Zbudowanie quadrocoptera w celu badania możliwości
advertisement
Człowiek – najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Zbudowanie quadrocoptera w celu badania możliwości wykorzystania zawansowanej techniki komputerowej w poszukiwaniach na obszarach miejskich oraz poza miejskich Uczniowie: Opiekun: Kamil Resel mgr inż. Stefan Chałat Michał Janik MODERNIZACJA KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO NA DOLNYM ŚLĄSKU II Dolnośląskie Centrum Informacji Zawodowej i Doskonalenia Nauczycieli w Wałbrzychu Rynek 6 58-300 Wałbrzych tel.: 74-842-53-59 fax: 74 842-61-12 [email protected] www.mkz2.walbrzych.pl Strona Zespół Szkół Nr 1 we Wrocławiu 1 Grzegorz Bandarek Człowiek – najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Spis treści Uzasadnienie realizacji projektu ..........................................................................................................3 Teoria działania quadrocoptera...........................................................................................................5 Zestaw niezbędnych części wraz z opisem działalna .......................................................................... 10 Rama ............................................................................................................................................ 10 Zestaw odbiorczo nadawczy .......................................................................................................... 11 Silniki ............................................................................................................................................ 12 Regulatory ok. 25-30A, częstotliwość pracy 400Hz ........................................................................ 13 Bateria Li-pol 3S 4000-5000mAh ................................................................................................... 13 Śmigła 11x4,7 ................................................................................................................................ 14 Serce quadrocoptera..................................................................................................................... 15 Oczy quadrocoptera ...................................................................................................................... 16 Składanie aparatury w jedną całość ze zdjęciami ............................................................................... 17 Konfiguracja aparatury, regulatorów i ArduCoptera .......................................................................... 25 Podłączanie kabli odbiornika i ArduCoptera .................................................................................. 25 Ustawienia aparatury nadawczo odbiorczej .................................................................................. 26 Konfiguracja ArduCoptera (APM 2.6)............................................................................................. 26 Konfiguracja regulatorów .............................................................................................................. 27 Test silników ..................................................................................................................................... 29 Konfigurowanie trybów lotu ............................................................................................................. 32 Testowanie quadrocoptera ............................................................................................................... 35 Zbadanie możliwości quadrocoptera w celu poszukiwania osób zaginionych ..................................... 36 Strona 2 Literatura: ......................................................................................................................................... 37 MODERNIZACJA KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO NA DOLNYM ŚLĄSKU II Dolnośląskie Centrum Informacji Zawodowej i Doskonalenia Nauczycieli w Wałbrzychu Rynek 6 58-300 Wałbrzych tel.: 74-842-53-59 fax: 74 842-61-12 [email protected] www.mkz2.walbrzych.pl Człowiek – najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Uzasadnienie realizacji projektu Quadrocopter to pojazd latający, który do wytworzenia odpowiedniego ciągu używa czterech silników wirnikowych. Silniki ustawione są w pionie dzięki czemu uzyskujemy odpowiednią stabilność pojazdu a regulując odpowiednio moc silników wybranych silników uzyskujemy możliwość poruszania się w wielu osiach. Jednym z głównych zastosowań tego typu pojazdów latających jest zbieranie informacji multimedialnych obrazy /zdjęcia za pomocą zamocowanej kamery. W ten sposób można dokonywać penetracji miejsc trudno dostępnych oraz niebezpiecznych. Analogicznie można taki pojazd wykorzystać do działań szpiegowskich lub poszukiwawczych. W Naszym projekcie skupimy się nad wykorzystaniem takiego urządzenia w działaniach poszukiwawczych oraz możliwości wykonywania zdjęć plenerowych podczas uroczystości szkolnych. Quadrocopter jest jedną z nielicznych platform, która umożliwia osobom bez wiedzy specjalistycznej na sterowanie tego typu pojazdami. Dzięki rozwojowi techniki mamy możliwość zbudowania pojazdu poruszającego się w przestrzeni na wielu płaszczyznach samodzielnie, z dostępnych elementów na rynku i uczynić urządzenie prostym w obsłudze . Takie pojazdy mogą być sterowane bezprzewodowo wykorzystując do tego fale radiowe w otwartym paśmie 2.4 Ghz lub 5 Ghz. Główne założenia projektu będą dotyczyły skonstruowania pojazdu o małej masie i odpowiedniej wytrzymałości. Celem jest zbudowanie niedużego pojazdu latającego z możliwością płynnego zmieniania kierunków lotu ze stabilną pozycją w powietrzu. Do skonstruowania urządzenia zostaną wykorzystane najnowsze materiały takie jak włókno węglowe oraz układy cyfrowe i mechaniczne wraz z odpowiednią optyką umożliwiająca płynne nagrywanie obrazu. Urządzenie będzie sterowane bezprzewodowo za pomocą odpowiedniego manipulatora lub oprogramowania zainstalowanego na urządzeniu typu użytecznego w wykorzystaniu przy poszukiwaniu osób zaginionych potrzebujących pomocy MODERNIZACJA KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO NA DOLNYM ŚLĄSKU II Dolnośląskie Centrum Informacji Zawodowej i Doskonalenia Nauczycieli w Wałbrzychu Rynek 6 58-300 Wałbrzych tel.: 74-842-53-59 fax: 74 842-61-12 [email protected] www.mkz2.walbrzych.pl Strona W pracy skupimy się nad zbudowaniem pojazdu latającego i uczynieniem go jak najbardziej 3 smartfon. Człowiek – najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego czy to w terenie górskim, leśnym, czy miejskim. Dodatkowo zajmiemy się filtracją sygnałów pomiarowych i opracowaniem algorytmu sterowania. W celu opracowania odpowiedniego oprogramowania dla terenów o różnej gęstością zalesienia czy zabudowy. Dodatkowo powstały pojazd będzie wykorzystywany do filmowania i wykonywania zdjęć z lotu ptaka podczas imprez szkolnych, które na terenie Naszej szkoły są organizowanie cyklicznie na przykład impreza integracyjna w maju z udziałem osób niepełnosprawnych. Do zrealizowania projektu przyjęliśmy następującą metodologię realizacji projektu - zapoznanie się dostępnymi publikacjami oraz materiałami i literaturą fachową - zgromadzenie gotowych projektów - modyfikacja wybranego rozwiązania na użytek projektu - zgromadzenie/zakupienie niezbędnych elementów - montaż elementów w większe grupy stanowiące całość - testowanie poszczególnych zmontowanych podzespołów - synchronizacja elementów - testowanie zmontowanego quadrocoptera - opracowanie algorytmu - napisanie kodu sterującego - testowanie oprogramowania - wgranie oprogramowania w celu przetestowania urządzenia - filtracja sygnałów pomiarowych - testowanie urządzenia - badanie propagacji sygnału radiowego w zależności terenu w jakim się porusza - montaż optyki Strona 4 - testowanie quadrocoptera z zamontowaną optyką MODERNIZACJA KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO NA DOLNYM ŚLĄSKU II Dolnośląskie Centrum Informacji Zawodowej i Doskonalenia Nauczycieli w Wałbrzychu Rynek 6 58-300 Wałbrzych tel.: 74-842-53-59 fax: 74 842-61-12 [email protected] www.mkz2.walbrzych.pl Człowiek – najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Teoria działania quadrocoptera Quadcoptery używają do wznoszenia się i poruszania czterech silników, dwa silniki obracają śmigłami w kierunku przeciwnym niż dwa pozostałe. Śmigła obracające się w tych samych kierunkach są zamontowane na przeciwległych ramionach przedstawia to rysunek nr 1: Rysunek 1 Montaż śmigieł w układzie krzyża Powyżej przedstawiony rysunek jest jedną z dwóch koncepcji ustawień ramion dla quadrocoptera. Inną koncepcją konstrukcyjną jest układ X porównanie obydwóch rozwiązań Strona 5 przedstawia rysunek nr 2. MODERNIZACJA KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO NA DOLNYM ŚLĄSKU II Dolnośląskie Centrum Informacji Zawodowej i Doskonalenia Nauczycieli w Wałbrzychu Rynek 6 58-300 Wałbrzych tel.: 74-842-53-59 fax: 74 842-61-12 [email protected] www.mkz2.walbrzych.pl Człowiek – najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Rysunek 2 Porównanie koncepcji konstrukcyjnych + i X Konstrukcja w układzie X zdobyła większą popularność wynika to z faktu łatwiejszego zamontowania optyki z przodu bez zasłaniania kadru kamery przez śmigła. Dlatego konstrukcja quadrocoptera w projekcie zostanie oparta o układ X w której ten problem nie występuje. Ważnym elementem powyższego rysunku są opisy obrotów: CW czyli ClockWise - obrót zgodnie ze wskazówkami zegara i CCW - Counter-ClockWise - obrót w kierunku przeciwnym do wskazówek zegara. Oznaczenia śmigieł wynikają z faktu że jedna para śmigieł zajmuje się ciągnięciem a druga pchaniem dlatego śmigła dzielimy na ciągnące nazywane „normalnymi” i pchające. W quadcopterach używa się i jednych i drugich ponieważ silniki parami obracają się w przeciwnych kierunkach. Silniki obracające śmigłami normalnymi (ciągnącymi) wytwarzają siłę "ciągnącą" do góry. Jeżeli na wszystkich silnikach zostały by użyte śmigła ciągnące to dwa z czterech silników wytwarzałyby na tych śmigłach siłę w przeciwnym kierunku niż śmigła "ciągnące" i nigdy statek by się nie uniósł. Zatem na dwóch silnikach obracających się w przeciwnym kierunku używa się śmigieł "pchających" "ciągnącą" i statek porusza się w górę. Koncepcję wnoszenia przedstawia rysunek 3. MODERNIZACJA KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO NA DOLNYM ŚLĄSKU II Dolnośląskie Centrum Informacji Zawodowej i Doskonalenia Nauczycieli w Wałbrzychu Rynek 6 58-300 Wałbrzych tel.: 74-842-53-59 fax: 74 842-61-12 [email protected] www.mkz2.walbrzych.pl Strona wszystkie tak obracające się silniki i odpowiednio dobrane do nich śmigła wytwarzają siłę 6 aby w ostatecznym rozrachunku wytwarzały siłę skierowaną zwrotem do góry. W rezultacie Człowiek – najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Rysunek 3 Koncepcja wytworzenia siły ciągnącej Każdy quadcopter może wykonywać pełen zakres podstawowych manewrów podczas lotu czyli: unosić się i opadać (ALTITUDE/THROTTLE) obracać się wokół osi poziomej poprzecznej, co powoduje lot do przodu lub do tyłu (PITCH) obracać się wokół centralnej osi pionowej (YAW) obracać się wokół osi poziomej wzdłużnej czyli kręcić beczki (ROLL) Do wykonywania wszystkich manewrów quadrocopter nie używa nachylenia łopat tak jak to ma miejsce w helikopterach czy samolotach a jedynie poprzez regulację prędkości obrotów Strona 7 poszczególnych silników MODERNIZACJA KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO NA DOLNYM ŚLĄSKU II Dolnośląskie Centrum Informacji Zawodowej i Doskonalenia Nauczycieli w Wałbrzychu Rynek 6 58-300 Wałbrzych tel.: 74-842-53-59 fax: 74 842-61-12 [email protected] www.mkz2.walbrzych.pl Człowiek – najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Rysunek 4 Prezentacja rozkładu sił w układzie + (zielone przód) Jak widać idea sterowaniem quadcopterami jest stosunkowo prosta - gorzej jednak z jej zastosowaniem w praktyce. Analogowe sterowanie obrotami poszczególnych silników przez pilota np. przy użyciu czterech dźwigni mocy silników praktycznie niemożliwe. Dlatego Quadcoptery z natury są niestabilne i najprostszym sposobem jest sterowanie mocą i obrotami poszczególnych silników poprzez zaprogramowane wcześniej algorytmy. Ze względu na złożoność sterowania silnikami centralnym punktem quadrocoptera jest płytka sterująca która poprzez specjalnie zaprogramowane algorytmy/programy steruje poszczególnymi silnikami Zastosowania specjalistycznej płytki sprowadza sterowanie quadrocopterem do prostej czynności a lot staje się bardzo stabilny. Utrzymanie stabilnych parametrów lotu nie było by możliwe bez zastosowania szeregu czujników które dostarczają pokładowemu komputerowi niezbędnych informacji o położeniu quadrocoptera w przestrzeni. Tymi czujnikami są najczęściej żyroskopy i akcelerometry, a dodatkowo mogą być Global Positioning System (GPS). Akcelerometr – czujnik mierzący akcelerację czyli przyśpieszenie. Przyspieszenie to ściśle związane z masą ciał i działającymi na masę siłami np. siłą grawitacji w przypadku ziemskich warunków. Przyspieszenie ziemskie wynosi g = 9,8 m/s^2 taka wartość zostanie wskazana MODERNIZACJA KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO NA DOLNYM ŚLĄSKU II Dolnośląskie Centrum Informacji Zawodowej i Doskonalenia Nauczycieli w Wałbrzychu Rynek 6 58-300 Wałbrzych tel.: 74-842-53-59 fax: 74 842-61-12 [email protected] www.mkz2.walbrzych.pl 8 barometr Strona magnetometry, Człowiek – najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego przez czujnik leżący na ziemi w stanie spoczynku. Quadcopterami porusza się w obszarze działania siły grawitacji, przyspieszenie ziemskie służy akcelerometrowi do określania gdzie jest "dół" a gdzie "góra" w trakcie lotu koptera oraz pozostałe położenia poruszania się drona. Żyroskop to z kolei urządzenie, które służy bezpośrednio do określania położenia kątowego masy w przestrzeni i wykorzystuje do tego zasadę zachowania momentu pędu. W uproszczeniu: tradycyjne żyroskopy w swoim środku mają obracającą się masę, która utrzymuje zawsze takie samo położenie w przestrzeni. Dzięki temu jeśli żyroskop zmienia swoje położenie a wirująca w środku masa NIE możemy w odniesieniu do niej określić kąt zmiany tego położenia. Użycie magnetometru nierozłącznie wiąże się z użyciem GPS w przypadku lotów np. Arducopterem w trybach autonomicznego wykonywania misji, samodzielnego powrotu do miejsca startu czy wykonywania okręgów nad wskazanym punktem. Co więcej - Arducopter wyklucza użycie GPS bez magnetometru. GPS – globalny system pozycjonowania umożliwia za pomocą sygnału satelitarnego określenie pozycji urządzenia. GPS nie pozwala jednak na określenie zwrotu, czyli informacji w którą stronę jest odwrócony quadrocopter. W przypadku zawisu lub zwrotu system GPS nie jest w stanie określić kierunku do tego właśnie używany jest magnetometer który do określenia kierunku wykorzystuje ziemskie pole magnetyczne ziemi która podobnie jak igła kompasu wskazuje odpowiedni kierunek. Do poprawnego działania urządzenie musi być oddalone od wszelkiego rodzaju materiałów metalowych oraz słupów wysokiego napięcia. Jak widać quadrokoptery wykorzystują bardzo zawansowaną technikę komputerową w celu wykonywania lotów. Bez rozwoju współczesnej technologii i miniaturyzacji nie byłoby tak zawansowanych wielowirnikowych urządzeń latających. 9 zbudowanie Strona możliwe MODERNIZACJA KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO NA DOLNYM ŚLĄSKU II Dolnośląskie Centrum Informacji Zawodowej i Doskonalenia Nauczycieli w Wałbrzychu Rynek 6 58-300 Wałbrzych tel.: 74-842-53-59 fax: 74 842-61-12 [email protected] www.mkz2.walbrzych.pl Człowiek – najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Zestaw niezbędnych części wraz z opisem działalna - Nadajnik (aparatura) i odbiornik RC - Kontroler lotu (płytka sterująca) - Silniki bezszczotkowe wolnoobrotowe (do 1000KV) - 4 sztuki o ciągu 950 gram szt. - Regulatory ok. 25-30A, częstotliwość pracy 400Hz - 4 sztuki - Bateria Li-pol 4000-5000mAh, pakiet 3S (+ ładowarka mikroprocesorowa) - Śmigła 10x4,5 lub 11x4,7 - 4 sztuki - Adaptery do montażu śmigieł do silników - 4 sztuki - Rama Rama Rama zdjęcie 1 wykonana została z włókna węglowego oraz rurek z tkaniny węglowej 3K precyzyjnie wyciętej na CNC. Zastosowany materiał jest obecnie jednym z najlżejszych materiałów waga ramy to 476g i przy tak niskiej masie ma bardzo dobry współczynniku masy do wytrzymałości. Rozstaw silników na ramionach wynosi to 650 mm a przekrój ramion to 16 mm. Dodatkowo rama posiada składane ramiona, które po złożeniu umożliwiają wygodne transportowanie zestawu w terenie. Stabilność konstrukcji zapewnia zestaw mocujący T10 dzięki któremu mamy możliwość zamontowania dodatkowych akcesoriów takich jak gimbal, kamera, akumulatora itp. Strona 10 Zdjęcie 1 Zmontowana rama quadrocpotora Tarot 650 MODERNIZACJA KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO NA DOLNYM ŚLĄSKU II Dolnośląskie Centrum Informacji Zawodowej i Doskonalenia Nauczycieli w Wałbrzychu Rynek 6 58-300 Wałbrzych tel.: 74-842-53-59 fax: 74 842-61-12 [email protected] www.mkz2.walbrzych.pl Człowiek – najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Zestaw odbiorczo nadawczy Aparatura FlySky FS-TH9X 9CH 2,4GHz Mode 2 - LCD - Turnigy 9x jest jedną z najpopularniejszych używaną w modelach latających aparaturą złożoną z nadajnika zdjęcie 2 i odbiornika zdjęcie 4 montowanego w ramie. Odbiornik za pomocą enkodra komunikuje się z elementami na płytce sterującej. Parametry przedstawia tabela 1. Turingy 9x może pracować w dwóch trybach modulacji PPM oraz PCM. Komunikacja 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Odbiornika: Lp. 1 2 3 Parametr Ilość kanałów Oprogramowanie Pasmo częstotliwości Ilość kanałów przeszukiwania System modulacji Modulacja Wartość 9CH Heli / Samolot / Szybowiec 2.40-2.48GHz 160 GFSK PPM/PCM Parametr Typ wyświetlacza LCD Kontrola niskiego napięcia Gniazdo DSC (trenerasymulator) Gniazdo ładowarki Zasilanie Pobór prądu Waga ANT długość Rozmiar Kolor Certyfikat Zasięg Wartość 128 * 64 punktów < 9V TAK - wtyk JACK 3,5mm - sygnał PPM TAK 9.6-12VDC, 8xAA NiCd/NiMh 120mA 670g 26mm 190 x 80 x 240mm Czarny CE, FCC stabilny na poziomie 800 metrów Parametr Liczba kanałów Zasilanie Pobór Prądu Wartość 8 4,8V - 6V 9,5mA (dla 4,8V) Tabela 1 Parametry turingy 9x MODERNIZACJA KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO NA DOLNYM ŚLĄSKU II Dolnośląskie Centrum Informacji Zawodowej i Doskonalenia Nauczycieli w Wałbrzychu Rynek 6 58-300 Wałbrzych tel.: 74-842-53-59 fax: 74 842-61-12 [email protected] www.mkz2.walbrzych.pl Strona Specyfikacja Lp. 1 2 3 4 5 6 Nadajnik: Lp. 1 2 11 odbywa się na 9 kanałach. W projekcie użyto modulacji PPM. Człowiek – najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Zdjęcie 2 Odbiornik Zdjęcie 3 Aparatura nadawcza Zdjęcie 4 Odbiornik Silniki Najważniejszy mechanizm napędowy naszej maszyny wielowirnikowej to silniki bezszczotkowe o ciągu około 1 kilograma Emax MT2216 CW 810KV - 228W - ciąg 950g. zdjęcie 5. Silniki swoją konstrukcją się przystosowane do montażu pod ramę Tarot. Ważnym elementem jest wyważenie sielników tak aby zniwelować drgania podczas Strona Zdjęcie 5 Silnik Emax 12 osiągania wysokich obrotów przez silniki. MODERNIZACJA KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO NA DOLNYM ŚLĄSKU II Dolnośląskie Centrum Informacji Zawodowej i Doskonalenia Nauczycieli w Wałbrzychu Rynek 6 58-300 Wałbrzych tel.: 74-842-53-59 fax: 74 842-61-12 [email protected] www.mkz2.walbrzych.pl Człowiek – najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Regulatory ok. 25-30A, częstotliwość pracy 400Hz Przy wyborze regulatorów kierowaliśmy się zakresem pracy oraz mocą jaki i funkcjonalnością i wagą. Nasz wybór padłna regulatory zintegrowane o łącznej mocy 40 A firmy Emax zdjęcie 6. Zdjęcie 6 Regulator zamontowany na ramie W przypadku regulatorów wykorzystywanych w platformach latających pożądaną opcją jest wsparcie trybu Fast PWM (ang. Pulse-Width Modulation), które uruchomiono w konstrukcji. Ma to znaczenie, ponieważ na wejściu regulatorów znajduje się filtr dolnoprzepustowy, który opóźnia reakcję na sygnał sterujący, co nie jest sytuacją pożądaną. polimerowa zdjęcie 7 o pojemności ok. 5000 mAh powinna zapewnić ok. 20 minut lotu. MODERNIZACJA KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO NA DOLNYM ŚLĄSKU II Dolnośląskie Centrum Informacji Zawodowej i Doskonalenia Nauczycieli w Wałbrzychu Rynek 6 58-300 Wałbrzych tel.: 74-842-53-59 fax: 74 842-61-12 [email protected] www.mkz2.walbrzych.pl Strona Standardowa bateria "modelarska" - 3-celowa (3S - zawiera 3 cele w baterii) litowo- 13 Bateria Li-pol 3S 4000-5000mAh Człowiek – najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Zdjęcie 7 Bateria podpięta pod ładowarkę mikroproceserową Śmigła 11x4,7 Wielkość śmigieł jest ściśle związana z silnikiem, którego użyjemy oraz rozstawem ramion ramy. Nasz konstrukcja bez problemu pozwoli na zastosowanie śmigieł 11 calowych są one Strona Zdjęcie 8 Silnik z zamontowanymi śmigłami 14 sprzedawane w komplecie wraz z silnikami zdjęcie 8. MODERNIZACJA KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO NA DOLNYM ŚLĄSKU II Dolnośląskie Centrum Informacji Zawodowej i Doskonalenia Nauczycieli w Wałbrzychu Rynek 6 58-300 Wałbrzych tel.: 74-842-53-59 fax: 74 842-61-12 [email protected] www.mkz2.walbrzych.pl Człowiek – najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Serce quadrocoptera Mózgiem Naszej maszyny wielowirnikowej będzie dedykowany zestaw ardupilot zdjęcie 9. Z powodu wprowadzonych ograniczeń budżetowych i mając ograniczony czas na realizację projektu zdecydowaliśmy się skorzystać z gotowego rozwiązania posiadającego wszystkie niezbędne czujniki umożliwiające sterowanie quadrocopterem. Wybór takiego rozwiązania pozwolił nam się skupić na aspekcie użyteczności i funkcjonalności maszyny pomijając część związaną z pisaniem algorytmów od nowa. Ardupilot jako jedno z wielu rozwiązań na rynku posiada predefiniowane trybu lotu i stabilizacji. Zapewniając realizację wszystkich zakładanych celów. Strona 15 Zdjęcie 9 ArduPilot podłączony do odbiornika MODERNIZACJA KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO NA DOLNYM ŚLĄSKU II Dolnośląskie Centrum Informacji Zawodowej i Doskonalenia Nauczycieli w Wałbrzychu Rynek 6 58-300 Wałbrzych tel.: 74-842-53-59 fax: 74 842-61-12 [email protected] www.mkz2.walbrzych.pl Człowiek – najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Oczy quadrocoptera Oczami naszej maszyny latającej tymczasowo została kamera GOPRO HERO 4 Black Adventure Edition zdjęcie 10. Aktualnie oczekujemy na realizację docelowego zamówienie w postaci szeroko kątnej kamery Sony full HD wraz z goglami które umożliwią operatorowi widzieć dokładnie tak ja by był pasażerem drona. Zdjęcie 10 Dron z zamontowaną optyką GOPRO Strona 16 Całość zestawu w ostatecznym etapie zostanie wzbogacona o gimball konstrukcję zapewniającą stabilizację optyki. Stabilizacja zapewni nam stabilny obraz podczas lotów i wykonywania manewrów w locie. MODERNIZACJA KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO NA DOLNYM ŚLĄSKU II Dolnośląskie Centrum Informacji Zawodowej i Doskonalenia Nauczycieli w Wałbrzychu Rynek 6 58-300 Wałbrzych tel.: 74-842-53-59 fax: 74 842-61-12 [email protected] www.mkz2.walbrzych.pl Człowiek – najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Składanie aparatury w jedną całość ze zdjęciami Zdjęcie 11 Złożony quadrocopter 12 sztuk konektorów (wtyczek) 3.5mm (do połączenia silników) 1 gniazdo XT-60 (do zasilania regulatorów) taśma rzepowa 10mm (taśma do kabli z rzepem dwustronnym); kluczyk imbusowy z sześciokątnym (lub gwiazdkowym) zakończeniem 2mm; skrawek filcowy jako podkładka "antywibracyjna" pod GPS i ArduCopter; rurka termokurczliwa 3.2mm średnicy, ok. 1m (lub na sztuki po ok. 10mm długości; 6 śróbek M2, 10-12mm; zippery plastikowe; Pierwszym elementem montażu jest zmontowanie ramy na której będą osadzone pozostałe elementy quadrocoptera. Etapy montażu przedstawione są na kolejnych zdjęciach. MODERNIZACJA KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO NA DOLNYM ŚLĄSKU II Dolnośląskie Centrum Informacji Zawodowej i Doskonalenia Nauczycieli w Wałbrzychu Rynek 6 58-300 Wałbrzych tel.: 74-842-53-59 fax: 74 842-61-12 [email protected] www.mkz2.walbrzych.pl Strona 17 Elementy potrzebne do poprawnego zmontowania wszystkich elementów Człowiek – najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Zdjęcie 12 Montaż poszczególnych części ramy Strona 18 Zdjęcie 13 Montaż wymaga precyzji i skupienia MODERNIZACJA KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO NA DOLNYM ŚLĄSKU II Dolnośląskie Centrum Informacji Zawodowej i Doskonalenia Nauczycieli w Wałbrzychu Rynek 6 58-300 Wałbrzych tel.: 74-842-53-59 fax: 74 842-61-12 [email protected] www.mkz2.walbrzych.pl Człowiek – najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Proces montowania jest kilku etapowy i nienależny on do trudnych, wymaga jedynie precyzji w wykonywanych czynnościach i cierpliwości. Ostatecznym wynikiem prac jest gotowa rama przygotowana na montaż silników zdjęcie 14 Zdjęcie 14 Kompletnie zmontowana rama Po zmontowaniu ramy przychodzi czas na montaż pozostałej elektroniki w naszym projekcie jest to” silniki x 4 regulator kable łączące silniki z regulatorem odbiornik płytka sterująca (u nas ArduCopter APM 2.6) GPS Pierwszym elementem elektronicznym jaki montujemy są to nasze silniki. Do zamontowania ich na ramie używamy dostarczonych wraz z zestawem płytek montażowych do których będą Strona tylko na dwóch śrubach jednak to powinno wystarczyć. 19 przykręcone silniki. Rozstaw otworów wymusza że silniki zdjęcie 15 będą zamontowane MODERNIZACJA KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO NA DOLNYM ŚLĄSKU II Dolnośląskie Centrum Informacji Zawodowej i Doskonalenia Nauczycieli w Wałbrzychu Rynek 6 58-300 Wałbrzych tel.: 74-842-53-59 fax: 74 842-61-12 [email protected] www.mkz2.walbrzych.pl Człowiek – najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Zdjęcie 15 Silnik zamontowany do ramy Po zamontowaniu silników należało jeszcze przylutować konektory do końcowych Zdjęcie 16 Proces lutowania konektorów MODERNIZACJA KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO NA DOLNYM ŚLĄSKU II Dolnośląskie Centrum Informacji Zawodowej i Doskonalenia Nauczycieli w Wałbrzychu Rynek 6 58-300 Wałbrzych tel.: 74-842-53-59 fax: 74 842-61-12 [email protected] www.mkz2.walbrzych.pl Strona 20 przewodów zdjęcie 16 Człowiek – najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego W celu zabezpieczenie przewodów miejsca lutowania zabezpieczamy koszulkami termokurczliwymi rysunek 17. Zdjęcie 17 Zabezpieczanie koszulkami termokurczliwymi Kolejnym etapem jest montaż regulatora silników. Przy jego montażu musimy zadbać o to aby dostarczyć mu odpowiednią cyrkulację powietrze gdyż jest to jeden z elementów które najbardziej wydzielają ciepło. Brak jego odprowadzania może spowodować przegrzanie się układu. Regulator montujemy na rzep. Jest to bardzo eleganckie rozwiązanie które pozwala nam na wielokrotne przemieszczanie regulatora bez ingerowania w konstrukcję mocującą. Sposób montażu regulatora przedstawia zdjęcie numer 17. Przed ostatecznym montażem regulatora należy do niego zamontować wszystkie dwanaście przewodów które są wyprowadzone z czterech silników. Mocujemy je śruby montażowe które znajdują się w podłączeniu silnika należy sprawdzić czy podłączona kolejność jest prawidłowa. Nie prawidłowe podłączenie nie wpłynie negatywnie na elektronikę. MODERNIZACJA KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO NA DOLNYM ŚLĄSKU II Dolnośląskie Centrum Informacji Zawodowej i Doskonalenia Nauczycieli w Wałbrzychu Rynek 6 58-300 Wałbrzych tel.: 74-842-53-59 fax: 74 842-61-12 [email protected] www.mkz2.walbrzych.pl Strona montażu silniki mogą się kręcić w niepoprawną stronę. Dlatego po każdorazowym 21 regulatorze. Należy pamiętać że kolejność ma znaczenie w przypadku nieprawidłowego Człowiek – najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Zdjęcie 18 Montaż regulatora silników na ramie Zdjęcie 19 Montaż baterii MODERNIZACJA KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO NA DOLNYM ŚLĄSKU II Dolnośląskie Centrum Informacji Zawodowej i Doskonalenia Nauczycieli w Wałbrzychu Rynek 6 58-300 Wałbrzych tel.: 74-842-53-59 fax: 74 842-61-12 [email protected] www.mkz2.walbrzych.pl Strona 22 Krwią naszego układu będzie 12 volt baterii Li-Pol 3 celowej o bardzo szybkim prądzie rozładowania 40 C. baterię montujemy pod spodem naszego quadrocoptera przedstawia to rysunek 19. Człowiek – najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Ostatnim etapem montażu przed konfiguracją aparatury jest montaż mózgu naszego quadrocoptera a mianowicie AdruCoptera. Ze względu na czułość urządzenia montujemy go na samej górze oddzielając do płytką węglową od pozostałych elementów elektronicznych przedstawia to rysunek 20. Zdjęcie 20 Montaż ArduCoptera Nasz Arducopter wyposażony jest w GPS ze względu na uniknięcie błędów pomiarowych nadajnik montujemy najwyżej jak się da rysunek 21. Po zmontowaniu całości należy podpiąć ArduCoptera z odbiornikiem. Używamy do tego odpowiednich wejść kanałowych podłączmy Strona 23 jeden do jednego czyli pierwszy kanał do pierwszego i tak dalej. MODERNIZACJA KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO NA DOLNYM ŚLĄSKU II Dolnośląskie Centrum Informacji Zawodowej i Doskonalenia Nauczycieli w Wałbrzychu Rynek 6 58-300 Wałbrzych tel.: 74-842-53-59 fax: 74 842-61-12 [email protected] www.mkz2.walbrzych.pl Człowiek – najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Strona 24 Zdjęcie 21 Montaż GPS na wysięgniku MODERNIZACJA KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO NA DOLNYM ŚLĄSKU II Dolnośląskie Centrum Informacji Zawodowej i Doskonalenia Nauczycieli w Wałbrzychu Rynek 6 58-300 Wałbrzych tel.: 74-842-53-59 fax: 74 842-61-12 [email protected] www.mkz2.walbrzych.pl Człowiek – najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Konfiguracja aparatury, regulatorów i ArduCoptera Podłączanie kabli odbiornika i ArduCoptera Połączenie poszczególnych komponentów przedstawia rysunek 5: Rysunek 5 Schemat połączeń Co do samego podłączania - patrząc od prawej strony: mamy odbiornik (u nas Optima 9), który podpinamy do ArduCoptera w gniazdaInputs - do tego celu używamy zawartych w zestawie z APM 2.6 (ArduCopter) kabelków zakończonych z obu stron wtyczkami serw. Kanały podpinamy 1:1 czyli 1-szy kanał na odbiorniku do 1-szego kanału na ArduCopter Inputs. do ArduCopter Outputs z kolei będziemy podpinać kable z regulatorów. Tutaj już nie będzie tak prosto: pod poszczególne kanały Outputs muszą być wpięte konkretne silniki, a na to wpływa orientacja naszego Emax'a 4in1 i to, w które "kanały" regulatorów zostały wpięte Strona 25 poszczególne silniki. MODERNIZACJA KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO NA DOLNYM ŚLĄSKU II Dolnośląskie Centrum Informacji Zawodowej i Doskonalenia Nauczycieli w Wałbrzychu Rynek 6 58-300 Wałbrzych tel.: 74-842-53-59 fax: 74 842-61-12 [email protected] www.mkz2.walbrzych.pl Człowiek – najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Ustawienia aparatury nadawczo odbiorczej Przy wprowadzeniu ustawień opieramy się o oficjalną instrukcję dostępną pod adresem tutaj: http://copter.ardupilot.com/wiki/ac_tipsfornewpilots/ If any of the controls are reversed (pitch or roll are backwards, meaning the copter moves in the opposite direction as your stick), you’ll need to reverse the affected channel at your RC transmitter side. Please see your RC transmitter’s manual if you’re not familiar with the process. It’s a good idea tore-do your RC calibration in the Mission Planner after you’ve reversed a channel. Konfiguracja ArduCoptera (APM 2.6) Pierwszym krokiem w konfiguracji ArduCoptera jest ściągnięcie MissionPlanera i ewentualnie zainstalowanie sterowników USB oraz wgranie firmware. Ekran z programu Strona 26 przedstawia zdjęcie 22 MODERNIZACJA KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO NA DOLNYM ŚLĄSKU II Dolnośląskie Centrum Informacji Zawodowej i Doskonalenia Nauczycieli w Wałbrzychu Rynek 6 58-300 Wałbrzych tel.: 74-842-53-59 fax: 74 842-61-12 [email protected] www.mkz2.walbrzych.pl Człowiek – najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Zdjęcie 22 Planer ArduCoptera Przed przystąpieniem do regulacji wymontowujemy śmigła Regulację możemy przeprowadzić na dwa sposoby 1. poprzez kreatora ustawień krok po kroku, 2. ręcznie przeklikać po kolei wszystkie pola w Mission Plannerze: InitialSetup - -Mandatory hardware Warning: it is very important to master flying in stabilize before moving on to other flight modes and it is highly recommended that the pilot is always able to easily and rapidly switch back to stabilize mode from other flight modes in case of unexpected or undesirable flight behavior. Strona 27 Konfiguracja regulatorów MODERNIZACJA KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO NA DOLNYM ŚLĄSKU II Dolnośląskie Centrum Informacji Zawodowej i Doskonalenia Nauczycieli w Wałbrzychu Rynek 6 58-300 Wałbrzych tel.: 74-842-53-59 fax: 74 842-61-12 [email protected] www.mkz2.walbrzych.pl Człowiek – najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Następnym krokiem po wstępnej konfiguracji ArduCoptera jest konfiguracja naszych regulatorów. Możemy to zrobić w standardowy sposób - tak jak ma to miejsce w samolotach RC, gdy używamy tylko jednego regulatora. My wprawdzie mamy ich 4-ry, ale możemy je przecież konfigurować pojedynczo: każdy osobno po kolei podpinamy pod 3 kanał odbiornika (do konfiguracji podpinamy je do odbiornika, nie do Ardu) i konfigurujemy zgodnie z instrukcją danego regulatora (w zależności od producenta regulatora proces konfiguracji może wyglądać różnie). Jedyny problem jaki możemy napotkać w trakcie takiej kalibracji związany jest z tym, że regulator Emax 4in1 25A ma: 1 kabel trójżyłowy (biały sygnałowy, czarny masa i czerwony +) oraz 3 kable jedynie sygnałowe (białe). Jednak, żeby przeprowadzić kalibrację ręcznie każdego z regulatorów potrzebujemy zasilać każdy kabel sygnałowy (czyli każdy regulator) podpinany aktualnie pod odbiornik. Czyli nie wystarczy wpiąć jedynie białego sygnałowego. To z kolei powoduje, że z tego kabla trójżyłowego zakończonego wtyczką serwa trzeba wyjąć (podważyć plastikowe blokady na wtyczce) dwie żyły: czarną i czerwoną, żeby móc je wpinać potem razem z kolejnymi kablami sygnałowymi idącymi do poszczególnych regulatorów. Co do samych ustawień regulatora - zalecane ustawienia regulatorów do obsługi ArduCoptera 1. Brake: OFF 2. Battery Type: Ni-xx(NiMH or NiCd) (even if you’re using Li-po batteries this setting reduces the likelihood that the ESC’s low voltage detection will turn off the motors) CutOff Mode: Soft-Cut (Default) 4. CutOff Threshold: Low 5. Start Mode: Normal (Default) 6. Timing: MEDIUM Strona 28 3. MODERNIZACJA KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO NA DOLNYM ŚLĄSKU II Dolnośląskie Centrum Informacji Zawodowej i Doskonalenia Nauczycieli w Wałbrzychu Rynek 6 58-300 Wałbrzych tel.: 74-842-53-59 fax: 74 842-61-12 [email protected] www.mkz2.walbrzych.pl Człowiek – najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Test silników Przyszedł czas na test silników. Jeśli regulatory zostały skalibrowane to możemy zamontować śmigła. Podłączamy zasilanie do regulatora/ArduCoptera oraz podpinamy ArduCopter do komputera przez USB. Teraz uruchamiamy nasz MissionPlanner, klikamy Connect i przechodzimy do zakładki Terminal. Znów klikamy Connect i czekamy aż terminal będzie aktywny. Wpisujemy: Test <Enter> motors<Enter>. Od tej chwili ArduCopter będzie przeprowadzać test silników Jeżeli kolejność obrotu silników jest inna to znaczy silnik (regulator) został podpięty pod zły kanał na ArduCopter Outputs. Jeżeli z kolei jakiś silnik obraca się w złą stronę oznacza to, że trzeba przepiąć dwa dowolne kable (z trzech) łączące ten silnik z regulatorem. Tak to wygląda w praktyce: Instrukcja z internetu =/= instrukcja z pudełka regulatora Okazuje się, że ogólnodostępne instrukcje on-line do regulatora Emax 4in1 mogę nie być w 100% odpowiadające regulatorowi, który posiadamy mimo, że jest to Emax 4in1. Warto zatem sprawdzić co zawiera własna instrukcja z pudełka po regulatorze - szczególnie jeśli chodzi o rodzaje trybów odpowiadające poszczególnym "beep'om". 2. W normalnej procedurze startu regulatora odgrywany jest najczęściej dźwięk: "beep-----"beep-----" - oznacza, że wykryto prawidłowo drążek gazu w pozycji MIN (minimum) "beep beep beep" - oznacza, że wykryto baterię 3-celową (odpowiednio dla większej ilości celi będzie więcej "beepów" melodia "~3 2 1" - pozytywne zakończenie testu (self-test is finished) MODERNIZACJA KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO NA DOLNYM ŚLĄSKU II Dolnośląskie Centrum Informacji Zawodowej i Doskonalenia Nauczycieli w Wałbrzychu Rynek 6 58-300 Wałbrzych tel.: 74-842-53-59 fax: 74 842-61-12 [email protected] www.mkz2.walbrzych.pl Strona 29 beep beep beep ~3 2 1", który oznacza kolejno: Człowiek – najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 3. Jeśli drążek gazu nie będzie ani w MIN ani w MAX tylko gdzieś pomiędzy podczas wpięcia zasilania w regulator - będzie wydawany ciągły dźwięk "beep beep beep beep itd." 4. Utrzymanie drążka dłużej niż ok. 2 sekundy w pozycji MAX wprowadza regulator w tryb programowania (co zostało pokazane na drugim filmiku powyżej). 5. Programowalne parametry regulatora (wg mojej instrukcji w odpowiedniej kolejności) to: 1. Timing Advance (dla niskich KV silników zalecany jest niski timing, dla Low: 0 stopni o Mid-low: 8 stopni o Middle: 15 stopni (DEFAULT) o Mid-High: 23 stopnie o High: 30 stopni 2. Start Mode: o 0.03 o 0.05 o 0.06 o 0.09 o 0.13 o 0.19 o 0.25 o 0.38 o 0.50 o 0.75 (DEFAULT) MODERNIZACJA KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO NA DOLNYM ŚLĄSKU II Dolnośląskie Centrum Informacji Zawodowej i Doskonalenia Nauczycieli w Wałbrzychu Rynek 6 58-300 Wałbrzych tel.: 74-842-53-59 fax: 74 842-61-12 [email protected] www.mkz2.walbrzych.pl Strona o 30 wysokich KV - wysoki): Człowiek – najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego o 1.00 o 1.25 o 1.50 3. Throttle Curve Mode: o Off (DEFAULT) o Low o Mid o High 4. Control frequency: o 8 KHz (DEFAULT) o 22 KHz 5. Cutoff voltage: 1. 2,8 V/cell 2. 3,0 V/cell (DEFAULT) 3. 3,2 V/cell 4. Off (opcjonalnie, nie w każdym regulatorze) Cutoff mode: 0. Soft-Cut (DEFAULT) - stopniowe obniżanie gazu do 31% gdy napięcie spada poniżej poziomu określonego w punkcie 5. 1. Cut-Off - natychmiastowe wyłączenie gazu 6. W elektronicznej wersji instrukcji regulatora pojawia się dodatkowy parametr (na pozycji pierwszej): 1. OFF (DEFAULT) 2. Low 3. Mid-low MODERNIZACJA KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO NA DOLNYM ŚLĄSKU II Dolnośląskie Centrum Informacji Zawodowej i Doskonalenia Nauczycieli w Wałbrzychu Rynek 6 58-300 Wałbrzych tel.: 74-842-53-59 fax: 74 842-61-12 [email protected] www.mkz2.walbrzych.pl 31 Brake Type z opcjami do wyboru: Strona 1. Człowiek – najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego 4. Middle 5. Mid-high 6. High Konfigurowanie trybów lotu Generalnie podręcznik on-line o ArduCopterze dzieli wszystkie tryby na podstawowe i dodatkowe Strona 32 http://copter.ardupilot.com/wiki/flight-modes/ MODERNIZACJA KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO NA DOLNYM ŚLĄSKU II Dolnośląskie Centrum Informacji Zawodowej i Doskonalenia Nauczycieli w Wałbrzychu Rynek 6 58-300 Wałbrzych tel.: 74-842-53-59 fax: 74 842-61-12 [email protected] www.mkz2.walbrzych.pl Człowiek – najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego STABILIZE - podstawowy tryb ze stabilizacją w poziomie Operator, który od początku nastawia się na latanie dronem w trybie autopilota niejako unika odpowiedzialności za sterowanie - a jest to obowiązek i podstawowa umiejętności pilota, aby w sytuacjach awaryjnych samemu objąć stery i wyprowadzić kopter z niebezpieczeństwa, a nie ratować się wtedy autopilotem. ALT HOLD - skrót od Altitude Hold Jak chyba łatwo się domyślić po nazwie trybu Altitude Hold włączony w trakcie lotu spowoduje, że ArduCopter zapamięta wysokość na jakiej aktualnie znajduje się kopter i będzie ją utrzymywał podczas lotu. Ważne aby po włączeniu trybu Alt Hold drążek gazu utrzymywać m/w w środku, w przedziale 40-60% mocy silników - wtedy ArduCopter zachowa ustaloną wysokość. Jednocześnie w tym trybie można wykonywać dowolnie lot w każdym kierunku, obracać się i skręcać - nawet wznosić i opadać. W skrajnych położeniach drążka gazu w tym trybie przy ustawieniach default'owych quadcopter będzie opadał 2,5m/s (jeśli drążek damy całkiem w dół) lub wznosił się 2,5m/s (jeśli drążek gazu damy w maksymalnie górę). LOITER - poszerzony tryb Altitude Hold o utrzymanie pozycji GPS LOITER to tryb lotu, w którym kopter prócz zapamiętania wysokości (przy użyciu barometru) zapamiętuje również pozycję (przy użyciu GPS). Po przełączeniu na ten tryb dron będzie utrzymywał się nie tylko na danej wysokości, ale RTL - Return-To-Launch, czyli powrót do miejsca startu Kolejny przydatny tryb lotu - po jego włączeniu kopter rozpocznie procedurę powrotu do miejsca, w którym ArduCopter został uzbrojony oraz lądowania w tym punkcie. To oznacza, że nasz quadcopter wraca w miejsce (zapamiętane współrzędne GPS), w którym Strona zapisał pozycję rysunek . 33 ArduCopter/silniki zostały uzbrojone i w którym GPS się znalazł odpowiednią ilość satelit i MODERNIZACJA KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO NA DOLNYM ŚLĄSKU II Dolnośląskie Centrum Informacji Zawodowej i Doskonalenia Nauczycieli w Wałbrzychu Rynek 6 58-300 Wałbrzych tel.: 74-842-53-59 fax: 74 842-61-12 [email protected] www.mkz2.walbrzych.pl Człowiek – najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Rysunek 6 Powrót drona na zapamiętaną pozycję RTL_ALT - wysokość, na którą wzniesie się kopter przed rozpoczęciem powrotu do domu (0 - aktualna wysokość, ustawiania: 1-8000 centymetrów, default'owa - 1500 cm) RTL_ALT_FINAL - wysokość, na której ma się znaleźć kopter gdy dotrze nad miejsce oznaczone jako "dom" (0 - automatyczne lądowanie po dotarciu, default - 1000 cm) RTL_LOIT_TIME - czas zawisu, w którym kopter będzie unosił się nad "domem" (od 0 do 60 sekund) WP_YAW_BEHAVIOR - kontrolowanie "yaw" czyli obrotu koptera - orientacji, w której kopter będzie leciał "do domu" (0 - bez zmiany, 1 - lot przodem w kierunku domu, 2 lot przodem po waypointach z wyjątkiem RTL - to jest opcja również dla trybu AUTO stąd brzmi niezrozumiale) LAND_SPEED - prędkość pionowa podczas końcowego lądowania w punkcie oznaczonym jako "dom" (od 20 cm/s do 200cm/s) Strona 34 AUTO - lot autonomiczny (w pełni sterowany autopilotem) po ustalonej trasie rysunek 7 MODERNIZACJA KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO NA DOLNYM ŚLĄSKU II Dolnośląskie Centrum Informacji Zawodowej i Doskonalenia Nauczycieli w Wałbrzychu Rynek 6 58-300 Wałbrzych tel.: 74-842-53-59 fax: 74 842-61-12 [email protected] www.mkz2.walbrzych.pl Człowiek – najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Rysunek 7 Lot drona po zaprogramowanej trasie Testowanie quadrocoptera Pomimo niesprzyjających warunków pogodowych (zima) udał nam się wykonać pierwsze testowe loty dzięki którym mogliśmy wyregulować maszynę i zaznajomić się z dynamiką sterowania i nagrywania obrazu. Do testów zmieniliśmy drogą ramę węglową na tani jej MODERNIZACJA KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO NA DOLNYM ŚLĄSKU II Dolnośląskie Centrum Informacji Zawodowej i Doskonalenia Nauczycieli w Wałbrzychu Rynek 6 58-300 Wałbrzych tel.: 74-842-53-59 fax: 74 842-61-12 [email protected] www.mkz2.walbrzych.pl Strona Zdjęcie 23 Kadr z filmu podczas testowania quadrocoptera. 35 odpowiednik wykonany z tworzywa PCV zdjęcie 23. Człowiek – najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Pierwsze testy okazały się a tyle trudne że zanim wyregulowaliśmy niezbędne elementy rozbiliśmy drona uszkadzając ramię ramy. Jednak czas wylatany pozwolił nam ustawić prawidłowo silniki i nadajnik. Zbadanie możliwości quadrocoptera w celu poszukiwania osób zaginionych Pomimo braku docelowej optyki na którą obecnie oczkujemy udało nam się przeprowadzić kilka testów dzięki którym możemy wysnuć następujące wnioski - użycie zawansowanych maszyn latających znacząco poprawia skuteczność i szybkość pokonanej trasy w przypadku poszukiwania osób zaginionych na terenach pozamiejskich i miejskich - dodatkowo maszyna typu quadrocopter może penetrować miejsca trudno dostępne tam gdzie człowiek nie może się w sposób bezpieczny udać - należy się zastanowić nad rozwiązaniem problemu obudowania drona w taki sposób aby śmigła i konstrukcja była chroniona na wypadek uderzenia w przeszkody - drony świetnie mogą się nadawać nie tylko do poszukiwań ale również do patrolowania dużych terenów. Drony wyposażone w zestawy ratunkowe mogą nieść pomoc osobą potrzebującym - Nasz dotychczasowe testy wykazały że quadrocopter nie nadaje się do poruszania w obiektach zamkniętych. Pojawia się problem propagacji fali radiowej oraz bez inwazyjnego poruszania się po obiekcie Strona 36 Wnioski jakie do tej pory udało nam się wyciągnąć pozwolą w najbliższym czasie udoskonalić naszą maszynę wielowirnikową czyniąc ją bardziej użyteczną. Pierwszy test sprawności latania jaki jest przed nami to impreza integracyjna impreza szkolna dla osób niepełnosprawnych która odbędzie się maju na terenie Naszej szkoły. MODERNIZACJA KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO NA DOLNYM ŚLĄSKU II Dolnośląskie Centrum Informacji Zawodowej i Doskonalenia Nauczycieli w Wałbrzychu Rynek 6 58-300 Wałbrzych tel.: 74-842-53-59 fax: 74 842-61-12 [email protected] www.mkz2.walbrzych.pl Człowiek – najlepsza inwestycja Projekt współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego Literatura: Strona 37 1. http://zrobsobiedrona.blogspot.com/ dostęp 01.01.2015 2. http://abc-rc.pl/ dostęp 12.12.2014 3. Pomiary automatyka robotyka 1/2014 4. hobbyking.com dostęp 20.09.2014 MODERNIZACJA KSZTAŁCENIA ZAWODOWEGO NA DOLNYM ŚLĄSKU II Dolnośląskie Centrum Informacji Zawodowej i Doskonalenia Nauczycieli w Wałbrzychu Rynek 6 58-300 Wałbrzych tel.: 74-842-53-59 fax: 74 842-61-12 [email protected] www.mkz2.walbrzych.pl
