Постройка квадрокоптера шаг за шагом. Делюсь бесценным опытом 2

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.
  • +8
  • 07 ноября 2012, 20:11
  • Leon11t

Комментарии (80)

RSS свернуть / развернуть
Какое радиоупарвление использовали?
0
Turnigy 9x
0
Судя по последней фотке, Turnigy 9X.
0
Плата не знает где линия горизонта, на какой высоте находится аппарат, нету компаса для удержания курса, нету ничего, кроме ваших навыков пилотирования!
Думаю, по началу это и неплохо — нуна учиться летать :)
Как подобрать для вашего аппарата винто-моторную пару можно почитать здесь.
Ты что-нибудь понял из этой темы? По-моему, полсотни страниц мнений и прочего бреда, и полграмма полезных данных (в общем, типично для форумов — максимум базара, минимум толку).

Не помешало бы видео, как оно летает, желательно заснять взлёт и висение, чтобы вообще мона было понять что ожидать от этого квадрика.
0
ХЗ когда видео засниму, у нас тут погода не спокойная, не летная так сказать.
0
А можете хоть приблизительно, на глаз, оценить горизонтальный дрейф в режиме стабилизации?

И еще такой вопрос – Вы не смотрели по телеметрии насколько показатели расчетных углов крена и тангажа уходят от их реального значения из-за вибрации?
0
По правде говоря, я только на коптер смотрел, чтоб он в землю не шлепнулся. На телеметрию смотреть даже в голову не пришло. Я после КуКа немного боюсь. Там нужно било все держать под контролем.
Погода пока не льотная, так что на улице поиграться не виходит.
0
Взлетать не нужно. Просто подключаем коптер к телеметрии, ставим на стол, калибруем акселерометр. Углы крена и тангажа установятся в 0. Потом запускаем двигатели и выставляем обороты немного ниже взлетных, взлетать не нужно. И смотрим на значения углов крена и тангажа по телеметрии – в теории они должны быть равны 0 (коптрер стоит на земле) но на практике, из-за вибрации они плавают в некотором диапазоне около 0. Интересует, в каком диапазоне они у Вас плавают.
0
Сделал то что вы просили. Показания Pitch=0.0 Roll=0.0, не отрываясь от земли, на максимальных оборотах.
В воздухе показания будут другими.
0
На графиках, показания только слегка дребезжат. Винты были установлены.
0
Огромное Вам спасибо.

Тобиш, отклонения от 0 нет вообще, я правильно понял?
На графиках, показания только слегка дребезжат
Какие именно показания – сырые данные с акселерометра/гироскопа или, все же, значения углов?
0
сырые данные с акселерометра/гироскопа на графиках, только слегка дребезжат.
Если я вас правильно понял.
Где посмотреть значения углов не знаю.
0
А что насчёт магнетометра? Не уползает при запуске моторов?
0
Магнетометр вроде стабильно. Циферки после запятой беснуются, но крупные числа всегда на месте. Меняются только когда начать вращать коптер.
0
Компас от силовых проводов где то на высоте 5см.
0
Где посмотреть значения углов не знаю.

Упс, посмотрел, оказывается стандартная программа телеметрии WultiWii не показывает на графиках расчетное значение углов. Обидно…

Я в своем контроллере повторил протокол обмена WultiWii и использую данную программу (вернее альтернативную — Mw-WinGUI) для визуализации телеметрии, но я, дополнительно, вывожу на графики значения углов.

Все равно, большое Вам спасибо.
0
Я пользуюсь программой для андройда MultiWii EZ-GUI.
0
Думаю, по началу это и неплохо — нуна учиться летать :)

Из своего опыта: не уверен, что учится летать нужно на чем-то типа КуКа (хотя, такое мнение достаточно распространенно). ИМХО учится лучше со стабилизацией, так поначалу проще выработаться основные рефлексы (а нужны именно рефлексы). Когда полеты со стабилизацией покажутся скучными – стабилизацию можно отключить. Плюс, не все моделисты хотят прокачивать скил пилота :) Например моя цель – полностью автоматический полет, ручное управление коптером меня не очень интересует.
+1
интересно было почитать. +1
+1
GN в моем лице негодуэ. после пятого косяка перестал внимательно читать и пробежался по диагонали и картинкам.

и да, «бесценным опытом» — сильно-сильно самонадеянно…
0
но первая фотка доставила. да.
0
ггыыы…
хоть признавайтесь, кто нагадил.
0
Это не я :-)) Хотя на счет бесценного опыта я согласен, для автора он вполне бесценен.
0
минусы тебе убрал
0
да не в минусах дело, какая-то с… волочь в душу нагадила, и не признается… ;)

вот чесслово не понимаю. неужели кому-то приятно читать
експерименты
Две пари
должен бить сбалансирован
Что касается плати-контроля полета
?

маянипанимать… %)
0
Да да, это конечно бесит. Я как то на форуме сильно матерился на одного паренька и молил купить русскую клавиатуру. Модерам пришлось 60 % текста заменять пристойными оборотами :-))
0
возьми поставь себе какую то раскладку третьей и попробуй проживи так с месяц. рускую раскладку ставят только те кому реально в жопу печет. я например те буквы каких нету — вставляю копированием с чужих постов, а насчет ошибок топикстартера то он скорее всего раскладки попутал, 95% букаф то у нас одинаковые.
хотя чего, те люди что юзают софт аля VGA-шный индикатор клавы в трее может и смотрят на какой они раскладке, я же всегда знаю что из локов включено и раскладку (одну из двух) путаю очень редко
0
Да нет, все очень банально:) У меня на клаве украинские, русские буквы и латинские. Так как у нас во Львове 80% населения разговаривает на украинском, нет нужды разговаривать из оставшимися 20% по русски, потому что они и так понимают. Короче мозги то думают украинской, а клавиши не совпадают. То есть русские буквы ровняются "Є"=рускому«Е»,"і"=рускому«И»,«и»=рускому«ы»… А некоторых русских букв в украинском алфавите вобще нету «ё»ъ". Надеюсь я все правильно изложил.
0
Это всё можно простить ради шедеврального «Бибророзвязка» :)
0
раскрыть комментарий
-7
Бибер?! На моем we.ee?! Я печенькой подавился с этой фотки. не надо так больше делать, а
+1
%картинка прищурившегося Фрая из Футурамы%
Интересно, один я не знаю что за парень на картинке выше?
+2
А знал бы — не был бы так уверен, что это парень.
0
ААА!!!1111111 Минусуйте его срочно, ато ща сюда набегут малолетние мокрощелки и все тут засрут!!!
0
Тыж смотри! Сработало. уже -3
0
-5
и да, что это за х?
0
Минусы мне похую.
0
Это не я :-))
а что, было дело? ;)
0
не, я не минусую тут никого.
0
Поделитесь кто-нить схемой простейшего регулятора для мотора плиз )
Это что-то вроде того, что тут были статьи про мотор HDD? Или с шимами? Или вообще гун (если как я понял из квадрофорумов частота от напряжения зависит?) )
0
Первая фотка тупая.
0
Первая фотка для привлечения внимания:)
0
в экс-ссср кдпв должна быть такой:
+3
Вот садюга.
0
А как производился выбор мотора? Советуют для упрощения управления брать с меньшим kV, в районе 750-800.
0
  • avatar
  • STAR
  • 07 ноября 2012, 23:33
Сам по себе мотор не выбераеться. Нужно еще и учитывать конфигурацию винта. Как я писал, это целая тема для обсуждения.
0
А хоть ссылочку можно? А то ничего кроме «пространственных» рассуждений не нашёл.
0
Тут точной ссылочки нету. Потому и «пространственные» рассуждения.
Точные данные вам дадут только собственные эксперименты.
0
Чтобы не было «пространственных рассуждений»-существует хороший софт по имени Motocalc. Который позволяет рассчитывать токи, тягу, мощность, КПД, и другие параметры ВМГ. Пользуется популярностью у начинающих моделистов, гуглем находится на раз-два…
+2
Об таком не знал. Мне двигатель помогли подобрать. Спасибо.
0
Будет интересно если вы рассчитаете в этой программе тягу для своих двигателей и винтов и сравните с тем, что на практике получается.
0
Если не делать ошибок при задании исходных данных-обычно совпадает с точностью плюс-минус 5-7%… :)
0
Чтобы всё было в одной куче-недавно нашёл ссылочку на интересный онлайн-ресурс для расчётов силовых установок RC моделей: www.ecalc.ch/indexcalc.htm
Для расчёта силовых установок квадро- и прочих -коптеров надо использовать вариант PropCalc. Сильно долго я с этим калькулятором не разбирался, так, пару хорошо знакомых и успешно летающих конфигураций просчитал-с практикой совпадает, погрешность около 5%. Маленький хинт, который, кстати, справедлив и для MotoCalc: обязательно правильно указывайте тип (производителя) воздушного винта! Небольшая ошибка в параметрах математической модели пропеллера, как правило, приводит к весьма значительным ошибкам в расчётах. Разные аэродинамические крутки лопастей, форма лопасти и т.п. мелочи приводят к тому, что, скажем, 8х4 APC != 8x4 GWS DD… На практике, собственно, тоже разница заметна…
0
Погрешность побольше, чем 5%. У меня по времени полета до 20% промахивался калькулятор. Но для предварительного расчета очень даже неплох.
0
Полётное время зависит от очень многих параметров… Калькулятор понятия не имеет о реальном коэффициенте лобового сопротивления конкретно данного самолёта-это раз, во-вторых, летать тоже можно по-разному, скажем, на одном и том же самолёте с теми же самыми батареями, если у меня нет желания повыё… :) а просто хочется спокойно, блинчиком, плавно и медленно полетать-то летает до отсечки конкретный экземпляр девять минут. Если же шило в задницу уколет — пилотаж покрутить, то можно и за пять минут батарею высадить. Поэтому полётное время в этих калькуляторах-оно больше для прикинуть, да сравнить с другими конфигурациями (MotoCalc, к примеру, умеет просчитывать разные варианты силовых установок одним «пакетом», потом по параметру «полётное время» можно отобрать нужное среди пачки результатов-если стоит цель именно летать долго). Но что касается статической тяги, оборотов, токов-там разброс гораздо меньше…
+1
Если что то забыл или наделал кучу грамматических ошибок, пишите в личку.

А я предупреждал. Ачепятки и бесовые букафы в словах поменял!
0
Ну ппц. Школа по тебе конечно плачет! А твой преподаватель русского от такого бы забился в конвульсиях, но! Вещи описаны интересные и для новичков полезные. Проблема выбора комплектухи и согласования — основа для всех и, зачастую, понимание все и вся приходит только с опытом
0
Дело в том, что парень — со Львова, а там все говорят по-украински. Собственно, 90% его ошибок — т.н. украинизмы.
Но вот хотя бы в «ворде» прогнать текст уж можно было, конечно.
Да, изнутри эту кухню рассмотреть интересно. Особенно то, что касается набития шишек. =)
0
У конкурсі “Україна очима москалів” перемогу здобув пан Тарас зі Львова, який виклав очима москалів трьохметрове слово УКРАЇНА!
0
Вот Карлсона на квадрокоптер еще никто не натягивал.
0
(Обсуждение на anekdot.ru)
А вот почему Карлсона, при его одновинтовой схеме, не крутит в
противоположную вращению винта сторону?
Неужели он создает встречную циркуляцию варенья по кишечнику и таким
образом компенсирует возникающий вращающий момент?
+1
А вот почему Карлсона, при его одновинтовой схеме, не крутит в противоположную вращению винта сторону?

Судя по картинке, он компенсирует вращающий момент выхлопными газами, направляя их левой рукой в нужную сторону.
+1
Одним вареньем в таком случае не обойдешься. Горох, только горох ))))
0
Здесь подробней :)
+1
Здорово, конечно, но читать тяжко.
«Пластины сделаны хорошо, а вот литые лучи, вылиты крива. »
«И еще в наборе идут болтики из шляпками под шестигранный ключ.»
И. т. д.

Ну, и шедевр:
«Эта платка в несколько раз превышала достоинством, старую.»
Это они «достоинствами меряются»?! А запятая зачем?!
Или всё же «У этой платы достоинств было больше, чем у первой»?

Ну ведь можно не торопиться, и не относиться к этому наплевательски!..
-3
ща сольют.
это не в чести.
нада писать ниграматна, а (му)читилей минусавать, нах!
-3
Пора уже делать замечания по грамматике в ЛС, как на хабре.
+1
всем не напишишься, а аффтару прогнать спеллчекером — минутное дело.
-1
*фсем
0
Добавил к статейке видео полетов.
+3
Аккуратно летает. А на видео, где коптер постоянно в снег падает кук используется?
0
Да, там кук и старый вариант рамы. Еще осталось протестить GPS.
0
Да, судя по видео стабилизация работает неплохо.
Я так понял, у Вас стандартная MultiWii прошивка, и Digital Motion Processor в MPU-6050 не используется?
0
Не совсем стандартная. Прошивочку подшаманивал товарищ под ником «mahowik»
Не могу найти линк на его прошу, называется MultiWii_dev_r1177_by_mahowik
0
Посмотрел на бранч mahowik’а (http://code.google.com/p/multiwii/source/browse/branches/Mahowik/). DMP он не использует. Те изменения, которые я увидел, касались, в основном, удержания высоты по барометру.
А вы пробовали летать на оригинальной прошивке, на сколько прошивка от mahowik’а лучше?
0
Оригинал даже не ставил никогда. А маховик прошивку оптимизировал именно под эту плату. Да, баро его заслуга и нмогое другое.
0
Молодец, годно сделал. Мне бы столько денег, я б тоже уже вовсю летал с фотиком, а не страдал хернёй в ожидании очередного пакета пропеллеров) на НГ думаю взять либо Rabbit, либо описанную Вами платку. А потом уже ближе к лету возможно перенесу эти все кишки на новую раму, поглядываю в сторону Turnigy HAL
PS становлюсь интересной личностью лол))
+1
  • avatar
  • enq
  • 10 ноября 2012, 19:20
Вообще MultiWii полетит даже, если к табуретке привязать веревкой. Главное правильно настроить в прошивке частоту среза LPF. Как правило 42 Гц это оптимально и вибрации отлично отфильтровываются.
0
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.