Өздігінен жүретін қайық жасау (ArduPilot Rover): 10 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:22

Fusion 360 жобалары »

Не керемет екенін білесің бе? Ұшқышсыз басқарылатын көліктер. Олар соншалықты керемет, біз (менің әріптестерім және мен) 2018 жылы өзіміз құрылысты бастадық. Сол себепті мен осы жылы оны бос уақытымда аяқтауды мақсат еттім.

Бұл нұсқаулықта мен сізбен осы жобаны бөліскім келеді және сізді өздігінен жүретін көлік құруға шақырамын. Мен сондай -ақ YouTube -тің кішкене бейнесін жасадым, ол жобаның бетін сызады және сізге жол бойындағы барлық сәтсіздіктер туралы қысқаша мәлімет береді. Бұл нұсқаулық - бұл заттың қалай жұмыс істейтінін түсіндіретін салыстырмалы нұсқаулық.

Бұл нұсқаулық кімге арналған және оны қалай оқу керек

Бұл нұсқаулықтың екі мақсаты бар. Ең алдымен, мен өзім құрастырған және үйренген нәрселермен бөліскім келеді және сіздерді автокөлікті басқаруға қызықтырады. Екінші мақсат - бұл жобаны және оның егжей -тегжейлерін құжаттау, сондықтан менің ескі университеттегі келесі студенттік топ, бұл жобаны қабылдайтынын біледі.

Егер сіз мұнда тек көңіл көтеру үшін болсаңыз, параметрлер тізімі мен сымның нақты диаграммасы сияқты мәліметтерді елемеуге болады. Мен қадамдарды бастапқыда өте қарапайым етіп сақтауға тырысамын, сондықтан оларды кез келген ArduPilot RC қайығына қолдануға және мәліметтерді соңына қоюға болады.

Жоба екі бөліктен тұрды және нұсқаулық бірдей құрылыммен жүреді. Мен бірінші бөлікті «бұлшықеттер» деп атаймын, өйткені оған барлық электроника мен қайықтар корпусы кіреді. Содан кейін мен қайықтың үстіндегі кішкене қорап болып табылатын «Миды» айналып өтемін, онда негізгі контроллер мен қабылдағыш таратқыш заттар бар.

Кентерприздің пайда болуы

Жарайды, егер сіз бұл бейнені әлі естімеген болсаңыз, бұл жобаның негізі. Бұл жоба мен университетте оқып жүргенде 2018 жылы басталды. Біз 4 -ші семестрдің соңында 5 -ке қарай жүрдік. Біздің университетте сіз шамамен 6 ай бойы командалық жобаны жасай аласыз. Сіз дайын жобалар тізімінен таңдай аласыз (жақсы баға алу үшін жақсы мүмкіндік) немесе өзіңіздің жеке жобаңызды бастауға болады (бұған дейін менің білгенімше, мұны ешкім жасамаған). Сіз сондай -ақ бұл жобаға 12 кредиттік ұпай аласыз, бұл бакалаврлық диссертацияға тең. Осылайша сәтсіздік сіздің жалпы бағаңызға айтарлықтай әсер етуі мүмкін.

Мен, әрине, жобаны нөлден бастауды шештім және командалық жобаның қоқыс жәшігінде осы саяхатта мені ұстанатын 4 кедей жанды таптым. Біз 5 адамнан тұратын команданың ең аз мөлшерінен бастадық, бірақ кейін бізден 2 адам кетті. Бізге 1500 еуро берілді, бірақ біз оны қытайлық веб -дүкендердің кез келгенінде жұмсауға рұқсат бермедік, олар әрқашан жаңа және ең жақсы электроникаға ие. Оның орнына біз неміс электроникасының жақсы жеткізушілерімен байланыс орнаттық. Спойлер: Өздігінен жүретін қайықтың компоненттерін осылайша алу мүмкін емес.

Түпнұсқа идея

Біз жобаның идеясын ойлаған кезде, біз дронға қатысты бірдеңе жасауды ойладық, өйткені дрондар - бұл ең керемет нәрсе. Қалыпты ұшатын дрондар бұрыннан бар нәрсе және біз жаңа нәрсе жасағымыз келді. Сондықтан біз ұшқышсыз қайық жасауға шешім қабылдадық. Біз бұл ойды жақын маңдағы көлдің арқасында алдық.

Көлдің ауданы 12 км2 және оның тереңдігі небары 1,5 метр. Бұл жаз айларында қызады дегенді білдіреді, сонымен қатар онда су аз. Сіз тіршілік формасы жылы суларды жақсы көретінін білесіз: цианобактериялар, Германияда көк алгеа деп те аталады. Дұрыс жағдайда бұл заттар тез арада көбейе алады және үлкен аумақтарды қамтып, адам мен жануарларға зиянды токсиндер шығарады. Қайықтың мақсаты - көл бетін үнемі сыпырып, балдырдың концентрациясын өлшеу. Содан кейін жиналған деректерді жылу картасына басып шығаруға болады, олар қандай жағдайда балдырлар пайда болатынын түсінеді, сонымен қатар жергілікті тұрғындар мен туристерге нақты уақытта ескерту береді.

Тағы бір спойлер: Біз ешқашан көк алгеяға арналған өлшеу қондырғысын жасай алмадық және оны қайыққа сыйдыра алмадық, өйткені мұндай қондырғылар өте қымбатқа түседі және әдетте кемеде 1мх1мх2м тірекке орналастырылады, бұл ұзындығы 1м. қайық Жаңа бағыт - көл биіктігінің уақыт өте келе қалай өзгеретінін көруге мүмкіндік беретін көлден тереңдік карталарын автоматты түрде және арзан түрде жасау. Дәл қазір оны сканерлеу қол еңбегінің арқасында өте қымбатқа түседі.

Төменге бағытталған спираль

Әңгімеге оралу. Білімдер мен жоспарлаудың алғашқы екі айында біз мұндай қайыққа не қажет екенін қарастырдық: корпус, электр пойызы, өздігінен жүру қабілеті, интернетке қосылу. Мен автономды жүргізуге баса назар аударып, бәрін дерлік өзіміз салуымыз керек деп шештім. Бұл жаман идея, ойы сәтсіз аяқталды және ол не істегенін болжады ма? Дәл 6 айдан кейін біз уақытымыз бен терімізді RC үлкен қайығына, Kenterprise -ге құйдық (4 -суреттегі инфографика). Жолда біз шектеулі ақшамен, қол жетімді электроникамен және команданы басқарудың нашарлығымен күресіп жүрміз.

Міне, Kenterprise автономды өлшеу құралы болды, ол автономды да, ештеңені де өлшемеді. Көріп отырғаныңыздай, сәттілік көп емес. Біз соңғы презентациямызда қуандық. Бақытымызға орай, біздің профессор естіген жұмысымызды мойындайды және бізге жақсы баға берді, бұл соңғы бірнеше жылдағы басқа жобалық топтарға қарағанда нашар, бірақ жақсы.

2020 жаңарту

Мен бұл студенттік жобаны қоқыс жәшігінің өрті деп атаған болар едім, бірақ ескі мақалада айтылғандай: «қоқыс тастаған өрттің шрамы сізді күшейтеді». Бұл тәжірибе маған мақсаттарымды дұрыс анықтауға және келесі жобалардың барлығына назар аударуға көмектесті. Мен сондай -ақ биологтарға көлдерге зерттеулер жүргізуге және өздігінен жүретін қайық жасаудың жалпы тартымдылығына көмектесетін ұшқышсыз көлік идеясын ұнатамын. Міне, сондықтан мен, бір жылдан кейін, мен оны жаңадан алған FPV -дрондық білімімді, ArduPilot -тың ашық бастапқы жобасын және арзан электроника сайттарының күшін қолдана отырып аяқтағым келді.

Мақсат - оны толыққанды өлшеуіш қайыққа айналдыру емес, барлық жүйені іске қосып, автопилот орнату. Бұл мінсіз болуы міндетті емес. Мен бұл қайықтың өзін концепцияның дәлелі ретінде көргім келді.

Мен болашақта теңіз түбін картаға түсіру сияқты жобалар үшін жұмыс істейтін автономды қайықты университетке беремін. Айтпақшы, мен жалғыз емес едім. Қайықты сынауда маған 2018 жылы жобалық топта болған досым Аммар көмектесті.

Артық сөзсіз, оған кірейік

1 -қадам: Бұлшықеттер: корпус

Корпус - қайықтың ең үлкен бөлігі. Оның үлкен өлшемдері үшін ғана емес (100см*80см), сонымен қатар бұл реттелетін құрылымды құруға көп уақыт қажет болды. Егер мен тағы да осылай жасайтын болсам, мен сөре бөліктеріне міндетті түрде барар едім. Сөредегі RC қайығы біз үшін картада жоқ еді, өйткені бұл қайықтардың жүк көтергіштігі өте шектеулі. Құрылғы дүкенінен шкаф немесе серфинг тақтасы немесе ПВХ құбырларының бірнешеуі мен ұсынуға болатын қарапайым шешім болар еді.

Қалай болғанда да, біздің корпусымыз Fusion 360 -дағы 3D -модельден басталды. Мен өте егжей -тегжейлі модель жасадым және оны құруды бастамас бұрын бірнеше қайталауларды өткіздім. Мен модельдегі әрбір компонентке сәйкес салмақтарды беруге және тіпті интерьерді модельдеуге сенімді болдым. Бұл маған қайықты жасамас бұрын оның салмағын білуге мүмкіндік берді. Мен сонымен қатар «су құбырын» енгізу, көлікті онымен кесу және су астындағы көлемді есептеу арқылы бірнеше жүзу калибрлеуін жасадым. Қайық катамаран болып табылады, өйткені мұндай көлік жоғары тұрақтылықты уәде етеді, содан кейін бір корпусы бар қайық.

Бірнеше модельдеу сағатынан кейін біз полистирол пластиналардан екі корпустың негізгі пішінін кесіп, қайықты өмірге келтіре бастадық. Содан кейін олар пішінге кесілді, тесіктер толтырылды және біз көптеген тегістеу жұмыстарын жүргіздік. Екі корпусты байланыстыратын көпір - бұл үлкен ағаш жәшік.

Біз бәрін 3 қабатты талшықты шынымен қаптадық. Бұл қадам шамамен 3 аптаға созылды және тегіс бетті алу үшін қолмен тегістеуді қажет етті (0/10 ұсынылмайды). Осыдан кейін біз оны жақсы сары түске бояп, «Kenterprise» атауын қостық. Бұл атау суға бату дегенді білдіретін немістің «kentern» сөзі мен Star Trek ғарыш кемесінің «USS Enterprise» комбинациясынан тұрады. Біз бәріміз бұл атау біз жасаған монстростыққа мүлдем сәйкес келеді деп ойладық.

2 -қадам: Бұлшықеттер: қозғалыс жүйесі

Қозғалтқышы немесе парусы жоқ қайық дрейф ағашының қозғаушы сипаттамаларына ие. Сондықтан бос корпусқа қозғалтқыш жүйесін қосу керек болды.

Мен сізге тағы бір спойлер бергім келеді: біз таңдаған қозғалтқыштар өте күшті. Мен қазіргі шешімді және оның кемшіліктерін сипаттаймын, сонымен қатар балама қозғалтқыш жүйесін ұсынамын.

Қазіргі шешім

Біз қайықтың қаншалықты серпін қажет екенін білмедік, сондықтан біз өзімізге жарысатын екі қайық моторын алдық. Олардың әрқайсысы ұзындығы 1 м RC жарыс қайығын қуаттауға арналған және сәйкес электронды жылдамдық реттегіші (ESC) 90А үздіксіз жеткізе алады (бұл тұтыну үлкен автокөліктің аккумуляторын бір сағатта таусады).

Олар сондай -ақ сумен салқындатуды қажет етеді. Әдетте сіз ESC пен Қозғалтқышты түтікпен жалғап, кірісті қайықтың алдыңғы жағына қойып, шығуды пропеллердің алдына қоясыз. Осылайша винт көл суын салқындату жүйесі арқылы тартады. Алайда, бұл көл әрдайым таза бола бермейді, сондықтан бұл шешім салқындату жүйесін бітеп тастауы және көлге шыққанда қозғалтқыштың істен шығуына әкелуі мүмкін. Сондықтан біз корпустың жоғарғы жағындағы жылу алмастырғыш арқылы суды айдайтын ішкі салқындату циклына баруды шештік (3 -сурет).

Әзірге қайықта су қоймасы ретінде екі су бөтелкесі бар және жылу алмастырғыш жоқ. Резервуарлар жылу массасын көбейтеді, сондықтан қозғалтқыштарды қыздыруға көп уақыт кетеді.

Қозғалтқыш білігі тірекке екі әмбебап түйісу арқылы қосылады, ось және қатаң түтік, бұл суды өткізбеуге арналған. Сіз бұл суреттің екінші суретін көре аласыз. Қозғалтқыш 3D баспа қондырғысы бар бұрышта орнатылады, ал тіректер де басылады (себебі мен ескілерін сындырдым). Мен бұл тіректердің қозғалтқыштардың күшіне төтеп беретінін білгенде таң қалдым. Олардың беріктігін қолдау үшін мен пышақтарды қалыңдығы 2 мм етіп жасап, оларды 100% толтырумен басып шығардым. Реквизиттерді жобалау және басып шығару - бұл әр түрлі реквизиттерді сынап көрудің және ең тиімдісін табудың өте керемет мүмкіндігі. Мен реквизиттерімнің 3D модельдерін тіркедім.

Мүмкін болатын балама

Тестілеу көрсеткендей, қайық баяу қозғалу үшін дроссельдің 10-20% ғана қажет. Тікелей 100% дроссельге өту үлкен ағымды тудырады, бұл бүкіл қайықты толығымен өшіреді. Сонымен қатар, салқындату жүйесіне қойылатын талап өте тітіркендіргіш.

Жақсы шешімді тежегіштер деп атауға болады. Қозғалтқышта қозғалтқыш пропеллерге тікелей қосылған. Содан кейін бүкіл жинақ суға батады, сондықтан салқындатылады. Мұнда сәйкес ESC бар шағын дроссельге сілтеме. Бұл 30 А максималды токты қамтамасыз ете алады, бұл сәйкес өлшемге ұқсайды. Мүмкін, бұл кішігірім ағындарды тудырады, ал дроссельді соншалықты шектеуге болмайды.

3 -қадам: бұлшықеттер: руль

Қозғалыс керемет, бірақ қайық айналуы керек. Бұған жетудің көптеген жолдары бар. Ең көп таралған екі шешім - бұл руддер мен дифференциалды тарту.

Руддерс анық шешім сияқты көрінді, сондықтан біз оған бардық. Мен рульдік қондырғыны Fusion -да модельдеп, рульдерді, ілмектерді және серво қондырғысын 3D басып шығардым. Серво үшін біз салыстырмалы түрде үлкен дөңгелектер судың тартылуына төтеп бере алатынына көз жеткізу үшін 25 кг -нан тұратын екі үлкен servo таңдаймыз. Содан кейін серво корпустың ішіне орналастырылды және жұқа сымдардың көмегімен тесік арқылы сыртынан рульге қосылды. Мен рульдердің әрекеттегі бейнесін тіркедім. Бұл механикалық қондырғының қозғалысын көру өте жағымды.

Рульдер керемет көрінгенімен, алғашқы тест -дискілер олардың айналу радиусы шамамен 10 м болатынын көрсетті, бұл өте қорқынышты. Сонымен қатар, рульдер серводардан ажыратылады, бұл қайықты басқара алмайды. Соңғы әлсіз нүкте - бұл сымдар үшін тесік. Бұл тесік суға жақын болғандықтан, кері бұрылу оны суға батырып жіберді, сондықтан корпустың ішін су басты.

Мен бұл мәселелерді шешудің орнына, рульдерді алып тастадым, тесіктерді жауып, дифференциалды шешімді іздедім. Дифференциалды қозғалыс кезінде екі қозғалтқыш көлікті айналдыру үшін қарама -қарсы бағытта бұрылады. Қайықтың ені қысқа болғанымен және қозғалтқыштар орталықтан алыста орналасқандықтан, бұл орынды қосуға мүмкіндік береді. Ол үшін конфигурация жұмысы аз ғана қажет (ESC пен негізгі контроллерді бағдарламалау). Есіңізде болсын, дифференциалды итеруді қолданатын қайық қозғалтқыштардың біреуі істен шықса, айнала қозғалады. Мен бұны алдыңғы қадамда сипатталған ағымдағы проблемаға байланысты бір немесе екі рет сезінген болармын.

4 -қадам: бұлшықеттер: батарея

Менің ойымша, RC компоненттері, мысалы, осы қайықта қолданылатындар, батарея батареясынан бастап атом электр станциясына дейінгі барлық нәрсемен жұмыс істей алады. Әлбетте, бұл шамадан тыс асыра сілтеу, бірақ олардың кернеу диапазоны өте кең. Бұл диапазон деректер қабаттарына жазылмайды, кем дегенде Вольт. Ол S-рейтингінде жасырылған. Бұл рейтинг қанша батарея ұяшығын сериялы түрде өңдей алатынын сипаттайды. Көп жағдайда бұл литий полимерлі (LiPo) жасушаларға қатысты. Толық зарядталған кезде кернеуі 4,2 В, ал бос кезде кернеуі 3 В шамасында болады.

Қайықтардың қозғалтқыштары 2 -ден 6 секундқа дейін жұмыс істей алады деп мәлімдейді, бұл 6 В кернеу диапазонына 25,2 В дейін жетеді. Мен әрқашан жоғарғы шекке сене бермеймін, бірақ кейбір өндірушілер өз тақталарына тек төмен кернеуге төтеп бере алатын компоненттерді қояды.

Бұл дегеніміз, олар қажетті токты бере алатын болса, қолдануға болатын батареялардың кең таңдауы бар. Мен дұрыс батареяны жасамас бұрын бірнеше түрлі батареяларды өткіздім. Міне, қайық өткен батареяның үш қайталануының қысқаша шолуы (осы уақытқа дейін).

1. LiPo батарея жиынтығы

Біз қайықты жоспарлаған кезде оның қанша энергия жұмсайтынын білмедік. Алғашқы батарея үшін біз 18650 литий -иондық ұяшықтарынан пакет жасауды шештік. Біз оларды никель жолақтары арқылы 4S 10P пакетіне дәнекерледік. Бұл пакетте кернеу диапазоны 12 В -тан 16,8 В -қа дейін. Әр ұяшықта 2200 мАч сағаты бар және максималды разряд 2С (өте әлсіз), сондықтан 2*2200 мА. Параллельде 10 ұяшық болғандықтан, ол 44А максималды токтарды бере алады және сыйымдылығы 22Ah. Біз сондай -ақ пакетті аккумуляторды басқару тақтасымен жабдықтадық (BMS туралы толығырақ), ол зарядты теңестіруді қамтамасыз етеді және токты 20А дейін шектейді.

Қайықты сынақтан өткізгенде, 20А максималды ток қозғалтқыштар тұтынатыннан аз екені белгілі болды, ал егер біз дроссель таяқшасына абай болмасақ, БМС үнемі қуатты қысқартып отырды. Сондықтан мен толық 44Ампер алу үшін BMS -ті құруды және батареяны тікелей қозғалтқыштарға қосуды шештім. Жаман идея !!! Батареялар біршама көп қуатты жеткізе алды, ал жасушаларды қосатын никель жолақтары оны көтере алмады. Байланыстардың бірі еріп, қайықтың ағаштан жасалған интерьері түтін шығарды.

Ия, бұл батарея шынымен де сәйкес келмеді.

2. Көлік аккумуляторы

2020 жылға тұжырымдаманы дәлелдеу үшін мен үлкенірек батареяны пайдалануды шештім. Бірақ мен қосымша ақша жұмсамағым келді, сондықтан ескі автокөліктің аккумуляторын қолдандым. Автокөлік аккумуляторлары толық зарядталмайды және қайта зарядталмайды, олар әрқашан толық зарядта болуы керек және қозғалтқышты іске қосу үшін қысқа ток жарылуы үшін ғана пайдаланылады. Сондықтан оларды стартерлік аккумуляторлар деп атайды. Оларды RC автокөлігінің аккумуляторы ретінде пайдалану олардың қызмет ету мерзімін едәуір қысқартады. Қорғасын аккумуляторының тағы бір түрі бар, ол көбінесе формалық коэффициентке ие және бірнеше рет зарядтауға және қайта зарядтауға арналған, бұл Deep Cycle аккумуляторы деп аталады.

Мен аккумуляторымның қысқа келуін жақсы білетінмін, бірақ мен қайықты тез сынап көргім келді және батарея бәрібір ескірген. Ол 3 циклден аман қалды. Енді мен дроссельге соғылған кезде кернеу 12 В -тан 5 В -қа дейін төмендейді.

3. LiFePo4 батарея жиынтығы

«Үшінші рет - очарование» дейді олар. Мен әлі де өз ақшамды жұмсағым келмегендіктен, университетімнен көмек сұрадым. Әрине, оларда менің арманымдағы батарея болды. Біздің Uni «Formula Student Electic» байқауына қатысады, сондықтан электр жарығы бар. Жарыс тобы бұрын LiFePo4 ұяшықтарынан 18650 LiPo ұяшықтарына ауысты, себебі олар жеңіл. Сондықтан оларда қажет емес LiFePo4 бірнеше ұяшықтары бар.

Бұл ұяшықтар LiPo немесе LiIon ұяшықтарынан кернеу диапазонында ерекшеленеді. 3.2 В номиналды кернеуі бар, ол 2,5 В -тан 3.65 В аралығында. Мен 60Ah ұяшықтарының 3 -ін 3S пакетіне жинадым. Бұл пакет 3С ака шыңындағы токтарды жеткізе алады. 180А және максималды кернеуі тек 11В. Мен қозғалтқыштың ток күшін төмендету үшін жүйенің кернеуін төмендетуді шештім. Бұл пакет ақыры қайықты 5 минуттан артық басқаруға және өздігінен жүру қабілетін тексеруге мүмкіндік берді.

Батареяны зарядтау және қауіпсіздік туралы бірнеше сөз

Батареялар энергияны шоғырландырады. Энергия жылуға айналуы мүмкін, егер бұл жылу батареяның отына ұқсаса, сіздің қолыңызда мәселе бар. Сондықтан сіз батареяларға лайықты құрметпен қарап, оларды дұрыс электроникамен жабдықтауыңыз керек.

Батарея ұяшықтарында өлудің 3 әдісі бар.

1. Оларды минималды кернеу деңгейінен төмендету (суық өлім)
2. оларды максималды номиналды кернеуден жоғары зарядтау (ісінуге, өртке және жарылысқа әкелуі мүмкін)
3. тым көп ток тарту немесе оларды қысқарту (сондықтан мен неге бұл нашар болуы мүмкін екенін түсіндіруім керек)

Батареяны басқару жүйесі осының бәрін болдырмайды, сондықтан сіз оларды пайдалануыңыз керек.

5 -қадам: Бұлшықеттер: сым

Бұлшықет бөлігінің сымы бірінші суретте көрсетілген. Төменгі жағында бізде тиісті сақтандырғышпен біріктірілген батарея бар (дәл қазір жоқ). Мен зарядтағышты қосу үшін екі сыртқы контактіні қостым. Оларды тиісті XT60 қосқышымен ауыстырған дұрыс болар еді.

Содан кейін бізде жүйенің қалған бөлігін батареяға қосатын үлкен батарея қосқышы бар. Бұл коммутаторда нақты кілт бар, мен сізге айтайын, оны бұру және қайықтың өмірге келгенін көру өте қуанышты.

Ми аккумуляторлық батареяларға қосылған, ал ЭСК пен Серво шиналар резисторымен бөлінген. Бұл токты кішкене қызғылт сары қосылыс арқылы өлшеуге мүмкіндік береді, себебі ол шунт резисторының үстінен кернеудің шамалы төмендеуіне әкеледі. Қалған сымдар қызылдан қызылға дейін, ал қарадан қараға дейін. Серво шынымен қолданылмайтындықтан, оларды елемеуге болады. Салқындатқыш сорғылар - қайықтың 12 вольтты қажет ететін жалғыз компоненті және кернеу одан жоғары немесе төмен болса, олар жақсы жұмыс жасамайтын сияқты. Сондықтан батарея кернеуі 12 В -тан жоғары болса, оларға Реттеуші немесе егер ол төмен болса, жоғарылатқыш түрлендіргіш қажет.

Рульдік рульде ESC сигналдық сымдарының екеуі де миға бір арнаға түседі. Алайда, қайық қазір дифференциалды тартуды қолданады. сырғанау рульі, сондықтан әрбір ESC -тің жеке арнасы болуы керек, ал сервоприводтар мүлде қажет емес.

6 -қадам: Ми: компоненттер

Ми - бұл қызықты электроникаға толы үлкен қорап. Олардың көпшілігін FPV жарыссыз ұшақтарынан табуға болады, ал кейбіреулері менің жеке дронымнан шығарылды. Бірінші суретте барлық электронды модульдер көрсетілген. Олар жезден жасалған ПХД тіректерін қолдана отырып, бір -бірінің үстіне жиналған. Бұл мүмкін, себебі FPV компоненттері стек сайты деп аталатын арнайы формалық факторларда болады. Төменнен жоғары қарай біздің стек төмендегілерді қамтиды:

Қуатты тарату тақтасы (PDB)

Бұл нәрсе атауды білдіреді және билікті таратады. Батареядан екі сым келіп түседі және батареяға әр түрлі модульдерді қосу үшін бірнеше дәнекерленген жастықшаларды ұсынады. Бұл PDB сонымен қатар 12V және 5V реттегішін ұсынады.

Рейс контроллері (FC)

Ұшу диспетчері ArduPilot Rover микробағдарламасын басқарады. Ол әр түрлі нәрселерді жасайды. Ол мотор контроллерлерін бірнеше PWM шығысы арқылы басқарады, аккумулятордың кернеуі мен ағынын бақылайды, әр түрлі сенсорларға, кіріс және шығыс құрылғыларына қосылады, сонымен қатар гироскоппен жабдықталған. Сіз бұл шағын модуль - бұл нақты ми деп айта аласыз.

RC қабылдағышы

Ресивер қашықтан басқару пультіне қосылған. Менің жағдайда бұл RC ұшақтарына арналған FlySky қашықтан басқару құралы, он арнасы бар, тіпті екі жақты байланыс орнатады, осылайша қашықтан басқару құралы сигнал қабылдай алады. Бұл шығыс сигналдары I-bus протоколы арқылы бір сым арқылы тікелей FC-ге өтеді.

Бейне таратқыш (VTX)

Мидың қорабында кішкене аналогты камера бар. Камераның бейне сигналы аккумулятордың кернеуі сияқты ақпаратты қамтитын бейне ағынына экрандағы дисплейді (OSD) қосатын ФК -ге беріледі. Содан кейін ол VTX -ке жіберіледі, ол оны екінші жағынан арнайы 5.8 ГГц қабылдағышқа жібереді. Бұл бөлік өте қажет емес, бірақ қайықтың не көретінін көру өте жақсы.

Қораптың жоғарғы жағында антенналар бар. Біреуі VTX, екеуі RC қабылдағышынан. Қалған екі антенна келесі компоненттер болып табылады.

Телеметрия модулі

433 МГц антенна телеметриялық модульге жатады. Бұл кішкене таратқыш - бұл ұшу контроллерін жердегі станцияға қосатын кіріс/шығыс құрылғысы (433 МГц USB кілті бар ноутбук). Бұл байланыс операторға параметрлерді қашықтықтан өзгертуге және ішкі және сыртқы датчиктерден деректерді алуға мүмкіндік береді. Бұл сілтемені қайықты қашықтан басқару үшін де қолдануға болады.

GPS және компас

Қайықтың үстіндегі үлкен дөңгелек нәрсе - бұл антенна емес. Бұл жақсы, бірақ бұл GPS модулі мен компас модулі. Бұл қайықтың орналасуын, жылдамдығын және бағдарын білуге мүмкіндік береді.

Дрондар нарығының өсуінің арқасында әр модуль үшін компоненттердің кең таңдауы бар. Сіз ауысқыңыз келетін ең ықтимал - бұл FC. Егер сіз көбірек сенсорларды қосқыңыз келсе және қосымша кірісті қажет етсеңіз, жабдықтың көптеген қуатты нұсқалары бар. Міне, ArduPilot қолдайтын барлық ФК тізімі, онда тіпті таңқурай пи бар.

Міне, мен қолданған нақты компоненттердің шағын тізімі:

• FC: Omnibus F4 V3S Aliexpress
• RC қабылдағышы: Flysky FS-X8B Aliexpress
• Телеметриялық таратқыштар жиынтығы: 433 МГц 500 мВт Aliexpress
• VTX: Aliexpress VT5803
• GPS және компас: M8N Aliexpress
• Қоршау: 200x200x100 мм IP67 Aliexpress
• Қашықтан басқару: FLYSKY FS-i6X Aliexpress
• Бейне қабылдағыш: Skydroid 5, 8 Ghz Aliexpress

7 -қадам: Ми: сым

Ми жұмыс кернеуін тікелей батареядан алады. Ол сондай -ақ ағымдағы шунттен аналогты кернеуді алады және ол екі қозғалтқыштың басқару сигналдарын шығарады. Бұл ми қорапшасының сыртынан қол жетімді сыртқы байланыс.

Ішкі жағы әлдеқайда тартымды көрінеді. Сондықтан мен бірінші суреттегі сымдардың шағын схемасын жасадым. Бұл алдыңғы қадамда сипатталған барлық компоненттер арасындағы байланысты көрсетеді. Мен сондай -ақ PWM шығыс арналары мен USB порты үшін бірнеше ұзартқыш сым жасадым және оларды корпустың артына бағыттадым (3 суретті қараңыз).

Стекті қорапқа бекіту үшін мен 3D басып шығарылған негізгі тақтаны қолдандым. Компоненттер (әсіресе VTX) жылу шығаратындықтан, мен басқа да 3D басып шығарылған адаптері бар 40 мм желдеткішті қостым. Мен қорапты қақпақты ашпай -ақ қайыққа бұрау үшін шеттеріне 4 қара пластикалық бөлікті қостым. Барлық 3D басып шығарылған бөліктерге арналған STL файлдары қоса беріледі. Мен бәрін жабыстыру үшін эпоксидті және ыстық желімді қолдандым.

8 -қадам: Ми: ArduPilot орнату

Ardupilot Wiki роверді қалай орнату керектігін егжей -тегжейлі сипаттайды. Міне, Rover құжаттары. Мен мұнда тек бетті тырнап аламын. Барлығы дұрыс қосылғаннан кейін ArduPilot Rover -ді іске қосу үшін келесі қадамдар бар:

1. Flash ArduPilot микробағдарламасы FC (Tipp: сіз Betaflight -ді қолдана аласыз, FPV -дің қарапайым бағдарламасы)
2. Mission Planner сияқты Ground Station бағдарламалық жасақтамасын орнатыңыз және тақтаны қосыңыз (1 -суреттегі миссия жоспарлаушы интерфейсін қараңыз)

3. Негізгі аппараттық қондырғыны жасаңыз

   • гиро мен компасты калибрлейді
   • қашықтан басқару пультін калибрлеу
   • шығыс арналарын орнату

4. Параметрлер тізімінен өту арқылы жетілдірілген орнатуды жасаңыз (сурет 2)

   • кернеу мен ток сенсоры
   • арнаны картаға түсіру
   • Жарық диодтары
5. Сынақ жүргізіңіз және дроссель мен руль параметрлерін реттеңіз (сурет 3)

Ал бум, сізде өздігінен жүретін ровер бар. Әрине, бұл қадамдар мен параметрлердің барлығы біраз уақытты қажет етеді және компасты калибрлеу сияқты нәрселер өте жалықтырады, бірақ құжаттардың көмегімен ArduPilot форумдары мен YouTube оқулықтарының көмегімен ақырында жетуге болады.

ArduPilot сізге кез-келген автокөлікті құрастыру үшін қолдануға болатын көптеген параметрлердің кеңейтілген ойын алаңын ұсынады. Ал егер сізде бірдеңе жетіспесе, сіз оны құру үшін қоғамдастықпен жұмыс жасай аласыз, себебі бұл керемет жоба - ашық көзі. Мен сізді тек оны сынап көруге шақырамын, себебі бұл автономды автокөліктер әлеміне енудің ең оңай жолы. Бірақ мұнда кішкене пайдалы кеңес: алып көлікті алып қайық жасамас бұрын қарапайым көлікпен қолданып көріңіз.

Міне, менің жеке жабдықты орнату үшін жасаған қосымша параметрлердің шағын тізімі:

• RC MAP -те арнаны салыстыру өзгертілді

  • 2-> 3 қадам
  • Дроссель 3-> 2
• Іске қосылған I2C RGB светодиодтары
• Жақтау түрі = Қайық

• Шкафты басқаруды орнату

  • 1 арна = ThrottleLeft
  • 2 арна = ThrottleRight
• 8 арна = FlightMode
• 5 арна = Қаруландыру/Қарусыздану

• Батарея мен ток мониторын орнату

  • BATT_MONITOR = 4
  • Содан кейін қайта жүктеңіз. BATT_VOLT_PIN 12
  • BATT_CURR_PIN 11
  • BATT_VOLT_MULT 11.0

9 -қадам: Ми: реттелетін жарықдиодты контроллер

Make it Move 2020 байқауының бірінші жүлдесі