افعلذلكبنفسكبدونطيار

طائرة بدون طيار تصنعها بنفسك: الدرس 4. وحدة تحكم الطيران..

المحتويات

مقدمة

الآن بعد أن حددت أو صممت إطار الطائرات بدون طيار والمحركات والدوارات و ESCs والبطارية ، يمكنك البدء في اختيار جهاز التحكم في الرحلة. تعتبر وحدة التحكم في الطيران لمركبة جوية بدون طيار متعددة الدوار عبارة عن دائرة متكاملة ، تتكون عادةً من معالج دقيق وأجهزة استشعار ودبابيس إدخال / إخراج. بعد التفريغ ، لا يعرف جهاز التحكم في الرحلة نوع أو تكوين الطائرات بدون طيار التي تستخدمها ، لذلك ستحتاج في البداية إلى تعيين معلمات معينة في البرنامج ، وبعد ذلك يتم تحميل التكوين المحدد على متن الطائرة. بدلاً من مجرد مقارنة وحدات التحكم في الطيران المتوفرة حاليًا ، فإن النهج الذي اتبعناه هنا يسرد عناصر الكمبيوتر المسؤولة عن الوظائف ، بالإضافة إلى الجوانب التي يجب البحث عنها.

المعالج الرئيسي

8051 vs AVR vs PIC vs ARM: عائلة من وحدات التحكم الدقيقة التي تشكل أساس معظم وحدات تحكم الطيران الحديثة. يعتمد Arduino على AVR (ATmel) ويبدو أن المجتمع يركز على MultiWii باعتباره الكود المفضل. Microchip هي الشركة المصنعة الرئيسية لرقائق الموافقة المسبقة عن علم. من الصعب المجادلة بأن أحدهما أفضل من الآخر ، كل هذا يعود إلى ما يمكن أن يفعله البرنامج. ARM (مثل STM32) يستخدم هندسة 16/32 بت ، مع العشرات باستخدام 8/16 بت AVRs و PICs. نظرًا لأن أجهزة الكمبيوتر ذات اللوحة الواحدة أصبحت أقل تكلفة وأقل تكلفة ، فمن المتوقع أن تعمل أجهزة التحكم في الطيران من الجيل التالي التي يمكنها تشغيل أنظمة تشغيل كاملة مثل Linux أو Android.

وحدة المعالجة المركزية: عادةً ، يكون عرض البت الخاص بهم مضاعف 8 (8 بت ، 16 بت ، 32 بت ، 64 بت) ، والتي في يشير الانعطاف إلى الحجم الأساسي للسجلات في وحدة المعالجة المركزية. يمكن للمعالجات الدقيقة فقط معالجة عدد محدد (أقصى) من البتات في الذاكرة في كل مرة (الساعة). كلما زاد عدد وحدات البت التي يمكن للمعالج الدقيق التعامل معها ، زادت دقة المعالجة (وأسرعها). على سبيل المثال ، تكون معالجة متغير 16 بت على معالج 8 بت أبطأ بكثير من معالجة متغير 32 بت. لاحظ أن الكود يجب أن يعمل أيضًا مع العدد الصحيح من البتات ، وفي وقت كتابة هذا التقرير ، لا يستخدم سوى عدد قليل من البرامج رمزًا تم تحسينه لـ 32 بت.

تردد التشغيل: التردد الذي يعمل به المعالج الرئيسي. ويسمى أيضًا "معدل الساعة" افتراضيًا. يتم قياس التردد بالهرتز (دورات في الثانية). كلما زاد تردد التشغيل ، زادت سرعة المعالج في معالجة البيانات.

برنامج / فلاش: فلاش هو المكان الذي يتم فيه تخزين الكود الرئيسي. إذا كان البرنامج معقدًا ، فقد يستغرق مساحة كبيرة. من الواضح أنه كلما كانت الذاكرة أكبر ، زادت المعلومات التي يمكن تخزينها. الذاكرة مناسبة أيضًا لتخزين البيانات أثناء الطيران مثل إحداثيات GPS وخطط الطيران وحركة الكاميرا التلقائية وما إلى ذلك. يظل الرمز الذي تم تحميله في ذاكرة الفلاش على الشريحة حتى بعد إيقاف تشغيل الطاقة.

SRAM: يرمز SRAM إلى ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة وهي المساحة الموجودة على الشريحة المستخدمة عند إجراء العمليات الحسابية. يتم فقد البيانات المخزنة في ذاكرة الوصول العشوائي عند انقطاع التيار الكهربائي. كلما زادت كمية ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) ، كلما كانت المعلومات "متوفرة بسهولة" لإجراء العمليات الحسابية في أي وقت.

EEPROM: تُستخدم ذاكرة القراءة فقط القابلة للمسح كهربائيًا (EEPROM) عادةً لتخزين المعلومات التي لا تتغير أثناء الرحلة ، مثل الإعدادات بدلاً من البيانات. المخزنة على SRAM ، والتي قد تتضمن قراءات أجهزة الاستشعار ، إلخ.

منافذ الإدخال / الإخراج الإضافية: تحتوي معظم وحدات التحكم الدقيقة على عدد كبير من منافذ الإدخال والإخراج الرقمية والتناظرية ، وبعضها يستخدم لأجهزة الاستشعار ، والبعض الآخر للتواصل ، أو للمدخلات والمخرجات العامة. يمكن توصيل هذه المنافذ الإضافية بوحدات التحكم عن بعد وأجهزة المحورين والصنانير والمزيد.

محول A / D: إذا كانت المستشعرات تستخدم جهدًا تناظريًا داخليًا (عادةً 0-3.3 فولت أو 0-5 فولت) ، يجب أن يقوم المحول التناظري الرقمي بالتحويل هذه القراءات على البيانات الرقمية. كما هو الحال مع المعالج ، فإن عدد البتات التي يمكن لـ ADC التعامل معها يحدد الدقة القصوى. يرتبط بهذا معدل الساعة الذي يمكن للمعالج الدقيق قراءة البيانات به (مرات في الثانية) لضمان عدم فقد المعلومات. ومع ذلك ، من الصعب عدم فقد بعض البيانات أثناء هذا التحويل ، لذلك كلما زاد عمق البت في ADC ، زادت دقة القراءات ، ولكن من المهم أن يتمكن المعالج من التعامل مع السرعة التي يتم بها البيانات يتم إرسالها.

مصدر الطاقة

غالبًا ما تصف مواصفات وحدة التحكم في الطيران نطاقي جهد ، أولهما نطاق جهد الدخل لوحدة التحكم في الطيران نفسها (يعمل معظمها بجهد مقنن 5 فولت) ، والثاني هو نطاق جهد الدخل للمعالج الدقيق الرئيسي (3.3 فولت أو 5 فولت). نظرًا لأن وحدة التحكم في الطيران عبارة عن جهاز مضمن ، فأنت تحتاج فقط إلى الانتباه إلى نطاق جهد دخل وحدة التحكم. تعمل معظم وحدات التحكم في طيران الطائرات بدون طيار متعددة الدوارات بجهد 5 فولت ، حيث يتم توليد هذا الجهد بواسطة BEC (انظر قسم " Powerplant" لمزيد من المعلومات).

لنكرر. من الناحية المثالية ، ليست هناك حاجة لتشغيل وحدة التحكم في الطيران بشكل منفصل عن البطارية الرئيسية.الاستثناء الوحيد هو إذا كنت بحاجة إلى بطارية احتياطية في حالة ما إذا كانت البطارية الرئيسية تفرغ الكثير من الطاقة بحيث لا يمكن لـ BEC توليد تيار / جهد كافي ، مما يتسبب في انقطاع التيار / إعادة ضبطه. لكن في هذه الحالة ، غالبًا ما تستخدم المكثفات بدلاً من البطارية الاحتياطية.. كحد أدنى ، ستشمل وحدة التحكم في الرحلة جيروسكوب ثلاثي المحاور ، ولكن بدون تسوية تلقائية. ليست كل أجهزة التحكم في الطيران مجهزة بأجهزة الاستشعار التالية ، ولكن يمكن أن تشتمل أيضًا على مزيج منها:

  • مقياس التسارع: كما يوحي الاسم ، تقيس مقاييس التسارع التسارع الخطي في ثلاثة محاور (دعنا نسميها: X و Y و Z). يقاس عادة بـ "G (بالروسية. نفس)". القيمة القياسية (العادية) هي g = 9.80665 m / s². لتحديد الموضع ، يمكن دمج خرج مقياس التسارع مرتين ، على الرغم من أنه بسبب الخسائر في الإخراج ، قد يكون الكائن عرضة للانجراف. إن أهم ما يميز مقاييس التسارع ثلاثية المحاور أنها تسجل الجاذبية ، وعلى هذا النحو ، يمكنها معرفة الاتجاه الذي يجب أن "يهبط". يلعب هذا دورًا رئيسيًا في ضمان استقرار الطائرة بدون طيار متعددة الدوار. يجب تثبيت مقياس التسارع على وحدة التحكم في الطيران بحيث تتوافق المحاور الخطية مع المحاور الرئيسية للطائرة بدون طيار.

  • الجيروسكوب: يقيس الجيروسكوب معدل تغير الزوايا على طول ثلاثة محاور زوايا (دعنا اتصل بهم: alpha و beta و gamma). يقاس عادة بالدرجات في الثانية. لاحظ أن الجيروسكوب لا يقيس الزوايا المطلقة بشكل مباشر ، ولكن يمكنك التكرار للحصول على زاوية ، مثل مقياس التسارع ، تشجع الانجراف. يميل إخراج الجيروسكوب الحقيقي إلى أن يكون تناظريًا أو I2C ، ولكن في معظم الأوقات لا داعي للقلق بشأن هذا الأمر حيث تتم معالجة جميع البيانات الواردة بواسطة رمز وحدة التحكم في الرحلة. يجب تثبيت الجيروسكوب بحيث يتزامن محور دورانه مع محور الطائرة بدون طيار.

  • وحدة القياس بالقصور الذاتي (IMU): وحدة القياس بالقصور الذاتي هي في الأساس لوحة صغيرة تحتوي على كليهما مقياس التسارع والجيروسكوب (عادة متعدد المحاور). تشتمل معظمها على مقياس تسارع ثلاثي المحاور وجيروسكوب ثلاثي المحاور ، وقد يشتمل البعض الآخر على مستشعرات إضافية ، مثل مقياس المغناطيسية ثلاثي المحاور ، مما يوفر إجمالي 9 محاور قياس.

  • البوصلة / مقياس المغناطيسية: بوصلة مغناطيسية إلكترونية قادرة على اكتشاف المجال المغناطيسي للأرض واستخدام هذه البيانات لتحديد اتجاه بوصلة الطائرة بدون طيار (بالنسبة للقطب الشمالي المغناطيسي). يكون هذا المستشعر موجودًا دائمًا تقريبًا إذا كان النظام يحتوي على إدخال GPS ومتاح من واحد إلى ثلاثة محاور.

  • الضغط / البارومتر: نظرًا لأن الضغط الجوي يتغير مع المسافة من مستوى سطح البحر ، يمكنك استخدام مستشعر ضغط للحصول على قراءة دقيقة إلى حد ما لارتفاع الطائرة بدون طيار.لحساب الارتفاع الأكثر دقة ، تتلقى معظم أجهزة التحكم في الطيران البيانات في وقت واحد من مستشعر الضغط ونظام الملاحة عبر الأقمار الصناعية (GPS). عند التجميع ، لاحظ أنه من الأفضل تغطية الفتحة الموجودة في جسم البارومتر بقطعة من المطاط الرغوي لتقليل التأثير السلبي للرياح على الشريحة.

  • GPS: نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لتحديد موقع جغرافي محدد ، يستخدم إشارات مرسلة من عدة أقمار صناعية تدور حول الأرض. يمكن أن تحتوي وحدة التحكم في الطيران على وحدة GPS مدمجة ووحدة متصلة بالكابل. لا ينبغي الخلط بين هوائي GPS ووحدة GPS نفسها ، والتي يمكن أن تبدو مثل صندوق أسود صغير أو هوائي "Duck" عادي. للحصول على بيانات دقيقة عن الموقع ، يجب أن تتلقى وحدة GPS البيانات من عدة أقمار صناعية ، وكلما زاد العدد كان ذلك أفضل.

  • المسافة: يتم استخدام مستشعرات المسافة بشكل متزايد في الطائرات بدون طيار حيث لا تستطيع إحداثيات GPS ومستشعرات الضغط معرفة ذلك كم أنت بعيد عن الأرض (تل أو جبل أو مبنى) ، أو ما إذا كنت ستصطدم بجسم أم لا. يمكن أن يعتمد مستشعر المسافة المتجه للأسفل على تقنية الموجات فوق الصوتية أو الليزر أو الليدار (قد تواجه مستشعرات الأشعة تحت الحمراء مشاكل في ضوء الشمس). نادرًا ما يتم تضمين مستشعرات المسافة بشكل قياسي مع جهاز التحكم في الطيران.

أوضاع الطيران

فيما يلي قائمة بأكثر أوضاع الطيران شيوعًا ، ومع ذلك ، قد لا تتوفر جميعها في أجهزة التحكم في الطيران... "وضع الطيران" هو الطريقة التي يستخدم بها جهاز التحكم في الطيران أجهزة الاستشعار وأوامر الراديو الواردة لتحقيق الاستقرار والتحليق بالطائرة بدون طيار. إذا كان جهاز التحكم المستخدم يحتوي على خمس قنوات أو أكثر ، فيمكن للمستخدم تكوين البرنامج ، والذي سيسمح له بتغيير الأوضاع من خلال القناة 5 (مفتاح مساعد) مباشرة أثناء الرحلة.

  • ACRO - عادةً ما يكون الوضع الافتراضي ، من بين جميع أجهزة الاستشعار المتاحة ، يستخدم جهاز التحكم في الطيران الجيروسكوب فقط (لا يمكن للطائرة بدون طيار تسوية نفسها تلقائيًا). مناسب للرحلات الرياضية (البهلوانية).
  • ANGLE - الوضع المستقر ؛ من بين جميع أجهزة الاستشعار المتاحة ، يستخدم جهاز التحكم في الرحلة جيروسكوب ومقياس تسارع. الزوايا محدودة. ستحافظ على الطائرة بدون طيار في وضع أفقي (ولكن بدون الاحتفاظ بالموقف).
  • HORIZON - يجمع بين ثبات وضع "ANGLE" ، عندما تكون العصي بالقرب من المركز وتتحرك ببطء ، والألعاب البهلوانية من وضع "ACRO" عندما تكون العصي في أقصى مواقعها وتتحرك بسرعة. يستخدم جهاز التحكم في الطيران الجيروسكوب فقط.
  • بارو (تعليق الارتفاع) - الوضع المستقر ؛ من بين جميع أجهزة الاستشعار المتاحة ، يستخدم جهاز التحكم في الرحلة جيروسكوب ومقياس تسارع ومقياس ضغط جوي. الزوايا محدودة.يستخدم البارومتر للحفاظ على ارتفاع معين (ثابت) عندما لا يتم إعطاء أوامر من جهاز التحكم.
  • MAG (Heading Hold) - وضع قفل العنوان (اتجاه البوصلة) ، ستحافظ الطائرة بدون طيار على اتجاه Yaw. من بين جميع أجهزة الاستشعار المتاحة ، يستخدم جهاز التحكم في الرحلة جيروسكوب ومقياس تسارع وبوصلة.
  • HEADFREE (CareFree ، مقطوعة الرأس) - يلغي تتبع الاتجاه (الانعراج) للطائرة بدون طيار وبالتالي يسمح لك بالتحرك في اتجاه ثنائي الأبعاد وفقًا للحركة ، عصا التحكم ROLL / PITCH. من بين جميع أجهزة الاستشعار المتاحة ، يستخدم جهاز التحكم في الرحلة جيروسكوب ومقياس تسارع وبوصلة.
  • GPS / Return to Home - يستخدم تلقائيًا البوصلة و GPS للعودة إلى موقع الإقلاع. من بين جميع المستشعرات المتاحة ، يستخدم جهاز التحكم في الرحلة جيروسكوب ومقياس تسارع وبوصلة ووحدة GPS.
  • GPS / Waypoint - يسمح للطائرة بدون طيار باتباع نقاط GPS المحددة مسبقًا بشكل مستقل. من بين جميع المستشعرات المتاحة ، يستخدم جهاز التحكم في الرحلة جيروسكوب ومقياس تسارع وبوصلة ووحدة GPS.
  • GPS / Position Hold - يحتفظ بالموقع الحالي باستخدام GPS ومقياس الضغط الجوي (إن وجد). من بين جميع المستشعرات المتاحة ، يستخدم جهاز التحكم في الرحلة جيروسكوب ومقياس تسارع وبوصلة ووحدة GPS.
  • أمان الفشل - إذا لم يتم تحديد أوضاع طيران أخرى ، تتحول الطائرة بدون طيار إلى وضع Acro. من بين جميع أجهزة الاستشعار المتاحة ، يتم استخدام الجيروسكوب فقط بواسطة وحدة التحكم في الطيران. في حالة حدوث فشل في برنامج الطائرة بدون طيار ، فإنه يسمح لك باستعادة التحكم في الطائرة بدون طيار باستخدام أوامر محددة مسبقًا.

البرنامج

وحدة تحكم PID (التخصيص والإعداد)

الاشتقاق المتكامل المتناسب (PID) أو المشتق النسبي المتكامل (PID) هو جزء من برنامج التحكم في الطيران الذي يقرأ البيانات من المستشعرات ويحسب مدى سرعة دوران المحركات من أجل الحفاظ على السرعة المطلوبة للطائرة بدون طيار.

يميل مطورو الطائرات بدون طيار الجاهزة للطيران إلى ضبط معلمات وحدة التحكم PID على النحو الأمثل ، وهذا هو السبب في أن معظم الطائرات بدون طيار RTF يتم تجريبها بشكل مثالي فور إخراجها من الصندوق. ما لا يمكن قوله عن مجموعات الطائرات بدون طيار المخصصة ، حيث من المهم استخدام وحدة تحكم طيران عالمية مناسبة لأي مجموعة متعددة الدوارات ، مع القدرة على ضبط قيم PID حتى تلبي خصائص الطيران المطلوبة للمستخدم النهائي.

واجهة المستخدم الرسومية

واجهة المستخدم الرسومية (GUI) أو واجهة المستخدم الرسومية هو ما يتم استخدامه لتحرير الكود بصريًا (باستخدام جهاز كمبيوتر) الذي سيتم تحميله في وحدة التحكم في الطيران.البرامج التي تأتي مع أجهزة التحكم في الطيران تتحسن باستمرار ؛ استخدمت وحدات التحكم في الطيران الأولى في الغالب واجهات تستند إلى النص ، والتي تطلبت من المستخدمين فهم جميع التعليمات البرمجية تقريبًا وتغيير أقسام معينة لتناسب التصميم. في الآونة الأخيرة ، تستخدم واجهة المستخدم الرسومية واجهات رسومية تفاعلية لتسهيل تكوين المعلمات الضرورية على المستخدم.

ميزات إضافية

قد تحتوي البرامج المستخدمة في بعض وحدات التحكم في الطيران على ميزات إضافية غير متاحة لـ الآخرين. قد يعتمد اختيار وحدة تحكم طيران معينة في النهاية على الميزات / الوظائف الإضافية التي يقدمها المطور. قد تشمل هذه الوظائف:

  • ملاحة نقطة الطريق المستقلة - يسمح للمستخدم بتعيين نقاط مسار GPS التي ستتبعها الطائرة بدون طيار بشكل مستقل.
  • Oribiting - حركة الطائرة بدون طيار حول إحداثيات GPS معينة ، حيث يتم توجيه مقدمة الطائرة دائمًا نحو إحداثيات معينة (ذات صلة بالتصوير).
  • اتبعني - العديد من الطائرات بدون طيار لها وظيفة "Follow Me" ، والتي يمكن أن تعتمد على تحديد المواقع عبر الأقمار الصناعية (على سبيل المثال ، تتبع إحداثيات GPS للهاتف الذكي ، أو وحدة مدمجة في معدات التحكم GPS).
  • صورة ثلاثية الأبعاد - يتم التقاط معظم الصور ثلاثية الأبعاد بعد الرحلة باستخدام الصور وبيانات GPS التي تم الحصول عليها أثناء الطيران.
  • المصدر المفتوح - لا يمكن تغيير / تكوين برامج بعض وحدات التحكم في الطيران. تسمح المنتجات مفتوحة المصدر عمومًا للمستخدمين المتمرسين بتعديل الكود ليناسب احتياجاتهم الخاصة.

الاتصالات

التحكم اللاسلكي (RC)

يشمل التحكم اللاسلكي عادةً جهاز إرسال RC / RC جهاز إرسال (في هواية غير مأهولة - معدات تحكم لاسلكية / جهاز تحكم عن بعد) ومستقبل RC (مستقبل RC)

  • الخانق / الارتفاع
  • ياو
  • الملعب
    • ​​
  • لفة

يمكن استخدام جميع القنوات الأخرى المتاحة لأعمال مثل:

  • تسليح (تسليح أو تسليح) / نزع سلاح (نزع سلاح أو نزع سلاح) - تسليح / نزع سلاح المحركات...
  • تحكم في Gimbal (تحريك لأعلى / لأسفل ، تدوير في اتجاه عقارب الساعة / عكس اتجاه عقارب الساعة ، تكبير / تصغير)
  • تغيير أوضاع الطيران (ACRO / ANGLE ، إلخ.)
  • تنشيط / تنشيط الحمولة النافعة (مظلة أو الجرس أو أي جهاز آخر)
  • أي تطبيق آخر

يفضل معظم المستخدمين (طيارو الطائرات بدون طيار) التحكم اليدوي ، وهذا يثبت مرة أخرى أن القيادة باستخدام معدات التحكم لا تزال الخيار الأول. في حد ذاته ، يقوم مستقبل RC ببساطة بنقل القيم القادمة من مرسل RC ، مما يعني أنه لا يمكنه التحكم في الطائرة بدون طيار. يجب توصيل مستقبل RC بجهاز التحكم في الطيران ، والذي يجب برمجته بدوره لاستقبال إشارات RC. يوجد عدد قليل جدًا من أجهزة التحكم في الطيران في السوق التي تقبل أوامر الراديو الواردة من جهاز الاستقبال مباشرةً ، كما أن معظم أجهزة الكمبيوتر توفر الطاقة إلى جهاز الاستقبال من أحد المسامير. تشمل الاعتبارات الإضافية عند اختيار جهاز التحكم عن بعد ما يلي:

  • لا يمكن لجميع أجهزة إرسال RC توفير النطاق الكامل لإشارات RC من 500 مللي ثانية إلى 2500 مللي ثانية ؛ يقيد البعض هذا النطاق بشكل مصطنع ، حيث أن معظم وحدات التحكم عن بعد المستخدمة هي للسيارات والطائرات والمروحيات التي يتم التحكم فيها لاسلكيًا.
  • النطاق / الحد الأقصى. نطاق الهواء (يقاس بالأقدام أو بالمتر) لا يتم توفير أنظمة RC-تقريبًا من قبل الشركات المصنعة ، حيث تتأثر هذه المعلمة بالعديد من العوامل مثل الضوضاء ودرجة الحرارة والرطوبة وطاقة البطارية وغيرها.
  • تحتوي بعض أنظمة التحكم عن بعد على جهاز استقبال يحتوي أيضًا على جهاز إرسال مدمج لإرسال البيانات من المستشعر (مثل إحداثيات GPS) ، والتي سيتم عرضها بعد ذلك على شاشة LCD لجهاز إرسال RC.

Bluetooth

منتجات Bluetooth و BLE (Bluetooth منخفضة الطاقة) كانت تهدف في الأصل إلى نقل البيانات بين الأجهزة دون اقتران أو تردد مطابقة. يمكن لبعض وحدات التحكم في الطيران المتاحة تجاريًا إرسال واستقبال البيانات لاسلكيًا عبر اتصال Bluetooth ، مما يسهل استكشاف الأخطاء وإصلاحها في هذا المجال.

Wi-Fi

يتحقق التحكم في Wi-Fi عادةً من خلال موجه Wi-Fi ، الكمبيوتر (بما في ذلك الكمبيوتر المحمول أو الكمبيوتر المكتبي أو الجهاز اللوحي) أو الهاتف الذكي. يمكن لشبكة Wi-Fi التعامل مع كل من نقل البيانات وتدفق الفيديو ، ولكن في الوقت نفسه ، يصعب تكوين / تنفيذ هذه التقنية. كما هو الحال مع جميع أجهزة Wi-Fi ، فإن المسافة محدودة بواسطة جهاز إرسال Wi-Fi.

تردد الراديو (RF أو RF)

يشير التحكم في التردد اللاسلكي (RF) في هذا السياق لنقل البيانات لاسلكيًا من جهاز كمبيوتر أو متحكم دقيق إلى طائرة باستخدام جهاز إرسال / مستقبل RF (أو جهاز إرسال واستقبال مزدوج النطاق).يسمح استخدام وحدة RF التقليدية المتصلة بجهاز كمبيوتر بالاتصال ثنائي الاتجاه عبر مسافات طويلة بكثافة بيانات عالية (عادةً بتنسيق تسلسلي).

الهاتف الذكي

على الرغم من أن هذا ليس نوعًا من الاتصال ، فإن السؤال نفسه هو كيفية التحكم طائرة بدون طيار تستخدم هاتفًا ذكيًا ، وهو ما يكفي لمنحها قسمًا منفصلاً. الهواتف الذكية الحديثة هي في الأساس أجهزة كمبيوتر قوية يمكنها ، بالصدفة ، إجراء مكالمات هاتفية. تحتوي جميع الهواتف الذكية تقريبًا على وحدة Bluetooth مدمجة بالإضافة إلى وحدة WiFi ، يتم استخدام كل منها للتحكم في الطائرة بدون طيار و / أو استقبال البيانات و / أو الفيديو.

الأشعة تحت الحمراء (IR)

جهاز التحكم عن بعد في التلفزيون) نادرًا ما يستخدم للتحكم في الطائرات بدون طيار ، حتى في الغرف العادية (ناهيك عن المساحات المفتوحة) يوجد الكثير من التداخل بالأشعة تحت الحمراء بحيث لا يمكن الاعتماد عليه بشكل كبير. على الرغم من حقيقة أنه يمكن استخدام التكنولوجيا للتحكم في الطائرة بدون طيار ، إلا أنه لا يمكن تقديمها كخيار رئيسي.

اعتبارات إضافية

الوظيفة: يحاول مصنعو أجهزة التحكم في الطيران عادةً توفير أكبر عدد ممكن من الوظائف - يتم تضمينها افتراضيًا أو شراؤها بشكل منفصل كخيارات / إضافات. فيما يلي عدد قليل من الميزات الإضافية العديدة التي قد ترغب في إلقاء نظرة عليها عند مقارنة أجهزة التحكم في الطيران.

التخميد: حتى الاهتزازات الصغيرة في الإطار ، والتي تحدث عادةً بسبب الدوارات و / أو المحركات غير المتوازنة ، يمكن اكتشافها بواسطة مقياس التسارع المدمج ، والذي بدوره سيرسل الإشارات المناسبة إلى المعالج الرئيسي ، والذي سيتخذ الإجراء التصحيحي. هذه الإصلاحات الطفيفة غير ضرورية أو غير مرغوب فيها للطيران المستقر ، ومن الأفضل إبقاء وحدة التحكم في الطيران تهتز بأقل قدر ممكن. لهذا السبب ، غالبًا ما يتم استخدام مخمدات / مخمدات الاهتزاز بين وحدة التحكم في الطيران والإطار.

الضميمة: العلبة الواقية حول وحدة التحكم في الطيران يمكن أن تساعد في مجموعة متنوعة من المواقف. بالإضافة إلى كونها أكثر إرضاءً من الناحية الجمالية من ثنائي الفينيل متعدد الكلور العاري ، غالبًا ما توفر العلبة مستوى معينًا من الحماية الكهربائية. بالإضافة إلى حماية إضافية في حالة وقوع حادث.

التركيب: هناك طرق مختلفة لتركيب وحدة التحكم في الطيران على الإطار ، ولا تحتوي جميع أجهزة التحكم في الطيران على نفس خيارات التثبيت:

  1. أربعة ثقوب على مسافة 30.5 مم أو 45 مم من بعضها البعض.
  2. قاع مسطح للاستخدام مع الملصق.
  3. أربعة ثقوب في مستطيل (المعيار غير مثبت).

المجتمع: نظرًا لأنك تقوم ببناء طائرة بدون طيار مخصصة ، فإن المشاركة في مجتمع عبر الإنترنت يمكن أن تساعدك كثيرًا ، خاصة إذا واجهت مشاكل أو كنت تريد المشورة.يمكن أن يكون الحصول على المشورة من المجتمع أو عرض ملاحظات المستخدم فيما يتعلق بجودة وسهولة استخدام وحدات التحكم في الطيران المختلفة مفيدًا أيضًا.

الملحقات: للاستخدام الكامل للمنتج ، بالإضافة إلى وحدة التحكم في الطيران نفسها ، قد تحتاج إلى عناصر ذات صلة (ملحقات أو خيارات). قد تشمل هذه الملحقات ، على سبيل المثال لا الحصر: وحدة GPS و / أو هوائي GPS ؛ الكابلات. ملحقات التركيب شاشة (LCD / OLED) ؛

مثال

إذن مع كل هذه المقارنات المختلفة ، ما هي المعلومات التي يمكنك الحصول عليها حول وحدة التحكم في الطيران وما الذي يمكن أن تتضمنه وحدة التحكم في الطيران؟ لقد اخترنا وحدة تحكم طيران كوادرينو نانو

المعالج الرئيسي

المستخدم على متن ATMel ATMega2560 هي واحدة من أقوى شرائح ATMel المتوافقة مع Arduino. على الرغم من أنه يحتوي على إجمالي 100 دبوس ، بما في ذلك 16 قناة رقمية تمثيلية وخمسة منافذ SPI ، نظرًا لصغر حجمه واستخدامه المقصود كوحدة تحكم في الطيران ، إلا أن القليل منها فقط موجود على اللوحة.

  • AVR مقابل PIC: AVR
  • المعالج: 8 بت
  • تردد التشغيل: 16 ميجا هرتز
  • ذاكرة البرنامج / فلاش: 256 كيلو بايت
  • SRAM: 8KB
  • EEPROM: 4 كيلوبايت
  • دبابيس I / O إضافية: 3 × I2C ؛ 1 × UART ؛ 2 × 10 دبوس GPIOs ؛ المؤازرة مع مخرجات 5x ؛ منفذ OLED
  • محول A / D: 10 بت

مستشعرات

يتضمن كوادرينو نانو شريحة MPU9150 IMU ، والتي تتضمن جيروسكوب ثلاثي المحاور ومقياس تسارع ثلاثي المحاور ومقياس مغناطيسي ثلاثي المحاور. يساعد ذلك في الحفاظ على اللوحة صغيرة بما يكفي دون التضحية بجودة المستشعر. يوفر مقياس الضغط MS5611 بيانات الضغط ومغطى بقطعة من الرغوة. نظام GPS مدمج Venus 838FLPx مع هوائي GPS خارجي (مضمّن).

برنامج

تم تصميم Quadrino Nano خصيصًا لاستخدام أحدث برامج MultiWii (تعتمد على Arduino). بدلاً من تعديل كود Arduino مباشرةً ، تم إنشاء برنامج منفصل أكثر رسوميًا.

اتصال

  • إدخال مباشر من مستقبل RC القياسي.
  • منفذ استقبال الأقمار الصناعية Spektrum المخصص
  • تسلسلي (SBus و / أو راديو Bluetooth أو 3DR)

عوامل إضافية

  1. الضميمة: حاوية شفافة واقية مدرجة كمعيار
  2. التركيب: هناك طريقتان رئيسيتان لربط كوادرينو نانو للطائرة بدون طيار: مسامير وصواميل أو ملصق من المطاط الرغوي.
  3. تصميم مضغوط: وحدة التحكم نفسها (باستثناء هوائي GPS) بقياس 53 × 53 ملم.

.
مقالات مماثلة