เนื้อหา
บทนำ
เมื่อคุณเลือกหรือออกแบบเฟรม UAV มอเตอร์ ใบพัด ESC และแบตเตอรี่แล้ว คุณสามารถเริ่มเลือกตัวควบคุมการบินของคุณได้ ตัวควบคุมการบินสำหรับอากาศยานไร้คนขับหลายใบพัดเป็นวงจรรวม โดยปกติแล้วจะประกอบด้วยไมโครโปรเซสเซอร์ เซ็นเซอร์ และพินอินพุต/เอาต์พุต หลังจากแกะกล่องแล้ว ผู้ควบคุมการบินจะไม่ทราบว่าคุณกำลังใช้ UAV ประเภทใดหรือการกำหนดค่าใด ดังนั้นในขั้นแรก คุณจะต้องตั้งค่าพารามิเตอร์บางอย่างในซอฟต์แวร์ หลังจากนั้นการกำหนดค่าที่กำหนดจะถูกโหลดบนเครื่อง แทนที่จะเพียงแค่เปรียบเทียบตัวควบคุมการบินที่มีอยู่ในปัจจุบัน แนวทางที่เราได้ดำเนินการที่นี่จะแสดงรายการว่าองค์ประกอบใดของพีซีที่มีหน้าที่รับผิดชอบ รวมถึงแง่มุมต่างๆ ที่ควรพิจารณา
โปรเซสเซอร์หลัก
8051 เทียบกับ AVR เทียบกับ PIC เทียบกับ ARM: ตระกูลไมโครคอนโทรลเลอร์ที่เป็นพื้นฐานของส่วนใหญ่ ตัวควบคุมการบินที่ทันสมัย Arduino ใช้ AVR (ATmel) และดูเหมือนว่าชุมชนจะเน้นที่ MultiWii เป็นรหัสที่ต้องการ ไมโครชิปเป็นผู้ผลิตชิป PIC รายใหญ่ เป็นการยากที่จะโต้แย้งว่าอันใดอันหนึ่งดีกว่าอันอื่น ทั้งหมดอยู่ที่ซอฟต์แวร์ที่สามารถทำได้ ARM (เช่น STM32) ใช้สถาปัตยกรรม 16/32 บิต โดยหลายสิบรายการใช้ AVR และ PIC 8/16 บิต เนื่องจากคอมพิวเตอร์แบบบอร์ดเดี่ยวมีราคาถูกลงเรื่อยๆ ตัวควบคุมการบินรุ่นต่อไปจึงถูกคาดหวังให้ใช้งานระบบปฏิบัติการเต็มรูปแบบ เช่น Linux หรือ Android
CPU: โดยปกติความกว้างบิตของพวกเขาคือผลคูณของ 8 (8 บิต 16 บิต 32 บิต 64 บิต) ซึ่งใน turn บ่งชี้ขนาดการลงทะเบียนหลักใน CPU ไมโครโปรเซสเซอร์สามารถประมวลผลชุด (สูงสุด) จำนวนบิตในหน่วยความจำในแต่ละครั้ง (นาฬิกา) เท่านั้น ยิ่งไมโครโปรเซสเซอร์สามารถจัดการบิตได้มากเท่าใด การประมวลผลก็จะยิ่งแม่นยำมากขึ้น (และเร็วขึ้น) ตัวอย่างเช่น การประมวลผลตัวแปร 16 บิตบนโปรเซสเซอร์ 8 บิตจะช้ากว่าโปรเซสเซอร์ 32 บิตมาก โปรดทราบว่าโค้ดต้องรันด้วยจำนวนบิตที่ถูกต้องด้วย และในขณะที่เขียนนี้มีเพียงไม่กี่โปรแกรมเท่านั้นที่ใช้โค้ดที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับ 32 บิต
ความถี่ในการทำงาน: ความถี่ที่โปรเซสเซอร์หลักทำงาน เรียกอีกอย่างว่า "อัตรานาฬิกา" โดยค่าเริ่มต้น ความถี่วัดเป็นเฮิรตซ์ (รอบต่อวินาที) ยิ่งความถี่ในการทำงานสูง โปรเซสเซอร์ก็จะสามารถประมวลผลข้อมูลได้เร็วยิ่งขึ้น
โปรแกรม / แฟลช: แฟลชเป็นที่จัดเก็บรหัสหลัก หากโปรแกรมซับซ้อนก็อาจใช้พื้นที่ได้มาก แน่นอนว่ายิ่งหน่วยความจำมีขนาดใหญ่เท่าใดก็ยิ่งสามารถเก็บข้อมูลได้มากขึ้นเท่านั้น หน่วยความจำยังเกี่ยวข้องกับการจัดเก็บข้อมูลในเที่ยวบิน เช่น พิกัด GPS แผนการบิน การเคลื่อนไหวของกล้องอัตโนมัติ ฯลฯ รหัสที่โหลดลงในหน่วยความจำแฟลชจะยังคงอยู่บนชิปแม้ว่าจะปิดเครื่องแล้วก็ตาม
SRAM: SRAM ย่อมาจาก Static Random Access Memory และเป็นพื้นที่บนชิปที่ใช้เมื่อทำการคำนวณ ข้อมูลที่เก็บไว้ใน RAM จะสูญหายไปเมื่อปิดเครื่อง ยิ่งจำนวน RAM สูงขึ้น ข้อมูลก็จะยิ่ง "พร้อม" สำหรับการคำนวณมากขึ้นเท่านั้น
EEPROM: โดยทั่วไปแล้วหน่วยความจำแบบอ่านอย่างเดียวที่สามารถตั้งโปรแกรมได้แบบลบได้ด้วยไฟฟ้า (EEPROM) มักใช้เพื่อเก็บข้อมูลที่ไม่เปลี่ยนแปลงระหว่างเที่ยวบิน เช่น การตั้งค่าต่างจากข้อมูล เก็บไว้ใน SRAM ซึ่งอาจรวมถึงการอ่านเซ็นเซอร์ ฯลฯ
พอร์ต I / O เพิ่มเติม: ไมโครคอนโทรลเลอร์ส่วนใหญ่มีพอร์ตอินพุตและเอาต์พุตดิจิทัลและอนาล็อกจำนวนมากบนตัวควบคุมการบินบางส่วนใช้สำหรับเซ็นเซอร์และอื่น ๆ สำหรับการสื่อสารหรืออินพุตและเอาต์พุตทั่วไป พอร์ตเพิ่มเติมเหล่านี้สามารถเชื่อมต่อกับเซอร์โว RC, gimbals, ออดและอื่น ๆ
ตัวแปลง A / D: หากเซ็นเซอร์ใช้แรงดันไฟฟ้าแอนะล็อกออนบอร์ด (ปกติ 0-3.3V หรือ 0-5V) ตัวแปลงอนาล็อก A แบบดิจิทัลจะต้องแปลง การอ่านข้อมูลดิจิทัลเหล่านี้ เช่นเดียวกับโปรเซสเซอร์ จำนวนบิตที่ ADC สามารถจัดการได้จะเป็นตัวกำหนดความแม่นยำสูงสุด ที่เกี่ยวข้องกับสิ่งนี้คืออัตรานาฬิกาที่ไมโครโปรเซสเซอร์สามารถอ่านข้อมูล (ครั้งต่อวินาที) เพื่อให้แน่ใจว่าข้อมูลจะไม่สูญหาย อย่างไรก็ตาม ข้อมูลบางส่วนจะไม่สูญหายระหว่างการแปลงนี้เป็นเรื่องยาก ดังนั้นยิ่งความลึกของบิตของ ADC สูงขึ้น การอ่านก็จะยิ่งแม่นยำมากขึ้นเท่านั้น แต่สิ่งสำคัญคือตัวประมวลผลสามารถจัดการกับความเร็วของข้อมูลได้ กำลังส่ง
แหล่งจ่ายไฟ
ข้อมูลจำเพาะตัวควบคุมการบินมักอธิบายช่วงแรงดันไฟฟ้าสองช่วงซึ่งช่วงแรกคือช่วงแรงดันไฟฟ้าขาเข้าของตัวควบคุมการบินเอง (ส่วนใหญ่ทำงานที่แรงดันไฟฟ้า 5V) และช่วงที่สองคือช่วงแรงดันไฟฟ้าขาเข้าของไมโครโปรเซสเซอร์หลัก (3.3V หรือ 5V) เนื่องจากตัวควบคุมการบินเป็นอุปกรณ์ฝังตัว คุณเพียงแค่ต้องใส่ใจกับช่วงแรงดันไฟฟ้าขาเข้าของตัวควบคุมเท่านั้น ตัวควบคุมการบิน UAV แบบหลายใบพัดส่วนใหญ่ทำงานที่ 5V เนื่องจากแรงดันไฟฟ้านี้สร้างขึ้นโดย BEC (ดูข้อมูลเพิ่มเติมในหัวข้อ " Powerplant"
มาทำซ้ำกันเถอะ ตามหลักการแล้ว ไม่จำเป็นต้องจ่ายไฟให้กับตัวควบคุมการบินแยกต่างหากจากแบตเตอรี่หลักข้อยกเว้นเพียงอย่างเดียวคือ หากคุณต้องการแบตเตอรี่สำรองในกรณีที่แบตเตอรี่หลักให้พลังงานมากจน BEC ไม่สามารถสร้างกระแสไฟ / แรงดันไฟได้เพียงพอ ทำให้เกิดไฟฟ้าดับ/รีเซ็ต แต่ในกรณีนี้ มักใช้ตัวเก็บประจุแทนแบตเตอรี่สำรอง
เซ็นเซอร์
จากมุมมองของฮาร์ดแวร์ ตัวควบคุมการบินคือไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ตั้งโปรแกรมได้ทั่วไป โดยพื้นฐานแล้วจะมีเซ็นเซอร์พิเศษอยู่บนเครื่องเท่านั้น อย่างน้อยที่สุด ผู้ควบคุมการบินจะมีไจโรสโคปแบบ 3 แกน แต่ไม่มีระบบปรับระดับอัตโนมัติ ตัวควบคุมการบินบางตัวไม่ได้ติดตั้งเซ็นเซอร์ต่อไปนี้ แต่ยังสามารถรวมเซ็นเซอร์เหล่านี้ไว้ด้วยกันได้:
- มาตรความเร่ง: มาตรความเร่งจะวัดความเร่งเชิงเส้นตามชื่อ ในสามแกน (เรียกว่า: X, Y และ Z). มักจะวัดเป็น "G (ในภาษารัสเซีย. เหมือนกัน)" ค่ามาตรฐาน (ปกติ) คือ g = 9.80665 m / s² ในการระบุตำแหน่ง สามารถรวมเอาท์พุตของมาตรความเร่งได้สองครั้ง แม้ว่าเนื่องจากการสูญเสียที่เอาต์พุต วัตถุอาจลอยได้ คุณลักษณะที่สำคัญที่สุดของมาตรความเร่งแบบสามแกนคือพวกมันบันทึกแรงโน้มถ่วง และด้วยเหตุนี้ จึงสามารถรู้ทิศทางที่จะ "ลง" ได้ สิ่งนี้มีบทบาทสำคัญในการรับรองความเสถียรของ UAV แบบหลายใบพัด ต้องติดตั้งมาตรความเร่งบนตัวควบคุมการบินเพื่อให้แกนเชิงเส้นตรงกับแกนหลักของโดรน
- ไจโรสโคป: ไจโรสโคปวัดอัตราการเปลี่ยนแปลงของมุมตามแกนเชิงมุมสามแกน (ขอ เรียกพวกเขาว่า: อัลฟาเบต้าและแกมมา) มักจะวัดเป็นองศาต่อวินาที โปรดทราบว่าไจโรสโคปไม่ได้วัดมุมสัมบูรณ์โดยตรง แต่คุณสามารถวนซ้ำเพื่อให้ได้มุมที่กระตุ้นให้เกิดการเคลื่อนตัวได้ เช่นเดียวกับตัวตรวจวัดความเร่ง เอาต์พุตของไจโรสโคปของจริงมีแนวโน้มที่จะเป็นแบบแอนะล็อกหรือ I2C แต่ส่วนใหญ่คุณไม่จำเป็นต้องกังวลเกี่ยวกับเรื่องนี้ เนื่องจากข้อมูลที่เข้ามาทั้งหมดจะถูกประมวลผลโดยรหัสควบคุมการบิน ต้องติดตั้งไจโรสโคปเพื่อให้แกนหมุนตรงกับแกนของ UAV
- หน่วยวัดแรงเฉื่อย (IMU): IMU เป็นกระดานขนาดเล็กที่มีทั้งสองอย่าง มาตรความเร่งและไจโรสโคป (ปกติจะเป็นแบบหลายแกน) สิ่งเหล่านี้ส่วนใหญ่รวมถึงมาตรความเร่งแบบสามแกนและไจโรสโคปแบบสามแกน ส่วนอื่นๆ อาจรวมถึงเซ็นเซอร์เพิ่มเติม เช่น เครื่องวัดค่าความเข้มข้นของสนามแม่เหล็กแบบสามแกนซึ่งมีแกนการวัดทั้งหมด 9 แกน
- เข็มทิศ / เครื่องวัดความเข้มข้นของสนามแม่เหล็ก: เข็มทิศแม่เหล็กอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถตรวจจับสนามแม่เหล็กของโลกและใช้งานได้ ข้อมูลนี้เพื่อกำหนดทิศทางของเข็มทิศของโดรน (เทียบกับขั้วแม่เหล็กเหนือ) เซ็นเซอร์นี้จะแสดงเกือบทุกครั้งหากระบบมีอินพุต GPS และใช้งานได้ตั้งแต่หนึ่งถึงสามแกน
- ความดัน / บารอมิเตอร์: เนื่องจากความกดอากาศเปลี่ยนแปลงตามระยะห่างจากระดับน้ำทะเล คุณสามารถใช้ เซ็นเซอร์ความดันเพื่อให้อ่านค่าระดับความสูงของ UAV ได้อย่างแม่นยำในการคำนวณระดับความสูงที่แม่นยำที่สุด ผู้ควบคุมการบินส่วนใหญ่จะได้รับข้อมูลพร้อมกันจากเซ็นเซอร์ความดันและระบบนำทางด้วยดาวเทียม (GPS) เมื่อประกอบชิ้นส่วน โปรดทราบว่าควรปิดรูในกล่องบารอมิเตอร์ด้วยยางโฟมเพื่อลดผลกระทบด้านลบของลมบนชิป
- GPS: Global Positioning System (GPS) เพื่อกำหนดของคุณ ตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ที่เฉพาะเจาะจง ใช้สัญญาณที่ส่งโดยดาวเทียมหลายดวงที่โคจรรอบโลก ผู้ควบคุมการบินสามารถมีทั้งโมดูล GPS ในตัวและโมดูลที่เชื่อมต่อด้วยสายเคเบิล ไม่ควรสับสนเสาอากาศ GPS กับโมดูล GPS ซึ่งอาจดูเหมือนกล่องดำขนาดเล็กหรือเสาอากาศ "เป็ด" ปกติ ในการรับข้อมูลตำแหน่งที่แม่นยำ โมดูล GPS จะต้องรับข้อมูลจากดาวเทียมหลายดวง ยิ่งมากยิ่งดี
- ระยะทาง: เซ็นเซอร์ระยะทางถูกใช้มากขึ้นในโดรนเนื่องจากพิกัด GPS และเซ็นเซอร์ความดันไม่สามารถบอกได้ คุณอยู่ห่างจากพื้นดินแค่ไหน (เนินเขา ภูเขา หรืออาคาร) หรือไม่ว่าคุณจะชนกับวัตถุหรือไม่ เซ็นเซอร์ระยะหันลงสามารถใช้เทคโนโลยีอัลตราโซนิก เลเซอร์ หรือไลดาร์ (เซ็นเซอร์ IR อาจประสบปัญหาในแสงแดด) ไม่ค่อยรวมเซ็นเซอร์วัดระยะทางเป็นมาตรฐานพร้อมกับตัวควบคุมการบิน
โหมดเครื่องบิน
ด้านล่างนี้คือรายการของโหมดการบินที่ได้รับความนิยมมากที่สุด อย่างไรก็ตาม อาจไม่ครบทุกโหมด เครื่องควบคุมการบิน... "โหมดเครื่องบิน" คือวิธีที่ผู้ควบคุมการบินใช้เซ็นเซอร์และคำสั่งวิทยุที่เข้ามาเพื่อทำให้ UAV เสถียรและบินได้ หากอุปกรณ์ควบคุมที่ใช้มีห้าช่องสัญญาณขึ้นไป ผู้ใช้สามารถกำหนดค่าซอฟต์แวร์ ซึ่งจะทำให้เขาเปลี่ยนโหมดผ่านช่องสัญญาณที่ 5 (สวิตช์เสริม) ได้โดยตรงระหว่างการบิน
- ACRO - โดยปกติโหมดเริ่มต้นของเซ็นเซอร์ที่มีอยู่ทั้งหมดตัวควบคุมการบินใช้เฉพาะไจโรสโคปเท่านั้น (โดรนไม่สามารถปรับระดับตัวเองโดยอัตโนมัติ) ที่เกี่ยวข้องกับกีฬา (กายกรรม) การบิน
- ANGLE - โหมดเสถียร ของเซ็นเซอร์ที่มีอยู่ทั้งหมด อุปกรณ์ควบคุมการบินใช้ไจโรสโคปและมาตรความเร่ง มุมมีจำกัด จะทำให้โดรนอยู่ในตำแหน่งแนวนอน (แต่ไม่ถือตำแหน่ง)
- HORIZON - รวมความเสถียรของโหมด "ANGLE" เมื่อแท่งไม้อยู่ใกล้ศูนย์กลางและเคลื่อนที่ช้าๆและกายกรรม ของโหมด "ACRO" เมื่อแท่งไม้อยู่ที่ตำแหน่งสุดขีดและเคลื่อนที่อย่างรวดเร็ว ผู้ควบคุมการบินใช้ไจโรสโคปเท่านั้น
- BARO (ถือระดับความสูง) - โหมดเสถียร ของเซ็นเซอร์ที่มีอยู่ทั้งหมด อุปกรณ์ควบคุมการบินใช้ไจโรสโคป มาตรความเร่ง และบารอมิเตอร์ มุมมีจำกัดบารอมิเตอร์ใช้เพื่อรักษาระดับความสูง (คงที่) เมื่อไม่มีคำสั่งจากอุปกรณ์ควบคุม
- MAG (Heading Hold) - โหมดล็อคหัวเรื่อง (ทิศทางเข็มทิศ) โดรนจะรักษาทิศทางการหันเห จากเซ็นเซอร์ที่มีอยู่ทั้งหมด อุปกรณ์ควบคุมการบินใช้ไจโรสโคป มาตรความเร่ง และเข็มทิศ
- HEADFREE (CareFree, Headless) - กำจัดการติดตามทิศทาง (Yaw) ของโดรนและช่วยให้คุณเคลื่อนที่ในทิศทาง 2D ตามการเคลื่อนไหว ROLL / PITCH คันควบคุม จากเซ็นเซอร์ที่มีอยู่ทั้งหมด อุปกรณ์ควบคุมการบินใช้ไจโรสโคป มาตรความเร่ง และเข็มทิศ
- GPS / กลับบ้าน - ใช้เข็มทิศและ GPS โดยอัตโนมัติเพื่อกลับไปยังตำแหน่งที่เครื่องขึ้น จากเซ็นเซอร์ที่มีอยู่ทั้งหมด อุปกรณ์ควบคุมการบินใช้ไจโรสโคป มาตรความเร่ง เข็มทิศ และโมดูล GPS
- GPS / Waypoint - อนุญาตให้โดรนติดตามจุด GPS ที่ตั้งไว้ล่วงหน้าโดยอัตโนมัติ จากเซ็นเซอร์ที่มีอยู่ทั้งหมด อุปกรณ์ควบคุมการบินใช้ไจโรสโคป มาตรความเร่ง เข็มทิศ และโมดูล GPS
- GPS / Position Hold - รักษาตำแหน่งปัจจุบันโดยใช้ GPS และบารอมิเตอร์ (ถ้ามี) จากเซ็นเซอร์ที่มีอยู่ทั้งหมด อุปกรณ์ควบคุมการบินใช้ไจโรสโคป มาตรความเร่ง เข็มทิศ และโมดูล GPS
- Failsafe - หากไม่มีการระบุโหมดการบินอื่น ๆ โดรนจะเปลี่ยนเป็นโหมด Acro จากเซ็นเซอร์ที่มีอยู่ทั้งหมด ตัวควบคุมการบินจะใช้เฉพาะไจโรสโคปเท่านั้น ที่เกี่ยวข้องในกรณีที่ซอฟต์แวร์ของโดรนทำงานล้มเหลว ช่วยให้คุณสามารถกู้คืนการควบคุม UAV โดยใช้คำสั่งที่ตั้งไว้ก่อนหน้านี้
ซอฟต์แวร์
ตัวควบคุม PID (การกำหนดและการตั้งค่า)
Proportional Integral Derivate (PID) หรือ Proportional-Integral-Derivative (PID) เป็นซอฟต์แวร์ควบคุมการบินที่อ่านข้อมูลจากเซ็นเซอร์และคำนวณความเร็วของมอเตอร์ที่ต้องหมุนเพื่อรักษาความเร็วที่ต้องการของ UAV
นักพัฒนา UAV ที่พร้อมบินมักจะปรับพารามิเตอร์ตัวควบคุม PID อย่างเหมาะสม ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้โดรน RTF ส่วนใหญ่ถูกขับออกจากกล่องอย่างสมบูรณ์แบบ สิ่งที่ไม่สามารถพูดได้เกี่ยวกับชุดประกอบ UAV แบบกำหนดเอง ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญที่จะใช้ตัวควบคุมการบินสากลที่เหมาะสมกับการประกอบหลายโรเตอร์ ด้วยความสามารถในการปรับค่า PID จนกว่าจะตรงตามลักษณะการบินที่ต้องการของผู้ใช้ปลายทาง
GUI
ส่วนต่อประสานกราฟิกกับผู้ใช้ (GUI) หรือส่วนต่อประสานกราฟิกกับผู้ใช้ คือสิ่งที่ใช้ในการแก้ไขโค้ดด้วยสายตา (โดยใช้คอมพิวเตอร์) ที่จะโหลดเข้าเครื่องควบคุมการบินซอฟต์แวร์ที่มาพร้อมกับตัวควบคุมการบินนั้นดีขึ้นเรื่อยๆ ตัวควบคุมเที่ยวบินแรกใช้อินเทอร์เฟซแบบข้อความเป็นส่วนใหญ่ ซึ่งต้องการให้ผู้ใช้เข้าใจโค้ดเกือบทั้งหมดและเปลี่ยนส่วนเฉพาะเพื่อให้เหมาะกับการออกแบบ เมื่อเร็วๆ นี้ GUI ได้ใช้อินเทอร์เฟซแบบกราฟิกแบบโต้ตอบเพื่อให้ผู้ใช้กำหนดค่าพารามิเตอร์ที่จำเป็นได้ง่ายขึ้น
คุณสมบัติเพิ่มเติม
ซอฟต์แวร์ที่ใช้กับตัวควบคุมการบินบางตัวอาจมีคุณลักษณะเพิ่มเติมที่ไม่สามารถใช้งานได้ คนอื่น. ทางเลือกของผู้ควบคุมการบินโดยเฉพาะอาจขึ้นอยู่กับคุณลักษณะ / ฟังก์ชันเพิ่มเติมที่นักพัฒนานำเสนอ ฟังก์ชันเหล่านี้อาจรวมถึง:
- Autonomous Waypoint Navigation - อนุญาตให้ผู้ใช้ตั้งค่าจุดอ้างอิง GPS ที่โดรนจะติดตามโดยอัตโนมัติ
- การโคจร - การเคลื่อนไหวของโดรนรอบพิกัด GPS ที่กำหนด โดยที่ด้านหน้าของโดรนจะมุ่งตรงไปยังพิกัดที่กำหนดเสมอ (เกี่ยวข้องกับการถ่ายภาพ)
- ตามฉันมา - UAV จำนวนมากมีฟังก์ชั่น "Follow Me" ซึ่งสามารถยึดตามตำแหน่งดาวเทียมได้ (เช่น การติดตามพิกัด GPS ของสมาร์ทโฟน หรือโมดูลที่ติดตั้งใน อุปกรณ์ควบคุม GPS)
- ภาพ 3 มิติ - ภาพ 3 มิติส่วนใหญ่ถ่ายหลังจากบินโดยใช้ภาพและข้อมูล GPS ที่ได้รับระหว่างเที่ยวบิน
- โอเพ่นซอร์ส - ซอฟต์แวร์ของตัวควบคุมการบินบางตัวไม่สามารถเปลี่ยนแปลง / กำหนดค่าได้ โดยทั่วไปแล้ว ผลิตภัณฑ์โอเพ่นซอร์สจะอนุญาตให้ผู้ใช้ระดับสูงสามารถแก้ไขโค้ดเพื่อให้เหมาะกับความต้องการเฉพาะของตน
การสื่อสาร
การควบคุมวิทยุ (RC)
การควบคุมวิทยุโดยทั่วไปรวมถึง เครื่องส่งสัญญาณ RC / RC เครื่องส่ง (ในงานอดิเรกไร้คนขับ - อุปกรณ์ควบคุมวิทยุ / รีโมทคอนโทรล) และตัวรับสัญญาณ RC (เครื่องรับ RC)
- คันเร่ง / ระดับความสูง
- หันเห
- ทางลาด
- ม้วน
ช่องสัญญาณอื่น ๆ ที่มีอยู่ทั้งหมดสามารถใช้สำหรับการกระทำเช่น:
- อาวุธ (อาวุธหรือแขน) / ปลดอาวุธ (ปลดอาวุธหรือปลดอาวุธ) - มอเตอร์ติดอาวุธ / ปลดอาวุธ...
- การควบคุม Gimbal (เลื่อนขึ้น / ลง, หมุนตามเข็มนาฬิกา / ทวนเข็มนาฬิกา, ซูม)
- เปลี่ยนโหมดการบิน (ACRO / ANGLE ฯลฯ)
- เปิด / เปิดใช้งานน้ำหนักบรรทุก (ร่มชูชีพ, ออดหรืออุปกรณ์อื่น ๆ)
- แอปพลิเคชันอื่นใด
ผู้ใช้ส่วนใหญ่ (นักบิน UAV) ชอบการควบคุมด้วยตนเอง ซึ่งเป็นการพิสูจน์อีกครั้งว่าการขับด้วย อุปกรณ์ควบคุมยังคงเป็นตัวเลือกอันดับหนึ่ง ด้วยตัวมันเอง เครื่องรับ RC จะส่งค่าที่มาจากเครื่องส่ง RC ซึ่งหมายความว่าไม่สามารถควบคุมเสียงพึมพำได้ เครื่องรับ RC ต้องเชื่อมต่อกับตัวควบคุมการบิน ซึ่งจะต้องตั้งโปรแกรมให้รับสัญญาณ RC มีตัวควบคุมการบินเพียงไม่กี่ตัวในตลาดที่ยอมรับคำสั่งวิทยุที่เข้ามาจากเครื่องรับโดยตรง และพีซีส่วนใหญ่ยังให้พลังงานแก่เครื่องรับจากหมุดตัวใดตัวหนึ่ง ข้อควรพิจารณาเพิ่มเติมเมื่อเลือกรีโมตคอนโทรล ได้แก่
- เครื่องส่ง RC บางตัวไม่สามารถให้สัญญาณ RC แบบเต็มรูปแบบได้ตั้งแต่ 500ms ถึง 2500ms; บางคันจำกัดช่วงนี้ เนื่องจาก RCs ส่วนใหญ่ใช้งานสำหรับรถยนต์บังคับวิทยุ เครื่องบิน และเฮลิคอปเตอร์
- ช่วง / สูงสุด. ช่วงอากาศ (วัดเป็นฟุตหรือเมตร) ระบบ RC-แทบไม่มีให้โดยผู้ผลิต เนื่องจากพารามิเตอร์นี้ได้รับอิทธิพลจากปัจจัยหลายอย่าง เช่น เสียง อุณหภูมิ ความชื้น พลังงานแบตเตอรี่ และอื่นๆ
- ระบบ RC บางระบบมีเครื่องรับที่มีเครื่องส่งสัญญาณในตัวสำหรับการส่งข้อมูลจากเซ็นเซอร์ (เช่น พิกัด GPS) ซึ่งจะแสดงบน LCD ของเครื่องส่งสัญญาณ RC
บลูทู ธ
บลูทู ธ และผลิตภัณฑ์ BLE (Bluetooth Low Energy) เดิมมีจุดประสงค์เพื่อถ่ายโอนข้อมูลระหว่างอุปกรณ์โดยไม่มีการจับคู่หรือความถี่ การจับคู่ ผู้ควบคุมการบินที่มีจำหน่ายในท้องตลาดหลายรายสามารถส่งและรับข้อมูลแบบไร้สายผ่านการเชื่อมต่อ Bluetooth ทำให้แก้ไขปัญหาในภาคสนามได้ง่ายขึ้น
Wi-Fi
การควบคุม Wi-Fi มักจะทำได้ผ่านเราเตอร์ Wi-Fi คอมพิวเตอร์ (รวมถึงแล็ปท็อป เดสก์ท็อป แท็บเล็ต) หรือสมาร์ทโฟน Wi-Fi สามารถรับมือได้ทั้งการรับส่งข้อมูลและการสตรีมวิดีโอ แต่ในขณะเดียวกัน เทคโนโลยีนี้ก็ยากต่อการกำหนดค่า/ใช้งาน เช่นเดียวกับอุปกรณ์ Wi-Fi ทั้งหมด ระยะทางจะถูกจำกัดโดยตัวส่ง Wi-Fi
ความถี่วิทยุ (RF หรือ RF)
การควบคุมความถี่วิทยุ (RF) ในบริบทนี้หมายถึง เพื่อถ่ายโอนข้อมูลแบบไร้สายจากคอมพิวเตอร์หรือไมโครคอนโทรลเลอร์ไปยังเครื่องบินโดยใช้เครื่องส่ง / เครื่องรับ RF (หรือเครื่องรับส่งสัญญาณแบบดูอัลแบนด์)การใช้หน่วย RF แบบธรรมดาที่เชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ทำให้สามารถสื่อสารแบบสองทางในระยะทางไกลด้วยความหนาแน่นของข้อมูลสูง (โดยปกติจะอยู่ในรูปแบบอนุกรม)
สมาร์ทโฟน
แม้ว่าจะไม่ใช่การสื่อสารประเภทหนึ่ง แต่คำถามคือจะควบคุมอย่างไร โดรนที่ใช้สมาร์ตโฟนพอให้แยกส่วนได้ สมาร์ทโฟนสมัยใหม่เป็นคอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังโดยพื้นฐานแล้วยังสามารถโทรออกได้โดยบังเอิญ สมาร์ทโฟนเกือบทั้งหมดมีโมดูล Bluetooth ในตัวและโมดูล WiFi ซึ่งแต่ละเครื่องใช้เพื่อควบคุมเสียงพึมพำและ / หรือรับข้อมูลและ / หรือวิดีโอ
อินฟราเรด (IR)
รีโมทคอนโทรลของทีวี) ไม่ค่อยได้ใช้ควบคุมโดรนเนื่องจาก ในห้องธรรมดา (ไม่ต้องพูดถึงพื้นที่เปิดโล่ง) มีการรบกวนอินฟราเรดมากจนไม่น่าเชื่อถือ แม้ว่าเทคโนโลยีนี้สามารถใช้ควบคุม UAV ได้ แต่ก็ไม่สามารถเสนอให้เป็นตัวเลือกหลักได้
ข้อควรพิจารณาเพิ่มเติม
ฟังก์ชันการทำงาน: ผู้ผลิตตัวควบคุมการบินมักจะพยายามจัดหาฟังก์ชันให้มากที่สุด - จะรวมอยู่โดยค่าเริ่มต้นหรือซื้อแยกต่างหากเป็นตัวเลือก / ส่วนเสริม ด้านล่างนี้เป็นเพียงคุณสมบัติเพิ่มเติมบางส่วนที่คุณอาจต้องการดูเมื่อเปรียบเทียบตัวควบคุมการบิน
Damping: แม้แต่การสั่นสะเทือนเล็กน้อยในเฟรมซึ่งมักเกิดจากโรเตอร์และ / หรือมอเตอร์ที่ไม่สมดุลก็สามารถตรวจจับได้ด้วยมาตรความเร่งในตัวซึ่งในทางกลับกัน จะส่งสัญญาณที่เหมาะสมไปยังโปรเซสเซอร์หลักซึ่งจะดำเนินการแก้ไข การแก้ไขเล็กน้อยเหล่านี้ไม่จำเป็นหรือไม่พึงปรารถนาสำหรับการบินที่เสถียร และเป็นการดีที่สุดที่จะให้ตัวควบคุมการบินสั่นน้อยที่สุดเท่าที่จะทำได้ ด้วยเหตุนี้จึงมักใช้ตัวหน่วงการสั่นสะเทือน/ตัวหน่วงการสั่นสะเทือนระหว่างตัวควบคุมการบินกับเฟรม
สิ่งที่แนบมา: กล่องป้องกันรอบตัวควบคุมการบินสามารถช่วยในสถานการณ์ต่างๆ นอกจากจะมีความสวยงามมากกว่า PCB เปล่าแล้ว กล่องหุ้มมักจะให้การป้องกันทางไฟฟ้าในระดับหนึ่ง องค์ประกอบตลอดจนการป้องกันเพิ่มเติมในกรณีที่เกิดการชน
การติดตั้ง: มีหลายวิธีในการติดตั้งตัวควบคุมการบินเข้ากับเฟรม และตัวควบคุมการบินบางตัวมีตัวเลือกการติดตั้งไม่เหมือนกัน:
- สี่รูที่ระยะห่าง 30.5 มม. หรือ 45 มม. จากกันยกกำลังสอง
- ก้นแบนสำหรับใช้กับสติ๊กเกอร์
- สี่รูในรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า (ไม่ได้ติดตั้งมาตรฐาน)
ชุมชน: เนื่องจากคุณกำลังสร้างโดรนแบบกำหนดเอง การมีส่วนร่วมในชุมชนออนไลน์สามารถช่วยได้มาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากคุณประสบปัญหาหรือต้องการคำแนะนำ.การขอคำแนะนำจากชุมชนหรือการดูความคิดเห็นของผู้ใช้เกี่ยวกับคุณภาพและความสะดวกในการใช้งานตัวควบคุมการบินต่างๆ ก็อาจเป็นประโยชน์ได้เช่นกัน
อุปกรณ์เสริม: สำหรับการใช้งานผลิตภัณฑ์อย่างเต็มรูปแบบ นอกเหนือจากตัวควบคุมการบินแล้ว คุณอาจจำเป็นต้องมีรายการที่เกี่ยวข้อง (อุปกรณ์เสริมหรือตัวเลือก) อุปกรณ์เสริมดังกล่าวอาจรวมถึงแต่ไม่จำกัดเฉพาะ: โมดูล GPS และ / หรือเสาอากาศ GPS; สายเคเบิล; อุปกรณ์ติดตั้ง; หน้าจอ (LCD / OLED);
ตัวอย่าง
ดังนั้นการเปรียบเทียบที่แตกต่างกันเหล่านี้ คุณจะได้รับข้อมูลอะไรบ้างเกี่ยวกับตัวควบคุมการบิน และสิ่งที่อาจรวมถึงตัวควบคุมการบิน เราได้เลือก Quadrino Nano Flight Controller
โปรเซสเซอร์หลัก
ATMel ATMega2560 ที่ใช้ออนบอร์ดเป็นหนึ่งในชิป ATMel ที่เข้ากันได้กับ Arduino ที่ทรงพลังที่สุด แม้ว่าจะมีทั้งหมด 100 พิน รวมถึงช่องสัญญาณอนาล็อก-ดิจิตอล 16 ช่องและพอร์ต SPI ห้าพอร์ต เนื่องจากมีขนาดเล็กและมีวัตถุประสงค์เพื่อใช้เป็นตัวควบคุมการบิน แต่มีเพียงไม่กี่ตัวเท่านั้นที่อยู่บนบอร์ด
- AVR กับ PIC: AVR
- โปรเซสเซอร์: 8 บิต
- ความถี่ในการทำงาน: 16MHz
- หน่วยความจำโปรแกรม / แฟลช: 256KB
- SRAM: 8KB
- EEPROM: 4KB
- พิน I / O เพิ่มเติม: 3 × I2C; 1 × UART; GPIO 2 × 10 พิน; เซอร์โวที่มีเอาต์พุต 5x; พอร์ต OLED
- ตัวแปลง A / D: 10- บิต
เซ็นเซอร์
Quadrino Nano ประกอบด้วย ชิป MPU9150 IMU ซึ่งประกอบด้วยไจโรสโคป 3 แกน มาตรความเร่ง 3 แกน และแมกนิโตมิเตอร์ 3 แกน ซึ่งช่วยให้บอร์ดมีขนาดเล็กพอโดยไม่ลดทอนคุณภาพของเซนเซอร์ บารอมิเตอร์ MS5611 ให้ข้อมูลแรงดันและหุ้มด้วยโฟม Venus 838FLPx GPS ในตัวพร้อมเสาอากาศ GPS ภายนอก (รวมอยู่ด้วย)
ซอฟต์แวร์
Quadrino Nano สร้างขึ้นโดยเฉพาะเพื่อใช้ซอฟต์แวร์ MultiWii ล่าสุด (ใช้ Arduino) แทนที่จะแก้ไขโค้ด Arduino โดยตรง มีการสร้างซอฟต์แวร์กราฟิกที่แยกออกมาต่างหาก
การสื่อสาร
- อินพุตโดยตรงจากเครื่องรับ RC มาตรฐาน
- พอร์ตรับสัญญาณดาวเทียม Spektrum โดยเฉพาะ
- Serial (SBus และ / หรือวิทยุ Bluetooth หรือ 3DR)
ปัจจัยเพิ่มเติม
- สิ่งที่แนบมา: เปลือกป้องกันโปร่งแสงรวมเป็นมาตรฐาน
- การติดตั้ง: มีสองวิธีหลักในการติด Quadrino นาโนถึงโดรน: สกรูและน็อตหรือสติกเกอร์ยางโฟม
- การออกแบบที่กะทัดรัด: ตัวควบคุมเอง (ไม่รวมเสาอากาศ GPS) มีขนาด 53x53 มม.
