Pašdarināta gaisa kuģa stabilizācijas sistēma, kuras pamatā ir Arduino

Nesen es interesējos par lidmašīnu modeļa tēmu. Un tad tas sākās: viņš uzcēla lidmašīnu, nopirka aprīkojumu. Paredzot ātru pirmā modeļa pazušanu, neatkāpjoties no kases, viņš sāka kolekcionēt otro, vienlaikus strādājot simulatorā. Kopumā es aizkavēju savu pirmo reālo lidojumu, cik vien varēju, baidoties kustēties modeli. Un tad gluži nejauši, uzarot aliexpress atklātās vietas, es saskāros ar interesantu lietu - lidojuma stabilizācijas sistēmu. Šī ir maza uztvērēja izmēra ierīce, kas pielāgo lidmašīnas lidojumu, padarot to vienmērīgāku, izlīdzinot pilota kļūdas. Sāka meklēt, lasīt, viņi saka, un tā ir patiešām laba lieta iesācējiem. Nu, lūk, es atlaidu - gribu un vismaz jūs kreka. Tas ir tikai tas, ka budžets jau bija beidzies ... Liekas, ka lidmašīna uzbūvētu griestos jautājumu par 10 dolāriem un iegādātos aprīkojumu, iegādātos akumulatoru, iegādātos tam lādētāju, motoru, regulatoru, servos, propellerus ... Īsāk sakot, notiek ļoti daudz lietu. Nedaudz nomākts, bet nepadoties, es sāku vīt galvu: tā, es zinu, kā lodēt. Viņš sāka meklēt un gandrīz uzreiz atrada nelielu rakstu ar nosaukumu "Gaisa kuģa stabilizācijas sistēma par 200 rubļiem". Ļoti pieticīgs mazs raksts ar ļoti pieticīgu ieviešanu. Bet tas jau ir kaut kas. Viņš uzkāpa uz ārzemju forumiem - un, lūk, lūk, tas ir milzīgs projekts ar pastāvīgu attīstību! Ir nolemts, mēs to izdarīsim!

Projekta nosaukums ir MultiWii. Sākotnēji tas tika iecerēts kā lidojumu kontrolieris multikopteriem arduino, bet laika gaitā sāka augt un uzlaboties. Tagad ir kods, kas ļauj ievietot šo stabilizācijas sistēmu lidmašīnām un V spārniem. Vienkāršākai izpildei, tāpat kā iepriekšējā rakstā, jums būs vajadzīgas tikai 2 lietas: arduino un akselerometrs. To visu var pielodēt ar vadiem, piepildīt ar karstu puņķi un tas darbosies. Bet tā var un būs, tikai es tā nestrādāju.

Kā jau teicu, projekts aug un attīstās. Tātad šeit jūs varat ieskrūvēt citu Bluetooth moduli, lai konfigurētu kontrolieri no tālruņa, barometru, lai kontrolētu augstumu, GPS, lai atgrieztos modeli "mājās", kad signāls tiek zaudēts. Papildus tam pieaug arī temats par improvizētiem uztvērējiem, kuru pamatā ir tas pats arduino un lēts sakaru modulis A7105, kas bez operācijas traucē manam FlySky i6 aprīkojumam, tāpēc teorētiski jūs varat savienot šos divus projektus un iegūt pilnas smadzenes lidmašīnai, planierim. vai spārni. Un nodalījumā ar iepriekš minēto budžeta aprīkojumu, kas mierīgi mirgo no 6 kanāliem uz 14, tas parasti ir ideāli piemērots iesācējiem par viņa naudu.

Šī iemesla dēļ es centos padarīt šīs ierīces shēmas plati pēc iespējas vienkāršāku, tas ir, vienpusīgu un ar gludekli. Protams, būs vajadzīgas zināšanas radioelektronikā, vismaz spēja vairāk vai mazāk kvalitatīvi lodēt, jūs varat pasūtīt dēli un ārkārtējos gadījumos, bet būtībā tas ir dizainers: es šuju arduino, pielodēju to, moduli un ķemmi pie tāfeles, tas ir gatavs. Minimālas pūles.

Arduinka programmaparatūrai jums būs nepieciešams īpašs USB-UART (TTL) pārveidotājs, jo Arduino PRO Mini nav USB interfeisa. Jums par to nav jābaidās, kā likums, tos var iegādāties tajā pašā vietā, kur tiek pārdots arduino un moduļi. Vienīgā atšķirība programmaparatūrā, izmantojot šo pārveidotāju, ir tā, ka skices lejupielādes laikā jums ir prasmīgi jānospiež atiestatīšanas poga pašā arduino, lai gan ir pārveidotāji, kas paši atvelk atiestatīšanas pēdu. Es neaprakstīšu skices augšupielādes procedūru; jau ir uzrakstīts un nošauts miljons rakstu un video par šo tēmu.

Nākamais solis ir tāfeles izgatavošana. Plātne tiek izgatavota, izmantojot jebkuru pieejamu tehnoloģiju, vai arī tiek pasūtīta. Es ļoti iesaku nojaukt sliedes, labāk ir izmantot ROSE vai WOODA sakausējumu, lai slānis būtu pēc iespējas mazāks, šeit neiet lielas straumes, un labāk ir aizsargāt varu no pārmērīgas korozijas, lietus, sniega, jūs nekad nezināt, tā joprojām nav mājas ierīce. Es izdarīju negodīgu LUT, tas nav labākais rezultāts, jūs varat izdarīt daudz slikta printera, bet kurš rūpējas)

Aiz viņiem ir arduino. Arduinki mirgošanas kājas ir jāpielīmē uz augšu vai leņķiski uz sāniem. Skici var aizpildīt uzreiz, to nevar aizpildīt, tas nav svarīgi, jo samontētajai ierīcei joprojām būs jābūt savienotai ar datoru, tāpēc programmēšanas kontaktiem jābūt viegli pieejamiem. Vienīgais padoms ir pārbaudīt arduino pirms lodēšanas, aizpildīt jebkuru testa skici un pārliecināties, ka tāfele mirgo. Tikai lodēt, tad tas būs hemoroīdi.

Nu un viss pārējais. Akselerometrs ir pielodēts uz augstām kājām un atrodas virs arduino. Neslēpšu grēku, šifrēju šādu izkārtojumu ārzemju forumā pie viena pārdotā, bet uzzīmēju pats savu vienpusējo šalli. Kas attiecas uz mani, tad trīs lēcēju neesamība nav tā satraukuma vērta ar abpusēju dēli, lai arī cik sliktā formā nebūtu uzskatāma šo pašu džemperu klātbūtne.

Viens brīdinājums. Uz tāfeles ir viens rezistors un LED. Rezistoru SMD formātu var nomest no dažām salauztām iekārtām, nominālvērtība 500 omi - 1,5 kOhm. Jūs varat ņemt parastu 3 mm gaismas diodi, man bija taisnstūrveida, es to pielodēju.

Šajā posmā ierīci principā jau var savienot un konfigurēt, bet, kā man liekas, tā ir nepilnīga. Elektronika radiovadāmiem modeļiem jau sen ir ieguvis modulāru raksturu. Tāpēc es domāju, ka šī ierīce ir jānogādā gatavajā modulī, kuru ir viegli uzstādīt modelī un savienot. Lai to izdarītu, viņam nepieciešama lieta. Labs variants būtu to izdrukāt uz 3D printera, drukāšanai izmantotā plastmasa ir viegla un izturīga. Bet ne visiem tas ir. Jūs varat izgatavot lietu ar termoformēšanu, internetā ir ļoti daudz informācijas par to, kā no putekļu sūcēja, kokmateriāla un saplākšņa gabala izgatavot tam vienkāršu mašīnu. Bet par to jums ir jāveido blokgalva, un tas ir slinkums. Šajā virzienā es izvēlējos vismazākās pretestības ceļu. Jā, un šāda metode būs līdzīga šim rakstam - lai padarītu to pēc iespējas vienkāršāku, izmantojot minimālu skaitu rīku.

Es sagriezu divus plastmasas gabalus atbilstoši tāfeles lielumam, manā gadījumā plānam caurspīdīgam PVC, bet jūs varat izmantot jebko, piemēram, kasti no diska. Es nefotografēju starpposma fotoattēlus, bet es domāju, ka tas tik un tā būs skaidrs.Izmantojot lineālu, es izmērīju attālumu līdz kontaktiem uz tāfeles un izgriezu tiem logus "korpusa" augšpusē. Es urbju caurumus koaksiāli ar caurumiem uz tāfeles un savienoju visu kopā ar improvizētām kniedēm no caurulēm no ausu nūjām. Lai izgatavotu šādu kniedi, pietiek ar to, lai caurules galu uzmanīgi noturētu šķiltavu liesmā un, kad izveidojas pieplūdums, piespiediet to pret šī šķiltavas korpusu. Apgrieztā pusē mēs izgriezām caurules, atstājot pāris milimetrus, un darām to pašu. Kā starplikas izmantoja caurules segmentus no pilinātāja. Rezultātā iznāca šāda sviestmaize:

Viegli izdarāms, viegls, vienkāršs un uzticams. To jau ir ērti uzstādīt lidmašīnas korpusā, apakšā pielīmējot pāris lentes ar "automašīnām" divpusēju lentu. Bet pilnīgai bildei joprojām ir nepieciešama datu plāksnīte, kas pusgada laikā, kad būs samontētas jau vienpadsmit citas shēmas, jums pateiks, ar ko pieslēgties.

Datu plāksne ir uzdrukāta uz pašlīmējoša, spīdīga papīra. Nesen iegādājos speciāli šādiem mērķiem. Iepriekš es to darīju: es uzdrukāju to, kas man bija, laminēju ar līmlenti un līmēju to uz abpusējas lentes. Uzmanīgākais varētu novērtēt manu angļu valodas līmeni)

Tagad ierīci patiešām var saukt par gatavu moduli. Kopējais svars 15,5 grami. Pārāk daudz, salīdzinot ar nopirkto, bet kopumā ļoti daudz nekā. Vismaz mans modelis ar diapazonu 950mm vilksies bez problēmām. Bet, ja jūs dzenat pakaļ svaru, jūs varat atšķaidīt arduino no birstošā pulvera tieši uz tāfeles, ietaupiet 2 gramus, izmantojiet plānu milimetru textolītu (es izmantoju, kurš pusotru vai divus milimetrus, neizmērīju), nepadariet lietu. Bet vai ir vērts tos 5 gramus? Piemēram, vietējās uztvērēja svars no manas lietotnes ir 16 grami.
Ierīcei jāatrodas horizontālā plaknē, bultiņa norāda kustības virzienu. Ierīci nevar uzstādīt arī otrādi. Skaidrības labad es pievienoju attēlu.

Tagad dodieties uz iestatījumiem. Vispirms ierīce jāpievieno datoram un pēc tam jāatver pievienotais grafiskais lietotāja interfeiss. Ja nav problēmu ar draiveriem, tad portam vajadzētu parādīties programmā:

Mēs to izvēlamies. Tagad jums jākalibrē akselerometrs. Mēs nospiežam READ pogu un ja viss ir pareizi, mēs varam novērot sensora rādījumus reālā laikā. Mēs novietojam ierīci uz līdzenas virsmas un nospiediet CALIB_ACC. Parasti “līdzena virsma” ir galds pie datora, tāpēc, nospiežot kalibrēšanu, turiet rokas prom no galda. Kas neatceras, akselerometrs ir paātrinājuma sensors. Tātad visām vibrācijām vai vibrācijām kalibrēšanā nebūs pozitīvas ietekmes. Bet, ja iespējams, labāk to kalibrēt uz virsmas, kas ir pakļauta līmenim. Žiroskops tiek kalibrēts katru reizi, kad tas tiek ieslēgts, tāpēc tas nav jākalibrē. Vienīgais, ka, ieslēdzot modeli, tam vajadzētu būt nekustīgam. Tas ir, mēs noliekam modeli uz zemes, ieslēdzam to un nepieskaramies tam. Žiroskops tiek nekavējoties kalibrēts. Kalibrēšanu norāda ar gaismas diodi, kas apzīmēta kā STATUS.

Nekavējoties konfigurējiet AUX1. Viņam ir ērti izmantot trīs pozīciju slēdzi, ja tāds ir uz raidītāja. Zemā līmenī (slēdzis atrodas pirmajā pozīcijā) stabilizācija tiek atspējota, vidējā līmenī (un attiecīgi pozīcijā) tiek ieslēgts akselerometrs, bet augstā līmenī - žiroskops un akselerometrs. Normālam lidojumam principā pietiek ar akselerometru, FPV lidojumiem parasti tiek izmantots žiroskops. Kas būtu kā es aprakstīju - iestatiet vērtības, kā parādīts šeit:

Es iesaku jums nepieskarties šiem iestatījumiem pirms pirmā lidojuma. Stabilizācija labi darbojas pie pamatvērtībām, labi, un tur jūs jau varat pastiprināties, ja kaut kas jums neatbilst.

Tālāk. TPA atbild par šo PID iestatījumu vērtību atkarībā no gāzes stāvokļa. Ar vērtību 0,00 PID vērtības būs vienādas jebkurā gāzes pozīcijā, tas ir, kā paredzēts, jebkurā ātrumā. Ar vērtību 1,00 ar gāzi 100% PID būs nulle, tas ir, stabilizācija tiks atspējota. Ja vērtība ir 0,5 uz 100% gāzes, vāki būs attiecīgi vienādi ar 50%. Šeit tas jau ir pielāgots lidmašīnai un jūsu akrobātiskajam stilam, līdz šim man ir palikuši 50%.

Arī kanālā Aux2 jums ir jākonfigurē pastiprinājums. Apbruņošanās ir kopētāja termins. Cilvēciski to sauc par motora atbloķēšanu. Lidmašīnās to parasti īsteno ar vadības aprīkojumu, bet kopš tā laika Šis kontrolieris sākotnēji bija kopētājs - šeit tas tika izdarīts diezgan grūts. Parasti mēs pakārt kaut kādu bezmaksas pārslēgšanas slēdzi uz AUX2, programmā mēs ARM iestatījām uz augstu līmeni. Šeit kāds var vēlēties apkrāpt un iestatīt atbloķēšanu visos AUX2 līmeņos, bet vienkārši nepaveicieties. Šajā gadījumā multiviy vispār atsakās iedarbināt motoru. Var pieņemt, ka tā ir kļūda, bet es domāju, ka drīz būs aizsardzība. Lidmašīna joprojām lido tikai uz priekšu, un tikai Dievi zina, kur nekontrolēts kopētājs eksplodēs.

Starp citu, tas faktiski ir ērti. Konkrēti, manā lietotnē motors tiek atbloķēts, pārvietojot pārslēga slēdzi uz augšu. Šajā gadījumā aprīkojumam jābūt ieslēgtam tikai ar visiem pārslēga slēdžiem augšējā stāvoklī. Tas ir, izrādās, jums ir jāieslēdz aprīkojums, jāpārvieto pārslēdzējslēdzis uz leju, lai bloķētu motoru, un pēc tam jāpārnes atpakaļ uz augšu, lai atbloķētu. Un jūs nevarat apgriezt galveno. Tūlīt tas cilvēciski izrādās, augšējā stāvoklī motors ir bloķēts, apakšējā - atbloķēts.

Cilnē SERVO ja nepieciešams, varat mainīt servo. Šeit viņi to darīja kaut kā sarežģīti. Vispirms jums jānospiež SERVO. Parādīsies servo un līmeņu saraksts. Ja jūs tagad nospiedīsit atpakaļgaitas pogu un mēģināsit saglabāt, nekas netiks saglabāts. Vispirms jānospiež GO LIVE, pēc tam, kad nūjas tiek noraidītas, logā būs iespējams novērot līmeņa novirzes. Tagad mēs nospiežam vēlamā kanāla atpakaļgaitas pogu un pēc tam mēs nospiežam SAVE. Tagad viss ir ierakstīts.

Svarīgs punkts par ierīces atvienošanu no datora. Ja jūs izvelkat programmēšanas vadus no ierīces vai izvelkat pārveidotāju no USB porta, neaizverot COM portu vai MultiWiiConf programmu, sistēma sabruks un zilais ekrāns būs aptuveni 100% ticams. Vismaz manā klēpjdatorā tas ir. Es pat īpaši pārbaudīju. Es nezinu, vai tā ir problēma ar manu aparatūru vai ja tā reaģē, tā ir redzama virtuālajam COM portam, bet, ja par to tiek brīdināts, tas nozīmē, ka tā ir aktivizēta. Paturiet prātā.

Un vēl daži iestatījumi, kas varētu noderēt. Ja uztvērējs zina, kā izdalīt PPM signālu, jūs, iespējams, vēlēsities to pārsūtīt uz multiview. Lai to izdarītu, atveriet programmaparatūras failu, dodieties uz cilni config.h un meklējiet sadaļu PPM Sum Reciver (slavētais Ctrl + F). Šeit jums ir jāatsauc 2 līnijas. Kas neatrodas priekšmetā, tas nekomentē - tas nozīmē divu slīpsvītru noņemšanu rindas sākumā. Tas bija šāds:

// # definēt PPM_ON_THROTTLE

#definēt PPM_ON_THROTTLE

// # definēt SERIAL_SUM_PPM PITCH, YAW, THROTTLE, ROLL, AUX1, AUX2, AUX3, AUX4,8,9,10,11 // Graupner / Spektrum
// # definēt SERIAL_SUM_PPM ROLL, PITCH, THROTTLE, YAW, AUX1, AUX2, AUX3, AUX4,8,9,10,11 // Priekš Robe / Hitec / Futaba
// # definēt SERIAL_SUM_PPM ROLL, PITCH, YAW, THROTTLE, AUX1, AUX2, AUX3, AUX4,8,9,10,11 // Multiplex
// # definēt SERIAL_SUM_PPM PITCH, ROLL, THROTTLE, YAW, AUX1, AUX2, AUX3, AUX4,8,9,10,11 // Dažiem Hitec / Sanwa / Citi

Manā gadījumā šī ir otrā līnija, kur ir Futaba (kam man ir FlySky aprīkojums). Šeit var būt nepieciešams izvēlēties empīriski, ir iespējams pats noteikt vēlamo secību. Vienā vai otrā veidā, tajā nav nekā sarežģīta. Mēs sastādām skici un piepildām to ar jaunu. Lai atgrieztos normālā režīmā, rīkojies pretēji, komentē rindas, apkopo, aizpilda. Es gribu pievērst uzmanību, pēc skices atkārtotas ielādēšanas visi iestatījumi un kalibrēšana tiks notriekti, paturiet to prātā.

Vēl viena izplatīta problēma, ar kuru, kā es to saprotu, bieži nākas saskarties, un es neesmu izņēmums.Pēc tam, kad visi ir salikuši un konfigurējuši, piestiprinājuši visus stūres ratus, stūre peld prom. Tālvadības pults rokturi bija saraustīti - likās, ka tas ir vietā, bet, ja planieris nedaudz pakratīja - tas atkal peld uz sāniem un diezgan nopietnā leņķī. Tas tiek apstrādāts elementāri: GUI programmā iestatiet vērtību JAUNAVA - es līdz nullei. Problēma uzreiz pazūd.

Parasti, ja jums ir pieredze iespiedshēmu plātņu ražošanā, ierīce tiek samontēta vienā vakarā. Es pats jau pati skicē veicu pamata iestatījumus lidmašīnai, pārējos aprakstīju rakstā. Informācija bija jāapkopo dažādos forumos, galvenokārt ārvalstu forumos. Neskatoties uz to, es dodu saites uz dažādiem avotiem, kas palīdzēs citu problēmu gadījumā, kaut arī tām nevajadzētu būt.

, no kuras es aizņēmos tāfeles formas koeficientu. Es nepiedāvāju pirkt, taču tēmai ir detalizēts ceļvedis par programmaparatūras konfigurāciju angļu valodā. Taisnība attiecībā uz veco programmaparatūras versiju, bet jaunajā viss ir gandrīz vienāds. Filiālē ir arī režīms, kas ļauj reālā laikā pielāgot PID iestatījumus, izmantojot potenciometra vadības ierīci.

. Viņam ir sava personīgā pārrakstītā programmaparatūra, viņi saka, ka tā ir ideāli optimizēta lidmašīnām. Bet atkal vecā versija. Jūs varat izmēģināt, bet par tādu raibumu parādīšanos, kas nav aprakstīti šajā rakstā, es neesmu atbildīgs. Iestatījumu aprakstus ir daudz.

. Bet tur jau aprakstīto noderīgo pamatinformāciju, proti, par stūres apstrādi, es jau esmu ieskicējis. Neskatoties uz to, jūs nekad nezināt.

Kopējās izmaksas svārstās no 4–8 dolāriem, atkarībā no tā, par kādu cenu tika nopirkts arduino un modulis, vai mājās ir textolīts, vai ir programmētājs. Jebkurā gadījumā tas ir vairākas reizes mazāks nekā tirgus vērtība, sākot no 20 USD par ierīci ar vienādām īpašībām. Personīgi man tas maksāja 2 USD, arduino krājums šādiem nolūkiem tika nopirkts pirms gada, tur bija ne tikai modulis.

Zemāk pievienotajā arhīvā ir skice arduino, MultiWiiConf iestatīšanas programma dažādām operētājsistēmām, shēmas plates fails (lai atvērtu jums ir nepieciešama SprintLayout ne mazāk kā 6. versija), kā arī drukātā shēmas plate PDF formātā tiem, kam mājās nav lāzera printera ( jādrukā 100%).