Arduino alapú házi készítésű repülőgép-stabilizáló rendszer

Nemrégiben érdeklődött a repülőgép-modell témája. És akkor kezdődött: épített egy repülőgépet, vásárolt felszerelést. Arra számítva, hogy az első modell gyorsan elpusztul, anélkül, hogy elhagyná a pénztárt, elkezdte a második gyűjtését, miközben egyidejűleg a szimulátorban dolgozott. Általánosságban elhalasztottam az első valódi repülést, amennyire csak tudtam, félelem volt, hogy útközben megszakít a modell. És aztán, véletlenül, az aliexpress nyitott tereinek szántásával, érdekes dolgokkal találkoztam - a repülési stabilizáló rendszerrel. Ez egy kicsi, vevő méretű eszköz, amely beállítja a repülőgép repülését, simábbá téve és kiegyenlítve a pilóta hibáit. Kezdett keresni, olvasni, mondták, és nagyon jó dolog a kezdőknek. Nos, itt lőttem fel - szeretném, és legalább megtörtél. Csak az volt, hogy a költségvetés már fogyott ... Úgy tűnik, hogy a repülőgép dollár kérdést épít fel a 10 plafonra, felszereléseket vásárol, akkumulátort vásárol, töltőt vásárol rá, motort, szabályozót, szervókat, propellereket ... Röviden: sok minden történik. Kicsit depressziós, de nem adtam fel, és elkezdett elhervadni a fejem. Tehát tudom, hogyan kell forrasztani. Keresni kezdett, és szinte azonnal talált egy kis cikket, melynek címe: "A repülőgép stabilizációs rendszere 200 rubelért". Nagyon szerény kis cikk, nagyon szerény megvalósítással. De ez már valami. Külföldi fórumokra mászott - íme, ez egy hatalmas projekt, folyamatosan fejlődő! Úgy döntöttek, meg fogjuk csinálni!

A projekt neve MultiWii. Kezdetben úgy tervezték, mint egy multicopter alapú repülésvezérlő Arduino, de az idő múlásával növekedni kezdett. Most van egy kód, amely lehetővé teszi, hogy ezt a stabilizáló rendszert repülőgépekre és a V szárnyokra helyezze. A legegyszerűbb végrehajtáshoz, mint ahogy a fenti cikkben is, csak két dolgra van szüksége: arduino és gyorsulásmérő. Mindezt huzalokkal lehet forrasztani, forró takaróval megtölteni és működni fog. De lehet és lesz, csak én nem dolgozom így.

Mint mondtam, a projekt növekszik és fejlődik. Tehát itt egy másik Bluetooth modult csavarozhat be a telefon vezérlőjének konfigurálására, egy barométert, a magasság vezérlésére, a GPS pedig a "haza" modell visszatérésére, amikor a jel elveszik. Ezen túlmenően az ugyanazon arduino és egy olcsó A7105 kommunikációs modulra épülő improvizált vevőkészülékek témája is növekszik, amely műtét nélkül zavarja a FlySky i6 készülékemet, tehát elméletileg összekapcsolhatja ezt a két projektet, és teljes agyat kaphat egy repülőgépre, egy vitorlázórepülőre. vagy szárnyak. És a fent említett költségvetési felszereléssel ellátott rekeszben, amelyet csendesen 6 csatornától 14-ig villannak, ez általában csak a kezdők számára tökéletesen jelenik meg a pénzéért.

Ezért megpróbáltam az eszköz áramköri lapját a lehető legegyszerűbbé tenni, azaz egyoldalú és vasalóval. Természetesen szükség van rádióelektronikai ismeretekre, legalábbis arra, hogy többé-kevésbé minőségi módon forraszthassunk, deszkát is rendelhetünk, és szélsőséges esetekben is, de alapvetően tervező: varrtam egy arduino-t, forrasztottam rá a modult és a fésűt a táblára, készen áll. Minimális erőfeszítés.

Az arduinka firmware-hez speciális USB-UART (TTL) átalakítóra van szüksége, mert Az Arduino PRO Mini nem rendelkezik USB interfésszel. Nem szabad félnie tőle, mert általában ugyanazon a helyen vásárolhatja meg őket, ahol az arduino és a modulok kerülnek értékesítésre. Az átalakítón keresztüli firmware egyetlen különbsége az, hogy ügyesen meg kell nyomnia magát az arduino reset gombját a vázlat letöltésekor, bár vannak olyan konverterek, amelyek maguk húzzák az alaphelyzetbe állító lábat. Nem írom le a vázlat feltöltésének eljárását: már millió cikk és videó van erről a témáról írt és lövés.

A következő lépés az, hogy elkészítsük a táblát. A táblát bármilyen rendelkezésre álló technológiával készítik, vagy megrendelik. Nagyon javaslom, hogy szakítsa meg a pályákat, jobb, ha a ROSE vagy a WOODA ötvözetet használja, hogy a réteg a lehető legkisebb legyen, itt nagy áramok nem megyek körül, és jobb a réz védelme a túlzott korrózió, eső, hó ellen, soha nem tudhatod, ez még mindig nem otthoni eszköz. Készítettem egy szélhámos LUT-ot, nem a legjobb eredményt, sok rossz nyomtatót is megtehetsz, de ki érdekel)

Mögöttük van az arduino. Az arduinki villogására szolgáló lábakat felfelé vagy szögben meg kell forrasztani. Azonnal kitöltheti a vázlatot, nem tudja kitölteni, az nem számít, mert az összeszerelt eszközt továbbra is csatlakoztatni kell a számítógéphez, így a programozó érintkezőknek könnyen elérhetőknek kell lenniük. Az egyetlen tanács az, hogy a forrasztás előtt ellenőrizze az arduino-t, töltsön ki minden tesztvázlatot és ellenőrizze, hogy a tábla villog-e. Csak forrasztani, akkor ez aranyér.

Nos, és minden más. A gyorsulásmérőt magas lábakon forrasztják, és az arduino felett helyezkednek el. Nem fogok elrejteni a bűnt, egy külföldi fórumon kémkedtem egy ilyen elrendezéssel egy eladottnál, de felhívtam a saját egyoldalú sálat. Ami engem illeti, a három jumper hiánya nem érinti a kétoldalas táblával való aggódást, függetlenül attól, hogy milyen rossz formában vannak ezeknek a jumpereknek a jelenléte.

Egy figyelmeztetés. A táblán van egy ellenállás és LED. Az SMD ellenállás formátumot ki lehet dobni néhány törött berendezésből, névleges értéke 500 Ohm - 1,5 kOhm. Készíthet egy átlagos 3 mm-es LED-et is, téglalap alakú volt, forrasztottam.

Ebben a szakaszban az eszköz elvileg már csatlakoztatható és konfigurálható, de számomra hiányosnak tűnik. elektronika a rádióvezérelt modellek esetében már régóta moduláris jellegű. Ezért azt hiszem, hogy ezt az eszközt a kész modulhoz kell vinni, amelyet könnyen fel lehet szerelni a modellbe és csatlakoztatni. Ehhez szükség van egy esetre. Jó megoldás az, ha 3D nyomtatóra nyomtatja, a nyomtatáshoz használt műanyag könnyű és tartós. De nem mindenkinek van. Hőformázással teheti meg az ügyet. Az interneten rengeteg információ található arról, hogyan lehet egy egyszerű gépet elkészíteni egy porszívóból, fából és egy darab rétegelt lemezből. De ehhez el kell készítened a blokkot, és ez a lustaság. Ezen a téren a legkevesebb ellenállás útját választottam. Igen, és egy ilyen módszer hasonló lesz ehhez a cikkhez - annak érdekében, hogy a lehető legegyszerűbb legyen, minimális szerszámmal.

Két darab műanyagot vágtam a deszka méretének megfelelően, az én esetemben vékony átlátszó PVC-t, de bármit használhat, például egy lemezt tartalmazó dobozt. Nem készítettem közbenső fényképeket, de azt hiszem, mindenképpen világos lesz.Egy vonalzó segítségével megmértem a távolságot a táblán lévő érintkezőktől, és kivágtam az ablakokat a "ház" tetején. Furatokat koaxiálisan fúrtam a táblán lévő furatokkal, és mindent összekapcsoltam a fülbotok csövein lévő improvizált szegecsekkel. Egy ilyen szegecs elkészítéséhez elegendő, ha a cső hegyét óvatosan tartja az öngyújtó lángjában, és amikor beáramlás alakul ki, nyomja meg az öngyújtó testéhez. A hátoldalon vágjuk a csöveket, így néhány millimétert hagyva, és ugyanezt csináljuk. Távtartókként a cső szegmenseit használták a cseppentőtől. Ennek eredményeként jött ki egy ilyen szendvics:

Könnyen készíthető, könnyű, egyszerű és megbízható. Már kényelmes azt a repülőgép törzsébe felszerelni, ha az aljára ragasztunk egy pár csík "gépjármű" kétoldalas szalagot. De a teljes képhez továbbra is szüksége van egy adattáblára, amely fél év múlva elmondja neked, mikor már tizenegy más rendszert összeállítanak, hogy mire kell csatlakozni.

Az öntapadós, fényes papírra nyomtatott adattábla. Nemrégiben vásároltam kifejezetten ilyen célokra. Korábban ezt tettem: nyomtattam rá, amit megszereztem, ragasztószalaggal lamináltam, és kétoldalas ragasztóra ragasztottam. A legfigyelmesebb tudta értékelni az angol szintjét)

Most az eszközt valóban kész modulnak lehet nevezni. A teljes tömeg 15,5 gramm. Túl sok a vásárolthoz képest, de általában nagyon sok. Legalább a 950 mm-es tartományommal rendelkező modellöm gond nélkül húz. De ha üldözi a tömeget, akkor az arduino-t közvetlenül a táblán oldhatja le a laza porból, 2 grammot takaríthat meg, használjon vékony milliméter textolitot (azt használtam, melynek másfél, vagy két milliméterét nem mértem), ne tedd ezt az ügyet. De megéri az 5 grammot? Például az alkalmazásom natív vevője súlya 16 gramm.
A készüléket vízszintes síkban kell elhelyezni, a nyíl jelzi a mozgás irányát. Ezenkívül a készüléket nem lehet fejjel lefelé telepíteni. Az érthetőség kedvéért egy képet csatolok.

Most menjen a beállításokhoz. Először csatlakoztatnia kell az eszközt a számítógéphez, majd nyissa meg a csatolt grafikus felhasználói felületet. Ha nincs probléma az illesztőprogramokkal, akkor a portnak meg kell jelennie a programban:

Kiválasztjuk. Most meg kell kalibrálnia a gyorsulásmérőt. Nyomjuk meg a READ gombot, és ha minden rendben van, valós időben megfigyelhetjük az érzékelő által mért értékeket. A készüléket egy sima felületre fektetjük és nyomjuk meg a CALIB_ACC gombot. Általában a „sima felület” egy asztal a számítógép közelében, ezért a kalibrálás megnyomásakor tartsa távol a kezét az asztaltól. Ki nem emlékszik, a gyorsulásmérő gyorsulás-érzékelő. Tehát a kalibrációban levő rezgéseknek vagy rezgéseknek nincs pozitív hatása. De ha lehetséges, akkor jobb, ha azt a szintnek kitett felületen kalibrálja. A giroszkópot minden egyes bekapcsoláskor maga kalibrálja, tehát nem kell kalibrálni. Az egyetlen dolog, hogy amikor bekapcsolja a modellt álló helyzetben kell lennie. Vagyis felhelyezzük a modellt, kapcsoljuk be és ne érintsük meg. A giroszkópot azonnal kalibrálják. A kalibrálást egy STATUS jelzéssel ellátott LED jelzi.

Azonnal konfigurálja az AUX1-t. Kényelmes számára háromállású kapcsoló használata, ha van ilyen az adóban. Alacsony szinten (a kapcsoló az első helyzetben van) a stabilizálás le van tiltva, átlagos szinten (és helyzetben) be van kapcsolva a gyorsulásmérő, magas szinten pedig a giroszkóp és a gyorsulásmérő. A normál repüléshez elvileg elegendő egy gyorsulásmérő, az FPV repülésekhez általában giroszkópot használnak. Mi lenne az, amit leírtam - állítsa be az értékeket az itt látható módon:

Azt tanácsolom, hogy ne érintse meg ezeket a beállításokat az első repülés előtt. A stabilizálás az alapértékeknél is jól működik, és ott már meg is szigoríthatja, ha valami nem felel meg Önnek.

Következő. TPA a PID beállításokért felelős a gáz helyzetétől függően. 0,00 értéknél a PID-értékek megegyeznek minden gázhelyzetben, azaz a vártnál, bármilyen sebességgel. Gáz esetén 1,00 értéknél a 100% PID nulla, azaz a stabilizálás le van tiltva. 100% gázra vonatkoztatva 0,5 érték esetén a pid 50% -kal egyenlő. Itt már hangolódik a repülőgéphez és a műrepülő stílusához, eddig 50% -ot hagytam el.

A csatornán is AUX2 konfigurálni kell a megerősítést. Az élesítés egy helikopter kifejezés. Emberi szempontból ezt nevezik a motor feloldásáról. Repülőgépeken ezt általában irányítóberendezéssel hajtják végre, de azóta Ez a vezérlő eredetileg helikopter volt - itt meglehetősen keményen végezték el. Általában felfüggesztünk valamilyen ingyenes kapcsolót az AUX2-re, a programban az ARM-ot magas szintre állítottuk. Itt lehet, hogy valaki meg akar csalni és beállítani a feloldást az AUX2 minden szintjén, de csak ne hagyja ki. Ebben az esetben a multivival egyáltalán nem hajlandó indítani a motort. Feltételezhető, hogy ez egy hiba, de szerintem a védelem hamarosan megtörténik. A repülőgép továbbra is csak előre repül, és csak az istenek tudják, hol robbant fel az ellenőrizetlen helikopter.

Mellesleg, ez valójában kényelmes. Pontosabban, az alkalmazásomban a motort a kapcsoló felfelé mozgatásával oldják fel. Ebben az esetben a berendezést csak az összes kapcsolóval felső helyzetben kell bekapcsolni. Vagyis kiderül, hogy be kell kapcsolnia a berendezést, mozgatni a kapcsolót lefelé a motor blokkolása érdekében, majd visszahelyezni a feloldáshoz. És nem fordíthatod meg a legfontosabb dolgot. Azonnal emberi szempontból kiderül, hogy a felső helyzetben a motor le van zárva, az alsóban pedig nyitva van.

A lapon SERVO szükség esetén megfordíthatja a szervoszt. Itt valahogy bonyolultan csinálták. Először nyomja meg a SERVO gombot. Megjelenik a szervó és a szintek listája. Ha most megnyomja a fordított gombot, és megpróbálja menteni, akkor semmi nem kerül mentésre. Először nyomja meg a GO LIVE billentyűt, majd a botok visszautasításakor meg lehet figyelni a szintbeli eltérést az ablakon. Most megnyomjuk a kívánt csatorna fordított gombját, majd utána a SAVE gombot. Most mindent rögzítettek.

Fontos szempont az eszköz számítógéppel történő leválasztásával kapcsolatban. Ha a COM-port vagy a MultiWiiConf program bezárása nélkül kihúzza a programozó vezetékeket az eszközről, vagy kihúzza az átalakítót az USB-portból, a rendszer összeomlik, és a kék képernyő körülbelül 100% -kal valószínűbb. Legalább a laptopomnál van. Még kifejezetten ellenőriztem. Nem tudom, hogy ez problémát jelent-e a hardverrel, vagy ha reagál, akkor látható a virtuális COM porton, de ha figyelmeztetünk, azt jelenti, hogy élesített. Ne feledje.

És még néhány beállítás, amely hasznos lehet. Ha a rádióerősítő tudja, hogyan kell PPM jelet kiadni, akkor érdemes továbbítani azt a többképernyős nézetre. Ehhez nyissa meg a firmware fájlt, lépjen a config.h fülre és keresse meg a részt PPM Sum Reciver (dicsőített Ctrl + F). Itt meg kell szüntetnie a 2 sort. Ki nincs a témában, kommentetlenül - ez azt jelenti, hogy a vonal elején két perjel eltávolításra kerül. Ez így volt:

// # definiálja a PPM_ON_THROTTLE értéket

#define PPM_ON_THROTTLE

// # meghatározza a SERIAL_SUM_PPM PITCH, YAW, THROTTLE, ROLL, AUX1, AUX2, AUX3, AUX4,8,9,10,11 // Graupner / Spektrum számára
// # definiálja a SERIAL_SUM_PPM GÖRGÍTÉS, PITCH, THROTTLE, YAW, AUX1, AUX2, AUX3, AUX4,8,9,10,11 // Robe / Hitec / Futaba számára
// # definiálja a SERIAL_SUM_PPM GÖRGÍTÉS, PITCH, YAW, THROTTLE, AUX1, AUX2, AUX3, AUX4,8,9,10,11 // Multiplex esetén
// # definiálja SERIAL_SUM_PPM PITCH, ROLL, THROTTLE, YAW, AUX1, AUX2, AUX3, AUX4,8,9,10,11 // Néhány Hitec / Sanwa / Mások számára

Az én esetemben ez a második sor, ahol a Futaba található (mire készülhetek FlySky felszerelés). Lehet, hogy empirikusan kell választania, lehetőség van a kívánt szekvencia meghatározására is. Így vagy úgy, ebben nincs semmi bonyolult. Összeállítjuk a vázlatot, és újakkal töltjük fel. A normál üzemmódba való visszatéréshez végezze az ellenkezőjét, kommentáljon a sorokra, állítsa össze, töltse ki. Felhívnám a figyelmet, hogy a vázlat újratelepítése után az összes beállítást és a kalibrálást leütötte, ezt tartsa szem előtt.

Egy másik gyakori probléma, amellyel megértettem, gyakran felmerül, és nem vagyok kivétel.Miután mindenki összeszerelte és beállította, csatlakoztatta az összes kormánykereket - a kormánylapda lebeg. A távirányítón lévő fogantyúkat megrántotta - úgy tűnt, hogy a helyén van, de ha a vitorlázó egy kissé megrázta - ismét oldalra lebeg, és meglehetősen komoly szögben. Elemi módon kezelik: a GUI programban állítsa be az értéket YAW - én nullára. A probléma azonnal megszűnik.

Általában, ha tapasztalattal rendelkezik a nyomtatott áramköri lapok gyártásában, az eszközt egy este össze kell szerelni. A sík alapbeállításait már maga a vázlat készítette, a többit a cikkben ismertettem. Az információkat különféle fórumokon kellett gyűjteni, főleg külföldi fórumokon. Ennek ellenére linkeket adok különböző forrásokhoz, amelyek segítenek más problémák esetén is, bár nem szabad.

, ahonnan kölcsönvettem a tábla formátumát. Nem ajánlok vásárlást, de a témakör részletes útmutatóval rendelkezik a firmware konfigurálásáról angolul. Igaz a régi firmware verzióra, de az új változatban majdnem ugyanaz. Az ágban van egy olyan üzemmód is, amely lehetővé teszi a PID-beállítások valós időben történő beállítását a potenciométer vezérlőberendezésein keresztül.

. Megvan a saját személyesen átírt firmware-je, azt mondják, hogy ideális a repülőgépek számára. De megint a régi változat. Kipróbálhatja, de a cikkben nem ismertetett hibák miatt nem vagyok felelős. A beállításoknak sok leírása van.

. De az ott leírt alapvető hasznos információkat, nevezetesen a kormánylapát kezelését, már körvonalaztam. Ennek ellenére soha nem tudhatod.

A teljes költség 4-8 dollár között mozog, attól függően, hogy milyen áron vásárolták meg az arduino-t és a modult, van-e otthon textolit, van-e programozó. Mindenesetre ez többször is alacsonyabb, mint az azonos jellemzőkkel rendelkező eszközönkénti 20 dollár piaci értéke. Személy szerint 2 dollárba került, ilyen célokra arduino készletet vásároltak egy évvel ezelőtt, nem csak egy modul volt.

Az alábbiakban csatolt archívumban egy vázlat található az arduino, a MultiWiiConf telepítőprogramja számára a különböző operációs rendszerek számára, egy áramköri fájl (a megnyitáshoz a SprintLayout használatához legalább 6-os verzióra van szüksége), valamint egy nyomtatott áramköri kártya PDF formátumban azok számára, akiknek otthon nincs lézernyomtatójuk ( 100% -ban kell nyomtatnia).