Андрей Смирнов
Время чтения: ~23 мин.
Просмотров: 0

От земли к fpv квадрокоптеру: введение

Шаг 6. FPV

Камера и видео передатчик

Установка камеры довольна легкая; нужно всего лишь закрепить камеру несколькими винтами на корпусе и все готово. Камера и передатчик имеют соединительный кабель, один конец которого подключается к камере, а другой — к VTx.

Обеспечение мощности

Для передатчика и камеры требуется 5В для работы, если ваша батарея имеет два подключения (т-штекер / XT60 / и т. Д. И кабель 5 В), просто подключите кабель 5V к кабелю питания камеры. Если ваша в батарее не предусмотрен кабель, Вам необходимо припаять провод питания непосредственно к РПП — убедитесь, что клеммы, которые вы пайки, составляют 5 В! Если нет, вам нужно будет иметь регулятор напряжения (например, Этот) и просто припаять к нему питание камеры, а затем припаять регулятор к РПП.

Отображение видео

Если у вас есть очки для FPV, то все, что Вам нужно, это убедиться, что они подключены к тому же каналу, что и VTx, и что у Вас есть питание для ваших очков. Однако в этой сборке вместо использования очков мы будем работать с использованием TFT-монитора и видео ресивером с частотой 5,8 ГГц и некоторых батарей. Чтобы заставить систему работать, просто подключите желтый кабель от видеоприемника к желтому разъему на дисплее. Чтобы убедиться, что он работает, подключите батарею к камере и подайте питание на систему отображения. Если изображение отсутствует, просто прокрутите каналы на видео приемнике, пока не увидите видео поток с камеры.

Несколько советов новичкам

Решая заняться созданием квадрокоптера на Arduino, обратите внимание на следующие советы:

  • Не усложняйте первую конструкцию, устанавливая экшен-камеру. Вашей задачей остается создание дрона, который сможет взлететь и уверенно держаться в воздухе, а не упасть на землю, сломавшись при первом полете. Если же последнее произойдет, то легко можно разбить экшен-камеру, а это большие расходы.
  • Не гонитесь за большими масштабами, так как на первый раз достаточно создать небольшой рабочий Arduino дрон, над конструкцией которого можно будет дальше работать, совершенствуя и усложняя.
  • Сократите до минимума количество дополнительных элементов и соединений, так как большое число датчиков и всевозможных контролеров не всегда повышает надежность дрона в полете. Значительно лучше создать базовую конструкцию и постепенно ее усложнять, добавляя новые функции и возможности. Это будет значительно разумней и позволит в будущем проектировать «специализированные» дроны.
  • Если вы хотите изготовить квадрокоптер Arduino с камерой, то вам потребуется основание достаточно больших размеров, что снижает устойчивость всей конструкции.

В завершение обратим внимание, что программирование и создание квадрокоптера на базе Arduino – увлекательное, но достаточно сложное дело для новичков, поэтому не опускайте руки, если у вас не получается. Сделать на Arduino дрон вполне реально каждому и поможет в этом масса дополнительной информации и видео, которое вы легко найдете в интернете

Квадрокоптер на Ардуино своими рукамиРейтинг 3.7/5 (3 голосов)

Как еще можно модернизировать квадрик

Узким местом коптера являются его коллекторные движки. Если поискать, можно найти чуть более крупные и более мощные моторы, чем предложены в нашей статье, но значительного выигрыша в характеристиках не произойдет.

Впрочем, у нас была цель собрать недорогой квадрокоптер своими руками, и именно поэтому использовались дешевые моторы. Бесколлекторные двигатели заметно дороже, но зато они дадут вам заметно большую мощность и надежность. К ним придется докупить еще и контроллеры скорости, но это действительно эффективная модернизация.

Выбор платы Arduino Uno обусловлен тем, что с нее можно довольно легко снять чип и поставить его на ProtoBoard. Это позволяет уменьшить вес дрона на 30 грамм, но придется включить в схему дополнительные конденсаторы. Подойдет и плата Arduino Pro Mini.

Что касается программы Arduino, то ее можно сравнительно легко изменить и дополнить новыми функциями. Главное, что с ее помощью дрон способен в автоматическом режиме стабилизовать свое положение.

На квадрокоптер могут быть установлены дополнительные модули, например, плата приемника, что позволит организовать дистанционное управление дроном.

Доставка товаров

Целый ряд крупных торговых и почтовых компаний всерьез задумались об инвестициях в разработку беспилотников, занимающихся доставкой посылок, почты, медикаментов, продуктов питания. Задержка с запуском подобных проектов заключается лишь в некоторых технических проблемах в условиях плотной городской застройки, а также взаимодействия дронов с летательными аппаратами в свободной зоне.

В тех местах, где условия позволяют использовать преимущества дронов, доставка некоторых отправлений уже стала реальностью. La Poste Франции уже запустила такую программу доставк, вплотную подошли к тестированию программы швейцарские и финские почтовые службы. А почта Китая уже доставляет таким способом более 500 посылок в день в ряде своих провинций.

Торговые гиганты Amazon и Walmart уже анонсировали такой сервис своим потребителям, а компания Google провела первую тестовую беспилотную доставку. В случае успеха компания планирует с помощью своих дронов на солнечных батареях осуществлять раздачу 5G-интернета на территории всей Земли. А пока что некоторые модели со встроенным Wi-Fi, например Cheerson Wi-Fi, радуют обычных пользователей.

Что нам стоит дом построить

Команда роботизированных собирает макет базовой структуры здания. Завораживает:

Пищевая и энергетическая ценность:

Выбираем источник бесперебойного питания для циркуляционного насоса отопления

Автономные системы отопления могут работать без циркуляционного насоса, а могут иметь один или более таких устройств. Циркуляционный насос обеспечивает нормальное движение теплоносителя по трубам отопительной системы и препятствует её застаиванию.

При отключении сетевого напряжения в результате аварии или по другой причине, отключение насоса в зимнее время может поставить под угрозу работоспособность всей системы отопления и даже привести к серьёзной аварии. Исходя из этого, источник бесперебойного питания для циркуляционного насоса отопления должен являться обязательной частью системы.

Базовые узлы и компоненты

Чтобы построенный аппарат был способен подниматься в воздух хотя бы в теории, а сборка квадрокоптера своими руками доставляла удовольствие, необходимо приобрести ряд соответствующих компонентов:

Полетный контроллер – «голова» будущего БПЛА, в которой установлены все базово необходимые датчики, а также программное обеспечение для обработки их показаний, а заодно и команд, приходящих с пульта управления, контроля скорости вращения каждого двигателя. Это самый дорогой компонент, который придется покупать, чтобы собрать квадрокоптер.
Раму продвинутые моделисты делают самостоятельно из тщательно выбираемых материалов (алюминий, пластик, дерево, карбонат или их комбинации). При недостатке опыта или инженерных познаний, если проекту больше подходит готовая рама или нет ни желания, ни времени проектировать квадрокоптер и его части самому, то на помощь придут готовые рамы, производимые в широком спектре размеров.
Двигатели лучше выбрать бесколлекторные – они несколько дороже, но гораздо надежнее коллекторных. Для полетов необходимо вращение со значительной скоростью, поэтому отсутствие коллектора положительно сказывает на сроке эксплуатации. Приобретается не менее 4 (или 8, если нужен октокоптер), если бюджет позволяет, то с 1-2 запасными.
Контроллеры двигателей это платы, регулирующие скорость вращения каждого двигателя и питающие его, будут смонтированы на «лучах» корпуса

Их количество соответствует количеству двигателей.
Пропеллеры или движители следует выбирать с особым вниманием, ведь размер должны подходить к габаритам будущей рамы, независимо от того, что она самостоятельно построена или куплена.
Плата распределения питания предназначена для разводки питания с аккумулятора на контроллеры оборотов двигателей. Как правило, каждый покупной корпус снабжается небольшой платой, куда можно припаять вводы со всех котроллеров, а затем аккуратно их запитать

При желании можно заказать более продвинутый вариант основной платы питания если ваша схема квадрокоптера предполагает особенности компоновки.
Покупка аккумуляторов – один из самых непростых моментов подбора запчастей. Тип подходящего элемента питания полностью зависит от целевого назначения создаваемой модели. Для быстрых моделей лучше брать небольшие батареи с высокими показателями KV (количество оборотов в минуту × Вольт), а для тихоходных аппаратов для съемок в приоритете соотношение емкости и веса, ведь перегружать конструкцию нельзя в любом случае. Полезное дополнение – монитор заряда батареи. Не обойдется и без специального балансирующего зарядного устройства для выбранного типа аккумуляторов (литий-ионные или литий-полимерные).
Пульт управления с модулем ресивера, который подключается к полетному контроллеру, чтобы аппаратом можно было управлять. От типа пульта управления зависит комфорт управления и некоторые другие доступные функции.
Дополнительные опции выбираются в зависимости от назначения будущего аппарата. Так, на дроны для съемки часто крепят стабилизаторы камер, а гоночные невозможны без комплекса FPV (first person view, вид от первого лица).

Недостаток последнего несложно устранить в процессе сборки, благо, «высший пилотаж» владения паяльной станцией не нужен. И лучше использовать паяльники с тонким жалом.

Чертежей квадрокоптеров в полном смысле этого слова не существует, да они и не нужны. Сборка из модулей исключает подобную потребность. С расходными материалами все немного сложней. Чтобы собрать квадрокоптер своими руками понадобятся:

  1. Фиксатор резьбы, чтобы ни один из винтов не выкрутился от полетных вибраций.
  2. Термоусадочная изоляция на каждое место пайки.
  3. Полимерные затяжки-хомуты для фиксации элементов на корпусе.
  4. Гидроизолирующий состав для печатных плат.
  5. Коннекторы типа «банан» для двигателей.

Ничто не помешает внести необходимые правки и доработки в конструкцию в процессе сборки или летных испытаний. Может для поставленных целей лучше собрать октокоптер своими руками

При наличии внимательности и осторожности даже самые технически неграмотные любители аппаратов смогут построить летающего дрона. Более того, летные испытания в дальнейшем выявят все недостатки, которые устранятся

В результате должен получится идеальный персональный дрон. Главное – четко представлять сценарий его применения.

Несколько советов для тех, кто будет использовать режим начинающего пилота

Для кого-то ограничения режима начинающего пилота покажутся поначалу слишком обременительными: ведь так хочется сразу “ринуться в бой” и ощутить свободу полета. Однако будьте разумны и берегите свой кошелек и здоровье

Первый полет без предосторожностей для новичка может закончиться плачевно. Поэтому стоит потерпеть и использовать все возможности, которые предоставляет вам Beginner Mode

Когда вы научитесь летать в рамках этого режима, то можно будет уверенно снимать ограничения и летать уже так, как позволяют законы страны, правила пилотирования и возможности самого дрона. А для начала лучше воспользоваться несколькими разумными советами для режима Beginner Mode. Следуйте им, и у вас все получится.

DJI Mavic 2 – один из лучших новейших компактных дронов

1. Выбирайте для первых полетов большое пространство, где нет различных препятствий и помех.

Разумеется, комплекс датчиков в вашем летательном аппарате все равно будут работать в режиме начинающего пилота и помогут избежать столкновения с деревьями или стенами. Однако не у всех моделей дронов DJI имеется всенаправленная система датчиков обнаружения препятствий. Если вы еще на стадии освоения пилотирования, то шансы попасть в аварию значительно выше. Поэтому вам нужно сделать все возможное для обеспечения безопасности. И как раз одно из самых разумных решений – выбрать свободное большое пространство без препятствий и помех. К тому же, чаще всего в таких районах меньше проблем с ограничениями на полеты беспилотников (в любом случае, лучше заранее узнать, есть ли такие ограничения).  

Летать в пустыне необязательно, но постараться найти открытые и безопасные пространства для первых полетов не помешает (на фото DJI Mavic 2 Pro)

2. Летайте там, где есть гарантия безопасной посадки квадрокоптера.

В практике начинающих пилотов известны случаи, когда беспилотники неожиданно совершали автоматическую посадку во время полета в режиме Beginner Mode. Одной из вероятных причин может быть решение пилота активировать функцию RTH – Return To Home, то есть автоматического возвращения домой. 

Дело в том, что именно режим RTH может спровоцировать автоматическую посадку вместо возвращения к пилоту, когда дрон находится  близко к пульту дистанционного управления. Особенно часто подобная ситуация возникала, когда дрон летел над озером, кустами или острыми камнями. Хотя в режиме начинающего пилота реально разбить дрон непросто, однако упомянутые случаи вызывают тревогу у новичков

Поэтому максимально соблюдайте меры предосторожности. 

Digitrode

Управлять квадрокоптером – это веселое и интересное занятие. Интереснее может быть только создание своей системы управления такой игрушкой на базе какой-нибудь популярной платформы, например, Arduino. Чем и занялся энтузиаст под ником Dzl. Первым делом он разобрал пульт дистанционного управления для того, чтобы посмотреть, какая радиосистема в нем используется.

Внутри, как и ожидалось, была пара дешевых печатных плат с небольшим количеством компонентов на них.

Радиосвязь обеспечивалась небольшим дискретным радиомодулем. После дополнительного анализа и поиска в интерненте выяснилось, что модуль основан на микросхеме передатчика BK2421, работающего в диапазоне 2.4 ГГц. Сегодня, в принципе, большинство дешевых игрушек с радиоуправлением основаны на этом модуле.

Благодаря осциллографу и документации на микросхему было довольно просто найти выводы, по которым осуществлялась связь по интерфейсу SPI между модулем и остальной частью пульта.

Благодаря «прослушке» с помощью Arduino UNO стал понятен порядок инициализации и режим связи. имеется порядок инициализации.

Не вдаваясь в подробности низкоуровневой коммуникации, при включении пульта и квадрокоптера происходит следующее:

1. Пульт передает свой уникальный сетевой адрес или ID

2. Квадрокоптер принимает эту передачу, подтверждает ее и начинает прослушивать канал с данными от этого ID

3. После подтверждения пульт начинает передавать пакеты данных каждые 20 мс

Можно управлять одновременно несколькими квадрокоптерами, назначив им разные адреса. Передача ID проходит по одному фиксированному каналу, и данные передаются по одному из 12 случайных каналов. Квадрокоптеры автоматически сканируют радиоканалы, пока не найдут данные.

Данные передаются в пакете, состоящем из 8 байт, в следующем формате:

Байт 0 = throttle (газ) 0-255Байт 1 =Yaw (рыскание) 0-255Байт 2 =Yaw_trim (подстройка Yaw) 0-128Байт 3 = Pitch (тангаж) 0-255Байт 4 = Roll (крен) 0-255Байт 5 = Pitch_trim (подстройка Pitch) 0-128Байт 6 = Roll_trim (подстройка Roll) 0-128Байт 7 = Fly/run 0=fly, 16=run

Затем была создана базовая станция, которая должна связываться квадрокоптерами. В качестве модулей использовались RFM-70, содержащие ту же микросхему BK2421. Следует отметить, что выводы BK2421 толерантны к 5 В, поэтому дополнительные резисторы для 3.3 В можно не ставить.

Для подключения одного и более квадрокоптеров к Arduino была написана специальная библиотека. Эта библиотека должна работать с любыми платами Arduino на базе чипов ATMEGA88 — ATMEGA328P. И в конце видео работы:

Необходимые узлы, детали и оборудование

Для проекта квадрокоптера с управлением от Arduino нам понадобятся:

  • — провода;
  • — литиевые аккумуляторы на 3.7 В;
  • — транзистор: ULN2003A Darlington Transistor (можно взять транзистор, который поддерживает нагрузки и побольше);
  • — моторы: 0820 Coreless Motors;
  • — микроконтроллер: Arduino Uno;
  • — акселлерометр/гироскоп: плата MPU-6050 (дешевый и сердитый вариант типа «все в одном»);
  • — 3D принтер или доступ к нему для печати деталей конструкции квадрокоптера;
  • — инструменты (в том числе паяльник и умение им пользоваться!).

Ссылки для заказа необходимого электронного оборудования, которое использовалось в проекте из Китая

Комплектующие

Детали для сборки квадрокоптера своими руками можно заказать на Aliexpress, или же распечатать некоторые из них на 3D принтере. Основные комплектующие:

  1. Рама.
  2. Винты.
  3. Полетный контроллер.
  4. Литиевые аккумуляторы (2x 3.7В)
  5. Пульт управления.
  6. Набор датчиков.
  7. Транзистор
  8. Болтики, соединительные провода.
  9. Зарядное устройство.
  10. Моторы для винтов.
  11. Инструменты для работы.

Если от старого компьютера осталось 4 одинаковых вентилятора (кулера), то моторчики от них годятся для сборки коптера. При первом опыте лучше отказаться от сборки квадрокоптера с камерой своими руками. Сначала разберитесь с управлением, а только потом крепите камеру, чтобы при падении не лишиться одновременно и квадрокоптера и камеры. При сборке рекомендуется сделать широкое основание между лучами беспилотника. Тогда подвесить камеру можно будет без лишнего труда. Простым вариантом также является квадрокоптер на 3d принтере своими руками. Для этого еще лишь нужно распечатать, скачав необходимые детали.

3 Как работает конденсатный насос на ТЭЦ?

Электронасосное центробежное конденсатное устройство КСВ 320-160-2 предназначено для подачи конденсата пара из теплообменных механизмов температурой до 140ᵒС.Производительность этого аппарата 320 м 3 /ч, напор равен 160 м. Рассмотрим на примере этого насоса эксплуатацию, пуск и остановку подобных механизмов.

Устройство конденсатного насоса

Шаг 1. Компоненты

При постройке квадрокоптера FPV существуют две основные системы, которые необходимо сконструировать: сам квадрокоптер и потоковое видео с камеры FPV. Каждая из этих систем имеет компоненты внутри себя. Ниже приведен список того, что необходимо для обеих систем.

Квадрокоптер

1x Рама (250, 210, или любой другой размер на Ваш вкус) —  Карбоновая рама QAV250

Рама представляет собой структуру для всего дрона. Именно там вы устанавливаете всю электронику и обеспечиваете место для установки батареи и других компонентов.

1 х Комплект моторов — KV2280 для QAV250. 4 мотора — 2хCW и 2xCCW

Двигатели вращают винты на высоких скоростях, чтобы создать подъем, благодаря принципу Бернулли!! Вам понадобиться моторы для двух направлений 2 для CW и 2 для CCW

4x  ESCs —  ESCs 12A для QAV250

ESC (Электронные Регуляторы Скорости) взаимодействуют с двигателями и контроллером полета. В зависимости от того, какой сигнал на ходе получает приемник из вашего радиопередатчика, ESCs изменят скорость двигателя, чтобы Вы могли изменять направления, и скорости.

1x Контроллер Полёта (Naze32, или CC3D) —  OpenPilot CC3D Контроллер Полёта

Мозг квадрокоптера, получает данные с вашего приемника, передаёт, какие системы работают на квадрокоптере. Он также имеет полезные датчики, к примеру — гироскоп, чтобы дрон мог считывать текущее состояние.

1x Приемник (Пульт) (Rx) и Передатчик (Tx) —  Flysky FS-i6 FS I6 2.4G 6CH AFHDS

Пульт Rx посылает сигнал на Tx на квадрокоптере, чтобы указать, какое направление и мощность использовать.

Чем отличается аппаратура радиоуправления mode1 от варианта mode2 ? Mode1 стик газа расположен справа, а левый стик подпружинен. На аппаратуре Mode 2 стик газа слева, а правый стик подпружинен.

1x Распределительная плата питания (РПП) —  Connection Board Distribution

РПП является необязательным элементом, но настоятельно его рекомендуем, поскольку он помогает управлять напряжениями для различных компонентов, таких как ESC и камера. Это избавит вас от необходимости припаивать контакты непосредственно к компонентам.

1x Аккумулятор —  LION POWER 3S 11.1V 1500MAH 35C T/XT-60

Обеспечивает питание систем

Много пропеллеров —  16 шт. 8 Парs GemFan 5030 CW CCW Пропеллеры

FPV Система

1x Комплект из камеры, трансмиттера, Ресивера и Монитора (5.8 Ггц) —  Беспроводная видео система 5.8Ггц

Камера записывает то, что происходит на борту дрона, затем отправляет ее на передатчик видео, который отправляет данные на приемник и отображает на экране.

Источник питания для камеры и Tx — Вы можете припаять его к РПП или найти отдельный аккумулятор, который также имеет выход 5 В вместе с 12 В.

Как вариант Вы можете расмотреть альтернативу в виде очков которые включают в себя дисплей и приемник — AliExpress.com Product — Eachine VR007 разрешение 480×272

Или

Другие полезные вещи …

Паяльник и припой

Термоусадочная трубка

Изолента

Запасное оборудование

Отвертки и шестигранные ключи

Коннекторы —  Bullet Connector

Немного теории

Вне зависимости от формы и технических возможностей квадрокоптера у него обязательно четыре винта, которые попарно вращаются в разные стороны. Это необходимо для обеспечения стабильности положения в воздухе, так как если все винты будут вращаться в одном направлении, то дрон будет крутиться вокруг своей вертикальной оси.

Перемещение дрона на Arduino и любом другом контролере осуществляется за счет изменения трех параметров:

  • тангаж;
  • крен;
  • рыскание.

Первый параметр определяет угол наклона вверх или вниз передней части квадрокоптера, позволяя выполнить снижение или подъем дрона. Крен определяет угол наклона, когда правая часть оказывает ниже или выше левой. Рыскание определяет угол поворота квадрокоптера Arduino вокруг вертикальной оси, проходящей через его центр тяжести, обеспечивая дрону поворот в горизонтальной плоскости на нужный угол.

Arduino – небольшая по габаритам плата (сравнима со спичечным коробком), имеющая собственный микропроцессор и память. На нем есть большое количество контактов для подключения компонентов, а возможность загрузки программы позволяет управлять ими по заданному определенному алгоритму.

В итоге плата Arduino дает широкие возможности для создания различных гаджетов, среди которых дрон лишь один из примеров.

Одновременно плата Arduino очень проста в освоении, поэтому работать с ней под силу даже людям, имеющим очень смутные познания в схемотехнике и программировании. Наличие же большого числа учебников, публикаций, видеоуроков позволит освоить простейшие действия с платой всего за пару часов. Непосредственно программирование на Arduino идет с помощью языка С++, имеющим большое распространение. Одновременно большое количество типовых программ позволит быстро его освоить до уровня, которого достаточно для управления дроном. Одновременно широкий выбор библиотек сократит время запуска первого дрона, предупредив появление детских ошибок.

Не потребует Arduino и наличия при сборке паяльника, так как вполне можно обойтись макетной доской и набором перемычек, что одновременно упрощает работу, позволяет быстро исправить какие-то недочеты и ошибки при сборке.

DIY ГОНОЧНЫЙ ДРОН FPV

Режимы

Перед запуском обязательно нужно ознакомиться с режимами, которые встроены в ваш дрон.

  • Ручной полет. Это самый сложный режим, но в то же время и самый интересный. В нем вы полностью берете управление на себя, а никакая дополнительная стабилизация не работает. Отлично подходит для тех, кто уже немного освоился в управлении и хочет поднять свой уровень мастерства пилотирования и научиться исполнять трюки.
  • Стабильный полет. Он рассчитан на съемку фотографий или видео. Выбирая его, в работу вступает встроенный акселерометр, который позволит стабильно удерживать аппарат в воздухе. Этот режим можно назвать режимом для новичков, который идеально подойдет для всех тех, кто только что приобрел оборудование.
  • GPS навигация. В этом режиме можно задать маршрут, по которому дрон сделает пролет. Своего рода автопилот и удобная фишка, особенно если вы не хотите контролировать каждый шаг своего БПЛА.
  • Управление дроном с телефона. Каждая современная модель квадрокоптера может управляться со смартфона или планшета (причем работает и на Android и на iOS). Дрон ведёт прямую трансляцию картинки, которую захватывает его камера. Ее отображает мобильное устройство, подключенное к коптеру напрямую через WiFi. Очень полезная вещь, рекомендуем!

Для чего используются

  • геодезия и картография;
  • сельское хозяйство (в части контроля и обработки полей);
  • фермерство;
  • аэрофотосъемка,
  • обычная фото и видео съемка;
  • предпроектные исследования и контроль объектов строительства;
  • доставка товаров;
  • мониторинг протяженных объектов. 

Есть комплекты для обучения

Обучающий набор DJI EDU хакатонОдин из организаторов хакатона — Александр Голунов — помогал нам в подготовке этого поста

Железо дрона

  • рамы, на которой крепятся агрегаты и защитный кожух. Последний, кстати, присутствует не всегда, но какая-то защита движущихся частей аппарата, а заодно и окружающих от удара этими движущимися частями, есть почти везде;
  • необходимого количества роторов;
  • аккумулятора;
  • набора датчиков. Самый простой дрон может летать с трехосевым акселерометром, но управлять им будет сложно. Заметно упрощают этот процесс: трехосевой акселерометр, трехосевой датчик угловой скорости (ДУС), барометр и магнитометр. Также в списке датчиков могут присутствовать: компас, гироскоп, GPS или приемник любой другой системы глобального позиционирования;
  • модуля связи. Это может быть радиосвязь с пультом управления (наземной станцией) или 4G-модем для получения команд и отправки телеметрии через интернет;
  • полезной нагрузки, например камеры на подвесе, сонара, дальномера и т.п.;
  • сердца дрона — полетного контроллера, который всем этим управляет.

Пример состава оборудования программируемого дрона с полетным контроллером pixhawk

Чем занимается полетный контроллер

  • ориентации беспилотника вокруг его центра масс;
  • ориентации центра масс беспилотника в пространстве;
  • движению БПЛА по маршруту;
  • избежанию коллизий с другими беспилотниками, если это групповой полет, или с иными объектами. Например, есть много разработок безопасных дронов, которые не сталкиваются с людьми, — все зависит от конкретной задачи;
  • управлению полезной нагрузкой — камерой, захватами для груза и т.п.;
  • передаче информации, в частности, приему команд с пульта, если управление осуществляется вручную;
  • корректировке полета, в т.ч. в больших формациях.

Полетный контроллер Arducopter
Полетный контроллер DJI A3

  • контроль неправильно припаркованных автомобилей и дорожного движения в целом;
  • обследование и обработка территорий в сельском хозяйстве (в том числе, поля и виноградники);
  • 3D-реконструкция модели поверхности земли — маркшейдерские работы, трехмерная реконструкция природных туристических объектов и т.п.;
  • контроль флотилии дронов для развлекательных целей или быстрого прочесывания местности.

В 2018 году полиция Нью-Йорка обзавелась 14 дронами (фото: CNN)

Несколько советов новичкам

Решая заняться созданием квадрокоптера на Arduino, обратите внимание на следующие советы:

  • Не усложняйте первую конструкцию, устанавливая экшен-камеру. Вашей задачей остается создание дрона, который сможет взлететь и уверенно держаться в воздухе, а не упасть на землю, сломавшись при первом полете. Если же последнее произойдет, то легко можно разбить экшен-камеру, а это большие расходы.
  • Не гонитесь за большими масштабами, так как на первый раз достаточно создать небольшой рабочий Arduino дрон, над конструкцией которого можно будет дальше работать, совершенствуя и усложняя.
  • Сократите до минимума количество дополнительных элементов и соединений, так как большое число датчиков и всевозможных контролеров не всегда повышает надежность дрона в полете. Значительно лучше создать базовую конструкцию и постепенно ее усложнять, добавляя новые функции и возможности. Это будет значительно разумней и позволит в будущем проектировать «специализированные» дроны.
  • Если вы хотите изготовить квадрокоптер Arduino с камерой, то вам потребуется основание достаточно больших размеров, что снижает устойчивость всей конструкции.

В завершение обратим внимание, что программирование и создание квадрокоптера на базе Arduino – увлекательное, но достаточно сложное дело для новичков, поэтому не опускайте руки, если у вас не получается. Сделать на Arduino дрон вполне реально каждому и поможет в этом масса дополнительной информации и видео, которое вы легко найдете в интернете

UART (последовательные порты)

UART расшифровывается как Universal Asynchronous Receiver/Transmitter, что означает асинхронный последовательный порт.

UART — это, как правило, аппаратный последовательный интерфейс, который позволит вам подключить разные внешние устройства к полетному контроллеру. Например, приемник, телеметрию, транспондер для гонок, управление видеопередатчиком и т.д.

У каждого последовательного порта два контакта: TX — для передачи, RX — для приема.

Пример: на полетнике есть UART3 и UART6. Вы можете назначить им задачи на вкладке Ports в Betaflight конфигураторе.

Возможно, вам потребуются (а может и нет) дополнительные последовательные порты, чем больше свободных есть, тем проще будет в будущем.

F1F3F4F7
2 порта3-5 портов3-6 портов7 и более

Процессоры F3 и F7 могут инвертировать сигнал встроенным инвертором, а F1 и F4 — нет.

Сигналы Frsky SBUS и SmartPort являются инвертированными, поэтому владельцам ПК на F3 и F7 повезло, такие данные понимаются без проблем (F3 и F7 — более новые серии процессоров, подробнее тут).

Если портов не хватает, можно использовать программную эмуляцию (soft serial) чтобы создать ещё больше портов. К сожалению, эмулируемые порты работают медленнее аппаратных (нельзя выставить большую скорость) и не подходят для важных задач, где требуется быстрая реакция, например не подойдут для работы с приемниками. Ну и, конечно, программная эмуляция требует довольно много ресурсов процессора.

Аббревиатура UART с английского расшифровывается как (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) — универсальный асинхронный приемник/передатчик.

К порту UART подключаются различные периферийные устройства, такие как, приемник, различная телеметрия и так далее. У порта есть два контакта для обмена данными — прием и передача.

UART портов много не бывает — чем больше, тем более гибко можно будет настраивать ваш квадрокоптер, а также они будут дублировать друг друг в случае поломки.

F1F3F4F7
2 UART3-5 UART3-6 UART7 UART

Инвентированный сигнал поддерживают полетные контроллеры 3-го и 7-го поколения, а вот 1-е и 4-е поколения не могут.

Передатчики FrSky с протоколом работы SBUS и SmartPort на выходе инвертируют свой сигнал, и их могут обработать только процессоры нового поколения, такие установлены на 7-м и 3-м поколении (F3 и F7), так как у них уже есть встроенный инвертор.

А вот для устаревших поколений (F1 и F4) нужно перед портом UART устанавливать инвертор, который будет обрабатывать и преобразовывать сигнал и передавать его уже в UART. Хотя в некоторых полетных контроллерах F4 производители сразу устанавливают инверторы для SBUS и SmartPort, пилоту можно сразу подключать приемник к ПК.

Если у вас закончились UART порты, то можно воспользоваться функцией в Betaflight «soft-serial», благодаря которой можно создавать виртуальные UART. С помощью ПО Betaflight создается эмуляция этого порта, как будто он есть физически, но на самом деле его нет. Также стоит отметить, что такой порт будет работать значительно медленнее, чем физический и он не подойдет для подключения приемника, например, так как такое замедление критично. Процессор тоже будет работать с повышенной нагрузкой.

Другие проекты контроллеров для квадрокоптеров

Ниже приведены несколько других проектов контроллеров для квадрокоптеров на базе Arduino.

Плата контроллера может использоваться для три- и квадрокоптера с возможностью дополнительной установки камеры и стабилизацией тангажа.

Для питания сенсоров используется 3.3 В постоянный ток от Arduino Nano.

Контроллер, выполненный в круглом форм-факторе. Контроллер можно использовать на три- и квадрокоптерах.

Еще один круглый контроллер. Может использоваться для три- и квадрокоптеров. Можно подключить видеокамеру. Предусмотрена стабилизация тангажа и крен.

Предусмотрена проверка питания. Если питание отсутствует, подается сигнал на динамик. Можно запитать плату от отдельного BEC. На контроллере установлен светодиод для отслеживания состояния и питания.

Есть интересные серийные контроллеры для квадрокоптера на Arduino. Например, в пердставленом ниже тоже используется круглый форм-фактор плат. Этот контроллер можно использовать для три- квадро-, гексакоптера. Поддерживаются все фичи MultiWii версии 1.6. Кроме того, на плате есть встроенный регулятор 3.3 вольт.

Оставляйте Ваши комментарии, вопросы и делитесь личным опытом ниже. В дискуссии часто рождаются новые идеи и проекты!

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации