Пульт управления квадрокоптером своими руками

Содержание

Калибровка квадрокоптера

Как правильно откалибровать квадрокоптер

Как вы знаете, для того, чтобы квадрокоптер нормально функционировал, его нужно правильно отрегулировать. Если он ведёт себя не так, как должен – необходима калибровка квадрокоптера, дабы драгоценный механизм не потерпел крушения.

Процесс калибровки не столь сложный, как Вы полагаете, но на это уйдёт немало времени, особенно это касается новичков. Чтобы аппарат служил верой и правдой, следует его отрегулировать. Без фанатизма, по заранее обрисованному плану действий.

Квадрокоптер своими руками — пошаговая инструкция по сборке

Привет! Сегодня на повестке дня у нас очень интересная тема. Думаю, ты уже задумывался о том, что можно собрать квадрокоптер своими руками. Идея и правда интересная. Выбирая этот, не самый простой путь, ты не только получишь хороший дрон, но и сможешь понять его устройство, и получишь много полезных знаний. А часть этих знаний ты впитаешь уже сегодня. Поехали!

Пульт дистанционного управления дроном на Arduino

В данной статье мы рассмотрим создание на основе платы Arduino и двух джойстиков пульта дистанционного управления (RC controller), который будет работать на частоте 2,4 ГГц.

Данный пульт дистанционного управления (ДУ) автор проекта в дальнейшем планирует использовать для управления квадрокоптером (дроном), но также его можно использовать для управления любыми другими механизмами, в которых необходимо перемещение управляемого элемента в двух плоскостях.

Внешний вид пульта дистанционного управления дроном на Arduino

Рассматриваемый пульт ДУ состоит из двух джойстиков, один из которых используется для указания направления перемещения (дрона), а второй – для движения (дрона) вверх или вниз. Более подробно о подключении джойстика к плате Arduino можно прочитать в этой статье.

Дрон своими руками: Урок 1. Терминология.

Предлагаем вашему вниманию серию учебных пособий предназначенных для того, чтобы помочь начинающему энтузиасту понять развивающееся беспилотное направление и сориентировать его в процессе создания собственного БПЛА с использованием готовых деталей. Используемая терминология и определения предназначены для того, чтобы дать читателю понимание каждого термина, а не его словарного определения. Несмотря на то, что многие слова могут иметь несколько значений, определение каждого используется в контексте БПЛА/Дроны.

Как подключить и управлять квадрокоптером с телефона через Wi-Fi

Подключить квадрокоптер к телефону можно для более удобного пилотирования и просмотра видео и фото в режиме реального времени. Синхронизацию с мобильным поддерживает большинство моделей, причем выполнить ее довольно просто.

Как быстро научиться управлять квадрокоптером и не разбить его в первые 10 секунд?

Так сложилось, что новички, никогда раньше не имевшие дел с квадрокоптерами считают, что это очень сложная техника. На практике же получается совершенно противоположная ситуация. Освоить полет на летающей машине крайне просто. Но стоит отметить, что владельцу все же придется потратить немного времени на обучение, так как квадрики имеют ряд отличий от других радиоуправляемых игрушек. Итак, как управлять квадрокоптером?

Как собрать и настроить квадрокоптер на базе Ардуино (Arduino)?

Здравствуйте, наши уважаемые читатели. В этой статье мы поговорим про то, как собрать квадрокоптер на Ардуино. Это не самая простая, хотя и очень увлекательная задача, результатом решения которой станет появление небольшого беспилотника, спроектированного, собранного, и настроенного собственными руками. Сразу оговоримся, что речь идет о максимально дешевом дроне из наиболее доступных по цене комплектующих.

Для чего нужна калибровка квадрокоптера

Меры безопасности при запуске квадрокоптера

Дрон в полёте может клониться в стороны и крутиться по кругу. Неправильная настройка квадракоптера может привести к несчастному случаю, Вы можете нанести телесные травмы себе и окружающим или испортить чьё нибудь имущество и вся ответственность ляжет на оператора который управлял данным аппаратом. Так что с помощью триммирование квадрокоптера Вы сможете его настроить и избежать непредвиденных ситуаций.

Следует ли калибровать квадрокоптер?

Чтобы это понять, поднимите его на высоту и попробуйте полетать. Команда «вперёд» даёт на дрон сигнал лететь строго вперёд, без наклонов в какие-либо стороны. Точно так же проверить и другие направления. Если нарушения при полёте были выявлены – не стоит откладывать дело в долгий ящик, надо действовать.

Где должна происходить калибровка?

Калибровка квадрокоптера осуществляется на высоте более полуметра. Так и безопаснее, и ничего не мешает. Калибровать удобней всего при безветрии.

Типы калибровки

Существует 3 типа калибровки:

  1. Механическая – её используют в случае, если отклонение от необходимой оси не слишком большое. Осуществляется путём подкручивания регулятора тяги коптера.
  2. Автоматическая – осуществляется настройкой аппарата с пульта управления. Нужна, если требуется сместить триммер на 5 позиций или больше. Калибровка зависит от пульта и контроллера, так что без мануала тут не обойтись.
  3. При помощи программного обеспечения mission planer. Программа заточена для работы с платами Ardupilot. Все необходимые настройки задаются программно. Обычно производится перед первым полётом собранного дрона.

программного обеспечения mission planer

Для калибровки выполните следующие действия

Настройка и калибровка квадрокоптера

  • Включите передатчик радиоуправления (само радиоуправление должно быть отлажено). Выставьте ручку газа на всю.
  • Возьмите Li-Po аккумулятор и подключите к разъёму Power-модуля, чтобы включить автопилот.
  • Далее APM начнёт моргать красными и синими светодиодами. Это значит, что он готов для калибровки после следующего включения. Отключите аккумулятор от APM.
  • Опять включите питание. Регуляторы издадут стандартный сигнал (число сигналов равно числу банок в батарее), а после издадут двойной короткий сигнал, подтверждающий калибровку по максимальной скорости.
  • Опустите ручку газа до минимального положения. Один длинный сигнал – откалибровано по минимальной скорости.
  • Теперь регуляторы для APM8 успешно откалиброваны. Можете проверить работу моторов.
  • Уберите газ на минимальное состояние и выключите питание Ardupilot.

Варианты

Перед началом стоит вспомнить – а какие же есть способы получить свой квадрокоптер? На самом деле их пять.

RTF (ready to fly) – Просто купить готовый коптер. Тебе останется его просто достать из коробки и запустить в полёт. Это хороший вариант, если тебе не интересны эти конструкторы, и ты хочешь просто удовлетворить свою потребность в БПЛА. Однако, это далеко не так весело, как оставшиеся варианты.

Комплект «всё включено»

Такой комплект подойдёт тем, кто хочет сделать дрон своими руками, но не собирается часами разбираться в документациях, калькуляторах и прочих тонкостях. Там всё так-же рассчитано производителем и подогнано. Нужно только собрать и настроить. Если ты сейчас выбираешь свой первый квадрокоптер, то это определённо твой выбор.

Комплект ARF

ARF (Almost Ready to Fly) – Тут всё слегка сложнее. Бывают разные степени «готовности». Где-то нужно докупить контроллер, а где-то в комплекте идёт только рама коптера. Собрать квадрокоптер, настроить и откалибровать придётся самому. Вариант для тех, кто хочет углубиться в тему и поковыряться в своём БПЛА.

С нуля

Это выбор продвинутых юзеров. Строить коптер с нуля — значит самостоятельно подбирать оптимальные компоненты, разрабатывать и изготавливать раму и так далее. Это сложный, но очень интересный путь, особенно, если не брать готовый модуль управления, а попытаться использовать Arduino или raspberry pi.

Из подручных материалов

Мы не ищем лёгких путей. Дедушкин гараж, алиэкспресс и помойка электроники – наш выбор. Путь боли, ПВХ труб и хардкора, но в результате ты получишь полностью самодельный квадрокоптер. Тут полный простор для фантазии, а все необходимые комплектующие и чертежи квадрокоптеров можно найти в интернете.

Необходимые детали и узлы

Прежде чем приступить к сборке квадрокоптера своими руками, необходимо обзавестись всеми необходимыми деталями. Мозгом нашей самоделки станет полетный контроллер Arduino Uno. Его возможностей более чем достаточно для того, чтобы управлять беспилотником.

Помимо микроконтроллера, нам понадобятся:

  • Аккумулятор (лучше несколько) на 3.7В
  • Плата MPU-6050 (на ней установлены гироскоп и акселерометр)
  • Транзистор ULN2003A
  • Коллекторные двигатели с полым ротором 0820
  • Провода

Необходимо сделать несколько замечаний. Так как мы собираем дешевый самодельный дрон, то наш выбор пал на коллекторные движки с полым ротором (так называемые coreless motors). Они далеко не так надежны, как бесколлекторные двигатели, но зато гораздо дешевле стоят. Кроме того, можно обойтись без дополнительных контроллеров скорости.

Зато невозможно обойтись без гироскопа и акселерометра. Гироскоп необходим для того, чтобы квадрокоптер мог удерживать заданное направление движения, тогда как акселерометр используется для измерения ускорения. Без этих устройств управлять коптером было бы гораздо сложнее (если вообще возможно), так как именно они предоставляют данные для сигнала, регулирующего скорость вращения винтов.

Мы не указали в списке необходимых деталей раму. Ее можно приобрести, а можно распечатать на 3D принтере каркас, лучи и крепления для двигателей. Второй вариант нам кажется более предпочтительным, тем более, что в интернете можно без труда найти проекты квадрокоптера.

Распечатанная на принтере рама окажется не только легкой, но и прочной. Но если доступа к 3D принтеру нет, раму можно заказать.

Терминология

RTF (Ready to Fly/Готов к полёту) — беспилотник, который доходит до пользователя в полностью собранном виде со всеми необходимыми деталями. Просто зарядите аккумулятор и летите!

BNF (Bind and Fly/Привяжи и лети) — беспилотник поставляется полностью собранным и включает в себя приёмник. Пользователю нужно только выбрать совместимый передатчик и «привязать» его к приёмнику.

ARF (Almost Ready to Fly/Почти готов к полёту) — беспилотник, который поставляется в разобранном виде почти со всеми частями необходимыми для полёта. Такие компоненты как, пульт управления и приёмник, могут отсутствовать.

DIY (Do It Yourself/Сделай сам) — в настоящее время такую сборку называют «кастомной». Как правило подразумевает использование деталей от разных поставщиков и создание или модификацию деталей.

БЛА (БПЛА)/UAV — Беспилотный Летательный Аппарат/Unmanned Aerial Vehicles (любой).

Дрон (Drone) — синоним БПЛА (UAV). Термин «дрон» наиболее применим для военной сферы, тогда как «БПЛА» для хобби.

Мультиротор (Multirotor) — БПЛА с несколькими моторами.

Трикоптер (Tricopter) — БПЛА, который имеет три мотора/пропеллера и как правило три опорных луча.

Квадрокоптер (Quadrocopter) — БПЛА, который имеет четыре мотора/пропеллера и четыре опорных луча. Обычно это конфигурация «+» (где, перед беспилотника обращен к одному из лучей) или «X» (где, перед беспилотника обращен между двумя опорными лучами).

Гексакоптер (Hexacopter) — БПЛА, силовая установка которого имеет шесть моторов/пропеллеров.

Октокоптер (Octocopter) — БПЛА, силовая установка которого имеет восемь моторов/пропеллеров.

Spyder — БПЛА типа «Spyder (Паук)» (обычно квадрокоптер или гексакоптер) у которых опорные лучи располагаются относительно друг друга не симметрично, если смотреть сверху.

V-Tail — БПЛА, который имеет четыре луча, из которых два задних располагаются под углом, образующим «V».

Размер (Size) — «Размер» обычно указывается в миллиметрах (например, 450мм) и представляет наибольшее расстояние между двумя моторами на беспилотном летательном аппарате. Размер также может определить «класс» БПЛА (микро, мини и т.д.).

X4/X8 — конфигурации БПЛА с четырьмя опорными лучами; Конфигурации «X4» имеют по одному мотору на конце каждого луча, тогда как «X8» имеют по два мотора на одном луче (где, один направлен вверх, другой – вниз).

Y3/Y6 — конфигурации БПЛА с тремя опорными лучами; Конфигурации «Y3» имеют по одному мотору на конце каждого луча, тогда как «Y6» имеют по два мотора на одном луче (где, один направлен вверх, другой – вниз).

Пульт и все, что с ним связано

Как вы уже догадались никакие курсы управления заканчивать не нужно, а управлять дроном придется с помощью специального пульта. По сути, все пульты для квадрокоптеров стандартны и слегка напоминают джойстики для игровых приставок. Они оснащаются двумя рычагами управления, где левый обычно связан с движением в вертикальной плоскости, а правый в горизонтальной.

Если вы нажмете на левом рычаге джойстика вверх, то аппарат начнет набирать высоту, а если вниз — то он будет опускаться вниз. При этом вправо и влево отвечает за вращение дрона вокруг своей оси.

За тангаж и крен отвечает правый рычаг. При нажатии вниз — нос квадрика опустится. Если нажимать вверх, то он начнет подниматься. При этом вправо и влево отвечают за наклоны в соответствующую сторону.

Некоторые современные модели также имеют поддержку управления через приложение в смартфоне. При этом сам дрон и телефон нужно соединить через WiFi.

Решение проблем с ПДУ или джойстиком

Потребуется тримминг. Ранее мы об этом упоминали. Как выяснить, какой стик следует настроить:

  • Дайте дрону команду на взлёт. Если он будет крениться на правую сторону – триммируйте крен правого рычага.
  • Если клонится вперёд-назад – правьте левый рычаг, при помощи триммера тангажа.
  • В случае, если дрон летит диагонально – работайте с обоими стиками.

Чертежи и схемы квадрокоптеров

Чертежи для сборки квадрокоптера могут незначительно различаться между собой. Детали зависят от габаритов собираемого своими руками дрона, от его формы и конструктивных особенностей. Но базовый чертеж обычно предлагает сделать маленький квадрокоптер на крестообразной силовой раме с размерами 363 на 363 см. Параметры корпуса при этом составляют около 107 на 107 см, в таком случае в дроне без проблем размещаются основные детали.

Как сделать самодельный квадрокоптер своими руками

Стандартно самодельные дроны собирают на рамах из четырех лучей

Структурная схема квадрокоптера выглядит очень просто. В центре конструкции на силовой раме всегда располагается электронная плата управления. По четырем углам на равном расстоянии друг от друга нужно поставить двигатели с закрепленными на них пропеллерами. В корпус в центре конструкции монтируют также элементы питания и радиодатчики для удаленного пилотирования.

Как сделать самодельный квадрокоптер своими руками

Регуляторы оборотов на лучах необходимы для дронов, предназначенных для маневрирования

Механика

CG (Center of Gravity/Центр тяжести) — это точка на воздушном судне, где вес распределён одинаково по всем сторонам.

Рама (Frame) — рама это своего рода «скелет» воздушного судна, на котором крепятся все детали. Простые рамы имеют моторы, подключенные к алюминиевым или другим лёгким профилям («лучам»), которые затем соединяются с центральным корпусом.

Оболочка/Корпус (Shell) — эстетическое/функциональное покрытие, используемое для улучшения сопротивления элементам, а иногда и для улучшения аэродинамики. Некоторые серийно выпускаемые БПЛА имеют только пластиковую оболочку, которая также выступает в качестве «рамы».

Посадочные опоры (Landing gear) — как правило, многомоторный дрон в отличии от самолёта не имеет колёс, их роль выполняют посадочные опоры. Опоры предотвращают перемещение по земле и снижают общий вес.

Retract/Retractable — обычно относится к шасси, которое имеет два положения: одно для посадки и взлёта, а другое, которое занимает меньше места или улучшает обзор во время полёта.

G10 — этот материал обычно используют вместо углеродного волокна для изготовления каркаса БПЛА, поскольку он не только очень жёсткий и лёгкий, но значительно дешевый.

Защита пропеллеров (Propeller guards/Prop Guards) — это материал, который окружает пропеллер, чтобы препятствовать контакту несущего винта с другими объектами. Защита реализована как средство обеспечения безопасности и способ минимизировать повреждение беспилотника.

Разъёмы/Коннекторы (Connectors) — для соединения и разъединения проводов на их концах применяют разъёмы. Распространённые разъёмы для батарей – «Deans» и «XT60», в то время как разъёмы для контроллера полёта и датчиков расположены с интервалом 0.1 дюйма (2.5мм).

Хомут (Clamp) — «Tube clamp/Трубный хомут» это устройство, обычно используемое на круглой трубе для соединения её с другим устройством (например, с креплением мотора или корпусом БПЛА).

Демпферы (Dampeners) — формованные резиновые детали, используемые для минимизации вибрации, передаваемой по беспилотнику.

Светодиоды (LED — Light Emitting Diode) — применяются с целью обозначить БПЛА в полёте, особенно ночью или в условиях слабого освещения.

Как настроить и подключить квадрокоптер к телефону

Практически любые квадрокоптеры, кроме самых простых «детских» моделей, поставляются в комплекте с пультом управления. На последнем почти всегда предусмотрены дополнительные крепления, предназначенные для смартфона. При установке устройства в соответствующие гнезда управление происходит по-прежнему посредством пульта. Но при этом пользователь получает возможность наслаждаться видами с высоты, они выводятся на экран мобильного.

Подключение камеры квадрокоптера к телефону происходит следующим образом:

  • устройство ставят в соответствующие крепления;
  • скачивают фирменную утилиту для дрона в Google Play или App Store;
  • устанавливают и запускают приложение при включенном пульте;
  • следуют инструкции, которая выводится после запуска на экран, и осуществляют отладку программы в соответствии со своими потребностями.

Подключить смартфон к дрону реально только после установки Wi-Fi соединения. Утилита должна вывести сообщение о успешном окончании процесса. После этого можно запустить квадрокоптер с телефона и делать качественные снимки в полете.

Как подключить и управлять квадрокоптером с телефона через Wi-Fi

Физически к пульту коптера смартфон можно подключить при помощи комплектного кабеля

Как подключить квадрокоптер к телефону через Wi-Fi

Некоторые коптеры поддерживают управление через телефон напрямую. В таком случае пользователь может обходиться без пульта и контролировать полет дрона только посредством смартфона.

Подключение и настройка выглядят так:

  • скачивают программу для управления квадрокоптером с телефона на iOS или Android;
  • активируют поиск Wi-Fi и включают дрон;
  • проверяют летательный аппарат на исправность, после чего запускают модуль беспроводной связи;
  • в настройках смартфона подключают мобильное устройство к источнику Wi-Fi сигнала;
  • открывают приложение, установленное ранее.

На экране телефона должно появиться изображение с камеры квадрокоптера. Под ним или на фоне него будут находиться виртуальные стики и другие элементы управления, расположенные так же, как и на обычном пульте.

Как подключить и управлять квадрокоптером с телефона через Wi-Fi

Если подключить коптер к смартфону, это позволит не носить с собой громоздкий пульт

Подготовка квадрокоптера к полёту

Если у вас дрон, «готовый к полёту» — настраивайте лишь гироскоп и навигационную систему. Самодельный беспилотник придётся настраивать дольше.

Для этого нужно проделать следующие шаги

  1. Привяжите ПДУ (Пульт Дистанционного Управления).
  2. Настройте характеристики тяги при помощи соответствующей программы (подойдёт тот же mission planer, который мы упоминали).
  3. Настройте навигационную систему и гироскоп.
  4. Запустите на высоту полметра, при надобности, подкрутите регуляторы оборотов.

Порядок сборки пульта ДУ

Первым делом необходимо напечатать компоненты пульта ДУ на 3D принтере: основную часть, отсек для батарейки и отсек для платы Arduino Nano.

Скачать STL файлы для печати этих компонентов на 3D принтере можно по следующим ссылкам:

После того как вы напечатаете отсек для Arduino и отсек для батарейки, поместите в отсек для Arduino радиочастотный модуль NRF24l01, а затем саму плату Arduino как показано на следующих рисунках.

Сборка пульта (часть 1)

Сборка пульта (часть 2)

Затем необходимо скрепить все напечатанные компоненты проекта между собой. Автор проекта для этого использовал винты M3x20. Вначале прикрепите с помощью винтов к основной части отсек для Arduino, а затем прикрепите отсек для батарейки.

Скрепление компонентов пульта с помощью винтов

Силовая установка

Тяга/Thrust — это сила, которую может обеспечить конкретный мотор и пропеллер (при определенном напряжении). Обычно измеряется в килограммах (кг/kg) или фунтах (Фунтах/Pounds/Lbs).

BEC — (Battery Eliminator Circuit/Преобразователь бортового питания) встроен в ESC (регулятор напряжения), который может обеспечить регулируемое 5В напряжение постоянного тока для любой электроники, которая в этом нуждается.

ESC (Electronic Speed Controller/Электронный регулятор скорости) — устройство, которое подключается к аккумулятору, мотору и контроллеру полёта и контролирует скорость вращения мотора.

Мотор/Motor — то, что применяется для вращения пропеллеров; в небольших беспилотных летательных аппаратах чаще всего используется коллекторный (Brushed) мотор, тогда как для более крупных беспилотных летательных аппаратов – бесколлекторный (Brushless).

Лопасти/Blades (лопасти пропеллера) — аэродинамическая поверхность создающая подъёмную силу. Как правило пропеллер имеет от двух до четырёх лопастей, которые могут быть как фиксированными, так и складными.

Пропеллер/Propeller (Несущий винт/сокр. Проп) — пропеллеры обеспечивают тягу и больше похожи на те, что используются в самолётах.

Адаптер пропеллера/Prop Adapter — устройство, используемое для сопряжения пропеллера с мотором.

Пропсейвер/Prop Saver — тип втулки, которая устанавливается на верхней части используемого мотора и заменяет адаптер пропеллера/Prop Adapter. В случае аварии часть пропсейвера идёт в расход, чтобы сохранить целостность пропеллера.

PCB (Printed Circuit Board/Печатная плата) — стеклопластиковая пластина, на которой припаяно множество компонентов. Многие электронные продукты имеют печатную плату.

LiPo (Lithium Polymer/Литий-Полимерный) — является наиболее распространенной батареей, используемой в дронах и беспилотных летательных аппаратах из-за её малого веса (относительно ёмкости хранения), а также высокой скорости разряда тока. Помимо LiPo на рынке доступны и другие типы литиевых батарей (LiFe, LiMn, LiOn и т.д.).

Распределение питания/Power Distribution — чтобы питать различное множество устройств, используемых в БПЛА, ресурсы батареи должны быть распределены, и именно здесь в игру вступает распределение питания (плата или кабель). Задействует одну положительную и отрицательную клеммы батареи и предоставляет множество различных клемм/точек подключения, от которых другие устройства (работающие на том же напряжении) могут получать питание.

Сервопривод/Servo — тип привода, который при правильном сигнале может перемещаться в определенное угловое положение.

Первый запуск и подготовка к нему

Итак, ваш новый квадрокоптер уже перед вами, но вы пока не умеете его запускать. С чего начать?

    . Почти все они поставляются в частично разобранном виде, поэтому навыки сборки конструктора вам очень пригодятся.
  1. Припасите запасной аккумулятор. Современные модели редко могут протянуть в воздухе больше 10 минут. А для полноценной тренировки этого времени не достаточно.
  2. Обязательно прикупите несколько запасных частей. Аварии неизбежны, а особенно часто ломаются именно пропеллеры.
  3. Далее следует откалибровать и настроить датчики: акселерометр, компас и GPS.

Остается только бегло просмотреть прилагаемую инструкцию и можно попробовать поднять в воздух свой первый аппарат.

Как еще можно модернизировать квадрик

Узким местом коптера являются его коллекторные движки. Если поискать, можно найти чуть более крупные и более мощные моторы, чем предложены в нашей статье, но значительного выигрыша в характеристиках не произойдет.

Впрочем, у нас была цель собрать недорогой квадрокоптер своими руками, и именно поэтому использовались дешевые моторы. Бесколлекторные двигатели заметно дороже, но зато они дадут вам заметно большую мощность и надежность. К ним придется докупить еще и контроллеры скорости, но это действительно эффективная модернизация.

Выбор платы Arduino Uno обусловлен тем, что с нее можно довольно легко снять чип и поставить его на ProtoBoard. Это позволяет уменьшить вес дрона на 30 грамм, но придется включить в схему дополнительные конденсаторы. Подойдет и плата Arduino Pro Mini.

Что касается программы Arduino, то ее можно сравнительно легко изменить и дополнить новыми функциями. Главное, что с ее помощью дрон способен в автоматическом режиме стабилизовать свое положение.

На квадрокоптер могут быть установлены дополнительные модули, например, плата приемника, что позволит организовать дистанционное управление дроном.

На этом мы завершаем статью о создании беспилотника на Arduino. Подписывайтесь на наши обзоры и делитесь полезными материалами в социальных сетях. До новых встреч.

Синхронизация пульта с коптером

Настройка и калибровка квадрокоптера

Здесь вам поможет инструкция к модели вашего дрона. Для примера: для трёхостного коптера достаточно включить ПДУ (Пульт Дистанционного Управления) и подождать 10 секунд. Короткие звуковые сигналы с длинным сигналом в конце означают, что пульт успешно синхронизировался. Для шестиосного коптера нужно сделать следующее: включить пульт, поднять ручку газа до максимума, а затем на самый минимум. Прозвучит сигнал – пульт связался с дроном.

Для лучшего понимания прочитанного советуем посмотреть подробные видео-инструкции, расположенные ниже. Если у вас ещё остались вопросы или что-то пошло не так – не стесняйтесь написать об этом в комментариях, мы постараемся вам помочь.

В случае, если дрон продолжает плохо слушаться команд или не выдаётся должная мощность – перепроверьте саму комплектацию. Возможно, что вы где-то неправильно подключили, идёт слабый контакт или выбраны неверные регуляторы оборотов.


На этом у нас всё. Не забудьте подписаться на нас в социальных сетях.

Напоследок хотим пожелать, чтобы у вас всё получится с первого раза, и вы успешно осваивали новые высоты.

Заключение

Напоследок хочется внести в этот текст немного морали. Любое подобное занятие, будь то проектирование, или просто сборка – является мощнейшим образовательным инструментом. Главное, это просто начать. Ты начнёшь понимать многие тонкости, и научишься концентрировать внимание на важных моментах. Это относится не только к сборке коптеров.

Тебе придётся научиться искать информацию, гуглить, и разбираться в массе вещей. Они тебе не пригодятся в жизни, но ими ты не слабо прокачаешь интеллект. Дерзай, учись, развивайся, и не бойся экспериментировать!

Кстати, расскажи в комментах о том, что ты думаешь об этой теме. Также можешь подписаться на наши группы (кнопки внизу). Тебе не сложно — мне приятно. Удачи, пилот, и да прибудет с тобой подъёмная сила.

Как сделать мини-дрон своими руками в домашних условиях

Небольшой квадрокоптер можно смастерить своими руками из нескольких покупных деталей, клея и палочек от мороженого-эскимо. На его сборку понадобится потратить около 15 минут времени и минимум усилий.

Сборка силовой рамы дрона

Проще всего использовать для сборки самодельной рамы для квадрокоптера палочки от мороженого. Их склеивают между собой горячим или холодным клеем в виде решетки.

Как сделать самодельный квадрокоптер своими руками

При сборке рамы дрона из палочек нужно следить, чтобы конструкция была пропорциональной

Установка электронной части и моторов

При помощи того же клея в центральной части рамы закрепляют аккумулятор, а по углам ставят четыре двигателя с мини-винтами. Под батареей питания закрепляют электронную плату, отвечающую за прием сигнала с пульта, и соединяют ее со всеми моторами. Чип контроля подключают также к аккумулятору.

Как сделать самодельный квадрокоптер своими руками

После закрепления ножек мини-дрона нужно убедиться, что конструкция стоит на поверхности ровно

Проверка работоспособности

Собранный своими руками бюджетный квадрокоптер устанавливают на ножки, аккуратно прижимают отверткой к поверхности и нажимают на кнопку старта на пульте. Если пропеллеры благополучно закрутятся, дрон сделан успешно и сможет взлететь при проведении первого настоящего испытания.

Схема проекта

Схема пульта дистанционного управления на основе платы Arduino представлена на следующем рисунке.

Схема пульта дистанционного управления на основе платы Arduino

Управление

База (Base)/Земля (Ground)/Станция управления (Control Station) — вместо (или в дополнение) к ручной аппаратуре управления (передатчику) используется станция (обычно в корпусе или на штативе) для размещения/интеграции необходимых компонентов, используемых для управления БПЛА. Может включать передатчик, антенну(ы), видеоприёмник, монитор, аккумулятор, компьютер и другие устройства.

Привязка/Binding — термин «привязка» относится к настройке портативного передатчика, чтобы он мог связываться с приёмником; если передатчик комплектуется с приёмником, эту настройку должны сделать на заводе.

Канал/Channel — количество каналов в передатчике относится к числу отдельных сигналов, которые он может передавать.

Контроллер полёта/Flight Controller — это то, что считается «мозгом» беспилотного летательного аппарата, который обрабатывает все поступающие данные, расчёты и сигналы. Ядром контроллера полёта часто является программируемый «микроконтроллер». Контроллер полёта может иметь несколько датчиков на борту, включая акселерометр, гироскоп, барометр, компас, GPS и т.д. Если контроллер полёта имеет возможность управлять самолётом самостоятельно (например, для полёта по заданным GPS координатам), его можно считать «автопилотом».

Соединительные жгуты/Harness — как правило это относится к «жгуту проводов», в который входят провода соединяющие приёмник с контроллером полёта (и иногда с другими устройствами).

ВЧ/ОВЧ/УВЧ (HF/VHF/UHF) — название частот, где ВЧ (HF) — высокие (High Frequency); ОВЧ (VHF) — очень высокие (Very High Frequency) и УВЧ (UHF) — ультра высокие (Ultra High Frequency). Измеряются в герцах (Гц/Hz).

Приёмник/Receiver — это то, что участвует в процессе обработки дистанционно полученной информации.

Sketch/Code — программа, которая загружается на контроллер полёта беспилотника (аналогично мыслительному процессу).

Передатчик/Радио (Transmitter/Radio) — это то, что генерирует управляющий сигнал(ы) и дистанционно передаёт приёмнику.

Возможные проблемы

Если подключить дрон через мобильный, в процессе пилотирования можно столкнуться с некоторыми трудностями:

  1. Потеря сигнала . В среднем Wi-Fi соединение остается качественным и надежным на расстоянии 50-100 м. При выходе коптера за границы этого радиуса управление может прерваться, что чревато потерей аппарата или его поломкой от падения.
  2. Некачественное изображение с камеры . Если картинка передается в высоком разрешении или с сильным сжатием, трансляция может зависать, тормозить и прерываться. Особенно часто с проблемой сталкиваются владельцы недорогих смартфонов. Бюджетные устройства просто не справляются с обработкой видео и одновременной поддержкой управления.

На качество пилотирования могут влиять обычные помехи. Если сигнал Wi-Fi в выбранной местности нестабильный, то уверенно управлять дроном не удастся даже на малом расстоянии.

Почему квадрокоптер не подключается к телефону

Иногда владельцы квадрокоптеров сталкиваются с ситуацией, когда дрон не видит телефон в принципе. Это может быть вызвано несколькими причинами:

  • для пробного полета выбран участок, где не ловится Wi-Fi сигнал, в таком случае нужно попытаться подключить телефон к квадрокоптеру через приложение в другом месте;
  • дрон поврежден и требует ремонта — причина особенно вероятна, если недавно он пережил жесткое падение;
  • в работе утилиты произошел сбой — можно удалить приложение, а потом скачать заново и еще раз попытаться связать телефон с квадрокоптером;
  • некорректно работает операционная система смартфона — в таком случае стоит проверить гаджет на вирусы или обновить прошивку.

Проблема может состоять в изначально неисправном беспроводном модуле квадрокоптера. В таком случае дрон можно только отдать в ремонт или обменять по гарантии.

Как научиться поднимать квадрокоптер?

Ни в коем случае не торопитесь, и не старайтесь поднять его на огромную высоту. Для начала можно обойтись простыми маневрами.

Например, попробуйте взлететь, развернуть дрон, отдалить его от себя на несколько метров. Если вы новичок, не стоит тренироваться в помещениях. Для этого лучше найти спокойную и тихую площадку, где отсутствует ветер. Почему погода должна быть безветренной? Прежде всего, вы сможете научиться ощущать квадрокоптер, привыкнуть к тонкостям его управления.

Кроме того, ветряной поток способен вызывать ряд сложностей во время полета. Нередко приходилось сталкиваться с ситуациями, когда новички не успевают быстро остановить устройство, и оно врезается в окружающие предметы.

Исходный код программы (скетча)

Вначале кода программы мы подключаем заголовочные файлы необходимых нам библиотек – SPI.h, Mirf.h, nRF24L01.h и MirfHardwareSpiDriver.h.

Далее, в функции void setup мы инициализируем необходимые контакты и переменные. Затем в функции void loop() мы считываем значения с джойстиков и передаем их по радиоканалу с помощью модуля NRF24l01.

Сенсоры/Ориентация

Компас/Compass — магнитный компас может обеспечить навигацию по сторонам света (север/юг/восток/запад).

Инерциальный измерительный блок/IMU (Inertial Measurement Unit) — объединяет в себе сразу два сенсора акселерометр и гироскоп.

Акселерометр/Accelerometer — измеряет линейное ускорение по 1-3 осям. Обычно измеряются в «g/же». Акселерометр может обеспечить ориентацию вашего дрона относительно земли.

Гироскоп/Gyroscope — гироскоп измеряет угловое ускорение по 1-3 осям. Единицы измерения, обычно, в градусах в секунду в квадрате.

Магнитометр/Magenetometer — иногда используется в недорогой робототехнике для определения направления компаса.

Барометр/Высотомер/Давление (Barometer/Altimeter/Pressure) — используется для обеспечения обратной связи относительно занимаемой высоты БПЛА. Он измеряет давление, а, так как давление изменяется с высотой, то беспилотник может «знать/определять» занимаемую высоту.

Трубка Пито/Pitot Tube — устройство, которое измеряет скорость воздуха.

Регистратор полёта/Flight Recorder — записывает значения датчиков БПЛА. Эта функция иногда может быть интегрирована в контроллер полёта.

GPS/Система глобального позиционирования — спутники, вращаясь вокруг планеты, посылают сигналы, которые принимаются GPS антенной и отправляются для обработки GPS приёмником с целью предоставления географических координат.

Антенна/Antenna — это то, что фактически принимает или отправляет сигнал на и от БПЛА (сам сигнал генерируется блоком передатчика). Они бывают разных типов, а также разделяются на направленные (сильные в одном направлении) и всенаправленные.

Крен/Roll — поворот воздушного судна вокруг его продольной оси.

Тангаж/Pitch — угловое движение БПЛА относительно горизонтальной плоскости, или другими словами, вращение воздушного судна относительно оси от крыла до крыла.

Рыскание/Yaw — угловые движения воздушного судна относительно вертикальной оси.

Советы и типичные ошибки

На первых этапах никогда не запускайте аппарат слишком высоко, особенно в тех ситуациях, когда недалеко от вас находится огромное количество людей. При совершении малейших ошибок техника может не только упасть и сломаться, но также травмировать окружающих людей. Вращающиеся лопасти могут нанести серьезные увечья.

Останавливайте свой выбор на безлюдных местах, желательно не асфальтированных. Таким образом, когда устройство всё-таки упадет, оно не получит сильные повреждения корпуса.

Если вы новичок, никогда не направляйте аппарат сторону рек. Затем, уже после освоения базовых навыков, вы сумеете полноценно пользоваться квадрокоптером над реками, на территории парков и мест, где сосредоточено большое количество людей.

Неопытным пользователям не нужно приобретать дорогостоящие модели. Вне зависимости от аккуратности обучения управлению или места для тренировочных полетов, всё-таки нередко приходится сталкиваться с ситуацией, когда коптеры падают. С другой стороны, техника предлагает широкие возможности для новичков, упрощающих маневрирование в сложных местах – четвертые Фантомы даже анализируют обстановку с помощью бортовых датчиков, предотвращая столкновения.

Перед тем как начать тренировку, заранее убедитесь в том, что аккумуляторная батарея, установленная на борту, полностью заряжена. Категорически запрещается запуск летательных устройств, в которых заряд батареи составляет не более 50%. Во-первых, тренировка окажется непродолжительной, а во-вторых, при наборе большой высоты устройство может полностью разрядиться ещё в воздухе.

Беспилотник — это устройство с простой схемой управления. Набравшись немного практики, вы сами убедитесь в этом.

Вы действительно хотите собрать БПЛА с нуля?

Каким должен быть беспилотник (собранным/или кастомным) зависит от того, насколько вы хотите узнать об этой области. Создание беспилотника с нуля может быть довольно сложным и даже опасным процессом. Если вы предпочитаете просто и без заморочек «подняться в воздух», в порядке возрастания сложности рекомендуется следующее:

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Егор Новиков
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий