įvertinti mano anglų kalbos lygį)

Dabar įrenginį tikrai galima vadinti paruoštu moduliu. Bendras svoris 15,5 gramo. Per daug, palyginti su įsigytu, bet apskritai labai nieko. Bent jau mano modelis, kurio diapazonas yra 950 mm, traukiasi be problemų. Bet jei vijosite svorį, galite išardyti arduino iš birių miltelių tiesiai ant lentos, sutaupyti 2 gramus, naudoti plono milimetro tekstolitą (aš naudojau, kuris pusantro ar du milimetrai, neišmatuojau), nedaryti dėklo. Bet ar verta tų 5 gramų? Pavyzdžiui, mano programos gimtojo imtuvo svoris yra 16 gramų.
Prietaisas turėtų būti horizontalioje plokštumoje, rodyklė nurodo judėjimo kryptį. Be to, prietaiso negalima įdiegti aukštyn kojomis. Aiškumo dėlei pridedu paveikslėlį.

Dabar eikite į nustatymus. Pirmiausia turite prijungti įrenginį prie kompiuterio, tada atidaryti pridėtą grafinę vartotojo sąsają. Jei nėra problemų su tvarkyklėmis, tada prievadas turėtų pasirodyti programoje:

Mes pasirenkame tai. Dabar reikia sukalibruoti akselerometrą. Paspaudžiame mygtuką READ ir jei viskas teisinga, mes galime stebėti jutiklio rodmenis realiuoju laiku. Mes klojame prietaisą ant lygaus paviršiaus ir paspauskite CALIB_ACC. Paprastai „lygus paviršius“ yra stalas prie kompiuterio, todėl paspausdami kalibravimą, laikykite rankas atokiau nuo stalo. Kas neprisimena, akselerometras yra pagreičio jutiklis. Taigi bet kokie kalibravimo virpesiai ar virpesiai neturės teigiamo poveikio. Bet jei įmanoma, geriau jį kalibruoti ant paviršiaus, paveikto lygio. Giroskopas pats kalibruojamas kiekvieną kartą įjungiant, todėl jo nereikia kalibruoti. Vienintelis dalykas, kai įjungiate modelį, jis turėtų būti nejudantis. Tai yra, mes pastatome modelį ant žemės, įjunkite jį ir nelieskite jo. Giroskopas kalibruojamas nedelsiant. Kalibravimą rodo šviesos diodas, pasirašytas kaip STATUS.

Nedelsdami sukonfigūruokite AUX1. Jam patogu naudoti trijų padėčių jungiklį, jei jo yra ant siųstuvo. Esant žemam lygiui (jungiklis yra pirmoje padėtyje), stabilizacija neleidžiama, esant vidutiniam lygiui (ir atitinkamai padėčiai) įjungiamas akselerometras, o aukštame lygyje - giroskopas ir akselerometras. Normaliam skrydžiui iš esmės pakanka akselerometro, FPV skrydžiams dažniausiai naudojamas giroskopas. Kas būtų, kaip aprašiau, - nustatykite vertes, kaip parodyta čia:

Aš patariu neliesti šių nustatymų prieš pirmąjį skrydį. Stabilizavimas gerai veikia pagrindines vertybes, gerai, ir ten jau galite sugriežtinti, jei kažkas jums netinka.

Kitas. TPA atsakingas už šių PID nustatymų vertę, atsižvelgiant į dujų padėtį. Esant 0,00 vertei, PID vertės bus vienodos bet kurioje dujų vietoje, tai yra, kaip ir tikėtasi, bet kokiu greičiu. Jei dujų vertė yra 1,00, 100% PID bus lygus nuliui, ty stabilizavimas bus išjungtas. Kai vertė yra 0,5% 100% dujų, puta yra lygi atitinkamai 50%. Čia jau derinuosi su lėktuvu ir pagal jūsų akrobatinį stilių, kol kas man liko 50 proc.

Taip pat kanale Aux2 reikia sukonfigūruoti armatūrą. Ginklavimas yra kopterio terminas. Žmogiškai tai vadinama variklio atrakinimu. Lėktuvuose tai paprastai įgyvendinama naudojant valdymo įrangą, tačiau nuo to laiko Iš pradžių šis valdiklis buvo kopteris - čia jis buvo padarytas gana sunkiai. Apskritai mes pakabiname kažkokį nemokamą perjungimo jungiklį ant AUX2, programoje nustatome aukštą ARM lygį. Čia kažkas gali norėti apgauti ir nustatyti atrakinimą visais AUX2 lygiais, bet tiesiog nepameskite. Tokiu atveju daugialypis automobilis iš viso atsisako užvesti variklį. Galima manyti, kad tai yra klaida, tačiau aš manau, kad netrukus bus užtikrinta apsauga. Lėktuvas vis dar skrenda tik į priekį, ir tik Dievai žino, kur sprogs nekontroliuojamas kopteris.

Beje, tai iš tikrųjų patogu. Tiksliau, mano programoje variklis atrakinamas perkeliant perjungimo jungiklį aukštyn. Tokiu atveju įrangą reikia įjungti, kai visi jungikliai yra viršutinėje padėtyje. Tai yra, paaiškėja, kad jums reikia įjungti įrangą, perjunkite jungiklį žemyn, kad užblokuotumėte variklį, o tada perkelkite atgal į viršų, kad atrakintumėte. Ir tu negali apversti pagrindinio dalyko. Iškart paaiškėja žmogiškai, viršutinėje padėtyje variklis užrakinamas, apatinėje - neužrakintas.

Skirtuke SERVO prireikus galite pakeisti servas. Čia jie tai darė kažkaip sudėtingai. Pirmiausia turite paspausti SERVO. Atsiras serbų ir lygių sąrašas. Jei dabar paspausite atbulinės eigos mygtuką ir bandysite išsaugoti, nieko neišsaugosite. Pirmiausia turite paspausti GO LIVE, po to, kai lazdos bus atmestos, bus galima stebėti lygio nuokrypį lange. Dabar paspaudžiame norimo kanalo atvirkštinį mygtuką ir po to paspaudžiame SAVE. Dabar viskas užfiksuota.

Svarbus punktas atjungiant įrenginį nuo kompiuterio. Jei ištrauksite programavimo laidus iš įrenginio arba ištrauksite keitiklį iš USB prievado, neuždarydami COM prievado ar „MultiWiiConf“ programos, sistema sugenda ir mėlynas ekranas bus maždaug 100% tikėtinas. Bent jau mano nešiojamajame kompiuteryje jis yra. Aš net specialiai patikrinau. Nežinau, ar tai yra mano aparatinės įrangos problema, ar reaguojama, tai matoma virtualiame COM prievade, bet jei perspėjama, tai reiškia, kad ji yra įjungta. Turėkite omenyje.

Ir dar keli parametrai, kurie gali būti naudingi. Jei jūsų imtuvas žino, kaip išduoti PPM signalą, galbūt norėsite jį perduoti daugiareikšmei vaizdui. Norėdami tai padaryti, atidarykite programinės įrangos failą, eikite į skirtuką „config.h“ ir ieškokite skyriaus PPM sumos receptorius (pašlovintas „Ctrl + F“). Čia reikia atsieti 2 eilutes. Kas ne tame objekte, nekomentuojantis - tai reiškia, kad eilutės pradžioje reikia pašalinti du pasvirusius brūkšnius. Tai buvo taip:

// # apibrėžti PPM_ON_THROTTLE

#define PPM_ON_THROTTLE

// # apibrėžti SERIAL_SUM_PPM PITCH, YAW, THROTTLE, ROLL, AUX1, AUX2, AUX3, AUX4,8,9,10,11 // „Graupner“ / „Spektrum“
// # apibrėžti SERIAL_SUM_PPM ROLL, PITCH, THROTTLE, YAW, AUX1, AUX2, AUX3, AUX4,8,9,10,11 // Skirta Robe / Hitec / Futaba
// # apibrėžti SERIAL_SUM_PPM ROLL, PITCH, YAW, THROTTLE, AUX1, AUX2, AUX3, AUX4,8,9,10,11 // Multiplex
// # apibrėžti SERIAL_SUM_PPM PITCH, ROLL, THROTTLE, YAW, AUX1, AUX2, AUX3, AUX4,8,9,10,11 // Kai kuriems „Hitec“ / „Sanwa“ / kitiems

Mano atveju, tai yra antroji eilutė, kur yra „Futaba“ (kam aš turiu „FlySky“ įrangą). Čia gali tekti pasirinkti empiriškai, galima patiems nusakyti norimą seką. Vienaip ar kitaip, jame nėra nieko sudėtinga. Mes sudarome eskizą ir užpildome jį nauju. Norėdami grįžti į normalų režimą, darykite priešingai, komentuokite eilutes, sudarykite, užpildykite. Noriu atkreipti dėmesį, perkėlus eskizą, visi parametrai ir kalibravimas bus nugriauti, atminkite tai.

Kita dažna problema, su kuria, kaip suprantu, dažnai susiduriama, ir nesu išimtis.Po to, kai visi surenka ir sukonfigūruoja, sujungia visus vairus - vairas plūduriuoja. Nuotolinio valdymo pulto rankenos buvo trūkčiojamos - atrodė, kad jos yra vietoje, tačiau jei sklandytuvas šiek tiek sukrėtė - jis vėl plukdo į šoną ir gana rimtu kampu. Tai traktuojama elementariai: GUI programoje nustatykite vertę YAW - aš iki nulio. Problema iškart praeina.

Apskritai, jei turite spausdintinių plokščių gamybos patirtį, prietaisas surenkamas per vieną vakarą. Esminius eskizus aš jau pats pasidariau pagrindinius plokštumos nustatymus, likusius aprašiau straipsnyje. Informacija turėjo būti renkama įvairiuose, daugiausia užsienio, forumuose. Nepaisant to, pateikiu nuorodas į įvairius šaltinius, kurie padės iškilus kitoms problemoms, nors jų neturėtų būti.

, iš kurios aš pasiskolinau lentos formos koeficientą. Aš nesiūlau pirkti, tačiau tema turi išsamų vadovą apie programinės įrangos konfigūraciją anglų kalba. Tiesa dėl senosios programinės aparatinės įrangos versijos, tačiau naujojoje viskas yra beveik ta pati. Taip pat filiale yra režimas, leidžiantis realiuoju laiku reguliuoti PID parametrus per potenciometro valdymo įrangą.

. Jis turi savo asmeninę perrašytą programinę-aparatinę įrangą, jie sako, kad ji yra idealiai pritaikyta lėktuvams. Bet vėlgi, senoji versija. Galite išbandyti, tačiau už šiame straipsnyje neapibūdintų blizgių atsiradimą nesu atsakinga. Yra daugybė parametrų aprašymų.

. Bet pagrindinę naudingą informaciją, aprašytą ten, būtent vairo apdorojimą, aš jau aprašiau. Nepaisant to, niekada negali žinoti.

Bendros išlaidos svyruoja nuo 4–8 dolerių, atsižvelgiant į tai, kokia kaina buvo nupirktas arduino ir modulis, ar namuose yra textolitas, ar yra programuotojas. Bet kokiu atveju tai yra kelis kartus mažiau nei rinkos vertė nuo 20 USD už prietaisą, turintį tas pačias savybes. Asmeniškai man tai kainavo 2 USD, arduino atsargos tokiems tikslams buvo įsigytos prieš metus, ten buvo ne tik modulis.

Žemiau pridėtame archyve yra eskizas „arduino“, „MultiWiiConf“ sąrankos programai skirtingoms operacinėms sistemoms, PCB failas (norint atidaryti jums reikia „SprintLayout“ ne mažesnės nei 6 versijos), taip pat PCB PDF formatu tiems, kurie namuose neturi lazerinio spausdintuvo ( reikia atspausdinti 100%).