Arduinoon perustuva kotitekoinen lentokoneiden vakautusjärjestelmä

Äskettäin kiinnostuin lentokonemalliteemasta. Ja sitten se alkoi: hän rakensi lentokoneen, osti laitteita. Ennakoidessaan ensimmäisen mallin nopeaa kaatumista poistumatta lipputulosta, hän alkoi kerätä toista työskennellessään samanaikaisesti simulaattorissa. Yleisesti ottaen viivytelin ensimmäistä todellista lentoa, koska pystyin pelkäämään rikkoa liikkeellä malli. Ja sitten, sattumanvaraisesti kyntämällä aliexpressin avoimia tiloja, törmäsin mielenkiintoiseen asiaan - lennonvakautusjärjestelmään. Tämä on pieni vastaanottimen kokoinen laite, joka säätää lentokoneen lentoa, mikä tekee siitä tasaisemman ja tasoittaa pilottivirheet. Aloin etsiä, lukea, he sanovat ja todella hyvä asia aloittelijoille. No, täällä löysin - haluan ja ainakin sinä murskat. Se on vain, että budjetti oli jo loppumassa ... Vaikuttaa siltä, ​​että lentokone rakentaa 10 dollarin kysymyksen kattoon ja ostaa laitteita, ostaa akun, ostaa siihen laturin, moottorin, säätimen, servot, potkurit ... Lyhyesti sanottuna, paljon asioita tapahtuu. Hieman masentunut, mutta luopumatta, aloin kuihtua pääni takaosaa: Duc, voin eräänlainen juote. Hän aloitti etsinnän ja löysi melkein heti pienen artikkelin "Ilma-aluksen vakautusjärjestelmä 200 ruplaa". Erittäin vaatimaton pieni artikkeli erittäin vaatimattomalla toteutuksella. Mutta tämä on jo jotain. Hän kiipesi ulkomaisiin foorumeihin - ja katso, tämä on valtava projekti, jota kehitetään jatkuvasti! On päätetty, teemme sen!

Projektin nimi on MultiWii. Alun perin se ajateltiin ohjaajaksi monikoptereille Työläs, mutta ajan myötä alkoi kasvaa ja parantaa. Nyt on koodi, jonka avulla voit laittaa tämän vakautusjärjestelmän lentokoneisiin ja V-siipiin. Yksinkertaisimpaan suoritukseen, kuten yllä olevassa artikkelissa, tarvitset vain kaksi asiaa: arduino ja kiihtyvyysanturi. Kaikki tämä voidaan juottaa johtimilla, täyttää kuumilla torvilla ja toimii. Mutta se voi olla ja tulee olemaan, vain en toimi niin.

Kuten totesin, hanke kasvaa ja kehittyy. Joten täällä voit ruuvata toisen Bluetooth-moduulin ohjaimen konfiguroimiseksi puhelimesta, barometrin, korkeuden ohjaamiseksi, GPS: n palauttamaan mallin "kotiin", jos signaali katoaa. Saman arduinon ja halvan viestintämoduulin A7105 pohjalta muodostettujen improvisoitujen vastaanottimien aihe on lisääntymässä, joka ilman kirurgista väliintuloa on liitetty FlySky i6 -laitteeseeni, joten teoriassa voit yhdistää nämä kaksi hanketta ja saada täydet aivot lentokoneelle, purjelentokoneelle tai siivet. Ja lokerossa, jossa on edellä mainittu budjettivaruste, joka on hiljaisesti välähtää 6 kanavasta 14: een, se tulee olemaan täydellinen vaihtoehto aloittelijoille rahoillaan.

Tästä syystä yritin tehdä tämän laitteen piirilevystä mahdollisimman yksinkertaisen, ts. Yksipuolisen ja silitysraudan kanssa. Tietenkin tarvitaan tietoa radioelektroniikasta, ainakin kyky juottaa enemmän tai vähemmän laadullisesti, voit tilata levyn ja äärimmäisissä tapauksissa, mutta pohjimmiltaan se on suunnittelija: ompelin arduinon, juotin sen, moduulin ja kamman levylle, se on valmis. Pienin työ.

Arduinka-laiteohjelmistoa varten tarvitset erityisen USB - UART (TTL) -muuntimen, koska Arduino PRO Mini: llä ei ole USB-liitäntää. Sinun ei pidä pelätä tätä, pääsääntöisesti voit ostaa niitä samasta paikasta, jossa myydään arduinoa ja moduuleja. Ainoa ero tämän muuntimen laiteohjelmistossa on se, että sinun on taitavasti painettava itse arduinon nollauspainiketta tiukasti luonnoksen lataamishetkellä, vaikka on myös muuntimia, jotka vetävät palautusjalan itse. En kuvaile luonnoksen lataamista, sillä aiheesta on jo kirjoitettu ja kuvattu miljoona artikkelia ja videota.

Seuraava askel on tehdä levy. Levy valmistetaan millä tahansa käytettävissä olevalla tekniikalla tai tilataan. Suosittelen reittien repiämistä ylös, on parempi käyttää ROSE- tai WOODA-lejeerinkiä, jotta kerros olisi mahdollisimman pieni, suuret virtaukset eivät kulkeisi täällä, ja kuparia on parempi suojata liialliselta korroosiolta, sateelta, lumelta, et koskaan tiedä, se ei vieläkään ole kodin laite. Tein vilpillisen LUT: n, ei paras tulos, voit tehdä paljon huonoja tulostimia, mutta kuka välittää)

Heidän takanaan on arduino. Arduinkin vilkuttamiseen tarkoitetut jalat on juotettava ylös tai kulmaan sivuttain. Voit täyttää luonnos heti, et voi täyttää sitä, sillä ei ole väliä, koska koottu laite on silti kytkettävä tietokoneeseen, joten ohjelmointikoskettimien tulisi olla helposti saatavilla. Ainoa neuvo on tarkistaa arduino ennen juottamista, täyttää testiluonnos ja varmistaa, että levy vilkkuu. Vain juote sitten se on peräpukamia.

No ja kaikki muu. Kiihtyvyysanturi on juotettu korkeille jaloille ja se sijaitsee arduinon yläpuolella. En piilota syntiä, etsin tällaisen ulkoasun ulkomaisella foorumilla yhdestä myydystä, mutta piirrosin oman yksipuolisen huivini. Minusta kolmen hyppääjän poissaolo ei ole vaivan arvoista kaksipuolisella lautalla, riippumatta siitä, kuinka huonoa muotoa näiden samojen hyppääjien läsnäolo ei ole.

Yksi varoitus. Taulussa on yksi vastus ja LED. Vastuksen SMD-muoto voidaan pudottaa pois rikkoutuneista laitteista, nimellisarvo 500 ohmia - 1,5 kOhm. Voit ottaa tavallisen 3 mm LED: n, minulla oli suorakaiteen muotoinen, juotin sen.

Tässä vaiheessa laite voidaan periaatteessa jo liittää ja konfiguroida, mutta minusta se näyttää epätäydelliseltä. elektroniikka radio-ohjattaville malleille on jo kauan sitten saanut modulaarisen luonteen. Siksi mielestäni tämä laite pitäisi viedä valmiiseen moduuliin, joka on helppo asentaa malliin ja yhdistää. Tätä varten hän tarvitsee tapauksen. Hyvä vaihtoehto olisi tulostaa se 3D-tulostimelle. Tulostamiseen käytetty muovi on kevyt ja kestävä. Mutta kaikilla ei ole sitä. Voit tehdä tapauksen lämpömuovaamalla, Internetissä on paljon tietoa siitä, kuinka tehdä yksinkertainen kone tätä varten pölynimurista, puusta ja vaneriosasta. Mutta tätä varten sinun täytyy tehdä lohkopää, ja tämä on laiskuus. Täällä olen valinnut vähiten vastustusta. Kyllä, ja tällainen menetelmä tulee olemaan samanlainen kuin tämä artikkeli - jotta se olisi mahdollisimman yksinkertainen käyttämällä mahdollisimman vähän työkaluja.

Leikkasin kaksi muovikappaletta levyn koon mukaan, tapauksessani ohut läpinäkyvä PVC, mutta voit käyttää mitä tahansa haluat, esimerkiksi levyn laatikkoa. En ottanut välivalokuvia, mutta mielestäni se tulee kuitenkin selväksi.Mitoin hallitsijaa käyttämällä etäisyyttä taulun koskettimiin ja leikkasin ne kotelon päällä olevien ikkunoiden läpi. Porasin reikiä koaksiaalisesti levyn reikien kanssa ja yhdistin ne korvatikkujen putkien improvisoitujen niitteiden kanssa. Sellaisen niitin valmistamiseksi riittää, että pidät putken kärkeä varovasti sytyttimen liekissä ja kun tulva muodostuu, paina sitä vasten tämän sytyttimen runkoa. Kääntöpuolelle leikattiin putket jättäen pari millimetriä ja teemme saman. Välikeinä käytettiin putken segmenttejä tiputtelijasta. Seurauksena tuli sellainen voileipä:

Helppo tehdä, kevyt, yksinkertainen ja luotettava. On jo kätevää asentaa se lentokoneen runkoon liimaamalla pohjaan pari nauhojen "auto" kaksipuolista teippiä. Mutta kokonaiskuvaan tarvitset silti nimikilven, joka kertoo sinulle puolessa vuodessa, kun jo yksitoista muuta mallia kootaan, mihin yhdistää.

Kiinnittyvälle kiiltävälle paperille painettu tyyppikilpi. Äskettäin ostettu erityisesti tällaisiin tarkoituksiin. Aikaisemmin tein tämän: Tulostin itselleni, laminoin teipillä ja liimoin sen kaksipuoliseen teippiin. Huomaavaisin osaa arvioida englanninkielisyyttäni)

Nyt laitetta voidaan todella kutsua valmiiksi moduuliksi. Kokonaispaino 15,5 grammaa. Liian paljon verrattuna ostettuihin, mutta yleensä hyvin paljon. Ainakin malli, jonka kantama on 950 mm, vetää ilman ongelmia. Mutta jos jahdat painoa, voit irrottaa arduinon irtonaisesta jauheesta suoraan pöydälle, säästää 2 grammaa, käyttää ohutta millimetristä tekstoliittia (käytin mitä puolitoista tai kaksi millimetriä, ei mitannut), älä tee tapausta. Mutta onko niiden 5 gramman arvoinen? Esimerkiksi sovellukseni alkuperäisen vastaanottimen paino on 16 grammaa.
Laitteen tulisi sijaita vaakatasossa, nuoli osoittaa liikesuunnan. Laitetta ei myöskään voida asentaa ylösalaisin. Selvyyden vuoksi liitän kuvan.

Siirry nyt asetuksiin. Ensin sinun on kytkettävä laite tietokoneeseen ja avattava sitten liitetty graafinen käyttöliittymä. Jos ohjaimissa ei ole ongelmia, portin pitäisi näkyä ohjelmassa:

Me valitsemme sen. Nyt sinun on kalibroitava kiihtyvyysanturi. Painamme READ-painiketta ja jos kaikki on oikein, voimme tarkkailla anturin lukemia reaaliajassa. Asetamme laitteen tasaiselle alustalle ja painaamme CALIB_ACC. Yleensä “tasainen pinta” on pöytä tietokoneen lähellä, joten pidä kädet poissa pöydästä, kun painat kalibrointia. Kuka ei muista, kiihtyvyysanturi on kiihtyvyysanturi. Joten millään värähtelyillä tai värähtelyillä kalibroinnissa ei ole positiivista vaikutusta. Mutta jos mahdollista, on parempi kalibroida se tasolle altistetulla pinnalla. Gyroskooppi kalibroidaan itse aina, kun se kytketään päälle, joten sitä ei tarvitse kalibroida. Ainoa asia on, että kun kytket virran päälle, mallin tulisi olla paikallaan. Toisin sanoen, laitamme mallin maahan, käynnistämme sen ja älä koske siihen. Gyroskooppi kalibroidaan heti. Kalibrointi ilmaistaan ​​LED-merkkinä, joka on merkitty STATUS-tilaan.

Määritä AUX1 heti. Hänelle on kätevää käyttää kolmiasentoista kytkintä, jos lähettimessä on sellainen. Matalalla tasolla (kytkin on ensimmäisessä asennossa) vakautus poistetaan käytöstä, keskitasolla (ja vastaavassa asennossa) kiihtyvyysanturi kytketään päälle ja korkealla tasolla gyroskooppi ja kiihtyvyysanturi. Normaalille lennolle periaatteessa riittää kiihtyvyysanturi, FPV-lennoille käytetään yleensä gyroskooppia. Mikä olisi kuvailemasi - aseta arvot tässä esitetyllä tavalla:

Suosittelen, ettet kosketa näitä asetuksia ennen ensimmäistä lentoa. Vakautus toimii hyvin perusarvoissa, hyvin, ja siellä voit jo kiristää sitä, jos jokin ei sovi sinulle.

Seuraava. TPA vastaa näiden PID-asetusten arvosta kaasun sijainnista riippuen. Arvolla 0,00 PID-arvot ovat samat missä tahansa kaasuasennossa, toisin sanoen odotetusti millä tahansa nopeudella. Kun arvo on 1,00 kaasussa, 100% PID on nolla, ts. Vakautus poistetaan käytöstä. Arvon ollessa 0,5 per 100% kaasusta, huokoset ovat vastaavasti 50%. Täällä se on jo viritetty lentokoneelle ja akrobaattiselle tyylillesi, toistaiseksi olen jättänyt 50%.

Myös kanavalla AUX2 sinun on määritettävä vahvistus. Aseistus on kopteritermi. Inhimillisesti tätä kutsutaan moottorin lukituksen avaamiseksi. Lentokoneissa tämä toteutetaan yleensä ohjauslaitteiden kautta, mutta siitä lähtien Tämä ohjain oli alun perin kopteri - täällä se tehtiin melko kovana. Yleensä ripustetaan jonkinlainen ilmainen kytkentäkytkin AUX2: lle, ohjelmassa asetamme ARM: n korkealle tasolle. Täällä joku saattaa haluta huijata ja asettaa lukituksen kaikilla AUX2-tasoilla, mutta älä vain epäonnistu. Tässä tapauksessa monivirhe kieltäytyy käynnistämästä moottoria. Voidaan olettaa, että tämä on vika, mutta mielestäni suoja on pian. Kone lentää edelleen vain eteenpäin, ja vain jumalat tietävät, missä hallitsematon kopteri räjähtää.

Muuten, tämä on todella kätevää. Tarkemmin sanottuna sovelluksessani moottori lukitaan avaamalla siirtökytkin ylös. Tällöin laitteiden on oltava päällä vain kaikkien kytkinkytkimien ollessa yläasennossa. Toisin sanoen käy ilmi, että sinun on kytkettävä laite päälle, siirrä vaihtokytkintä alas moottorin estämiseksi ja siirrä se sitten takaisin ylös avaamiseksi. Ja et voi kääntää pääasiaa. Välittömästi osoittautuu inhimillisesti, ylemmässä asennossa moottori lukitaan, alemmassa auki.

Välilehdessä SERVO Voit kääntää servit tarvittaessa. Täällä he tekivät sen jotenkin monimutkaisesti. Ensin on painettava SERVO. Näkyviin tulee luettelo servoista ja tasoista. Jos painat peruutuspainiketta nyt ja yrität tallentaa, mitään ei tallenneta. Ensin on painettava GO LIVE, jonka jälkeen kun tikut hylätään, on mahdollista tarkkailla tason poikkeamaa ikkunassa. Nyt painamme halutun kanavan peruutuspainiketta ja sen jälkeen painaa SAVE. Nyt kaikki on tallennettu.

Tärkeä kohta laitteen irrottamisessa tietokoneesta. Jos vedät ohjelmointijohdot laitteesta tai vedät muuntimen USB-portista sulkematta COM-porttia tai MultiWiiConf-ohjelmaa, järjestelmä kaatuu ja sininen näyttö on noin 100% todennäköinen. Ainakin kannettavalla tietokoneellani se on. Olen jopa tarkistanut. En tiedä onko tämä ongelma laitteistossani vai reagoiko se näkyvästi virtuaaliseen COM-porttiin, mutta jos sitä varoitetaan, se tarkoittaa, että se on asetettu. Pidä mielessä.

Ja vielä muutama asetus, joka saattaa olla hyödyllinen. Jos vastaanottimesi osaa antaa PPM-signaalin, kannattaa ehkä lähettää se monikuvaan. Voit tehdä tämän avaamalla laiteohjelmistotiedoston, siirtymällä config.h-välilehdelle ja etsimällä osa PPM-summareseptori (kirkastettu Ctrl + F). Täältä sinun täytyy purkaa 2 riviä. Kuka ei ole aiheessa, kommentoimaton - tämä tarkoittaa kahden viitan poistamista rivin alussa. Se oli näin:

// # määrittele PPM_ON_THROTTLE

#define PPM_ON_THROTTLE

// # määrittele SERIAL_SUM_PPM PITCH, YAW, THROTTLE, ROLL, AUX1, AUX2, AUX3, AUX4,8,9,10,11 // Graupner / Spektrum
// # määrittele SERIAL_SUM_PPM ROLL, PITCH, THROTTLE, YAW, AUX1, AUX2, AUX3, AUX4,8,9,10,11 // Robe / Hitec / Futaba
// # määrittele SERIAL_SUM_PPM ROLL, PITCH, YAW, THROTTLE, AUX1, AUX2, AUX3, AUX4,8,9,10,11 // Multiplexille
// # määrittele SERIAL_SUM_PPM PITCH, ROLL, THROTTLE, YAW, AUX1, AUX2, AUX3, AUX4,8,9,10,11 // Joillekin Hitec / Sanwa / Others

Minun tapauksessani tämä on toinen rivi, jossa on Futaba (mitä varten minulla on FlySky-varusteita). Tässä voi olla tarpeen valita empiirisesti, on mahdollista määrätä haluttu jakso itse. Tavalla tai toisella, siinä ei ole mitään monimutkaista. Käännämme luonnos ja täytä se uudella. Palaa normaalitilaan tekemällä päinvastainen, kommentoi rivit, käännä, täytä. Haluan kiinnittää huomiota, kun luonnos on ladattu uudelleen, kaikki asetukset ja kalibrointi koputetaan, pidä tämä mielessä.

Toinen yleinen ongelma, jota ymmärrän usein kohtaamalla, en ole poikkeus.Kun kaikki on koottu ja konfiguroitu, kytketty kaikki ohjauspyörät - peräsin kelluu. Kaukosäätimen kahvat nykäisivät - se näytti olevan paikoillaan, mutta jos luisto ravisteli vähän - se kelluu jälleen sivulle ja melko vakavaan kulmaan. Sitä käsitellään elementaarisesti: Aseta arvo GUI-ohjelmassa YAW - minä nollaan. Ongelma poistuu heti.

Yleensä, jos sinulla on kokemusta piirilevyjen valmistuksesta, laite kootaan yhteen iltaan. Tein jo itse koneen perusasetukset luonnoksessa, loput kuvailin artikkelissa. Tietoja oli kerättävä erilaisilta, pääasiassa ulkomaisilta foorumeilta. Annan kuitenkin linkkejä eri lähteisiin, jotka auttavat muissa ongelmissa, vaikka niiden ei pitäisi olla.

, josta lainasin hallituksen muotokerroin. En tarjoa ostamista, mutta aiheesta on yksityiskohtainen opas firmware-määrityksistä englanniksi. Totta vanhaan laiteohjelmistoversioon, mutta uudessa kaikki on melkein sama. Haarassa on myös tila, jonka avulla voit säätää PID-asetuksia reaaliajassa potentiometrin ohjauslaitteiden avulla.

. Hänellä on oma henkilökohtainen uudelleenkirjoitettu laiteohjelmisto, he sanovat, että se on ihanteellisesti optimoitu lentokoneisiin. Mutta jälleen kerran, vanha versio. Voit kokeilla sitä, mutta en ole vastuussa sellaisten häiriöiden esiintymisestä, joita ei kuvata tässä artikkelissa. Asetuksista on paljon kuvauksia.

. Mutta siellä kuvatut perustiedot, nimittäin peräsimen käsittely, olen jo hahmotellut. Siitä huolimatta, et koskaan tiedä.

Kokonaiskustannukset vaihtelevat 4 - 8 dollaria, riippuen siitä, mistä hinnasta arduino ja moduuli ostettiin, onko kotona tekstoliitti, onko ohjelmoijaa. Joka tapauksessa tämä on useita kertoja pienempi kuin markkina-arvo alkaen 20 dollaria per laite, jolla on samat ominaisuudet. Henkilökohtaisesti se maksoi minulle 2 dollaria, varastossa arduinoa sellaisiin tarkoituksiin ostettiin vuosi sitten, ei ollut vain moduulia.

Seuraavassa liitteenä olevassa arkistossa on luonnokset arduinolle, MultiWiiConf-asennusohjelma eri käyttöjärjestelmille, piirikorttitiedosto (avaamiseksi tarvitset SprintLayout-version vähintään version 6) sekä painettu piirilevy PDF-muodossa niille, joilla ei ole kotona lasertulostinta ( täytyy tulostaa 100%).