Дрон своими руками: Урок 4. Полётный контроллер.

Дрон своими руками: Урок 4. Полётный контроллер. Конструкторы

Описание выводов для crius и нюансы подключения

Надеюсь вы уже

и знаете что к контроллеру подключаются регуляторы скорости и приемник пульта управления, а так же можно присоединить сервоприводы управления стабилизации подвеса камеры.

Дрон своими руками: Урок 4. Полётный контроллер.


На картинке выделены разъемы для подключения вышеописанных устройств. Как видите каждый разъем объединяет 3 контакта:

S

— сигнал,

— питание ( 5в) и

G

— земля. Так же у разъемов есть надписи вида

A

цифра и

D

цифра — к ним подключаются регуляторы скорости, сервоприводы и иногда дополнительные каналы приемника радио управления (соответствуют выводам на Arduino). Входы отмеченные как THR, ROLL, PITCH, YAW, MODE предназначены для подключения соответствующих выводов приемника.

От каждого регулятора скорости (ESC) идет 3 провода, один из которых 5v (красный или оранжевый по середине), но подавать питание на плату Crius нужно только с одного из ESC, а от других можно (и даже нужно) запитать оставшихся потребителей: приемник и сервы подвеса.

Для подключения к другим потребителям можно отломить 2 контакта от гребенки и запаять их вместе:

Дрон своими руками: Урок 4. Полётный контроллер.
Дрон своими руками: Урок 4. Полётный контроллер.
Дрон своими руками: Урок 4. Полётный контроллер.

В комплекте с контроллером идет набор проводов — их надо использовать для подключения приемника, при этом достаточно соединить только сигнальные провода, один общий контакт (земля) и подключить провод питания с одного из регуляторов скорости.

Cl racing f7 v2 daul — лучший полетник для регуляторов 4-в-1

  • F7, 2x ICM20602
  • Антивибрационное крепление
  • Betaflight OSD
  • PDB
  • 5V/3A BEC
  • 32MB памяти для черного ящика (Blackbox)
  • Напряжение питания: 2S — 8S LiPo

CL Racing F7 — это преемник популярных моделей CL Racing F4 и F4S. У него похожий дизайн, удобное расположение элементов и нормальный размер контактных площадок.

Это один из наиболее доступных полетных контроллеров в нашем списке, и при этом у него отличный набор функций: SmartAudio, ESC Telemetry, управление камерой (достаточно простого подключения, без резистора и конденсатора). Есть, конечно, и память для blackbox.

Процессор серии F7, поэтому не нужно ничего мудрить с инверсией сигналов SBUS и SmartPort.

CL Racing F7 разработан специально для работы совместно с регуляторами «4-в-1». Разъем для регулей позволяет использовать их телеметрию, а также общий датчик тока.

CL Racing F7 — один из первых ПК с функцией VTX pitmode, эта функция позволяет вам включать/выключать видеопередатчик тумблером на аппе.

Одна из отличительных черт второй версии — два гироскопа, они работают все время, а для уменьшения шума/помех данные усредняются. А вместе с RPM фильтром, тюнинг сильно упрощяется.

Вот полный обзор первой весии. Обзор второй версии (англ).

Купить на: Banggood | RDQ | AliExpress

Holybro kakute f7 aio — лучший полетник для отдельных регуляторов

  • F7, ICM20689 SPI (32KHz Looptime)
  • Софтмаунт датчиков
  • Betaflight OSD
  • Встроенная PDB
  • 5 В / 2 А BEC
  • MicroSD слот для blackbox
  • Питание: 2S – 6S

У большинства ПК антивибрационное крепление используется для всей платы, но у Kakute F7 плата с гироскопами демпфируется отдельно. Т.е. не нужно беспокоиться о демпферах, они уже есть. Гироскопы ICM относительно более шумные, но я не стал бы беспокоиться об этом, из-за довольно эффективного софтмаунта.

Недостаток этой системы — нужно убедиться, что гироскопы ничего не касаются, чтобы не передавались вибрации. Т.е. вы не можете разместить сверху другие комплектующие типа приемника или видеопередатчика.

Если в ПК установлен процессор серии F4, то приходится возиться с инверсией сигнала для SmartPort телеметрии и для SBUS. Это не проблема если у вас проц F7, т.к. инверсия настраивается программно.

Ещё мне очень нравится расположение элементов на плате; шикарный функционал, но возможно он будет слегка сложноват для новичков, т.к. все контакты собраны в кучу. К счастью инструкция очень детальная и полезная.

Беспокойство вызывает только шлейф, который можно повредить при крашах. Его можно заменить, тем более что в комплекте есть запасной. Однако это требует некоторых навыков пайки.

Думаю, этот ПК подойдет опытным пилотам, которым нужна высокая скорость работы гироскопов и частота 32к. Есть и не AIO версия, которую можно использовать вместе с регуляторами 4-в-1. Подробнее в обзоре.

Купить на Banggood | AliExpress | Gearbest | GetFPV

Дополнительные соображения

Функциональность: Производители полётных контроллеров, обычно, стараются предоставить как можно больше функций — либо включены по умолчанию, либо приобретаются отдельно в качестве опций/дополнений. Ниже приведены лишь некоторые из множества дополнительных функций, на которые вы, возможно, захотите взглянуть при сравнении контроллеров полёта.

Демпфирование: даже небольшие вибрации в раме, обычно вызываемые несбалансированными несущими винтами и/или моторами, могут быть выявлены встроенным акселерометром, который, в свою очередь, отправит соответствующие сигналы на главный процессор, который предпримет корректирующие действия. Эти незначительные исправления не нужны или не желательны для стабильного полёта, и лучше всего, чтобы контроллер полёта вибрировал как можно меньше. По этой причине между контроллером полёта и рамой часто используются виброгасители/демпферы.

Корпус: защитный корпус вокруг контроллера полёта может помочь в различных ситуациях. Помимо того, что корпус выглядит более эстетично, чем голая печатная плата, корпус часто обеспечивает некоторый уровень защиты элект. элементов, а также дополнительную защиту в случае краша.

Монтаж: Существуют различные способы установки контроллера полёта на раму, и не все контроллеры полёта имеют одинаковые варианты монтажа:

  1. Четыре отверстия на расстоянии 30.5мм или 45мм друг от друга в квадрате.
  2. Плоская нижняя часть для использования с наклейкой.
  3. Четыре отверстия в прямоугольнике (стандарт не установлен).

Сообщество: поскольку вы создаете кастомный дрон, участие в онлайн-сообществе может значительно помочь, особенно, если вы столкнулись с проблемами или хотите получить совет. Получение рекомендаций от сообщества или просмотр отзывов пользователей, касательно качества и простоты использования различных контроллеров полёта, может также быть полезным.

Аксессуары: Для полноценного использования продукта, помимо самого контроллера полёта, могут потребоваться сопутствующие элементы (аксессуары или опции). Такие аксессуары могут включать, но не ограничиваются ими: модуль GPS и/или GPS антенна; кабели; монтажные принадлежности; экран (LCD/OLED);

Инерциальный измерительный блок (imu)¶

Полетный контроллер оснащен набором миниатюрных измерительных устройств
(датчиков), которые лежат в основе инерциального измерительного блока.

Инерциальный измерительный блок или система инерциальной навигации (от
англ. IMU – Inertial Measurement Unit) – это система, которая определяет
своё положение в пространстве используя свойства инерции тел, то есть
определяет на какой угол и по какой оси она была повернута и была
смещена относительно начальной точки.

Измерительный блок включает в себя
датчики линейного ускорения (акселерометр) и угловой скорости
(гироскоп). Основной задачей датчиков на полетном контроллере является
непрерывное получение навигационных данных для математических расчетов
микроконтроллером (микропроцессором), который устанавливает положение
беспилотника относительно горизонта и обнаруживает изменения углов
ориентации, относительно его предыдущего положения в пространстве, затем
направляет данные в электронные регуляторы оборотов двигателей (ESC).

Смотрите про коптеры:  Скоростные радиоуправляемые катера купить - 4 страница

Современные датчики положения и ускорений используемые при управления
беспилотными летательными аппаратами основаны на технологии
микроэлектромеханических систем (МЭМС).

МЭМС (MEMS) или микроэлектромеханические системы представляет собой
технологию, которая позволяет миниатюризировать механические структуры и
полностью интегрировать их с электрическими схема, что приводит к одному
физическому устройству, где механические и электрические компоненты
работают для реализации желаемой функциональности.

Таким образом,
МЭМС-устройство представляет собой микро (т.е. очень маленький) чип, в
котором одновременно находятся электрическая система, отвечающая за
обработку сигналов и движущаяся механическая система. Физические размеры
МЭМС-устройств могут варьироваться от одного микрона до нескольких
миллиметров, а также от относительно простых структур практически без
движущихся элементов до очень сложных электромеханических систем.

Принцип работы интегрального гироскопа

Гироскоп (от греч. «gyros» – круг и «skopeo» – смотрю, наблюдаю) – это
устройство, которые способно реагировать на изменение углов ориентации
объекта, относительно инерциальной системы отсчета и определять его
положение в пространстве. Схема показана на рисунке 1.

image0

Рисунок 1 – Устройство интегрального гироскопа

Чувствительным элементом интегрального гироскопа являются две подвижные
массы (грузики), которые находятся в непрерывном движении на упругом
подвесе в противоположенных направлениях. Источником колебаний подвижной
массы является гребенчатые электростатические двигатели. Подвижная
масса, вместе с электродами, расположенная на подложке, образуют
конденсаторы, входящие в состав дифференциальной схемы, вырабатывающей
сигнал, пропорциональный разности емкостей конденсатора. Линейное
ускорение одинаково воздействует на обе подвижные массы и подложку,
поэтому сигнал на выходе дифференциальной схемы не появляется. Как
только произойдет изменение угловой скорости относительно оси вращения,
то на подвижные массы начинает действовать сила Кориолиса, отклоняя
подвижные массы в противоположных направлениях. Соответственно, емкость
одного конденсатора увеличивается, а другого уменьшается, что порождает
разностный сигнал, пропорциональный величине углового ускорения. Таким
образом, осуществляется преобразование угловой скорости гироскопа в
электрический параметр, величина которого детектируется специальным
датчиком.

Для того, чтобы мультикоптер определял положение в пространстве
относительно трех ортогональных направлений х, y, и z, внутри одного
корпуса микросхемы располагаются три датчика перпендикулярно осям. От
сюда происходит название – трех осевой гироскоп.

Принцип работы интегрального акселерометра

Акселерометр (от лат. «accelero» – ускоряю и греч. «metreo» – измеряю) –
это устройство, которое измеряет кажущееся ускорение (разность между
истинным ускорением объекта и гравитационным ускорением). В состав
интегрального акселерометра входят высокоточный чувствительный элемент
(движущийся) для определения ускорений и электронная часть,
осуществляющая обработку сигнала (рисунок 2).

image1

1 – Поликремниевые пружины; 2 – Фиксированные пластины (контакты); 3 –
Кремниевая подложка (корпус); 4 – Подвижная масса с проводниками; 5 –
Изменение емкости.

Рисунок 2 – Устройство интегрального акселерометра

На статическом корпусе (не подвижном) параллельно размещены тонкие
фиксированные пластины (контакты), снимающие показания, а источником
данных является подвижная масса закрепленная на упругих поликремниевых
пружинах и выполнения в виде тонкой рамки с отведенными в стороны
проводниками и допускающая перемещение в определенных пределах, когда к
определенной оси применятся ускорение.

Отведенные в сторону проводники подвижной массы располагаются между
фиксированными пластинами (контактами), через которые снимаются
показания перемещения проводников. Объектом измерения выступает
изменяющаяся емкость между фиксированными пластинами и проводниками
подвижной массы, где изменение емкости пропорционально ускорению оси
относительно который происходит движение.

 Датчик обрабатывает это изменение емкости и преобразует его в
аналоговое выходное напряжение, где специальный чип, интегрированный в
корпус МЭМС-устройства, его измеряет. С учетом этих данных и заранее
известных массы и параметров подвижного элемента, чип выдает итоговое
значение ускорения по одному из трех ортогональных направлений x, y, и
z. Это значение используется микроконтроллером для автоматического
выравнивания полета мультикоптера.

Интегральные акселерометры, как и гироскопы в мультикоптерах являются
трехосевыми, с тремя датчика расположены внутри одного корпуса
микросхемы перпендикулярно осям х, у и z.

В современных МЭМС микросхемах трехосевые акселерометры и трехосевые
гироскопы часто объединяют в одном корпусе, в этом же корпусе
располагается электронная часть для предварительной обработки сигналов,
с внешними протоколом обмена I2C или SPI. Ниже на рисунке 3
приведены наиболее популярные IMU, объединяющие акселерометр и гироскоп,
используемые в полетных контроллерах.

image2

*MPU9150 – это MPU6050 со встроенным магнитометром АК8975;

*MPU9250 – это MPU6500 с тем же магнитометром.

Рисунок 3 – Модели IMU и способы подключения

У IMU есть две основные характеристики, это частота работы или частота
сэмплирования и чувствительность к шумам (механическим вибрациям и
электрическим помехам). Чтобы частично решить проблему с возникающими
механическими вибрациями, на полетный контроллер устанавливаются
демпферы или пористый материал, который сможет гасить вибрацию.

I2C и SPI – это протоколы связи (BUS) между микроконтроллером
и IMU. В зависимости от того, какой протокол будет выбран, будут
зависеть ограничения в скорости работы IMU. При использовании SPI,
появляется возможность работать с большими частотами 32KHz, в то время
как с протоколом I2C лимит ограничен в 4KHz. Поэтому
большинство современных полетных контроллеров используют протокол SPI.

Полетные контроллеры для коллекторных tiny whoop’ов

Таблица с основными характеристиками полетников для коллекторных тинивупов. По ссылкам — более подробное описание.

Мы не включили в список многие ПК на F3, т.к. они больше не поддерживаются прошивкой Betaflight. Однако некоторые достойны упоминаний.

Beebrain Lite для меня является выдающимся полётником для коллекторных вупов, исключительно потому, что у него есть поддержка SmartAudio и Betaflight OSD. К сожалению, похоже, что этот ПК можно купить только в комплекте с другой электроникой, что увеличивает цену.

В качестве альтернативы — BetaFPV F4, но только если вы используете аппаратуру Frsky или DSMX. Т.к. встроенный приемник поддерживает только эти протоколы. Конечно, можно припаять и внешний приемник, но это добавит вес и усложнит конструкцию, а в нашем деле каждый грамм на счету.

Для тех, кто летает на аппаратуре Flysky и хочет иметь встроенный приемник, у BetaFPV есть ПК на F3, но он немного староват, поэтому мы не включили его в список. Beecore V2 — еще один хороший вариант, и в нем тоже используется «старый» процессор серии F3. Однако, это один из самых дешевых ПК, который поддерживает все основные приемники и имеет Betaflight OSD.

С массовым выходом ПК на F4 стали заметны новые тренды.

F4 становится стандартным процессором, т.к. Betaflight пухнет от разрастающегося кода и функционала. Почти у всех современных полётников есть Betaflight OSD и SmartAudio (так вы можете менять настройки видеопередатчика через OSD). Режим черепахи (Turtle mode) есть ещё далеко не везде (только у Nanowhoop FC и Eachine Turtlebee F3).

Я думаю, что встроенные приемники, которые работают со всеми основными типами аппаратур — это довольно важный критерий, т.к. внешний приемник усложняет сборку и добавляет вес. Хотя для кого-то это может быть плюсом — можно использовать любой приемник, т.е. важность этого критерия определяется именно вами.

Смотрите про коптеры:  Конструкторы на радиоуправлении - купить в Москве по выгодной цене

Что касается меня, то идеальный полетный контроллер должен иметь как минимум 1 свободный UART для SmartAudio, встроенный приёмник, должен поддерживать Turtle Mode и Betaflight OSD, кроме того, в нем должен быть процессор F4 и использоваться высокотоковые силовые ключи (для долговечности). Такого полетника пока ещё нет, но, надеюсь, какой-нибудь производитель попробует сделать что-то подобное.

Стоит отметить, что силовые ключи рассчитанные на большой ток, как правило, не только более надежны, но и имеют более низкое сопротивление, в результате мы получаем более отзывчивый и мощный коптер. Что, в теории, дает больше удовольствия от полета, поэтому мы включили в таблицу эти значения.

Пример

Итак, учитывая все эти различные сравнительные характеристики, какую информацию вы можете получить о контроллере полёта и что может включать контроллер полета? В качестве примера мы выбрали Quadrino Nano Flight Controller.

Главный процессор

Используемый на борту ATMel ATMega2560 является одним из наиболее мощных Arduino-совместимых чипов ATMel. Хотя он имеет в общей сложности 100 выводов, включая 16 аналогово-цифровых каналов и пять портов SPI, из-за его небольшого размера и предполагаемого использования в качестве контроллера полёта, на плате присутствуют только некоторые из них.

  • AVR vs PIC: AVR
  • Процессор: 8-бит
  • Рабочая частота: 16МГц
  • Программная память/Flash: 256Кбайт
  • SRAM: 8Кбайт
  • EEPROM: 4Кбайт
  • Дополнительные контакты ввода/вывода: 3 × I2C; 1 × UART; 2 × 10-контактных GPIO; Серво с 5 × выходами; OLED порт
  • Аналого-цифровой преобразователь: 10-бит

Дрон своими руками: Урок 4. Полётный контроллер.

Сенсоры

Quadrino Nano включает микросхему MPU9150 IMU, которая включает в себя 3-осевой гироскоп, 3-осевой акселерометр и 3-осевой магнитометр. Это помогает сделать плату достаточно маленькой, не жертвуя качеством датчика. Барометр MS5611 предоставляет данные о давлении и покрыт кусочком пены. Интегрированный Venus 838FLPx GPS с внешней GPS антенной (в комплекте).

Дрон своими руками: Урок 4. Полётный контроллер.

Программное обеспечение

Quadrino Nano был создан специально для использования новейшего программного обеспечения MultiWii (на базе Arduino). Вместо того, чтобы изменять код Arduino напрямую, было создано отдельное, более графическое программное обеспечение.

Дрон своими руками: Урок 4. Полётный контроллер.

Связь

  • Прямой ввод от стандартного RC приёмника.
  • Порт выделенного спутникового ресивера Spektrum
  • Последовательный (SBus и/или Bluetooth или 3DR радиосвязи)

Дрон своими руками: Урок 4. Полётный контроллер.

Дополнительные факторы

  1. Корпус: защитный полупрозрачный корпус входит в стандартную комплектацию
  2. Монтаж: Есть два основных способа крепления Quadrino Nano к дрону: винты и гайки или наклейка из вспененной резины.
  3. Компактная конструкция: сам контроллер (без учёта GPS антенны) имеет размеры 53 × 53мм.

Дрон своими руками: Урок 4. Полётный контроллер.

Принцип работы интегрального акселерометра¶

Акселерометр (от лат. «accelero» – ускоряю и греч. «metreo» – измеряю) –
это устройство, которое измеряет кажущееся ускорение (разность между
истинным ускорением объекта и гравитационным ускорением). В состав
интегрального акселерометра входят высокоточный чувствительный элемент
(движущийся) для определения ускорений и электронная часть,
осуществляющая обработку сигнала (рисунок 2).

1 – Поликремниевые пружины; 2 – Фиксированные пластины (контакты); 3 –
Кремниевая подложка (корпус); 4 – Подвижная масса с проводниками; 5 –
Изменение емкости.

Рисунок 2 – Устройство интегрального акселерометра

На статическом корпусе (не подвижном) параллельно размещены тонкие
фиксированные пластины (контакты), снимающие показания, а источником
данных является подвижная масса закрепленная на упругих поликремниевых
пружинах и выполнения в виде тонкой рамки с отведенными в стороны
проводниками и допускающая перемещение в определенных пределах, когда к
определенной оси применятся ускорение.

Отведенные в сторону проводники подвижной массы располагаются между
фиксированными пластинами (контактами), через которые снимаются
показания перемещения проводников. Объектом измерения выступает
изменяющаяся емкость между фиксированными пластинами и проводниками
подвижной массы, где изменение емкости пропорционально ускорению оси
относительно который происходит движение.

Датчик обрабатывает это изменение емкости и преобразует его в
аналоговое выходное напряжение, где специальный чип, интегрированный в
корпус МЭМС-устройства, его измеряет. С учетом этих данных и заранее
известных массы и параметров подвижного элемента, чип выдает итоговое
значение ускорения по одному из трех ортогональных направлений x, y, и
z. Это значение используется микроконтроллером для автоматического
выравнивания полета мультикоптера.

Интегральные акселерометры, как и гироскопы в мультикоптерах являются
трехосевыми, с тремя датчика расположены внутри одного корпуса
микросхемы перпендикулярно осям х, у и z.

В современных МЭМС микросхемах трехосевые акселерометры и трехосевые
гироскопы часто объединяют в одном корпусе, в этом же корпусе
располагается электронная часть для предварительной обработки сигналов,
с внешними протоколом обмена I2C или SPI.

*MPU9150 – это MPU6050 со встроенным магнитометром АК8975;

*MPU9250 – это MPU6500 с тем же магнитометром.

Рисунок 3 – Модели IMU и способы подключения

У IMU есть две основные характеристики, это частота работы или частота
сэмплирования и чувствительность к шумам (механическим вибрациям и
электрическим помехам). Чтобы частично решить проблему с возникающими
механическими вибрациями, на полетный контроллер устанавливаются
демпферы или пористый материал, который сможет гасить вибрацию.

I2C и SPI – это протоколы связи (BUS) между микроконтроллером
и IMU. В зависимости от того, какой протокол будет выбран, будут
зависеть ограничения в скорости работы IMU. При использовании SPI,
появляется возможность работать с большими частотами 32KHz, в то время
как с протоколом I2C лимит ограничен в 4KHz. Поэтому
большинство современных полетных контроллеров используют протокол SPI.

Процессор полетного контроллера¶

Процессор или правильней называть его микроконтроллером отвечает за все
вычислительные операции системы и от него зависит насколько быстро будут
обрабатываться поступающие к нему данные. Микроконтроллеры (процессоры)
делятся на поколения: F1, F3, F4, F7. Серия поколений микроконтроллеров
основаны на базе семейства 32-битных микроконтроллерных интегральных
схемах STM32.

 Основные отличия в работе этих поколений заключается в размере памяти и
вычислительных мощностях (тактовая частота). Таблица с отличительными
техническими характеристиками микроконтроллеров различных поколений
приведена ниже.

Таблица 1 – Технические характеристики микроконтроллеров различных
поколений

*под флеш-памятью понимается встроенная память для хранения прошивки.

Примечание: тактовая частота микроконтроллера – это количество тактов в
секунду которые выполняет микроконтроллер, чем больше тактовая частота,
тем большее количество операций за 1 секунду может выполнить
микроконтроллер, то есть это величина, которая определяет скорость его
работы.

Серия процессора F1 является самой медленной из всех рассматриваемых,
некоторые программные обеспечения его уже не поддерживают из-за
ограниченных вычислительных возможностей, но работа полетного
контроллера не ограничена полностью, а лишь в добавлении новых
ресурсоемких функций.

Несмотря на то, что процессоры F1 и F3 имеют
одинаковую максимальную тактовую частоту в 72 МГц, F3 выполняет операции
быстрее благодаря дополнительному математическому сопроцессору. Модели
полетных контроллеров на F3 имеют больше функциональных возможностей по
сравнению с F1 благодаря расширенному количеству UART портов.

Микроконтроллер F4 имеет тактовую частоту выше более, чем в 2 раза по
сравнению с моделью F3, что повышает его вычислительные возможности. При
этом так же имеет дополнительный сопроцессор.

Новые полетные контроллеры оснащаются микроконтроллеров F7, так как
потребность в производительности современных мультикоптеров возрастает и
обрабатывать данные становится все труднее. У микроконтроллера 7-ого
поколения еще выше тактовая частота 216 МГц, и он имеет встроенный
цифровой сигнальный процессор (от англ.

Смотрите про коптеры:  Комплекты для сборки "FishBOAT"

Digital Signal Processor, DSP),
специализированный процессор, предназначенный для обработки оцифрованных
сигналов в режиме реального времени. Цифровой сигнальный процессор
является узкоспециализированным, его единственная задача заключается в
приеме на вход предварительно оцифрованных физических сигналов, к
примеру видеоизображение, показания температуры, давления и положения, и
производить над ними математические манипуляции.

Режимы полёта

Ниже приведён список самых популярных режимов полёта, тем не менее не все из них могут быть доступны в полётных контроллерах. «Режим полёта» — это способ, посредством которого полётный контроллер использует сенсоры и входящие радиокоманды для обеспечения стабилизации и полёта БПЛА.

  • ACRO — обычно режим по умолчанию, из всех имеющихся сенсоров, контроллером полёта задействуется только гироскоп (беспилотник не может автоматически выравниваться). Актуален для спортивного (акробатического) полёта.

  • ANGLE — стабильный режим; из всех имеющихся сенсоров, контроллером полёта задействуются гироскоп и акселерометр. Углы ограничены. Будет удерживать беспилотник в горизонтальном положении (но без удержания позиции).

  • HORIZON — сочетает в себе стабильность режима «ANGLE», когда стики находятся вблизи центра и перемещаются медленно, и акробатику режима «ACRO», когда стики находятся в крайних положениях и перемещаются быстро. Контроллером полёта задействуется только гироскоп.

  • BARO (Altitude Hold) — стабильный режим; из всех имеющихся сенсоров, контроллером полёта задействуются гироскоп, акселерометр и барометр. Углы ограничены. Барометр используется для удержания определенной (фиксированной) высоты, когда с аппаратуры управления не подаются никакие команды.

  • MAG (Heading Hold) — режим блокировки курса (направления компаса), беспилотник будет сохранять Yaw ориентацию. Из всех имеющихся сенсоров, контроллером полёта задействуются гироскоп, акселерометр и компас.

  • HEADFREE (CareFree, Headless, Безголовый) — исключает отслеживание ориентации (Yaw) дрона и тем самым позволяет перемещаться в 2D направлении согласно перемещению стика управления ROLL/PITCH. Из всех имеющихся сенсоров, контроллером полёта задействуются гироскоп, акселерометр и компас.

  • GPS/Return to Home — автоматически использует компас и GPS, чтобы вернуться к месту взлёта. Из всех имеющихся сенсоров, контроллером полёта задействуются гироскоп, акселерометр, компас, и модуль GPS.

  • GPS/Waypoint — позволяет беспилотнику автономно следовать по предварительно установленным GPS точкам. Из всех имеющихся сенсоров, контроллером полёта задействуются гироскоп, акселерометр, компас, и модуль GPS.

  • GPS/Position Hold — удерживает текущую позицию с помощью GPS и барометра (если доступен). Из всех имеющихся сенсоров, контроллером полёта задействуются гироскоп, акселерометр, компас, и модуль GPS.

  • Failsafe (аварийный/отказоустойчивый режим) — если другие режимы полёта заданы не были, беспилотник переходит в режим Acro. Из всех имеющихся сенсоров, контроллером полёта задействуется только гироскоп. Актуален при сбоях в программном обеспечении беспилотника, позволяет восстановить контроль над БЛА посредством ранее предустановленных команд.

Связь

Радиоуправление (RC)

Управление посредством радиосвязи обычно включает в себя RC передатчик/RC transmitter (в беспилотном хобби — радиоаппаратура управления/пульт) и RC приёмник (RC receiver). Для взаимодействия с БПЛА пользователю потребуется как минимум четырёх (и более) канальный RC передатчик. По умолчанию первые четыре канала связаны с:

Дрон своими руками: Урок 4. Полётный контроллер.

Все остальные имеющиеся каналы могут быть задействованы для таких действий как:

  • Арминг (Arming или Arm)/Дизарминг (Disarming или Disarm) — постановка/снятие с охраны моторов.
  • Управление подвесом (панорамирование вверх/вниз, вращение по часовой стрелке/против часовой стрелки, зуммирование)
  • Смена режимов полёта (ACRO/ANGLE и т.д.)
  • Активировать/Задействовать полезную нагрузку (парашют, зуммер или другое устройство)
  • Любое другое применение

Дрон своими руками: Урок 4. Полётный контроллер.

Большинство пользователей (пилотов БПЛА) предпочитают именно ручное управление, это ещё раз доказывает, что пилотирование при помощи аппаратуры управления по прежнему является выбором номер один. Сам по себе RC приёмник просто передаёт поступающие от RC передатчика значения, а значит не может управлять беспилотником. RC приёмник должен быть подключен к контроллеру полёта, который в свою очередь должен быть запрограммирован для приёма RC сигналов. На рынке очень мало полётных контроллеров, которые принимают входящие радиокоманды от приёмника на прямую, а большинство ПК даже обеспечивают питание приёмника от одного из контактных выводов. Дополнительные соображения при выборе пульта дистанционного управления включают в себя:

  • Не все RC передатчики могут обеспечить полный диапазон RC сигналов от 500мс до 2500мс; некоторые искусственно ограничивают этот диапазон, так как большинство используемых RC предназначены для радиоуправляемых автомобилей, самолётов и вертолётов.
  • Дальность/Макс. воздушный радиус действия (измеряется в футах или метрах) RC-системы практически никогда не предоставляются производителями, поскольку на этот параметр влияют множество факторов, таких как помехи, температура, влажность, заряд батареи и другие.
  • Некоторые RC-системы имеют приёмник, который также имеет встроенный передатчик для передачи данных от датчика (например, GPS-координат), которые в последствии будут отображаться на ЖК-дисплее RC передатчика.

Bluetooth

Bluetooth и более поздние продукты BLE (Bluetooth Low Energy) изначально предназначались для передачи данных между устройствами без заморочек сопряжения или согласования частот. Некоторые имеющиеся на рынке контроллеры полёта могут отправлять и получать данные по беспроводной связи через соединение Bluetooth, что упрощает поиск неисправностей в полевых условиях.

Дрон своими руками: Урок 4. Полётный контроллер.

Wi-Fi

Управление по Wi-Fi обычно достигается посредством Wi-Fi роутера, компьютера (в том числе ноутбук, десктоп, планшет) или смартфон. Wi-Fi в состоянии справится как с передачей данных, так и с передачей видеопотока, но одновременно с этим эту технологию сложнее настроить/реализовать. Как и для всех Wi-Fi устройств, расстояние удаления ограничено Wi-Fi передатчиком.

Дрон своими руками: Урок 4. Полётный контроллер.

Радиочастота (RF или РЧ)

Радиочастотное (РЧ) управление в этом контексте относится к беспроводной передаче данных с компьютера или микроконтроллера на летательный аппарат с использованием РЧ передатчика/Приёмника (или двухполосного приёмопередатчика). Использование обычного радиочастотного блока, подключенного к компьютеру, позволяет осуществлять двухполосную связь на большие расстояния с высокой «плотностью» данных (обычно в последовательном формате).

Дрон своими руками: Урок 4. Полётный контроллер.

Смартфон

Хоть это и не тип связи, самого вопроса, как управлять дроном используя смартфон, достаточно, чтобы уделить ему отдельный раздел. Современные смартфоны это по сути мощные компьютеры, которые по случайному совпадению могут также совершать телефонные звонки. Почти все смартфоны имеют встроенный модуль Bluetooth, а также модуль WiFi, каждый из которых используется для управления дроном и/или получения данных и/или видео.

Дрон своими руками: Урок 4. Полётный контроллер.

Инфракрасное излучение (Infrared (IR))

Инфракрасная связь (то что можно найти в каждом телевизионном пульте дистанционного управления) редко используется для управления дронами, так как даже в обычных комнатах (не говоря уже об открытом пространстве) присутствует так много инфракрасных помех, что они не очень надёжны. Несмотря на то, что технологию можно использовать для управления БПЛА, не может быть предложена как основной вариант.

Дрон своими руками: Урок 4. Полётный контроллер.

Оцените статью
Добавить комментарий

Adblock
detector