Ang sistema ng pag-stabilize ng sasakyang panghimpapawid na gawa sa eroplano batay sa Arduino

Kamakailan lamang, naging interesado ako sa tema ng modelo ng sasakyang panghimpapawid. At pagkatapos ay nagsimula ito: nagtayo siya ng isang eroplano, bumili ng kagamitan. Inaasahan ang mabilis na pagkamatay ng unang modelo nang hindi umaalis mula sa takilya, sinimulan niyang kolektahin ang pangalawa, habang sabay na nagtatrabaho sa simulator. Sa pangkalahatan, naantala ko ang aking unang tunay na paglipad hangga't maaari, takot na masira ako ang modelo. At pagkatapos, sa pamamagitan ng aksidente, pag-araro ng bukas na mga puwang ng aliexpress, napunta ako sa isang kawili-wiling bagay - ang sistema ng pag-stabilize ng flight. Ito ay isang maliit na aparato na may sukat ng tatanggap na nag-aayos ng paglipad ng isang eroplano, ginagawa itong mas makinis, pinapawi ang mga bahid ng piloto. Nagsimula upang maghanap, magbasa, sinasabi nila at talagang isang magandang bagay para sa mga nagsisimula. Kumbaga, dito ako nagputok - gusto ko at kahit papaano ay pumutok ka. Ito ay lamang na ang badyet ay naubos na ... Tila na ang eroplano ay magtatayo ng isang katanungan na 10 dolyar sa kisame, at bumili ng kagamitan, bumili ng baterya, bumili ng isang charger para dito, isang makina, isang regulator, servo, tagabenta ... Sa madaling sabi, maraming mga nangyayari. Ang isang maliit na nalulumbay, ngunit hindi sumuko, sinimulan kong matuyo ang likod ng aking ulo: kaya, alam kong alam kung paano ibebenta. Nagsimula siyang maghanap at halos agad na natagpuan ang isang maliit na artikulo na pinamagatang "Ang sistema ng pag-stabilize ng sasakyang panghimpapawid para sa 200 rubles." Isang napaka-katamtaman na maliit na artikulo na may isang napaka-katamtaman na pagpapatupad. Ngunit ito ay isang bagay. Umakyat siya sa mga dayuhang forum - at narito, ito ay isang malaking proyekto na may patuloy na pag-unlad! Napagpasyahan, gagawin namin ito!

Ang proyekto ay tinatawag na MultiWii. Sa una, ito ay ipinaglihi bilang isang flight controller para sa batay sa multicopter arduino, ngunit sa paglipas ng panahon, nagsimulang lumago at umunlad. Ngayon mayroong isang code na nagbibigay-daan sa iyo upang ilagay ang sistemang pag-stabilize sa mga sasakyang panghimpapawid at V na pakpak. Para sa pinakasimpleng pagpapatupad, tulad ng sa artikulo sa itaas, kakailanganin mo lamang ng 2 bagay: arduino at accelerometer. Ang lahat ng ito ay maaaring soldered ng mga wire, puno ng mainit na snot at gagana. Ngunit maaari at magiging, hindi lang ako gagana.

Tulad ng sinabi ko, ang proyekto ay lumalaki at umuunlad. Kaya dito maaari mong i-screw ang isa pang module ng Bluetooth upang mai-configure ang controller mula sa telepono, isang barometer, upang makontrol ang altitude, GPS upang ibalik ang modelo na "bahay" kapag nawala ang signal. Bilang karagdagan sa ito, ang paksa ng mga improvised na tatanggap batay sa parehong arduino at isang murang module ng komunikasyon na A7105 ay lumalaki din, na kung walang operasyon ay nakakasagabal sa aking kagamitan sa FlySky i6, kaya sa teorya maaari mong ikonekta ang dalawang mga proyekto at makakuha ng buong talino para sa isang eroplano, isang glider o mga pakpak. At sa isang kompartimento na may nabanggit na kagamitan sa badyet, na tahimik na lumipad mula sa 6 na mga channel hanggang 14, sa pangkalahatan ay lumabas lamang perpekto para sa isang nagsisimula para sa kanyang pera.

Para sa kadahilanang ito, sinubukan kong gawin ang circuit board para sa aparatong ito nang simple hangga't maaari, iyon ay, isang panig at may isang bakal. Siyempre, kakailanganin ang kaalaman sa electronics sa radyo, kahit na ang kakayahang magbenta nang higit pa o mas mababa sa husay, maaari kang mag-order ng isang board at sa mga matinding kaso, ngunit sa esensya ito ay isang taga-disenyo: Nagtahi ako ng isang arduino, ibinebenta nito, ang module at pagsuklay sa board, handa na ito. Pinakamababang pagsisikap.

Para sa arduinka firmware, kakailanganin mo ang isang espesyal na converter ng USB - UART (TTL), dahil Ang Arduino PRO Mini ay walang isang USB interface. Hindi ka dapat matakot sa ito, bilang isang panuntunan, maaari mo itong bilhin sa parehong lugar kung saan ibinebenta ang arduino at mga module. Ang pagkakaiba-iba lamang sa firmware sa pamamagitan ng converter na ito ay kailangan mong maingat na pindutin ang pag-reset ng pindutan sa arduino mismo na mahigpit sa oras na ang pag-download ng sketch, bagaman mayroong mga nagko-convert na hilahin ang pag-reset ng paa mismo. Hindi ko mailalarawan ang pamamaraan para sa pag-upload ng isang sketsa; mayroon na isang milyong artikulo at video sa paksang ito na isinulat at binaril.

Ang susunod na hakbang ay ang paggawa ng board. Ang board ay ginawa ng anumang magagamit na teknolohiya o iniutos. Lubhang pinapayuhan ko ang pagluluha ng mga track, mas mahusay na gumamit ng haluang ROSE o WOODA, upang ang layer ay maliit lamang hangga't maaari, ang mga malalaking alon ay hindi lumibot dito, at mas mahusay na protektahan ang tanso mula sa labis na kaagnasan, ulan, snow, hindi mo alam, hindi pa rin ito aparato sa bahay. Gumawa ako ng isang walang awa na LUT, hindi ang pinakamahusay na resulta, maaari kang gumawa ng maraming masamang printer, ngunit nagmamalasakit)

Sa likod ng mga ito ay arduino. Ang mga binti para sa pag-flash ng arduinki ay kailangang ma-soldered pataas o angular na mga patagilid. Maaari mong punan ang sketch kaagad, hindi mo maaaring punan ito, hindi mahalaga, dahil ang aparato na natipon ay magkakaroon pa rin na konektado sa computer, kaya ang madaling ma-access ang mga contact sa programming. Ang payo lamang ay suriin ang arduino bago paghihinang, punan ang anumang sketch sa pagsubok at tiyaking kumikislap ang board. Nagbebenta lamang ito pagkatapos ay magiging almuranas.

Well at lahat pa. Ang accelerometer ay soldered sa mataas na binti at matatagpuan sa itaas ng arduino. Hindi ko itatago ang isang kasalanan, sinaksihan ko ang gayong layout sa isang dayuhan na forum sa isang naibenta, ngunit iginuhit ko ang aking sariling isang parehong scarf. Tulad ng para sa akin, ang kawalan ng tatlong mga jumpers ay hindi nagkakahalaga ng pag-aalsa sa isang double-panig na board, kahit gaano kalaki ang hindi magandang form na ang pagkakaroon ng mga parehong jumpers ay hindi isinasaalang-alang.

Isang caveat. May isang risistor at LED sa board. Ang format ng Resistor SMD ay maaaring mawala sa ilang mga sirang kagamitan, ang nominal na halaga ng 500 Ohms - 1.5 kOhm. Maaari kang kumuha ng isang ordinaryong 3mm LED, nagkaroon ako ng isang hugis-parihaba, binebenta ko ito.

Sa yugtong ito, ang aparato, sa prinsipyo, ay maaaring ma-konektado at mai-configure, ngunit sa tila hindi kumpleto sa akin. Electronics para sa mga modelo na kinokontrol ng radyo ay matagal nang nakakuha ng isang modular na character. Samakatuwid, sa palagay ko ang aparato na ito ay dapat dalhin sa natapos na module, na madaling mai-mount sa modelo at kumonekta. Upang gawin ito, kailangan niya ng kaso. Ang isang mahusay na pagpipilian ay upang mai-print ito sa isang 3D printer, ang plastik na ginamit para sa pag-print ay magaan at matibay. Ngunit hindi lahat ay mayroon nito. Maaari mong gawin ang kaso sa pamamagitan ng thermoforming, sa Internet mayroong isang tonelada ng impormasyon kung paano gumawa ng isang simpleng makina para dito mula sa isang vacuum cleaner, timber, at isang piraso ng playwud. Ngunit para dito kailangan mong gumawa ng isang blockhead, at ito ay katamaran. Dito, kinuha ko ang landas ng hindi bababa sa paglaban. Oo, at ang gayong pamamaraan ay magiging katulad sa artikulong ito - upang gawing simple hangga't maaari, gamit ang isang minimum na mga tool.

Pinutol ko ang dalawang piraso ng plastik ayon sa laki ng board, sa aking kaso manipis na transparent PVC, ngunit maaari kang gumamit ng anuman, isang kahon mula sa isang disk, halimbawa. Hindi ako kumuha ng mga pansamantalang larawan, ngunit sa palagay ko magiging malinaw na ito.Gamit ang isang pinuno, sinukat ko ang distansya sa mga contact sa board, at pinutol ang mga bintana para sa kanila sa tuktok ng "kaso". Nag-drill ako ng mga butas na coaxially sa mga butas sa board at ikinonekta ang lahat kasama ang mga improvised na rivets mula sa mga tubo mula sa mga tainga na sticks. Upang makagawa ng ganoong rivet, sapat na upang malumanay na hawakan ang dulo ng tubo sa apoy ng mas magaan at kapag ang isang form ng pag-agos, pindutin ito laban sa katawan ng mas magaan na ito. Sa baligtad na bahagi, pinutol namin ang mga tubo na nag-iiwan ng isang pares ng milimetro at gawin ang parehong. Tulad ng ginamit ng mga spacer ng mga segment ng tubo mula sa dropper. Bilang isang resulta, ang gayong sandwich ay lumabas:

Madaling gawin, magaan, simple at maaasahan. Maginhawa na itong mai-mount sa fuselage ng sasakyang panghimpapawid sa pamamagitan ng gluing sa ilalim ng isang pares ng mga "automobile" na double-sided tape. Ngunit para sa buong larawan, kailangan mo pa rin ng isang pangalan, na sasabihin sa iyo sa kalahati ng isang taon, kapag ang labing isang iba pang mga scheme ay tipunin, kung ano ang makakonekta.

Ang nameplate nakalimbag sa self-adhesive glossy paper. Kamakailan lamang na binili para sa naturang mga layunin. Dati, ginawa ko ito: Nag-print ako sa kung ano ang mayroon ako, nakalamina gamit ang malagkit na tape at nakadikit ito sa double-sided tape. Ang pinaka matulungin ay maaaring suriin ang aking antas ng Ingles)

Ngayon ang aparato ay maaaring tawaging isang handa na module. Ang kabuuang timbang ng 15.5 gramo. Masyadong marami kung ihahambing sa binili, ngunit sa pangkalahatan, napaka wala. Hindi bababa sa aking modelo na may isang saklaw na 950mm ay hilahin nang walang mga problema. Ngunit kung hinabol mo ang timbang, maaari mong i-unsold ang arduino mula sa maluwag na pulbos nang direkta sa board, i-save ang 2 gramo, gumamit ng isang manipis na milimiter na textolite (ginamit ko kung alin ang isa, isa at kalahati o dalawang milimetro, ay hindi sinukat), huwag gawin ang kaso. Ngunit sulit ba ang mga 5 gramo? Halimbawa, ang bigat ng katutubong tatanggap mula sa aking app ay 16 gramo.
Ang aparato ay dapat na matatagpuan sa isang pahalang na eroplano, ang arrow ay nagpapahiwatig ng direksyon ng paggalaw. Gayundin, ang aparato ay hindi mai-install baligtad. Para sa kalinawan, naka-attach ako ng isang larawan.

Pumunta ngayon sa mga setting. Una kailangan mong ikonekta ang aparato sa computer, at pagkatapos ay buksan ang nakalakip na graphic na interface ng gumagamit. Kung walang mga problema sa mga driver, dapat na lumitaw ang port sa programa:

Piliin namin ito. Ngayon kailangan mong i-calibrate ang accelerometer. Pinindot namin ang pindutan na MABASA at kung ang lahat ay tama, maaari naming obserbahan ang mga pagbabasa mula sa sensor sa real time. Inilalagay namin ang aparato sa isang patag na ibabaw at pindutin ang CALIB_ACC. Karaniwan ang isang "patag na ibabaw" ay isang mesa malapit sa computer, kaya kapag pinindot mo ang pagkakalibrate, itago ang iyong mga kamay sa mesa. Sino ang hindi matandaan, ang accelerometer ay isang acceleration sensor. Kaya ang anumang mga panginginig ng boses o panginginig sa pag-calibrate ay hindi magkakaroon ng positibong epekto. Ngunit kung posible, mas mahusay na i-calibrate ito sa isang ibabaw na nakalantad sa antas. Ang dyayroskop ay na-calibrate mismo sa tuwing naka-on ito, kaya hindi ito kailangang ma-calibrate. Ang tanging bagay ay na kapag binuksan mo ang modelo ay dapat na nakatigil. Iyon ay, inilalagay namin ang modelo sa lupa, i-on ito at huwag hawakan ito. Ang dyayroskop ay naka-calibrate kaagad. Ang pagkakalibrate ay ipinahiwatig ng isang LED na naka-sign bilang STATUS.

Agad na i-configure ang AUX1. Maginhawa para sa kanya na gumamit ng isang three-posisyon switch, kung mayroong isa sa transmitter. Sa isang mababang antas (ang switch ay nasa unang posisyon), ang pag-stabilize ay hindi pinagana, sa isang average na antas (at posisyon, ayon sa pagkakabanggit), isang accelerometer ay nakabukas, at sa isang mataas na antas, isang dyayroskop at isang accelerometer. Para sa isang normal na paglipad, sa prinsipyo, ang isang accelerometer ay sapat, isang gyroscope ay karaniwang ginagamit para sa mga flight ng FPV. Ano ang magiging tulad ng inilarawan ko - itakda ang mga halaga tulad ng ipinakita dito:

Ipinapayo ko sa iyo na huwag hawakan ang mga setting na ito bago ang unang paglipad. Ang pagpapatibay ay mahusay na gumagana sa mga pangunahing halaga, well, at doon maaari mo nang higpitan kung ang isang bagay ay hindi angkop sa iyo.

Susunod. TPA responsable para sa halaga ng mga setting ng PID depende sa posisyon ng gas. Sa isang halaga ng 0.00, ang mga halaga ng PID ay magkapareho sa anumang posisyon ng gas, iyon ay, tulad ng inaasahan, sa anumang bilis. Sa halagang 1.00 na may isang gas, 100% PID ay magiging zero, iyon ay, ang pag-stabilize ay hindi pinagana. Sa halagang 0.5 bawat 100% ng gas, ang mga pids ay magiging katumbas ng 50%, ayon sa pagkakabanggit. Narito ito ay na-tono para sa eroplano at para sa iyong aerobatic style, hanggang ngayon ay umalis ako ng 50%.

Gayundin sa channel Aux2 kailangan mong i-configure ang pampalakas. Ang Arming ay isang term na copter. Humanly, ito ay tinatawag na pag-unlock ng engine. Sa mga eroplano, kadalasang ipinatutupad ito sa pamamagitan ng mga kagamitan sa control, ngunit mula pa Ang controller na ito ay orihinal na copter - narito ito ay tapos na matigas. Sa pangkalahatan, nag-hang kami ng ilang uri ng libreng toggle switch sa AUX2, sa programa na itinakda namin ang ARM sa isang mataas na antas. Dito, maaaring naisin ng isang tao na lokohin at itakda ang pag-unlock sa lahat ng mga antas ng AUX2, ngunit huwag mabigo. Sa kasong ito, ang multiviy ay tumangging simulan ang makina. Maaari itong ipagpalagay na ito ay isang bug, ngunit sa palagay ko na ang proteksyon sa lalong madaling panahon. Lumipad pa rin ang eroplano, at tanging mga Diyos lamang ang nakakaalam kung saan sasabog ang walang pigil na copter.

Sa pamamagitan ng paraan, ito ay talagang maginhawa. Partikular, sa aking app, ang engine ay naka-lock sa pamamagitan ng paglipat ng toggle switch up. Sa kasong ito, ang kagamitan ay dapat na naka-on lamang sa lahat ng mga toggle switch sa itaas na posisyon. Iyon ay, lumiliko na kailangan mong i-on ang kagamitan, ilipat ang toggle switch down upang harangan ang engine, at pagkatapos ay ilipat ito muli upang i-unlock. At hindi mo mai-baligtad ang pangunahing bagay. Kaagad itong lumiliko, sa itaas na posisyon ang makina ay naka-lock, sa mas mababang naka-lock.

Sa tab SERVO maaari mong baligtarin ang mga servos kung kinakailangan. Dito nila ito ginawa sa paanuman masalimuot. Una kailangan mong pindutin ang SERVO. Lilitaw ang isang listahan ng mga servo at antas. Kung pinindot mo ang pindutan ng reverse ngayon at subukang mag-save, walang mai-save. Una kailangan mong pindutin ang GO LIVE, pagkatapos kung kailan tinanggihan ang mga stick, posible na obserbahan ang antas ng paglihis sa window. Ngayon ay pinindot namin ang reverse button ng nais na channel at pagkatapos nito pindutin ang I-save. Ngayon lahat ay naitala.

Isang mahalagang punto tungkol sa pagdiskonekta ng aparato mula sa computer. Kung hilahin mo ang programming wires sa labas ng aparato o hilahin ang converter mula sa USB port nang hindi isinasara ang COM port o ang programa ng MultiWiiConf, ang sistema ay mag-crash at ang asul na screen ay aabot sa 100% malamang. Hindi bababa sa aking laptop na ito. Partikular kong sinuri. Hindi ko alam kung ito ay isang problema sa aking hardware o kung ito ay reaksyon nakikita ito sa virtual COM port, ngunit kung ito ay binalaan, nangangahulugan ito na armado. Isaisip.

At ilang higit pang mga setting na maaaring madaling gamitin. Kung alam ng iyong tatanggap kung paano mag-isyu ng isang signal ng PPM, baka gusto mong maipadala ito sa multiview. Upang gawin ito, buksan ang file ng firmware, pumunta sa tab na config.h at hanapin ang seksyon Ang PPM Sum Reciver (niluwalhati Ctrl + F). Narito kailangan mong i-uncommentize ang 2 linya. Sino ang hindi sa paksa, hindi nagkukulang - nangangahulugan ito ng pag-alis ng dalawang slashes sa simula ng linya. Ito ay tulad nito:

// # tukuyin ang PPM_ON_THROTTLE

#define PPM_ON_THROTTLE

// # tukuyin ang SERIAL_SUM_PPM PITCH, YAW, THROTTLE, ROLL, AUX1, AUX2, AUX3, AUX4,8,9,10,11 // Para sa Graupner / Spektrum
// # tukuyin ang SERIAL_SUM_PPM ROLL, PITCH, THROTTLE, YAW, AUX1, AUX2, AUX3, AUX4,8,9,10,11 // Para sa Robe / Hitec / Futaba
// # tukuyin ang SERIAL_SUM_PPM ROLL, PITCH, YAW, THROTTLE, AUX1, AUX2, AUX3, AUX4,8,9,10,11 // Para sa Multiplex
// # tukuyin ang SERIAL_SUM_PPM PITCH, ROLL, THROTTLE, YAW, AUX1, AUX2, AUX3, AUX4,8,9,10,11 // Para sa ilang Hitec / Sanwa / Iba pa

Sa aking kaso, ito ang pangalawang linya, kung saan ay ang Futaba (ano ang mayroon akong kagamitan sa FlySky). Narito maaaring kailanganing pumili ng empirically, posible na magreseta ng ninanais na pagkakasunod-sunod. Sa isang paraan o sa iba pa, walang kumplikado tungkol dito. Inipon namin ang sketch at punan ito ng bago. Upang bumalik sa normal na mode, gawin ang kabaligtaran, magkomento sa mga linya, mag-compile, punan. Nais kong bigyang-pansin, pagkatapos i-reload ang sketch ang lahat ng mga setting at pagkakalibrate ay papatumba, tandaan ito.

Ang isa pang karaniwang problema na, tulad ng pagkakaintindihan ko, ay madalas na nakatagpo, at ako ay walang pagbubukod.Matapos magtipon at mag-configure ang lahat, na konektado ang lahat ng mga gulong ng manibela - ang timon ay lumulutang palayo. Ang mga paghawak sa remote control ay natigil - tila nasa lugar ito, ngunit kung ang glider ay umalog ng kaunti - lumulutang ito muli sa gilid, at sa isang medyo seryosong anggulo. Ginagamot ito nang simple: sa programa ng GUI, itakda ang halaga YAW - Ako sa zero. Ang problema ay kaagad.

Sa pangkalahatan, kung mayroon kang karanasan sa paggawa ng mga nakalimbag na circuit board, ang aparato ay tipunin sa isang gabi. Ginawa ko na ang mga pangunahing setting para sa eroplano mismo sa sketch ang aking sarili, ang natitirang inilarawan ko sa artikulo. Kailangang makolekta ang impormasyon sa iba't ibang mga forum, pangunahin ang mga dayuhan. Gayunpaman, nagbibigay ako ng mga link sa iba't ibang mga mapagkukunan na makakatulong sa kaso ng iba pang mga problema, kahit na hindi dapat.

, kung saan hiniram ko ang form factor ng board. Hindi ako nag-aalok upang bumili, ngunit ang paksa ay may detalyadong gabay sa pagsasaayos ng firmware sa Ingles. Totoo para sa lumang bersyon ng firmware, ngunit sa bago ang lahat ay halos pareho. Mayroon ding isang mode sa sangay na nagbibigay-daan sa iyo upang ayusin ang mga setting ng PID sa real time sa pamamagitan ng kagamitan sa kontrol ng potentiometer.

. Mayroon siyang sariling personal na muling isinulat na firmware, sinabi nila na ito ay perpektong na-optimize para sa mga eroplano. Ngunit muli, ang lumang bersyon. Maaari mong subukan ito, ngunit para sa hitsura ng mga glitches na hindi inilarawan sa artikulong ito, hindi ako responsable. Maraming mga paglalarawan ng mga setting.

. Ngunit ang pangunahing mga kapaki-pakinabang na impormasyon na inilarawan doon, lalo na ang paggamot ng timon, na-outline ko na. Gayunpaman, hindi mo alam.

Ang kabuuang saklaw ng gastos mula sa 4-8 dolyar, depende sa kung anong presyo ang binili ng arduino at ang module, mayroong isang textolite sa bahay, mayroong isang programmer. Sa anumang kaso, ito ay maraming beses mas mababa kaysa sa halaga ng merkado mula sa $ 20 bawat aparato na may parehong mga katangian. Personal, nagkakahalaga ito ng $ 2, isang stock ng arduino para sa mga naturang layunin ay binili isang taon na ang nakalilipas, hindi lamang isang module.

Sa naka-archive na nakalakip sa ibaba ay isang sketch para sa arduino, programa ng pag-setup ng MultiWiiConf para sa iba't ibang mga operating system, isang file ng circuit board (upang buksan kailangan mo ang SprintLayout nang hindi bababa sa bersyon 6), pati na rin isang naka-print na circuit board sa format na PDF, para sa mga walang laser printer sa bahay ( kailangang mag-print sa 100%).