Контроллер квадрокоптера своими руками

Контроллер квадрокоптера своими руками
Доброго времени суток Сообщество.
Хочу поделиться своим опытом постройки летательного аппарата, под названиям "Квадрокоптер". Да тут уже имеется одна статейка о том как товарищ enq строил свой аппарат. Но опыта много не бывает!
Начну немного из своей истории того как начинал я.
Примерно год назад, под эффектом просмотра видео на YouTube, захотел я себе сварганить свой «квадрик». Опыта ноль, денег на эксперименты тоже в обрез. Но добрые дяди из форума для моделистов, помогли.
Пришло время тратить деньги. Первым делом купил на ebay плату-контроллер (Мозги) полетов (тут краткое описание, что она собой представляет и что делает) такого типа:
HobbyKing Multi-Rotor Control Board V2.1 (Atmega168PA)

Год назад она мне обошлась примерно в 25$
Ну и естественно нужны:
Четыре двигателя A2208-17 1100KV Outrunner Brushless Motor
Четыре регулятора оборотов Programmable ESC 30A Brushless Motor Speed Controller
Две пары лопастей разносторонних 10x4.5" EPP1045 Counter Rotating Propellers
Коннекторы для соединения двигателя и регулятора, папа и мама
Еще нужна батарея LiPo 3S на 1700 мА 30С
Аг да, к чему мы это все будем прикручивать?! Правильно, к раме! Которую я решил сделать сам и коротая мне потом принесла много горя. Но она была у меня первая :)
Полазив немного здесь, выбрал раму из смещенным центром тяжести, а еще ока круто смотрелась.
Quadrixette
Ну так она должна смотреться. А вот какое говно чудо вышло у меня:

Если Вы новичок и надумали строить такую крутую раму, НЕ ДЕЛАЙТЕ этого!
Как я потом узнал, в такой конструкции много технических нюансов. Через то, что рама из смещенным центром тяжести, каждая деталька должна быть на своем месте, каждый шурупчик должен быть взвешен и должен быть прикручен на своем месте. Сейчас часть рамы лежит у меня на полочке, а вторую часть я просто разбил об асфальт.
Вывод: Ваш летательный аппарат должен быть сбалансирован, иначе это грозит разбить его в щепки. Ну или преждевременно разрядить батарею. Потому что двигатели на не сбалансированной стороне, будут стараться выровнять ее, тем самым используя больше энергии.
  • Что касается платы-контроля полета, скажу одно Чем дешевле «мозги», тем сложнее управлять аппаратом. На данной плате, что была у меня, нет никаких дополнительных датчиков, которые помогут Вам новичку помочь управлять полетом. Там стоят только три аналоговых гироскопа и все. Плата не знает где линия горизонта, на какой высоте находится аппарат, нет компаса для удержания курса, нету ничего, кроме ваших навыков пилотирования!

  • Расскажу еще немного об моторах и регуляторах оборотов.
  • Моторы я купил самые дешевые, но по отзывах не плохие, из запасом 5 штук. Потом кстати пригодился запасной, потому, что один сжег по не осторожности. Как подобрать для вашего аппарата винтомоторную пару можно почитать здесь. Это вообще целая тема для обсуждения.
  • Регуляторы оборотов двигателя (ESC) также самые дешевые на 30 Ампер. Немного ими попользовавшись, нашел статейку, где люди их перешивают, что ускоряет их отклик и быстродействие. Как оказалось из статьи в прошивке реализован, какой-то странный алгоритм фильтрации и защити. Который делал отклик на команды из задержкой, порядка 127мс. Прошивочку, конечно, умельцы допилили и все встало на свои места. Так как команды на регулятор поступают от «Мозгов», а контролеры оборотов не успевают их обработать, коптер начинало раскачивать из стороны в сторону. Вот кстати та самая статейка и еще таблица, где можно найти производителя контролера и альтернативную «ускоренную» прошивку.

Но это был, как говорится, Первый блин комом.
Подсобрав денег, решил купить новые «Мозги» (Смешно звучит:)) Купил вот такую вот платку AIOP ALL IN ONE PRO Flight Controller V1.1

У этой платы достоинств было больше, чем у первой. Здесь, как мне кажется, есть все необходимое для безопасного полета новичка. Вот список сенсоров установленных на плате:
  • MPU6050 6 axis gyro/accel with Motion Processing Unit
  • HMC5883L 3-axis digital magnetometer
  • MS5611-01BA01 highprecision altimeter

Этого вполне хватает для безопасного и стабильного полета новичка. Конечно все это зависит от кривизны рук разработчиков прошивок. Которых достойных, на данную плату, у нас две. Это проект MegaPirateNG и форум разработчиков прошивки multiwii
Так как проекты серьезные у каждого есть свои плюсы и минусы.
MegaPirateNG мне не довелось воспользоваться. Расскажу коротко об MultiWii, что она умет на данной платке.
  • Во первых она умеет держать горизонт, на счет данных их акселерометра, теперь коптер не нужно все время выравнивать и подруливать, ибо он заваливается на бок. Теперь там автомат.
  • Во вторых у нас есть цифровой компас, который хоть и не точный, но знает где у пня растет мох. Теперь коптер не крутит налево \направо при маневрах пилотажа.
  • В третье и самое, я думаю главное, это баро датчик, который знает, +\- 1 метр, на какой ми сейчас высоте. Датчик нормально начинает работать только на высоте двух метров, ниже показания не точны. Но для этого уже присобачили ультразвуковой дальномер. Который хорошо себя чувствует на высоте до двух метров.

Все это добро я установил на вот такую китайскую раму из китайского магазина Quadrotor SM450 V2 Airframe

Рама выглядит хорошо, но все же китайцы такие китайцы.
Рама состоит из двух стеклотекстолитовых пластин и литых пластиковых лучей. Пластины сделаны хорошо, а вот литые лучи, вылиты криво. И дырки в пластинах пришлось пилить натфилем, чтоб хоть как то отцентрировать отверстия. И еще в наборе идут болтики из шляпками под шестигранный ключ. Диаметр ключа 2 мм и естественно я сорвал его грани, а позднее и грани болта. Нафига класть в набор такое фуфло???
После всего мой квадрик выглядит вот так:


У меня там установлена сама платка мозгов, на демпфирующем подвесе, приемник для пульта, блутус модуль для беспроводной настройки и калибровки, а еще он передает телеметрию из борта, а также еще не испытанный модуль GPS.
Да еще чуть не забил самое главное. Это виброразвязка и демпфирования, балансировка двигателей и лопастей.
Виброразвязка на коптере очень важна, так как у нас на борту целая куча разных датчиков, которые чувствительны к вибрациям. По этому, прежде чем запускать свой коптер в первый полет, нужно убедится, что вибрации на плате мозгов минимальны. Как уменьшить это погубное влияние?
Правильно, это балансировка всех движущихся частей аппарата. То есть двигателей и пропеллеров. Как это сделать, можно почитать здесь
Ну вот я и поделился своим опытом в постройке летательного аппарата. Надеюсь, эта статейка чем-то поможет вам, чтоб не наступать на те же грабли что и я.
Если что то забыл или наделал кучу грамматических ошибок, пишите в личку.
Upd:
По заявкам сделал видео полета своего аппарата. Для стабилизации полета использовал включенный акселерометр и баро датчик.

Контроллер квадрокоптера своими руками


Контроллер квадрокоптера своими руками


Контроллер квадрокоптера своими руками


Контроллер квадрокоптера своими руками


Контроллер квадрокоптера своими руками


Контроллер квадрокоптера своими руками