Kazalo:

Izdelava čolna, ki se sam vozi (ArduPilot Rover): 10 korakov (s slikami)
Izdelava čolna, ki se sam vozi (ArduPilot Rover): 10 korakov (s slikami)

Video: Izdelava čolna, ki se sam vozi (ArduPilot Rover): 10 korakov (s slikami)

Video: Izdelava čolna, ki se sam vozi (ArduPilot Rover): 10 korakov (s slikami)
Video: Горный Алтай. Агафья Лыкова и Василий Песков. Телецкое озеро. Алтайский заповедник. 2024, December
Anonim
Izdelava čolna, ki se sam vozi (ArduPilot Rover)
Izdelava čolna, ki se sam vozi (ArduPilot Rover)
Izdelava čolna, ki se sam vozi (ArduPilot Rover)
Izdelava čolna, ki se sam vozi (ArduPilot Rover)
Izdelava čolna, ki se sam vozi (ArduPilot Rover)
Izdelava čolna, ki se sam vozi (ArduPilot Rover)

Projekti Fusion 360 »

Veš kaj je kul? Samovozeča vozila brez posadke. V resnici so tako kul, da smo jih (moji kolegi z uni in jaz) sami začeli graditi že leta 2018. Tudi zato sem se letos odločil, da ga končno zaključim v prostem času.

V tem Instructable želim ta projekt deliti z vami in vas pripeljati do izdelave lastnega vozila za samovozeče. Naredil sem tudi majhen videoposnetek YouTube, ki opraska površino projekta in vam na hitro predstavi vse nesreče na poti. Ta Instructable je korelacijski vodnik, ki pojasnjuje, kako ta stvar dejansko deluje.

Komu je to navodilo namenjeno in kako ga prebrati

Ta Instructable ima dejansko dva namena. V prvi vrsti želim deliti, kar sem zgradil in se naučil, ter vas zanimati za gradnjo samovozečih vozil. Sekundarni namen je dokumentirati projekt in večino njegovih podrobnosti, tako da naslednja študentska skupina na moji stari univerzi, ki prevzame projekt, ve, kaj se dogaja.

Če ste tukaj samo za zabavo, lahko zanemarite podrobnosti, kot so seznami parametrov in natančni načrti ožičenja. Na začetku bom poskušal ohraniti zelo splošne korake, tako da jih je mogoče uporabiti na kateri koli čoln ArduPilot RC in podrobnosti dati na konec.

Projekt je bil zaključen v dveh delih in Instructable sledi isti strukturi. Prvi del bom označil za "mišice", saj vključuje vso močno elektroniko in trup čolnov. Potem bom šel čez "Brain", ki je majhna škatla na vrhu čolna, ki vsebuje glavni krmilnik in vse sprejemne oddajnike.

Izvor podjetja Kenterprise

V redu, tukaj je ozadje tega projekta, če tega še niste slišali v videu. Ta projekt se je začel leta 2018, ko sem bil še na univerzi. Konec 4. semestra smo šli proti 5.. Na naši univerzi lahko približno 6 mesecev izvajate timski projekt. Izbirate lahko med seznamom pripravljenih projektov (velika verjetnost dobre ocene) ali pa začnete svoj projekt (kolikor je meni znano, to še nikoli ni storil nihče). Za ta projekt prejmete tudi 12 kreditnih točk, zaradi česar je vreden toliko kot diplomsko delo. Na ta način lahko neuspeh resnično vpliva na vašo splošno oceno.

Seveda sem se odločil, da bom projekt začel od začetka in našel 4 uboge duše, ki me bodo spremljale na tem potovanju v smetišče ogenj timskega projekta. Začeli smo z minimalno zahtevano velikostjo ekipe 5 ljudi, 2 pa smo kasneje odšli. Dobili smo tudi 1500 €, vendar ga nismo smeli porabiti za nobeno od tistih ljubkih kitajskih spletnih trgovin, ki imajo vedno najnovejšo in najboljšo elektroniko. Namesto tega smo bili vezani na dobre stare nemške dobavitelje elektronike. Spojler: Na tak način je nemogoče dobiti sestavne dele čolna za samovozeče.

Izvirna ideja

Ko smo pomislili na idejo za projekt, smo pomislili, da bi naredili nekaj, kar je povezano z brezpilotnimi letali, ker so brezpilotni letali najbolj kul stvar doslej. Vendar so običajni leteči brezpilotni letalniki že stvar in želeli smo zgraditi nekaj bolj novega. Zato smo se odločili zgraditi brezpilotni čoln. To idejo smo dobili zaradi bližnjega jezera.

Jezero pokriva površino 12 km^2 in je večinoma le 1,5 m globoko. To pomeni, da se v poletnem mesecu segreje, medtem ko je v njem tudi manj vode. Veste, kakšna oblika življenja ljubi tople vode: cianobakterije, v Nemčiji jih imenujejo tudi modra alga. Pod ustreznimi pogoji se te snovi lahko v kratkem času razmnožijo in pokrijejo velika območja, hkrati pa proizvajajo toksine, ki lahko škodujejo tako ljudem kot živalim. Namen čolna je bil redno pometati površino jezera in meriti koncentracijo alg. Nato se lahko zbrani podatki natisnejo na toplotni karti, da se razume, v kakšnih okoliščinah se začne pojavljati algea, ter da se v realnem času opozorijo domačini in turisti.

Še en spojler: Nikoli nam ni uspelo izdelati merilnega sklopa za modro algo in ga namestiti na čoln, saj so takšni sklopi zelo dragi in so običajno nameščeni v stojalu 1mx1mx2m na ladji, ki je za 1 m dolge nepraktične velikosti. čoln. Novi poudarek je na samodejnem in poceni ustvarjanju zemljevidov globine ob jezeru, ki bodo lokalnemu biologu omogočili, da vidi, kako se dno jezera sčasoma spreminja. Trenutno je skeniranje zelo drago zaradi potrebnega ročnega dela.

Spirala navzdol

Nazaj k zgodbi. V prvih dveh mesecih zbiranja osnovnega znanja in načrtovanja smo razmišljali o tem, kaj bi potreboval tak čoln: trup, električni pogon, zmogljivosti za samostojno vožnjo, internetna obvladljivost … Takrat sem se odločil, da bi morali skoraj vse zgraditi sami s poudarkom na avtonomni vožnji. To je bila slaba ideja, ideja, ki je bila precej obsojena na neuspeh in uganiti, kaj je naredila? Točno, šest mesecev kasneje smo si vzeli čas in znoj v ogromen čoln z daljinskim upravljalnikom, Kenterprise (infografika na sliki 4). Na poti smo se borili z omejenim denarjem, brez razpoložljive elektronike in slabim vodenjem ekipe, za kar prevzemam večino odgovornosti.

Tako je prišel Kenterprise, avtonomno merilno vozilo, ki ni bilo ne samostojno ne merilo ničesar. Kot vidite, ni veliko uspeha. Med zadnjo predstavitvijo smo se žarili. Na srečo je naš profesor priznal naše slišno delo in nam vseeno dal oceno ok, slabšo od katere koli druge projektne skupine v zadnjih nekaj letih, vendar v redu.

Nadgradnja 2020

Ta študentski projekt bi imenoval absolutni požar v smetnjakih, a kot pravi stari pregovor: "brazgotine požara v kontejnerju vas naredijo močnejše". Ta izkušnja mi je resnično pomagala, da sem ustrezno zastavila svoje cilje in ostala osredotočena na vse naslednje projekte. Še vedno mi je všeč ideja o brezpilotnem vozilu, ki bi lahko biologom pomagalo pri raziskavah jezera, in splošna privlačnost gradnje samovoznega čolna. Zato sem ga eno leto kasneje želel dokončati z novo pridobljenim znanjem o brezpilotnih letalih FPV, čudovitim odprtokodnim projektom ArduPilot in močjo poceni spletnih mest z elektroniko.

Cilj ni bil, da bi ga spremenili v polnopravno merilno ladjo, ampak da bi vse sisteme zagnali in namestili avtopilot. Ni nujno, da je popolno. Želel sem samo videti to vožnjo s čolnom kot dokaz koncepta.

DELALNI avtonomni čoln bom nato poslal na univerzo za prihodnje projekte, kot je kartiranje morskega dna. Mimogrede, nisem bil sam. Moj prijatelj Ammar, ki je bil tudi leta 2018 v projektni skupini, mi je pomagal pri testiranju čolna.

Brez odlašanja, pojdimo vanjo

1. korak: Mišice: trup

Mišice: trup
Mišice: trup
Mišice: trup
Mišice: trup
Mišice: trup
Mišice: trup

Trup je največji del čolna. Ne samo zaradi velikih dimenzij (100 cm*80 cm), ampak tudi zato, ker je za izdelavo te strukture po meri trajalo veliko časa. Če bi to ponovil, bi se zagotovo odločil za dele police. RC čoln izven police za nas žal ni bil v kartah, saj imajo ti čolni zelo omejeno nosilnost. Nekaj takega kot karoserija ali deska za deskanje ali le nekaj PVC cevi iz trgovine s strojno opremo bi bila veliko enostavnejša rešitev, ki jo lahko samo priporočam.

Kakorkoli že, naš trup se je začel s 3D modelom v Fusion 360. Naredil sem zelo podroben model in šel skozi več ponovitev, preden smo ga dejansko začeli graditi. Poskrbel sem, da sem vsaki komponenti v modelu dal ustrezno težo in celo modeliral notranjost. To mi je omogočilo, da sem pred gradnjo izvedel približno težo čolna. Opravil sem tudi nekaj kalibracij vzgona, tako da sem vstavil "vodni vod", z njim prerezal vozilo in izračunal prostornino, ki je bila pod vodo. Čoln je katamaran, saj tovrstno vozilo obljublja večjo stabilnost, potem pa čoln z enim trupom.

Po toni modelarskih ur smo začeli oživljati čoln tako, da smo iz polistirenskih plošč izrezali osnovno obliko obeh trupov. Nato so jih razrezali v obliko, zapolnili luknje in opravili veliko brušenja. Most, ki povezuje oba trupa, je le velika lesena škatla.

Vse smo prekrili s 3 plastmi steklenih vlaken. Ta korak je trajal približno 3 tedne in je trajal nekaj dni ročnega brušenja, da bi dobili spodobno gladko površino (0/10 ne priporočamo). Nato smo ga pobarvali v lepo rumeno barvo in dodali ime "Kenterprise". Ime je kombinacija nemške besede "kentern", ki prevaja v potapljanje, in vesoljske ladje Star Trek "USS Enterprise". Vsi smo mislili, da je to ime popolnoma primerno za pošast, ki smo jo ustvarili.

2. korak: Mišice: pogonski sistem

Mišice: pogonski sistem
Mišice: pogonski sistem
Mišice: pogonski sistem
Mišice: pogonski sistem
Mišice: pogonski sistem
Mišice: pogonski sistem

Čoln brez motorjev ali jader ima vozne lastnosti kosa lesa. Zato smo morali k praznemu trupu dodati pogonski sistem.

Rad bi vam povedal še en spojler: motorji, ki jih izberemo, so preveč zmogljivi. Opisal bom trenutno rešitev in njene pomanjkljivosti ter predlagal alternativni pogonski sistem.

Trenutna rešitev

V resnici nismo vedeli, koliko potiska čolna potrebuje, zato smo si priskrbeli dva od teh motorjev za dirkalne čolne. Vsak od teh je namenjen napajanju 1 m dolgega dirkalnega čolna, ustrezen elektronski regulator hitrosti (ESC) pa lahko neprekinjeno oddaja 90A (ta poraba bi v eni uri izpraznila velik avtomobilski akumulator).

Zahtevajo tudi vodno hlajenje. Običajno preprosto povežete ESC in motor z nekaj cevmi, namestite dovod na sprednji del čolna in izhod postavite pred propeler. Na ta način propeler potegne jezersko vodo skozi hladilni sistem. Vendar zadevno jezero ni vedno čisto in ta rešitev lahko zamaši hladilni sistem in povzroči okvaro motorja, ko ste na jezeru. Zato smo se odločili za notranjo hladilno zanko, ki črpa vodo skozi toplotni izmenjevalnik na vrhu trupa (slika 3).

Zaenkrat ima čoln dve rezervoarji za vodo in nima izmenjevalnika toplote. Rezervoarji preprosto povečajo toplotno maso, zato se motorji segrejejo veliko dlje.

Gred motorja je povezana z oporo preko dveh univerzalnih spojev, osi in tako imenovane krmne cevi, ki zadržuje vodo. Na drugi sliki si lahko ogledate stranski pogled tega sklopa. Motor je pod kotom nameščen s 3D -tiskanim nosilcem, rekviziti pa so tudi natisnjeni (ker sem polomil stare). Bil sem precej presenečen, ko sem izvedel, da lahko ti rekviziti prenesejo sile motorjev. Da bi podprl njihovo moč, sem rezila naredil 2 mm debele in jih natisnil s 100% polnilom. Oblikovanje in tiskanje rekvizitov je pravzaprav zelo kul priložnost, da preizkusite različne vrste rekvizitov in poiščete najučinkovitejšega. Priložil sem 3D modele svojih rekvizitov.

Možna alternativa

Testiranje je pokazalo, da čoln potrebuje le 10-20% dosega dušilke, da se počasi premika (pri 1m/s). Naravnost do 100 -odstotnega plina povzroči velik porast toka, ki popolnoma onemogoči celotno plovilo. Tudi zahteva po hladilnem sistemu je precej moteča.

Boljša rešitev bi lahko bili tako imenovani propelerji. Potisni motor ima motor neposredno priključen na propeler. Celoten sklop nato potopimo in zato ohladimo. Tukaj je povezava do majhnega propelerja z ustreznim ESC. To lahko zagotovi največji tok 30 A, kar se zdi primernejša velikost. Verjetno bo to ustvarilo manjše trenutne konice in dušilke ni treba toliko omejevati.

3. korak: Mišice: Krmiljenje

Mišice: krmiljenje
Mišice: krmiljenje
Mišice: krmiljenje
Mišice: krmiljenje

Pogon je kul, vendar je treba obrniti tudi čoln. Obstaja več načinov, kako to doseči. Dve najpogostejši rešitvi sta krmila in diferenčni potisk.

Krmila so se zdela očitna rešitev, zato smo se lotili tega. Modeliral sem sklop krmila v Fusionu in 3D natisnil krmila, tečaje in servo nosilec. Za servomotorje izberemo dva velika 25 -kilogramska servomotorja, da zagotovimo, da so relativno velika krmila zdržala vlečenje vode. Nato je bil servo nameščen znotraj trupa in povezan s krmilom na zunanji strani skozi luknjo s tankimi žicami. Priložil sem video posnetek krmila v akciji. Zelo prijetno je opazovati premikanje tega mehanskega sklopa.

Čeprav so krmila izgledala odlično, so prve testne vožnje pokazale, da je polmer obračanja z njimi okoli 10 m, kar je grozno. Poleg tega se krmila ponavadi odklopijo od servomotorjev, zaradi česar čoln ne more krmariti. Končna šibka točka je luknja za te žice. Ta luknja je bila tako blizu vode, da je vzvratno povzročila njeno potopitev, zato je poplavila notranjost trupa.

Namesto da bi poskušal odpraviti te težave, sem vse skupaj odstranil krmila, zaprl luknje in se odločil za rešitev diferenčnega potiska. Z diferenčnim potiskom se dva motorja obračata v nasprotni smeri, da vozilo zavije. Ker je čoln skoraj tako širok, kot je kratek, motorji pa so nameščeni daleč stran od središča, to omogoča obračanje na mestu. Zahteva le malo konfiguracijskega dela (programiranje ESC -jev in glavnega krmilnika). Ne pozabite, da se bo čoln, ki uporablja diferenčni potisk, vrtel v krogu, če eden od motorjev odpove. Morda sem to doživel enkrat ali dvakrat zaradi trenutne težave s konicami, opisane v prejšnjem koraku.

4. korak: Mišice: Baterija

Mišice: Baterija
Mišice: Baterija
Mišice: Baterija
Mišice: Baterija
Mišice: Baterija
Mišice: Baterija

Zdi se mi, da lahko komponente RC, kot so tiste, ki se uporabljajo v tem čolnu, poganja skoraj vse, od baterije za uro do jedrske elektrarne. Očitno je to malo pretiravanje, vendar imajo precej širok razpon napetosti. Ta obseg ni zapisan v podatkovne sheme, vsaj ne v voltih. To je skrito v oceni S. Ta ocena opisuje, koliko baterijskih celic v seriji lahko prenese. V večini primerov se nanaša na celice litijevega polimera (LiPo). Ti imajo napetost 4,2 V, ko je popolnoma napolnjena, in napetost okoli 3 V, ko je prazna.

Motorji čolnov trdijo, da zmorejo 2s do 6s, kar pomeni napetostno območje 6V vse do 25.2V. Čeprav zgornje meje ne bi vedno verjel, je znano, da nekateri proizvajalci na svoje plošče postavljajo komponente, ki prenesejo le nižje napetosti.

To pomeni, da obstaja veliko različnih uporabnih baterij, dokler lahko oddajo zahtevani tok. Pravzaprav sem šel skozi nekaj različnih baterij, preden sem zgradil pravo. Tukaj je kratek povzetek treh ponovitev baterij, skozi katere je čoln (doslej) šel.

1. LiPo baterijski paket

Ko smo načrtovali čoln, nismo vedeli, koliko energije bo porabil. Za prvo baterijo se odločimo sestaviti paket iz dobro znanih litij -ionskih celic 18650. Spajkali smo jih v paket 4S 10P z uporabo nikljevih trakov. Paket ima napetostni razpon od 12V do 16.8V. Vsaka celica ima 2200mAh in ima največjo stopnjo praznjenja 2C (precej šibka), torej 2*2200mA. Ker je 10 celic vzporedno, lahko odda največje tokove le 44A in ima zmogljivost 22Ah. Paket smo opremili tudi s ploščo za upravljanje baterij (več o BMS kasneje), ki skrbi za uravnoteženje naboja in omejuje tok na 20A.

Pri testiranju čolna se je izkazalo, da je 20A največjega toka manj kot porabijo motorji in BMS je nenehno zmanjševal moč, če nismo bili previdni s palico za drobtine. Zato sem se odločil, da premostim BMS in baterijo povežem naravnost z motorji, da dobim celotnih 44 amperov. Slaba ideja!!! Medtem ko so baterije uspele oddati nekoliko več energije, nikljevi trakovi, ki povezujejo celice, tega niso mogli obvladati. Ena od povezav se je stopila in povzročila, da je iz lesene notranjosti čolna nastajal dim.

Ja, torej ta baterija res ni bila primerna.

2. Avtomobilska baterija

Za dokaz koncepta 2020 sem se odločil uporabiti večjo baterijo. Vendar nisem hotel porabiti dodatnega denarja, zato sem uporabil star avtomobilski akumulator. Avtomobilske baterije niso mišljene, da se popolnoma izpraznijo in napolnijo, vedno jih je treba hraniti pri polni napolnjenosti in jih uporabljati le za kratki tok pri zagonu motorja. Zato se imenujejo zaganjalne baterije. Njihova uporaba kot akumulatorja za vozilo z daljinskim upravljalnikom znatno skrajša njihovo življenjsko dobo. Obstaja še ena vrsta svinčeve baterije, ki ima pogosto enak faktor oblike in je posebej zasnovana za večkratno praznjenje in polnjenje, imenovana baterija z globokim ciklom.

Dobro sem se zavedal kratkih prihodov moje baterije, vendar sem želel hitro preizkusiti čoln in baterija je bila vseeno stara. No, preživel je 3 cikle. Zdaj napetost pade z 12V na 5V vsakič, ko pritisnem na plin.

3. Baterija LiFePo4

"Tretjič je čar", pravijo. Ker še vedno nisem želel porabiti svojega denarja, sem za pomoč zaprosil svojo univerzo. Seveda so imeli ves čas mojo sanjsko baterijo. Naš Uni se udeležuje tekmovanja "Formula Student Electic" in ima zato električni dirkalnik. Tekmovalna ekipa je prej prešla iz celic LiFePo4 na celice 18650 LiPo, ker so lažje. Tako imajo zalogo več uporabljenih celic LiFePo4, ki jih ne potrebujejo več.

Te celice se v območju napetosti razlikujejo od celic LiPo ali LiIon. Imajo nazivno napetost 3,2 V in se giblje od 2,5 V do 3,65 V. 3 od teh 60Ah celic sem sestavil v paket 3S. Ta paket lahko oddaja največje tokove 3C. 180A in ima največjo napetost le 11V. Odločil sem se za nižjo napetost sistema, da bi zmanjšal tok motorja. Ta paket mi je končno omogočil, da sem vozil čoln več kot 5 minut in preizkusil lastne sposobnosti vožnje.

Nekaj besed o polnjenju baterije in varnosti

Baterije koncentrirajo energijo. Energija se lahko spremeni v toploto in če ima ta toplota obliko ognja akumulatorja, imate težave z roko. Zato morate z baterijami ravnati s spoštovanjem, ki si jih zaslužijo, in jih opremiti s pravo elektroniko.

Baterijske celice imajo tri načine umiranja.

  1. Izpraznite jih pod najnižjo nazivno napetost (hladna smrt)
  2. polnjenje nad največjo nazivno napetostjo (lahko povzroči otekanje, požar in eksplozije)
  3. risanje preveč toka ali njihovo skrajšanje (zato moram res razložiti, zakaj je to lahko slabo)

Sistem za upravljanje baterije preprečuje vse te stvari, zato jih morate uporabljati.

5. korak: Mišice: Ožičenje

Mišice: Ožičenje
Mišice: Ožičenje

Ožičenje za mišični del je prikazano na prvi sliki. Na dnu imamo baterijo, ki jo je treba zliti z ustrezno varovalko (trenutno je ni). Za priključitev polnilnika sem dodal dva zunanja kontakta. Dobro bi jih bilo zamenjati z ustreznim priključkom XT60.

Nato imamo veliko stikalo za baterijo, ki poveže preostali del sistema z baterijo. To stikalo ima dejanski ključ in naj vam povem, tako zadovoljno ga je obrniti in videti, kako čoln oživi.

Možgani so povezani z ozemljitvami baterij, medtem ko so ESC in servomotorji ločeni z upornim uporom. To omogoča merjenje toka skozi majhno oranžno povezavo, saj povzroči majhen padec napetosti na šantu. Ostalo ožičenje je samo rdeče do rdeče in črno do črno. Ker se servomotorji v resnici ne uporabljajo več, jih je mogoče preprosto prezreti. Hladilne črpalke so edini sestavni del čolna, ki potrebuje natančno 12V, in zdi se, da ne delujejo dobro, če je napetost višja ali nižja. Zato potrebujejo regulator, če je napetost akumulatorja nad 12V, ali stopnjevalni pretvornik, če je pod tem.

Z krmiljenjem krmila bi obe signalni žici ESC šli v isti kanal v možganih. Vendar pa čoln zdaj uporablja diferencialni potisk ali. drsno krmiljenje, zato mora imeti vsak ESC svoj lasten kanal, servomotorji pa sploh niso potrebni.

Korak 6: Možgani: komponente

Možgani: sestavni deli
Možgani: sestavni deli
Možgani: sestavni deli
Možgani: sestavni deli

Možgani so velika škatla, polna zanimive elektronike. Veliko jih je mogoče najti v dirkalnih brezpilotnih letalih FPV, nekateri pa so bili dejansko vzeti iz mojega brezpilotnega letala. Prva slika prikazuje vse elektronske module. Lepo so zloženi drug na drugega z uporabo medeninastih tiskanih vezij. To je mogoče, ker so komponente FPV v posebnih oblikah, ki se imenujejo mesto sklada. Od spodaj navzgor naš sklad vsebuje naslednje:

Razdelilna plošča (PDB)

Ta stvar naredi tisto, kar ime pove, in distribuira moč. Prihajata dve žici iz baterije in ponuja več spajkalnih blazinic za priključitev različnih modulov na baterijo. Ta PDB ponuja tudi 12V in 5V regulator.

Krmilnik letenja (FC)

Krmilnik leta upravlja z vdelano programsko opremo ArduPilot Rover. Dela različne stvari. Upravlja krmilnike motorja prek več izhodov PWM, spremlja napetost in tok akumulatorja, povezuje se z različnimi senzorji ter vhodnimi in izhodnimi napravami ter ima tudi žiroskop. Lahko bi rekli, da so ti mali moduli pravi možgani.

RC sprejemnik

Sprejemnik je povezan z daljinskim upravljalnikom. V mojem primeru gre za daljinski upravljalnik FlySky za letala RC, ki ima deset kanalov in celo vzpostavlja dvosmerno komunikacijo, tako da lahko daljinec sprejema tudi signale iz sprejemnika. Njegovi izhodni signali gredo naravnost v FC po eni žici s pomočjo tako imenovanega protokola I-bus.

Video oddajnik (VTX)

V možganski škatli je majhna analogna kamera. Video signal kamere se posreduje FC -u, ki video toku doda zaslonski prikaz (OSD), ki vsebuje informacije, kot je napetost baterije. Nato se posreduje VTX -u, ki ga prenese na poseben sprejemnik 5,8 GHz na drugem koncu. Ta del ni nujno potreben, vendar je kul videti, kaj vidi čoln.

Na vrhu škatle je kup anten. Eden je iz VTX, dva iz RC sprejemnika. Drugi dve anteni sta naslednji komponenti.

Telemetrijski modul

433MHz antena pripada telemetričnemu modulu. Ta mali oddajnik je vhodno/izhodna naprava, ki povezuje krmilnik leta z zemeljsko postajo (prenosni računalnik s 433MHz USB ključem). Ta povezava omogoča operaterju daljinsko spreminjanje parametrov in pridobivanje podatkov iz notranjih in zunanjih senzorjev. To povezavo lahko uporabite tudi za daljinsko upravljanje čolna.

GPS in kompas

Velika okrogla stvar na vrhu čolna pravzaprav ni antena. No, nekako je, vendar je tudi cel modul GPS in modul kompasa. To omogoča čolnu vedeti njegov položaj, hitrost in orientacijo.

Zaradi rasti trga brezpilotnih letal je na voljo širok izbor komponent za vsak modul. Najverjetneje boste želeli zamenjati FC. Če želite povezati več senzorjev in potrebujete več vhodov, obstajajo različne zmogljivejše možnosti strojne opreme. Tu je seznam vseh FC -jev, ki jih podpira ArduPilot, tam je celo malinovo pi.

In tukaj je majhen seznam natančnih komponent, ki sem jih uporabil:

  • FC: Omnibus F4 V3S Aliexpress
  • RC sprejemnik: Flysky FS-X8B Aliexpress
  • Komplet oddajnikov telemetrije: 433MHz 500mW Aliexpress
  • VTX: VT5803 Aliexpress
  • GPS in kompas: M8N Aliexpress
  • Ohišje: 200x200x100 mm IP67 Aliexpress
  • Daljinski upravljalnik: FLYSKY FS-i6X Aliexpress
  • Video sprejemnik: Skydroid 5, 8 Ghz Aliexpress

7. korak: Možgani: Ožičenje

Možgani: Ožičenje
Možgani: Ožičenje
Možgani: Ožičenje
Možgani: Ožičenje
Možgani: Ožičenje
Možgani: Ožičenje
Možgani: Ožičenje
Možgani: Ožičenje

Delovni napon možgani dobijo neposredno iz baterije. Prav tako dobi analogno napetost iz trenutnega ranžirnika in oddaja krmilne signale za oba motorja. To so zunanje povezave, ki so dostopne od zunaj možganske škatle.

Notranjost je videti veliko bolj zapletena. Zato sem naredil majhen diagram ožičenja na prvi sliki. To prikazuje povezave med različnimi komponentami, ki sem jih opisal v prejšnjem koraku. Naredil sem tudi nekaj podaljškov za izhodne kanale PWM in vrata USB ter jih preusmeril na zadnjo stran ohišja (glej sliko 3).

Za montažo sklada na škatlo sem uporabil osnovno ploščo, natisnjeno v 3D. Ker komponente (zlasti VTX) proizvajajo toploto, sem priključil tudi 40 -milimetrski ventilator s še enim 3D tiskanim adapterjem. Na robove sem dodal 4 črne plastične kose, da sem škatlo privijal na čoln, ne da bi bilo treba odpreti pokrov. Priložene so datoteke STL za vse 3D tiskane dele. Uporabil sem epoksid in nekaj vročega lepila, da sem vse prilepil na.

8. korak: Možgani: nastavitev ArduPilot

Možgani: nastavitev ArduPilot
Možgani: nastavitev ArduPilot
Možgani: nastavitev ArduPilot
Možgani: nastavitev ArduPilot
Možgani: nastavitev ArduPilot
Možgani: nastavitev ArduPilot

Ardupilot Wiki zelo podrobno opisuje, kako nastaviti rover. Tu je dokumentacija o Roverju. Tukaj bom samo opraskal površino. V bistvu so naslednji koraki za zagon in zagon ArduPilot Roverja, potem ko je vse pravilno povezano:

  1. Flash ArduPilot Firmware to FC (Tipp: za to lahko uporabite Betaflight, običajno programsko opremo za brezpilotne letalnike FPV)
  2. Namestite programsko opremo zemeljske postaje, kot je načrtovalnik misij, in povežite ploščo (glejte uporabniški vmesnik načrtovalca misij na sliki 1)
  3. Naredite osnovno nastavitev strojne opreme

    • kalibrirajte žiroskop in kompas
    • kalibrirajte daljinski upravljalnik
    • nastavite izhodne kanale
  4. Naredite naprednejšo nastavitev s seznamom parametrov (slika 2)

    • senzor napetosti in toka
    • preslikava kanalov
    • LED
  5. Naredite preskusno vožnjo in prilagodite parametre za plin in krmiljenje (slika 3)

In bum, imaš samovoznega roverja. Seveda vsi ti koraki in nastavitve trajajo nekaj časa, stvari, kot je umerjanje kompasa, so lahko precej dolgočasne, vendar s pomočjo dokumentov, forumov ArduPilot in vadnic YouTube lahko sčasoma pridete do njih.

ArduPilot vam ponuja napredno igrišče s številnimi parametri, ki jih lahko uporabite za izdelavo skoraj vsakega samovozečega vozila, ki si ga zamislite. In če vam kaj manjka, se lahko obrnete na skupnost, da jo zgradite, saj je ta odličen projekt odprtokoden. Lahko vas le spodbudim, da poskusite, saj je to verjetno najlažji način za vstop v svet avtonomnih vozil. Ampak tukaj je majhen nasvet: preizkusite s preprostim vozilom, preden zgradite velikanski čoln z daljinskim upravljalnikom.

Tu je majhen seznam naprednih nastavitev, ki sem jih naredil za določeno strojno opremo:

  • Spremenjeno preslikavanje kanalov v RC MAP

    • Nagib 2-> 3
    • Ročica za plin 3-> 2
  • Aktivirane LED diode I2C RGB
  • Vrsta okvirja = Čoln
  • Nastavitev kompaktnega krmiljenja
    • Kanal 1 = Ročica levo
    • Kanal 2 = ThrottleRight
  • 8. kanal = FlightMode
  • Kanal 5 = Vklop/razorožitev
  • Nastavitev monitorja toka in baterije

    • BATT_MONITOR = 4
    • Nato znova zaženite. BATT_VOLT_PIN 12
    • BATT_CURR_PIN 11
    • BATT_VOLT_MULT 11.0

9. korak: Možgani: LED krmilnik po meri

Prva nagrada na tekmovanju Make it Move 2020

Priporočena: