Elektronika modelarska

Newsy

Nowinki dotyczące różnych zagadnień dotyczących działalności i użycia projektów Pitlaba

Wystartowaliśmy z testami beta modułu autopilota przeznaczonego dla OSD. Autopilot (AP) wzbogaca OSD o sztuczny horyzont, kurs magnetyczny, wysokość barometryczną i wariometr. Dodatkowo stabilizuje samolot, daje możliwość automatycznego powrotu do bazy przy zaniku sterowania RC oraz lot po waypointach. Podstawowa konfiguracja AP jest z poziomu OSD. Rzeczy takie jak kalibracja czy zmiana firmware wykonuje się przy użyciu aplikacji PC, do której podłączamy się przez złącze USB.

OSD z AP


Moduł AP montuje się na OSD przy pomocy 2 złącz szpilkowych i 4 poliamidowych kołków. Płytka AP zakrywa złącza GPS i UARTA w OSD. Złącze GPS na płytce AP jest wewnętrznie połączone ze złączem GPS w OSD aby urządzenia współdzieliły odbiornik między siebie.

Zasilany jest z napięcia 5V dla serw. Odczytuje kanały z 7 wejść podłączonych do odbiornika i steruje 5 kanałami (kanał 6 jest zapasowy, służy do zasilania).

Przegląd polskich BSL

 

Zapraszamy do odwiedzenia naszego stoiska na wystawie

Nasze stoisko w MT

Zaczynając zabawę z wielowirnikowcami naczytałem się na forach ile to ludzie nałamali śmigieł, napsuli silników itd, więc robiąc zakupy wziąłem 6 kompletów napędu do swojego quadrokoptera. Póki co po kilku godzinach w powietrzu tej eksperymentalnej konstrukcji, oryginalnie zamocowany napęd trzyma się nieźle. Do tej pory wymieniłem tylko 3 śmigła, dwa komplety nóżek i jedno ramię.

Jedzie teraz do mnie komplet regulatorów fast PWM przeznaczonych do eksperymentów, wiec pomyślałem sobie że z nadmiarowego napędu zrobię stanowisko testowe - zawsze to wygodniej trzymać na biurku jedno ramię niż całego koptera.

Do nowego roku latałem ze śmigłami zamocowanymi na propsaverach - było OK. Słysząc zewsząd narzekania na drgania nie doświadczałem tego u siebie. Trochę drgało na niskich obrotach, ale dotychczas nie zauważyłem wpływu tych drgań na proces sterowania ani destrukcyjnego wpływu na łożyska w silniku.

Ponieważ gumki w propsaverach są bardzo lichej jakości, po noworocznych lotach i dniu stania w cieple pękły 3 z 4 ostatnich. Chcąc nie chcąc założyłem piasty ale jeszcze nie uruchamiałem koptera w takiej konfiguracji.

Na stanowisku testowym też założyłem śmigło na piastę i dopiero zrozumiałem co to znaczy drgania. Na bardzo wolnych obrotach wszystko wydaje się idealnie centryczne i wyważone, ale przy trochę wyższych, końcówka piasty zaczyna tańczyć +-5mm i muszę z całej siły trzymać belkę ramienia aby nie wyrwała się z ręki. Zupełna porażka. Śmigło jest akceptowalnie wyważone a mimo to umieszczenie go na 15 mm ramieniu (odległość od korpusu silnika do spodu śmigła) powoduje takie wibracje.

Czytaj więcej: Sposób mocowania śmigieł

Utrzymanie w równowadze niestabilnej platformy jaką jest quadrokopter wymaga dwóch podstawowych rzeczy: dobrej jednostki inercyjnej, która jest źródłem informacji o położeniu w przestrzeni, oraz zestawu regulatorów sterujących mechanizmami wykonawczymi (tu czterema silnikami) tak aby utrzymać ją możliwie jak najbliżej zadanych wartości kątów orientacji.

Na obecnym etapie rozwoju, quadrokopter stabilizowany jest kaskadą regulatorów PID. Każdy z 3 kątów oraz wysokość ma swoje dwa regulatory połączone kaskadowo.

Kaskadowy regulator PID

Pierwszy regulator sterujący bezpośrednio regulatorem prędkości obrotowej silnika (ESC) stabilizuje pierwsza pochodną regulowanego parametru, czyli prędkością kątową pochylania, przechylania i odchylania a w przypadku wysokości prędkością pionową. Wartościami odniesienia są tutaj prędkości kątowe z żyroskopów, oraz wariometr. Do latania ręcznego w zasadzie tyle wystarczy. Tak właśnie działają najprostsze sterowniki lotu (FC - Flight Controller). Zadaniem pilota jest ręczne stabilizowanie platformy. Chcąc zawisnąć poziomo, musi utrzymać wszystkie regulatory w zerze. Taki tryb pracy umożliwia, przynajmniej teoretycznie latanie pod dowolnymi kątami, nawet do góry nogami, dlatego nazywany jest trybem akrobacyjnym (Acro).

 

Chcąc móc skupić się na wykonywaniu konkretnego celu a nie samym locie potrzeba czegoś więcej. Do tego służy drugi kontroler w kaskadzie, który stabilizuje kąty pochylenia, przechylenia i odchylenia, oraz wysokość. Punktem odniesienia tutaj są kąty z jednostki inercyjnej + wartość zadana wprowadzona drążkami aparatury przez pilota. Dobrze nastrojony regulator powinien móc utrzymać platformę pod zadanym kątem i na zadanej wysokości. Taki tryb nazywa się stabilnym i zwykle ma ograniczone możliwości ręcznego wytrącania platformy z równowagi. Puszczenie drążków aparatury przynajmniej teoretycznie powinno skutkować zawiśnięciem w jednym miejscu (w praktyce bywa różnie).

 

Czytaj więcej: Strojenie regulatorów PID w czasie lotu

Oprogramowanie komputera pokładowego AutoPitLot powoli, ale systematycznie rozwija się. Aktualnie jest na etapie samodzielnej stabilizacji platformy. Pozwala to na wykonanie pierwszych lotów quadrokopterem jako obiektem latającym o zerowej stabilności. W tej chwili stabilizowane są cztery parametry: przechylenie i pochylenie mają stabilizowany kąt, odchylenie stabilizowaną prędkość kątową a wysokość ma stabilizowaną wariometrem prędkość pionową. Tak wygląda lot quadrokoptera:

Czytaj więcej: Pierwsze loty AutoPitLota na quadrokopterze

W poprzednim artykule porównywałem czujniki ciśnienia, teraz pora na żyroskop i akcelerometr. Są to czujniki zapewniające stabilność naszej platformie i od ich parametrów zależy to, czy w każdych warunkach temperaturowych będzie ona utrzymywała właściwe kąty orientacji w przestrzeni. Zbadane zostaną żyroskopy IDG-500, ISZ-500, ITG-3200, ADXRS613 oraz akcelerometry MMA7341 i LIS302DLH.

Czytaj więcej: Porównanie żyroskopów i akcelerometrów

Lataj bezpiecznie swoim UAV

Logowanie