Κηφήναςφτιάξτεμόνοισας

DIY drone: Μάθημα 4. Flight controller..

Περιεχόμενα

Εισαγωγή

Τώρα που επιλέξατε ή σχεδιάσατε το πλαίσιο UAV, τους κινητήρες, τους ρότορες, τα ESC και την μπαταρία, μπορείτε να αρχίσετε να επιλέγετε το χειριστήριο πτήσης σας. Ο ελεγκτής πτήσης για μη επανδρωμένο αεροσκάφος πολλαπλών στροφείων είναι ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα, που συνήθως αποτελείται από έναν μικροεπεξεργαστή, αισθητήρες και ακίδες εισόδου / εξόδου. Μετά την αποσυσκευασία, ο ελεγκτής πτήσης δεν γνωρίζει ποιον συγκεκριμένο τύπο ή διαμόρφωση UAV χρησιμοποιείτε, οπότε αρχικά θα χρειαστεί να ορίσετε ορισμένες παραμέτρους στο λογισμικό, μετά τις οποίες η συγκεκριμένη διαμόρφωση φορτώνεται επί του σκάφους. Αντί να συγκρίνουμε απλώς τους διαθέσιμους ελεγκτές πτήσης, η προσέγγιση που ακολουθήσαμε εδώ αναφέρει ποια στοιχεία του υπολογιστή είναι υπεύθυνα για ποιες λειτουργίες, καθώς και πτυχές που πρέπει να προσέξουμε.

Κύριος επεξεργαστής

8051 vs AVR vs PIC vs ARM: Μια οικογένεια μικροελεγκτών που αποτελούν τη βάση των περισσότερων σύγχρονα χειριστήρια πτήσης. Το Arduino βασίζεται στο AVR (ATmel) και η κοινότητα φαίνεται να επικεντρώνεται στο MultiWii ως τον προτιμώμενο κώδικα. Η Microchip είναι ο κύριος κατασκευαστής τσιπ PIC. Είναι δύσκολο να υποστηρίξουμε ότι το ένα είναι καλύτερο από το άλλο, όλα εξαρτώνται από το τι μπορεί να κάνει το λογισμικό. Το ARM (όπως το STM32) χρησιμοποιεί αρχιτεκτονική 16/32-bit, ενώ δεκάδες χρησιμοποιούν AVR και PIC 8/16-bit. Καθώς οι υπολογιστές μονής πλακέτας γίνονται όλο και λιγότερο ακριβοί, αναμένονται χειριστήρια πτήσης επόμενης γενιάς που μπορούν να τρέχουν πλήρη λειτουργικά συστήματα όπως Linux ή Android.

CPU: Συνήθως, το πλάτος των δυαδικών ψηφίων τους είναι πολλαπλάσιο του 8 (8-bit, 16-bit, 32-bit, 64-bit), το οποίο σε turn δείχνει το μέγεθος των πρωτεύοντων καταχωρητών στην CPU. Οι μικροεπεξεργαστές μπορούν να επεξεργαστούν μόνο έναν καθορισμένο (μέγιστο) αριθμό bit στη μνήμη κάθε φορά (ρολόι). Όσο περισσότερα bits μπορεί να χειριστεί ο μικροεπεξεργαστής, τόσο πιο ακριβής (και γρηγορότερη) θα είναι η επεξεργασία. Για παράδειγμα, η επεξεργασία μιας μεταβλητής 16-bit σε έναν επεξεργαστή 8-bit είναι πολύ πιο αργή από ό, τι σε έναν 32-bit. Σημειώστε ότι ο κώδικας πρέπει επίσης να εκτελείται με τον σωστό αριθμό δυαδικών ψηφίων και κατά τη στιγμή αυτής της γραφής, μόνο μερικά προγράμματα χρησιμοποιούν κώδικα που είναι βελτιστοποιημένος για 32 bit.

Συχνότητα λειτουργίας: Η συχνότητα στην οποία λειτουργεί ο κύριος επεξεργαστής. Ονομάζεται επίσης "ρυθμός ρολογιού" από προεπιλογή. Η συχνότητα μετριέται σε hertz (κύκλοι ανά δευτερόλεπτο). Όσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα λειτουργίας, τόσο πιο γρήγορα ο επεξεργαστής μπορεί να επεξεργαστεί δεδομένα.

Πρόγραμμα / Flash: Το Flash είναι το μέρος όπου αποθηκεύεται ο κύριος κωδικός. Εάν το πρόγραμμα είναι περίπλοκο, μπορεί να καταλάβει πολύ χώρο. Προφανώς, όσο μεγαλύτερη είναι η μνήμη, τόσο περισσότερες πληροφορίες μπορεί να αποθηκεύσει. Η μνήμη είναι επίσης σημαντική για την αποθήκευση δεδομένων κατά την πτήση, όπως συντεταγμένες GPS, σχέδια πτήσεων, αυτόματη κίνηση της κάμερας κ.λπ. Ο κωδικός που είναι φορτωμένος στη μνήμη flash παραμένει στο τσιπ ακόμη και μετά την απενεργοποίηση του ρεύματος.

SRAM: Το SRAM σημαίνει Μνήμη Στατικής Τυχαίας Πρόσβασης και είναι ο χώρος στο τσιπ που χρησιμοποιείται κατά την εκτέλεση υπολογισμών. Τα δεδομένα που είναι αποθηκευμένα στη μνήμη RAM χάνονται όταν απενεργοποιηθεί το ρεύμα. Όσο υψηλότερη είναι η ποσότητα μνήμης RAM, τόσο περισσότερες πληροφορίες θα είναι «άμεσα διαθέσιμες» για υπολογισμούς ανά πάσα στιγμή.

EEPROM: Ηλεκτρικά διαγραφόμενη προγραμματιζόμενη μνήμη μόνο για ανάγνωση (EEPROM) χρησιμοποιείται συνήθως για την αποθήκευση πληροφοριών που δεν αλλάζουν κατά την πτήση, όπως ρυθμίσεις σε αντίθεση με δεδομένα. αποθηκευμένο στο SRAM, το οποίο μπορεί να περιλαμβάνει ενδείξεις αισθητήρων κ.λπ.

Πρόσθετες θύρες εισόδου / εξόδου: οι περισσότεροι μικροελεγκτές διαθέτουν μεγάλο αριθμό ψηφιακών και αναλογικών θυρών εισόδου και εξόδου, στον ελεγκτή πτήσης ορισμένοι χρησιμοποιούνται για αισθητήρες, άλλοι για επικοινωνία ή για γενική είσοδο και έξοδο. Αυτές οι πρόσθετες θύρες μπορούν να συνδεθούν με RC servos, gimbals, buzzers και άλλα.

A / D μετατροπέας: Εάν οι αισθητήρες χρησιμοποιούν ενσωματωμένη αναλογική τάση (συνήθως 0-3,3V ή 0-5V), ο αναλογικός ψηφιακός μετατροπέας Α πρέπει να μετατρέψει αυτές τις αναγνώσεις σε ψηφιακά δεδομένα. Όπως και με τον επεξεργαστή, ο αριθμός των bit που μπορεί να χειριστεί το ADC καθορίζει τη μέγιστη ακρίβεια. Αυτό σχετίζεται με τον ρυθμό ρολογιού με τον οποίο ο μικροεπεξεργαστής μπορεί να διαβάσει δεδομένα (φορές ανά δευτερόλεπτο) για να διασφαλίσει ότι οι πληροφορίες δεν χάνονται. Ωστόσο, είναι δύσκολο να μην χάσετε μερικά από τα δεδομένα κατά τη διάρκεια αυτής της μετατροπής, οπότε όσο μεγαλύτερο είναι το βάθος bit του ADC, τόσο πιο ακριβείς θα είναι οι ενδείξεις, αλλά είναι σημαντικό ο επεξεργαστής να μπορεί να χειριστεί την ταχύτητα με την οποία είναι τα δεδομένα στέλνεται.

Τροφοδοσία

Συχνά οι προδιαγραφές του ελεγκτή πτήσης περιγράφουν δύο περιοχές τάσης, η πρώτη εκ των οποίων είναι το εύρος τάσης εισόδου του ίδιου του ελεγκτή πτήσης (τα περισσότερα λειτουργούν σε ονομαστική τάση 5V) και το δεύτερο είναι το εύρος τάσης εισόδου του κύριου μικροεπεξεργαστή (3,3V ή 5V). Δεδομένου ότι ο ελεγκτής πτήσης είναι μια ενσωματωμένη συσκευή, πρέπει μόνο να δώσετε προσοχή στο εύρος τάσης εισόδου του ελεγκτή. Οι περισσότεροι ελεγκτές πτήσης UAV πολλαπλών στροφών λειτουργούν στα 5V, καθώς αυτή η τάση δημιουργείται από το BEC (βλ. Ενότητα " Ηλεκτρομηχάνημα" για περισσότερες πληροφορίες).

Ας επαναλάβουμε. Στην ιδανική περίπτωση, δεν χρειάζεται να τροφοδοτείτε το χειριστήριο πτήσης ξεχωριστά από την κύρια μπαταρία. Η μόνη εξαίρεση είναι εάν χρειάζεστε μια εφεδρική μπαταρία σε περίπτωση που η κύρια μπαταρία εκπέμπει τόσο πολύ ενέργεια που το BEC δεν μπορεί να παράγει αρκετό ρεύμα / τάση, προκαλώντας έτσι διακοπή / επαναφορά ρεύματος. Αλλά, σε αυτή την περίπτωση, συχνά χρησιμοποιούνται πυκνωτές αντί για εφεδρική μπαταρία.

Αισθητήρες

Από άποψη υλικού, ένας ελεγκτής πτήσης είναι ουσιαστικά ένας κανονικός προγραμματιζόμενος μικροελεγκτής, μόνο με ειδικούς αισθητήρες επί του σκάφους. Τουλάχιστον, ο ελεγκτής πτήσης θα περιλαμβάνει γυροσκόπιο 3 αξόνων, αλλά όχι αυτόματη ισοπέδωση. Δεν είναι όλα τα χειριστήρια πτήσης εξοπλισμένα με τους ακόλουθους αισθητήρες, αλλά μπορούν επίσης να περιλαμβάνουν έναν συνδυασμό αυτών:

  • Επιταχυνσιόμετρο: Όπως υποδηλώνει το όνομα, τα επιταχυνσιόμετρα μετρούν γραμμική επιτάχυνση σε τρεις άξονες (ας τους ονομάσουμε: Χ, Υ και Ζ). Συνήθως μετριέται σε "G (στα ρωσικά. Ameδια)". Η τυπική (κανονική) τιμή είναι g = 9,80665 m / s². Για τον προσδιορισμό της θέσης, η έξοδος του επιταχυνσιόμετρου μπορεί να ενσωματωθεί δύο φορές, αν και λόγω απωλειών στην έξοδο, το αντικείμενο μπορεί να υποστεί μετατόπιση. Το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό των επιταχυνσιόμετρων 3 αξόνων είναι ότι καταγράφουν τη βαρύτητα και ως εκ τούτου, μπορούν να γνωρίζουν ποια κατεύθυνση να «κατεβούν». Αυτό παίζει σημαντικό ρόλο στη διασφάλιση της σταθερότητας του UAV πολλαπλών στροφείων. Το επιταχυνσιόμετρο πρέπει να τοποθετηθεί στο χειριστήριο πτήσης έτσι ώστε οι γραμμικοί άξονες να συμπίπτουν με τους κύριους άξονες του drone.

  • Γυροσκόπιο: Το γυροσκόπιο μετρά το ρυθμό μεταβολής των γωνιών κατά μήκος τριών γωνιακών αξόνων (ας καλέστε τα: άλφα, βήτα και γάμμα). Συνήθως μετριέται σε μοίρες ανά δευτερόλεπτο. Σημειώστε ότι το γυροσκόπιο δεν μετρά απόλυτα τις απόλυτες γωνίες, αλλά μπορείτε να επαναλάβετε για να πάρετε μια γωνία που, όπως και το επιταχυνσιόμετρο, ενθαρρύνει την μετατόπιση. Η έξοδος ενός πραγματικού γυροσκοπίου τείνει να είναι αναλογική ή I2C, αλλά τις περισσότερες φορές δεν χρειάζεται να ανησυχείτε για αυτό καθώς όλα τα εισερχόμενα δεδομένα υποβάλλονται σε επεξεργασία από τον κωδικό του ελεγκτή πτήσης. Το γυροσκόπιο πρέπει να εγκατασταθεί έτσι ώστε ο άξονας περιστροφής του να συμπίπτει με τον άξονα του UAV.

  • Μονάδα αδρανειακής μέτρησης (IMU): Το IMU είναι ουσιαστικά ένας μικρός πίνακας που περιέχει και τα δύο ένα επιταχυνσιόμετρο και ένα γυροσκόπιο (συνήθως πολλών αξόνων). Τα περισσότερα από αυτά περιλαμβάνουν επιταχυνσιόμετρο τριών αξόνων και γυροσκόπιο τριών αξόνων, άλλα μπορεί να περιλαμβάνουν επιπλέον αισθητήρες, όπως μαγνητόμετρο τριών αξόνων, παρέχοντας συνολικά 9 άξονες μέτρησης.

  • Πυξίδα / Μαγνητόμετρο: Ηλεκτρονική μαγνητική πυξίδα ικανή να ανιχνεύει το μαγνητικό πεδίο της Γης και να χρησιμοποιεί αυτά τα δεδομένα για τον προσδιορισμό της κατεύθυνσης της πυξίδας του drone (σε σχέση με τον μαγνητικό βόρειο πόλο). Αυτός ο αισθητήρας είναι σχεδόν πάντα παρών εάν το σύστημα διαθέτει είσοδο GPS και είναι διαθέσιμο από έναν έως τρεις άξονες.

  • Πίεση / Βαρόμετρο: Δεδομένου ότι η ατμοσφαιρική πίεση αλλάζει με την απόσταση από τη στάθμη της θάλασσας, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν αισθητήρα πίεσης για να λάβετε μια αρκετά ακριβή μέτρηση υψομέτρου του UAV. Για τον υπολογισμό του ακριβέστερου υψομέτρου, οι περισσότεροι ελεγκτές πτήσης λαμβάνουν δεδομένα ταυτόχρονα από έναν αισθητήρα πίεσης και ένα σύστημα δορυφορικής πλοήγησης (GPS). Κατά τη συναρμολόγηση, σημειώστε ότι είναι προτιμότερο να καλύπτετε την τρύπα στο σώμα του βαρομέτρου με ένα κομμάτι αφρώδους ελαστικού για να μειώσετε την αρνητική επίδραση του ανέμου στο τσιπ.

  • GPS: Παγκόσμιο σύστημα εντοπισμού θέσης (GPS) για τον προσδιορισμό του συγκεκριμένη γεωγραφική τοποθεσία, χρησιμοποιεί σήματα που αποστέλλονται από πολλούς δορυφόρους που περιφέρονται γύρω από τη Γη. Το χειριστήριο πτήσης μπορεί να διαθέτει ενσωματωμένη μονάδα GPS και καλωδιακή. Η κεραία GPS δεν πρέπει να συγχέεται με την ίδια τη μονάδα GPS, η οποία μπορεί να μοιάζει με ένα μικρό μαύρο κουτί ή μια κανονική κεραία "Duck". Για να λάβετε ακριβή δεδομένα θέσης, η μονάδα GPS πρέπει να λαμβάνει δεδομένα από πολλούς δορυφόρους, και όσο περισσότερο τόσο το καλύτερο.

  • Απόσταση: Οι αισθητήρες απόστασης χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο σε drones, καθώς οι συντεταγμένες GPS και οι αισθητήρες πίεσης δεν μπορούν να το καταλάβουν εσείς πόσο μακριά είστε από το έδαφος (λόφος, βουνό ή κτίριο) ή αν θα συγκρουστείτε με ένα αντικείμενο ή όχι. Ο αισθητήρας απόστασης προς τα κάτω μπορεί να βασίζεται σε τεχνολογία υπερήχων, λέιζερ ή lidar (οι αισθητήρες IR ενδέχεται να αντιμετωπίσουν προβλήματα στο ηλιακό φως). Οι αισθητήρες απόστασης σπάνια περιλαμβάνονται στάνταρ με ελεγκτή πτήσης.

Τρόποι πτήσης

Παρακάτω είναι μια λίστα με τους πιο δημοφιλείς τρόπους πτήσης, ωστόσο, ενδέχεται να μην είναι όλοι διαθέσιμοι στο ελεγκτές πτήσης... "Λειτουργία πτήσης" είναι ο τρόπος με τον οποίο ο ελεγκτής πτήσης χρησιμοποιεί αισθητήρες και εισερχόμενες ραδιοφωνικές εντολές για να σταθεροποιήσει και να πετάξει το UAV. Εάν ο εξοπλισμός ελέγχου που χρησιμοποιείται έχει πέντε ή περισσότερα κανάλια, ο χρήστης μπορεί να διαμορφώσει το λογισμικό, το οποίο θα του επιτρέψει να αλλάξει λειτουργίες μέσω του καναλιού 5 (βοηθητικός διακόπτης) απευθείας κατά τη διάρκεια της πτήσης.

  • ACRO - συνήθως η προεπιλεγμένη λειτουργία, από όλους τους διαθέσιμους αισθητήρες, ο ελεγκτής πτήσης χρησιμοποιεί μόνο το γυροσκόπιο (το drone δεν μπορεί να ισοπεδώσει αυτόματα τον εαυτό του). Σχετικό για αθλητικές (ακροβατικές) πτήσεις.
  • ΓΩΝΙΑ - σταθερή λειτουργία. από όλους τους διαθέσιμους αισθητήρες, ο ελεγκτής πτήσης χρησιμοποιεί γυροσκόπιο και επιταχυνσιόμετρο. Οι γωνίες είναι περιορισμένες. Θα διατηρήσει το drone σε οριζόντια θέση (αλλά χωρίς να κρατήσει τη θέση).
  • HORIZON - συνδυάζει τη σταθερότητα της λειτουργίας «ΓΩΝΙΑ», όταν τα ραβδιά βρίσκονται κοντά στο κέντρο και κινούνται αργά, και τα ακροβατικά της λειτουργίας "ACRO" όταν τα ραβδιά βρίσκονται στις ακραίες θέσεις τους και κινούνται γρήγορα. Ο ελεγκτής πτήσης χρησιμοποιεί μόνο το γυροσκόπιο.
  • BARO (Υψόμετρο) - σταθερή λειτουργία. από όλους τους διαθέσιμους αισθητήρες, ο ελεγκτής πτήσης χρησιμοποιεί γυροσκόπιο, επιταχυνσιόμετρο και βαρόμετρο. Οι γωνίες είναι περιορισμένες. Το βαρόμετρο χρησιμοποιείται για τη διατήρηση ορισμένου (σταθερού) υψομέτρου όταν δεν δίνονται εντολές από τον εξοπλισμό ελέγχου.
  • MAG (Heading Hold) - λειτουργία κλειδώματος κατεύθυνσης (κατεύθυνση πυξίδας), το drone θα διατηρήσει τον προσανατολισμό του Yaw. Από όλους τους διαθέσιμους αισθητήρες, ο ελεγκτής πτήσης χρησιμοποιεί γυροσκόπιο, επιταχυνσιόμετρο και πυξίδα.
  • HEADFREE (CareFree, Headless) - εξαλείφει την παρακολούθηση προσανατολισμού (Yaw) του drone και έτσι σας επιτρέπει να μετακινηθείτε σε 2D κατεύθυνση σύμφωνα με το ραβδί ελέγχου κίνησης ROLL / PITCH. Από όλους τους διαθέσιμους αισθητήρες, ο ελεγκτής πτήσης χρησιμοποιεί γυροσκόπιο, επιταχυνσιόμετρο και πυξίδα.
  • GPS / Επιστροφή στο σπίτι - Χρησιμοποιεί αυτόματα πυξίδα και GPS για να επιστρέψει στη θέση απογείωσης. Από όλους τους διαθέσιμους αισθητήρες, ο ελεγκτής πτήσης χρησιμοποιεί γυροσκόπιο, επιταχυνσιόμετρο, πυξίδα και μονάδα GPS.
  • GPS / Waypoint - επιτρέπει στο drone να ακολουθεί αυτόνομα προκαθορισμένα σημεία GPS. Από όλους τους διαθέσιμους αισθητήρες, ο ελεγκτής πτήσης χρησιμοποιεί γυροσκόπιο, επιταχυνσιόμετρο, πυξίδα και μονάδα GPS.
  • GPS / Position Hold - διατηρεί την τρέχουσα θέση χρησιμοποιώντας GPS και βαρόμετρο (εάν υπάρχουν). Από όλους τους διαθέσιμους αισθητήρες, ο ελεγκτής πτήσης χρησιμοποιεί γυροσκόπιο, επιταχυνσιόμετρο, πυξίδα και μονάδα GPS.
  • Failsafe - εάν δεν έχουν καθοριστεί άλλες λειτουργίες πτήσης, το drone μεταβαίνει σε λειτουργία Acro. Από όλους τους διαθέσιμους αισθητήρες, μόνο το γυροσκόπιο χρησιμοποιείται από τον ελεγκτή πτήσης. Σχετικό σε περίπτωση βλάβης στο λογισμικό του drone, σας επιτρέπει να επαναφέρετε τον έλεγχο του UAV χρησιμοποιώντας προηγούμενες προκαθορισμένες εντολές.

Λογισμικό

ελεγκτής PID (ανάθεση και ρύθμιση)

Αναλογικό ολοκληρωμένο παράγωγο (PID) ή Proportional-Integral-Derivative (PID) είναι ένα κομμάτι λογισμικού ελεγκτή πτήσης που διαβάζει δεδομένα από αισθητήρες και υπολογίζει πόσο γρήγορα πρέπει να περιστρέφονται οι κινητήρες για να διατηρεί το UAV σε κίνηση με την επιθυμητή ταχύτητα.

Οι προγραμματιστές UAV έτοιμων προς πτήση τείνουν να ρυθμίζουν βέλτιστα τις παραμέτρους του ελεγκτή PID, γι 'αυτό και τα περισσότερα drones RTF πιλοποιούνται τέλεια αμέσως έξω από το κουτί. Τι δεν μπορεί να ειπωθεί για τα προσαρμοσμένα συγκροτήματα UAV, όπου είναι σημαντικό να χρησιμοποιείτε ένα γενικό χειριστήριο πτήσης κατάλληλο για οποιαδήποτε συναρμολόγηση πολλαπλών στροφέων, με δυνατότητα προσαρμογής των τιμών PID έως ότου ικανοποιήσουν τα απαιτούμενα χαρακτηριστικά πτήσης του τελικού χρήστη.

GUI

Γραφική διεπαφή χρήστη (GUI) ή Γραφική διεπαφή χρήστη Είναι αυτό που χρησιμοποιείται για την οπτική επεξεργασία του κώδικα (χρησιμοποιώντας υπολογιστή) που θα φορτωθεί στο χειριστήριο πτήσης. Το λογισμικό που συνοδεύει τα χειριστήρια πτήσης γίνεται όλο και καλύτερο. οι πρώτοι ελεγκτές πτήσης χρησιμοποιούσαν κυρίως διεπαφές βασισμένες σε κείμενο, οι οποίες απαιτούσαν από τους χρήστες να κατανοήσουν σχεδόν όλο τον κώδικα και να αλλάξουν συγκεκριμένες ενότητες για να ταιριάξουν στο σχέδιο. Πρόσφατα, το GUI χρησιμοποιεί διαδραστικές γραφικές διεπαφές για να διευκολύνει τον χρήστη να διαμορφώσει τις απαραίτητες παραμέτρους.

Πρόσθετες λειτουργίες

Το λογισμικό που χρησιμοποιείται σε ορισμένα χειριστήρια πτήσης ενδέχεται να έχει πρόσθετες λειτουργίες που δεν είναι διαθέσιμες οι υπολοιποι. Η επιλογή ενός συγκεκριμένου χειριστηρίου πτήσης μπορεί τελικά να εξαρτάται από τις πρόσθετες δυνατότητες / λειτουργίες που προσφέρει ο προγραμματιστής. Αυτές οι λειτουργίες μπορεί να περιλαμβάνουν:

  • Αυτόνομη πλοήγηση σημείων - Επιτρέπει στο χρήστη να ορίσει σημεία GPS που θα ακολουθεί αυτόματα το drone.
  • Διανομή - κίνηση του drone γύρω από μια δεδομένη συντεταγμένη GPS, όπου το μπροστινό μέρος του drone κατευθύνεται πάντα προς τη δεδομένη συντεταγμένη (σχετική με τη λήψη).
  • Ακολουθήστε με - πολλά UAV διαθέτουν τη λειτουργία "Follow Me", η οποία μπορεί να βασίζεται στην τοποθέτηση δορυφόρου (για παράδειγμα, παρακολούθηση των συντεταγμένων GPS ενός smartphone ή μιας μονάδας ενσωματωμένης στο εξοπλισμός ελέγχου GPS).
  • Τρισδιάστατη εικόνα - Οι περισσότερες τρισδιάστατες εικόνες λαμβάνονται μετά την πτήση χρησιμοποιώντας εικόνες και δεδομένα GPS που λαμβάνονται κατά την πτήση.
  • Ανοικτού κώδικα - Το λογισμικό ορισμένων ελεγκτών πτήσης δεν μπορεί να αλλάξει / διαμορφωθεί. Τα προϊόντα ανοιχτού κώδικα γενικά επιτρέπουν στους ενεργούς χρήστες να τροποποιούν τον κώδικα για να ταιριάζουν στις συγκεκριμένες ανάγκες τους.

Επικοινωνίες

Ραδιοέλεγχος (RC)

Ο έλεγχος ραδιοφώνου περιλαμβάνει συνήθως πομπό RC / RC πομπός (σε μη επανδρωμένο χόμπι - εξοπλισμός ραδιοελέγχου / τηλεχειριστήριο) και δέκτης RC (δέκτης RC)

  • Γκάζι / Υψόμετρο
  • Yaw
  • Βήμα
    • ​​
  • Ρολό

Όλα τα άλλα διαθέσιμα κανάλια μπορούν να χρησιμοποιηθούν για ενέργειες όπως:

  • Όπλιση (Όπλισμα ή οπλισμός) / Αφοπλισμός (Αφοπλισμός ή αφοπλισμός) - οπλισμός / αφοπλισμός κινητήρων...
  • Χειριστήριο Gimbal (μετακίνηση πάνω / κάτω, περιστροφή δεξιόστροφα / αριστερόστροφα, ζουμ)
  • Αλλαγή τρόπων πτήσης (ACRO / ANGLE κ.λπ.)
  • Ενεργοποίηση / Ενεργοποίηση ωφέλιμου φορτίου (αλεξίπτωτο, βομβητής ή άλλη συσκευή)
  • Οποιαδήποτε άλλη εφαρμογή

Οι περισσότεροι χρήστες (πιλότοι UAV) προτιμούν τον χειροκίνητο έλεγχο, αυτό αποδεικνύει για άλλη μια φορά ότι η πλοήγηση με ο εξοπλισμός ελέγχου εξακολουθεί να είναι η νούμερο ένα επιλογή. Από μόνο του, ο δέκτης RC απλώς μεταδίδει τις τιμές που προέρχονται από τον πομπό RC, πράγμα που σημαίνει ότι δεν μπορεί να ελέγξει το drone. Ο δέκτης RC πρέπει να είναι συνδεδεμένος με έναν ελεγκτή πτήσης, ο οποίος με τη σειρά του πρέπει να είναι προγραμματισμένος να λαμβάνει σήματα RC. Υπάρχουν πολύ λίγοι ελεγκτές πτήσης στην αγορά που δέχονται εισερχόμενες ραδιοφωνικές εντολές από τον δέκτη απευθείας, και οι περισσότεροι υπολογιστές παρέχουν ακόμη και ισχύ στον δέκτη από μία από τις ακίδες. Πρόσθετες εκτιμήσεις κατά την επιλογή ενός τηλεχειριστηρίου περιλαμβάνουν:

  • Όλοι οι πομποί RC δεν μπορούν να παρέχουν το πλήρες φάσμα των σημάτων RC από 500ms έως 2500ms. ορισμένοι περιορίζουν τεχνητά αυτό το εύρος, καθώς τα περισσότερα RC που χρησιμοποιούνται είναι για ραδιοελεγχόμενα αυτοκίνητα, αεροπλάνα και ελικόπτερα.
  • Εύρος / Μέγ. εμβέλεια αέρα (μετρημένη σε πόδια ή μέτρα) Τα συστήματα RC-δεν παρέχονται σχεδόν ποτέ από τους κατασκευαστές, καθώς αυτή η παράμετρος επηρεάζεται από πολλούς παράγοντες όπως ο θόρυβος, η θερμοκρασία, η υγρασία, η ισχύς της μπαταρίας και άλλοι.
  • Ορισμένα συστήματα RC διαθέτουν δέκτη που διαθέτει επίσης ενσωματωμένο πομπό για τη μετάδοση δεδομένων από τον αισθητήρα (π.χ. συντεταγμένες GPS), ο οποίος στη συνέχεια θα εμφανίζεται στην οθόνη LCD του πομπού RC.

Bluetooth

Τα προϊόντα Bluetooth και αργότερα BLE (Bluetooth Low Energy) προορίζονταν αρχικά για τη μεταφορά δεδομένων μεταξύ συσκευών χωρίς σύζευξη ή συχνότητα αντιστοίχιση. Πολλοί ελεγκτές πτήσης που διατίθενται στο εμπόριο μπορούν να στέλνουν και να λαμβάνουν δεδομένα ασύρματα μέσω σύνδεσης Bluetooth, διευκολύνοντας την αντιμετώπιση προβλημάτων στο πεδίο.

Wi-Fi

Ο έλεγχος Wi-Fi επιτυγχάνεται συνήθως μέσω δρομολογητή Wi-Fi, υπολογιστή (συμπεριλαμβανομένου φορητού υπολογιστή, επιτραπέζιου υπολογιστή, tablet) ή smartphone. Το Wi-Fi είναι σε θέση να αντιμετωπίσει τόσο τη μετάδοση δεδομένων όσο και τη ροή βίντεο, αλλά ταυτόχρονα, αυτή η τεχνολογία είναι πιο δύσκολο να διαμορφωθεί / εφαρμοστεί. Όπως συμβαίνει με όλες τις συσκευές Wi-Fi, η απόσταση περιορίζεται από τον πομπό Wi-Fi.

Ραδιοσυχνότητα (RF ή RF)

Ο έλεγχος ραδιοσυχνοτήτων (RF) στο πλαίσιο αυτό αναφέρεται στην ασύρματη μεταφορά δεδομένων από υπολογιστή ή μικροελεγκτή σε αεροσκάφος χρησιμοποιώντας πομπό / δέκτη RF (ή πομποδέκτη διπλής ζώνης). Η χρήση συμβατικής μονάδας RF συνδεδεμένης σε υπολογιστή επιτρέπει αμφίδρομη επικοινωνία σε μεγάλες αποστάσεις με υψηλή πυκνότητα δεδομένων (συνήθως σε σειριακή μορφή).

Smartphone

Αν και αυτό δεν είναι ένας τύπος επικοινωνίας, το ίδιο το ερώτημα είναι πώς να ελέγξετε ένα drone που χρησιμοποιεί smartphone, αρκετά για να του δώσει ένα ξεχωριστό τμήμα. Τα σύγχρονα smartphone είναι ουσιαστικά ισχυροί υπολογιστές που, συμπτωματικά, μπορούν επίσης να πραγματοποιούν τηλεφωνικές κλήσεις. Σχεδόν όλα τα smartphone διαθέτουν ενσωματωμένη μονάδα Bluetooth καθώς και μονάδα WiFi, καθένα από τα οποία χρησιμοποιείται για τον έλεγχο του drone ή / και τη λήψη δεδομένων και / ή βίντεο.

Υπέρυθρο (IR)

Τηλεχειριστήριο τηλεόρασης) χρησιμοποιείται σπάνια για τον έλεγχο των drones, αφού ακόμη και σε συνηθισμένα δωμάτια (για να μην αναφέρουμε τους ανοιχτούς χώρους) υπάρχει τόσο μεγάλη υπέρυθρη παρεμβολή που δεν είναι πολύ αξιόπιστη. Παρά το γεγονός ότι η τεχνολογία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον έλεγχο του UAV, δεν μπορεί να προσφερθεί ως η κύρια επιλογή.

Πρόσθετες σκέψεις

Λειτουργικότητα: Οι κατασκευαστές ελεγκτών πτήσης συνήθως προσπαθούν να παρέχουν όσο το δυνατόν περισσότερες λειτουργίες - είτε περιλαμβάνονται από προεπιλογή είτε αγοράζονται ξεχωριστά ως επιλογές / πρόσθετα. Παρακάτω είναι μερικές μόνο από τις πολλές πρόσθετες δυνατότητες που μπορεί να θέλετε να ρίξετε μια ματιά κατά τη σύγκριση των ελεγκτών πτήσης.

Απόσβεση: Ακόμα και μικροί κραδασμοί στο πλαίσιο, που προκαλούνται συνήθως από μη ισορροπημένους ρότορες και / ή κινητήρες, μπορούν να ανιχνευθούν από το ενσωματωμένο επιταχυνσιόμετρο, το οποίο με τη σειρά του θα στείλει τα κατάλληλα σήματα στον κύριο επεξεργαστή, τα οποία θα λάβουν διορθωτικά μέτρα. Αυτές οι μικρές επιδιορθώσεις είναι περιττές ή ανεπιθύμητες για σταθερή πτήση και είναι καλύτερο να κρατάτε τον ελεγκτή πτήσης σε δόνηση όσο το δυνατόν λιγότερο. Για το λόγο αυτό, συχνά χρησιμοποιούνται αποσβεστήρες / αποσβεστήρες κραδασμών μεταξύ του ελεγκτή πτήσης και του πλαισίου.

Περίβλημα: Το προστατευτικό περίβλημα γύρω από το χειριστήριο πτήσης μπορεί να βοηθήσει σε διάφορες καταστάσεις. Εκτός από το ότι είναι πιο αισθητικά ευχάριστο από ένα γυμνό PCB, ένα περίβλημα παρέχει συχνά κάποιο επίπεδο ηλεκτρικής προστασίας. στοιχεία, καθώς και πρόσθετη προστασία σε περίπτωση συντριβής.

Τοποθέτηση: Υπάρχουν διάφοροι τρόποι για να τοποθετήσετε το χειριστήριο πτήσης στο πλαίσιο και δεν έχουν όλα τα χειριστήρια πτήσης τις ίδιες επιλογές τοποθέτησης:

  1. Τέσσερις οπές σε απόσταση 30,5mm ή 45mm η μία από την άλλη σε τετράγωνο.
  2. Επίπεδο πάτο για χρήση με αυτοκόλλητο.
  3. Τέσσερις οπές σε ένα ορθογώνιο (το τυπικό δεν έχει εγκατασταθεί).

Κοινότητα: Δεδομένου ότι κατασκευάζετε ένα προσαρμοσμένο drone, η συμμετοχή σε μια διαδικτυακή κοινότητα μπορεί να σας βοηθήσει πολύ, ειδικά αν αντιμετωπίζετε προβλήματα ή θέλετε συμβουλές ΕΗ λήψη συμβουλών από την κοινότητα ή η προβολή σχολίων χρηστών σχετικά με την ποιότητα και την ευκολία χρήσης διαφορετικών ελεγκτών πτήσης μπορεί επίσης να είναι χρήσιμη.

Αξεσουάρ: Για την πλήρη χρήση του προϊόντος, εκτός από τον ίδιο τον ελεγκτή πτήσης, ενδέχεται να απαιτούνται επιπλέον αντικείμενα (αξεσουάρ ή επιλογές). Τέτοια αξεσουάρ μπορεί να περιλαμβάνουν, αλλά δεν περιορίζονται σε αυτά: Μονάδα GPS και / ή κεραία GPS. καλώδια? εξαρτήματα στερέωσης? οθόνη (LCD / OLED)?

Παράδειγμα

Έτσι, με όλες αυτές τις διαφορετικές συγκρίσεις, ποιες πληροφορίες μπορείτε να λάβετε για τον ελεγκτή πτήσης και τι μπορεί να περιλαμβάνει ο ελεγκτής πτήσης; Επιλέξαμε Quadrino Nano Flight Controller

Κύριος επεξεργαστής

Χρησιμοποιούμενος στο ATMel ATMega2560 είναι ένα από τα πιο ισχυρά τσιπ ATMel συμβατά με Arduino. Παρόλο που διαθέτει συνολικά 100 ακίδες, συμπεριλαμβανομένων 16 αναλογικών ψηφιακών καναλιών και πέντε θυρών SPI, λόγω του μικρού μεγέθους και της προοριζόμενης χρήσης του ως ελεγκτή πτήσης, μόνο μερικές από αυτές υπάρχουν στον πίνακα.

  • AVR έναντι PIC: AVR
  • Επεξεργαστής: 8-bit
  • Συχνότητα λειτουργίας: 16MHz
  • Μνήμη προγράμματος / Flash: 256KB
  • SRAM: 8KB
  • EEPROM: 4KB
  • Πρόσθετες ακίδες εισόδου / εξόδου: 3 × I2C; 1 × UART; GPIO 2 × 10 ακίδων. Servo με έξοδο 5x. Θύρα OLED
  • Μετατροπέας A / D: 10-bit

Αισθητήρες

Quadrino Nano περιλαμβάνει το τσιπ MPU9150 IMU, το οποίο περιλαμβάνει γυροσκόπιο 3 αξόνων, επιταχυνσιόμετρο 3 αξόνων και μαγνητόμετρο 3 αξόνων. Αυτό βοηθάει να διατηρείται ο πίνακας αρκετά μικρός χωρίς να θυσιάζεται η ποιότητα του αισθητήρα. Το βαρόμετρο MS5611 παρέχει δεδομένα πίεσης και καλύπτεται με ένα κομμάτι αφρού. Ενσωματωμένο Venus 838FLPx GPS με εξωτερική κεραία GPS (περιλαμβάνεται).

Λογισμικό

Το Quadrino Nano δημιουργήθηκε ειδικά για τη χρήση του τελευταίου λογισμικού MultiWii (βασισμένο σε Arduino). Αντί να τροποποιήσετε άμεσα τον κώδικα Arduino, δημιουργήθηκε ένα ξεχωριστό, πιο γραφικό λογισμικό.

Επικοινωνία

  • Άμεση είσοδος από τον τυπικό δέκτη RC.
  • Dedicated Spektrum Satellite Receiver Port
  • Serial (SBus και / ή Bluetooth ή 3DR ραδιόφωνα)

Πρόσθετοι παράγοντες

  1. Περίβλημα: Προστατευτικό ημιδιαφανές περίβλημα περιλαμβάνεται ως στάνταρ
  2. Τοποθέτηση: Υπάρχουν δύο κύριοι τρόποι στερέωσης του Quadrino Αυτοκόλλητο Nano to drone: βίδες και παξιμάδια ή αφρώδες ελαστικό αυτοκόλλητο.
  3. Συμπαγής σχεδιασμός: το ίδιο το χειριστήριο (εξαιρουμένης της κεραίας GPS) έχει διαστάσεις 53x53mm.

.
Παρόμοια άρθρα