За последнее время мы уже достаточно наслышаны о летающих беспилотниках или, как их еще называют, коптерах и дронах. Безбашенные акробатические трюки трюки, игра в пинг-понг, полет по GPS-координатам с параллельной аэрофотосъемкой – все это стало возможным благодаря управлению этими ботами с компьютера.
В основе самого аппарата лежит многороторная летающая платформа. Она имеет четыре ротора, которые вращаются диагонально в противоположных направлениях. За всем этим следит процессор. Он собирает информацию с трех гироскопов, определяющих и фиксирующих информацию о положении дрона в пространстве в 3D проекциях.
С помощью акселерометра процессор может установить абсолютно горизонтальное положение квадрокоптера. А бародатчик фиксирует бота на определенной высоте. Чтобы аппарат переместился в пространстве, достаточно изменить скорость вращения выбранной пары моторов. После чего платформа кренится и летит в заданном направлении.
Сначала, это кажется необыкновенно сложным процессом – все это собрать и скоординировать. Практики же утверждают, что эту замысловатую конструкцию может собрать даже рядовой офисный сотрудник, если уделит несколько часов своего времени просмотру форума авиамоделистов. А сам дрон собирается всего за пару часов. Не верите? Смотрите видео, снятое в студии Интернет-телеканала SLTV.RU. Квадрокоптер был собран из подручных материалов.
А теперь к вопросу практики
Во-первых, важно, чтобы сделанный вами квадрокоптер летал, а во-вторых – чтобы реагировал на управление.
И в третьих, существует множество готовых решений, которыми можно воспользоваться, как например, широкий выбор прошивок, датчиков, моторов или готовых контроллеров.
Рассмотрим здесь один из проверенных вариантов, в том числе прошивке MegaPirate и сравнительно недорогих датчиках, при которых аппарат летает итак без особых настроек или балансировок.
Детали:
1. Мотор (4 шт., а лучше с запасом взять 5 штук, пригодится) - hacker Style Brushless Outrunner 20-22L 924kv
2. Пропеллеры: 2 стандартных и 2 обратного вращения (это минимум) - 10X6 Propellers (лучше 5 штук) и 10X6R Propellers (столько же)
3. Регуляторы скорости (4 шт.) - HobbyKing 30A BlueSeries Brushless Speed Controller
они же Mystery 30A BlueSeries
4. Источник питания (тут лучше взять несколько мелких, чем один большой – возможно придется сочетать в зависимости от веса изделия и потребляемой мощности моторов) - Turnigy 2200mAh 3S 30C Lipo
5. Рама (делаем ее как можно более прочной и легкой) – подойдут 4 алюминиевые трубки или профиль 10х10 и кусок фанеры
Контроллеры и датчики:
1. Программируемый микроконтроллер - Seeeduino Mega или Arduino Mega (последний дороже на 20 $)
2. Датчики - гироскоп ITG3205, акселерометр BMA020 (лучше, конечно, взять сразу AllInOne или FFIMU, другие датчики оттуда могут очень пригодится потом)
Управление и зарядник:
1. Аппаратура управления (выбирайте 4 канала, как минимум) - Hobby King 2.4Ghz 4Ch Tx & Rx V2 (Mode 2)
2. Аккумулятор к аппаратуре управления - Mystery 11.1V 2200mAh
3. Зарядное устройство для аккумуляторов - iMAX B6 2.5" LCD RC Lipo Battery Balance Charger
4. Всякая другая необходимая мелочь – проводки, винтики и болтики, дрель, стяжки, паяльник с сопутствующими принадлежностями и более или менее прямые руки мастера
На все, про все – порядка 220 $.
Сборка и дальнейшая настройка квадрокоптера
Вооружившись всем вышеперечисленным, можно приступать к сверлению, скручиванию и паянию.
Рама делается на усмотрение мастера. Главное, чтобы расстояние от центра до концов было одинаковым. Пропеллеры не должны задевать друг друга при вращении, а также не пересекаться в центре фанерки. На ней должно остаться свободное место для мозгов, датчиков и возможной камеры. Датчики лучше крепить на толстый скотч (резину или силикон) – это позволит уменьшить вибрацию. В качестве шасси для мягкого приземления можно разместить на концах лучей или посередине них, что-нибудь амортизирующее – плотный поролон, резиновые мячики или пенопласт.
Нюансы, позволяющие избежать косяков
Приемник следует спарить с передатчиком, об этом написано в инструкции.
Регуляторы скорости (ESC) подлежат калибровке. А иногда их нужно еще и запрограммировать (эта информация содержится в инструкции к регуляторам). Чтобы увеличить скорость реакции, нужно повысить частоту и выставить режим моментальной реакции вместо последовательного набора оборотов.
Для того чтобы мотор вращался в обратную сторону, нужно поменять местами любые два провода.
Пропеллеры лучше крепить в самую последнюю очередь – они мешают сборке и травмируют руки.
Моторы, как и пропеллеры, также могут потребовтаь балансировки. Чтобы уменьшить вибрацию, нужно взять обычные стяжки для кабелей, нацепите 1-2 на мотор, вращайте его и включайте, пока не ощутите наименьшую вибрацию. Другие частные вопросы можно прочитать на специализированном форуме.
Удачи вам!
