Комплектующие для сборки коптера – Hellhog – блог

Комплектующие для сборки коптера - Hellhog - блог Квадрокоптеры

Основной процессор

8051 vs AVR vs PIC vs ARM: Семейство микроконтроллеров составляющее основу большинства современных контроллеров полёта. Arduino основан на AVR (ATmel), и сообщество, похоже, сосредоточено на MultiWii, как на предпочтительном коде. Microchip является основным производителем чипов PIC. Трудно утверждать, что одно лучше другого, всё сводится к тому, что может делать программное обеспечение. ARM (например, STM32) использует 16/32-битную архитектуру, при этом десятки используют 8/16-битные AVR и PIC. Поскольку одноплатные компьютеры становятся все менее и менее дорогостоящими, ожидается появление полётных контроллеров нового поколения, которые могут работать с полноценными операционными системами, такими как Linux, или Android.

ЦП: Обычно их разрядность кратна 8 (8-бит, 16-бит, 32-бит, 64-бит), что в свою очередь указывает на размер первичных регистров в ЦП. Микропроцессоры могут обрабатывать только установленное (максимальное) количество бит в памяти за один раз (такт). Чем больше бит может обработать микропроцессор, тем более точной (и более быстрой) будет обработка. Например, обработка 16-битной переменной на 8-битном процессоре происходит куда медленней, чем на 32-битном. Обратите внимание, что код также должен работать с правильным количеством бит, а на момент написания этой статьи лишь немногие программы используют код, оптимизированный для 32 бит.

Рабочая частота: Частота, на которой работает основной процессор. Также по умолчанию её называют «тактовой частотой». Частота измеряется в герцах (циклов в секунду). Чем выше рабочая частота, тем быстрее процессор может обрабатывать данные.

Программная память/Флэш: Флэш-память — это место, где хранится основной код. Если программа сложная, она может занимать много места. Очевидно, что чем больше память, тем больше информации она может хранить. Память также актуальна при хранении данных в полёте, таких как координаты GPS, планы полёта, автоматическое движение камеры и т.д. Код, загруженный на флэш-память, остается на чипе даже после отключения питания.

SRAM: SRAM расшифровывается как «Статическая память с произвольным доступом» и представляет собой пространство на чипе, которое задействуется при выполнении расчетов. Данные, хранящиеся в оперативной памяти, теряются при отключении питания. Чем выше объём оперативной памяти, тем больше информации будет «легко доступно» для расчетов в любой момент времени.

EEPROM: электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (ЭСППЗУ) обычно используется для хранения информации, которая не изменяется во время полёта, например настройки, в отличие от данных, хранящихся на SRAM, к которым могут относиться показания датчика и т.д.

Дополнительные порты Ввода/Вывода: большинство микроконтроллеров имеют большое количество цифровых и аналоговых портов ввода и вывода, на контроллере полёта некоторые используются под датчики, другие для связи, либо для общего ввода и вывода. К этим дополнительным портам могут быть подключены RC сервоприводы, системы подвеса, зуммеры и многое другое.

Аналого-цифровой преобразователь (A/D converter/АЦП): Если датчики используют бортовое аналоговое напряжение (обычно 0-3.3В или 0-5В), аналого-цифровой преобразователь должен преобразовать эти показания в цифровые данные. Как и в случае с процессором, количество бит, которое может быть обработано АЦП, предопределяет максимальную точность. С этим связана тактовая частота, с которой микропроцессор может считывать данные (количество раз в секунду), чтобы убедиться, что информация не потеряна. Тем не менее, трудно не потерять часть данных во время такого преобразования, поэтому чем выше разрядность АЦП, тем более точными будут показания, но при этом важно, чтобы процессор смог справиться с той скоростью, с которой отправляются данные.

Выбор моторов для квадрокоптера

Поначалу думал, что выбор моторов будет сопряжен с массой расчетов. Но все оказалось намного проще. В документации на раму S500 есть ссылка на рекомендованные моторы:

  • 2212 KV920
  • 2216 KV880
  • 2216 KV900
  • 3108 KV900
Смотрите про коптеры:  Чертежи кораблика для рыбалки своими руками

Я выбрал самый бюджетный вариант – мотор 2212 KV920.

В маркировке двигателя есть два параметра. Первый определяет его геометрические размеры. Второй – мощность. 2212 – габаритные  размеры статора: 22 мм – диаметр статора, 12 мм – его высота. Не путайте с размерами самого двигателя, они немного больше.

KV920 – характеризует мощность двигателя и его оборотистость. Чем ниже цифра, тем больше грузоподъемность и меньше скорость дрона. Если провести сравнение с машинами, то грузовики будут иметь KV от 200 до 900, а легковушки от 900 и выше.

Так же через KV можно сосчитать число оборотов на двигателе в зависимости от поданного на него напряжения.

Что касается моего выбора, то здесь решающую роль сыграл финансовый фактор. Обозначение «KV980» говорит хоть и не о грузовом происхождении двигателя, но все же о способности поднимать тяжести. Квадрокоптер с такими моторами вполне должен справиться с подъемом камеры типа GoPro и емкого аккумулятора.

Цена: 25$

Выбор приемника

Следующим этапом будет выбор приемника. Помните, что как только вы выбрали пульт без многопротокольного модуля, вы привязываетесь к этому бренду и приемники должны быть этой же фирмы. Ниже написано о некоторых параметрах, на которые стоит обращать внимание при покупке приемников:

  • Размер. Меньше не значит хуже. При выборе радиоприемников следует делать выбор в пользу маленьких и компактных. Это меньший вес и занимаемое пространство, а работать будет также, как и большой. Большие приемники просто не поместятся в большинство сборок мини квадрокоптеров.
  • Поддерживает ли приемник SERIAL протоколы, такие как “SBUS”, “SRXL” и “IBUS”. С такими протоколами гораздо легче и проще выполнить соединение с полетным контроллером.
  • Антенны. Если антенны 2, то это хорошо, так как от этого увеличивается диапазон покрытия и приемник лучше будет принимать сигнал у препятствий.
  • Длина антенн. Чем длиннее, тем лучше. Это связано с тем, что карбон (рама) не пропускает радиоволны, поэтому антенны нужно выносить за пределы рам для лучшего принятия сигнала.
  • Цена. Приемники для некоторых систем неадекватно дорогие.

Выбор пульта управления (аппаратуры) для квадрокоптера

Управление квадрокоптером осуществляется по радиоканалу, с помощью пульта. Передача команд от пульта к полетному контроллеру осуществляется через посредника (приемник). Приемник устанавливается на квадрокоптер и соединяется с полетным контроллером проводами.

Разбираться с настройками и характеристиками аппаратуры управления занятие сложное. Поэтому я положился на опыт предшественников и остановил свой выбор на аппаратуре Flysky FS-i6X 10CH. Эта аппаратура, по отзывам владельцев, является удачным выбором для начинающих пилотов.

Для меня очень важным параметром было присутствие 10 каналов передачи данных. Вообще, чем больше каналов, тем больше различных штуковин мы можем установить на коптер. Разъясню, чтобы было понятней…

На газ, поворот влево/вправо, крен влево/вправо, движение вверх/вниз необходимо 4-е канала, т.е. один канал на одно действие. Один канал нужен для переключения полетных режимов. Получаем 5 каналов – минимальный лимит на аппаратуру для квадрокоптера.

Т.к. я собираю коптер для съемок, мне будет необходим подвес для ориентации камеры. С помощью подвеса я смогу направлять камеру вверх/вниз и вправо/влево. На это мне понадобится еще два канала.

Итого, уже сейчас, я получил необходимость в семи каналах на пульте управления. Далее эти потребности будут только расти.

Цена: см.приемник

Выбор регулятора (esc) для квадрокоптера

Мотор меняет число оборотов в зависимости от поданного на него напряжения. ESC – устройство, которое отвечает за подачу и регулировку напряжения на моторе. Такое устройство называют регулятором, или в простонародье «регулем». Выглядит оно так:

Два толстых провода, которые выходят из одного конца регулятора, соединяются напрямую к аккумулятору. Три провода с другого конца к мотору. Шлейф с цветными проводками идет к мозгу дрона (полетный контроллер), который и дает команды на требуемый уровень напряжения на моторах.

Выбор регулятора зависит от мотора. Есть два основных параметра для выбора: диапазон регулируемых напряжений, максимальный потребляемый мотором ток.

Понятно, что если мотор потребляет максимально 15 ампер, то регулятор следует выбирать с запасом в несколько ампер.

Смотрите про коптеры:  Ремонт мотора квадрокоптера SPL X5 (Syma X5) | Мастер Пайки

Например, мой мотор (Readytosky 2212 KV920) потребляет в районе 20А. Поэтому регулятор мне необходимо брать с характеристикой 20А и выше. Т.к. я закупаюсь в китайском магазине, где производители частенько преувеличивают возможности своих изделий, то мой выбор пал на регулятор с запасом – 30А.

Цена (за 4 шт.): 20$

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);

Как работает аппаратура управления авиамоделями?

Вся современная аппаратура управления работает на частоте 2.4GHz. Это общепринятый стандарт, и вам наверняка знакома эта цифра, ведь в данном диапазоне работают Wi-Fi роутеры и блютуз. На практике системы управления в дорогих дронах, например, DJI так и работают — пульт это грубо Wi-Fi роутер, к которому подключается квадрокоптер. На самом деле, DJI обменивается данными пульт-квадрокоптер по технологии Ocusync.

Когда вы включаете пульт управления и начинаете двигать стиками или делаете другие движения элементами управления — движения каждого стика или элемента передаются квадрокоптеру в цифровом закодированном значении. Квадрокоптер принимает их с помощью приемника, а приемник в свою очередь отправляет данные в полетный контроллер дрона, который уже обрабатывает все данные и отдает команды двигателям через регуляторы оборотов.

Важный момент: если аппаратура не с многопротокольным модулем, то покупать пульт управления и приемник нужно только одной фирмы!

Если вы покупаете пульт FrSky Taranis, то вам необходимо купить приемник этого же производителя, то есть FrSky. С приемниками других производителей он работать не будет. То же самое относится и ко всем другим: Futaba не будет работать с пультом или приемником от Spektrum. Поэтому при покупке будьте внимательны.

Сейчас набирают популярность пульты с многопротокольным модулем. Такая аппаратура управления может подключаться к огромному количеству различных приемников разных брендов, вам нужно в настройках лишь выбрать название бренда и тип приемника. К таким относится, например, Jumper T-Lite. Есть и другая аппаратура.

Комплектующие для сборки коптера – hellhog – блог

Вы уже ознакомились с общими понятиями о полетных контроллерах. Теперь рассмотрим варианты полноценных полетных контроллеров с GPS, OSD, автопилотом способным вернуть коптер домой и другими функциями.

Смотрите про коптеры:  Обзор квадрокоптера Xiro Xplorer

Сложный много модульный полетный контроллер способен превратить Ваш мультикоптер в беспилотный летательный аппарат.

Ниже, в таблице, перечень самых популярных, полетных контроллеров.

Сюда не включены FY-DoS, DJI A2, Zero Tech по причине высокой цены и низкой популярности. Для первого коптера лучше выбрать “что-нибудь” популярное и “по дешевле”.

На сегодняшний день самые покупаемые контроллеры это DJI Naza-M Lite и APM ardupilot mega.

Популярность DJI Naza-M Lite обеспечена тем, что это фактически не Lite версия, а полноценная Naza M v2 в которой программно отключены все дополнительные функции. Т.е. Lite версия пере-прошивается в полноценную.

Достоинства Naza: оснащена 32 битным процессором STM32 позволяющий эффективнее использовать внутреннюю шину данных. Наза работает стабильнее и надежнее, проще в настройке.

Недостатки – это высокая цена самого контроллера и модулей, поэтому можно найти не мало материала в интернете о том, как установить дешевые модули.

APM – популярен своей доступностью по цене и широченным диапазоном возможностей. В отличии от назы APM оснащен всего лишь 8 битным процессором Atmel 2560, но разрядность процессора напрямую никак не отражается на поведении мультикоптера, а играет важную роль в развитии и модернизации полетного контроллера. Технически из за низкой разрядности (8 бит) шина данных, в которой передаются данные от датчиков, переполнена и на сегодняшний день APM 2.5 – 2.8 не может позволить себе развитие и расширение (т.е. новые прошивки). Последняя прошивка – это ArduCopter 3.2.1, все новые прошивки рассчитаны на 32 разрядного “брата” – Pixhawk.

Достоинства – дешевая цена контроллера и модулей. Модули:

модуль питания (Power Module) передает данные об аккумуляторе – вольтаж, потребляемый ток, позволяет рассчитать длительность полета,

APM PM

GPS модуль используется в таких фукнциях, как авто полет по ранее заданным точкам, возврат домой, полностью автоматизированный полет от взлёта до посадки, удержание позиции – это возможность коптера оставаться на одном месте несмотря на ветер или другие факторы,

“Как выбрать” и “что необходимо знать о GPS” модулях. Существует несколько популярных моделей GPS модулей производителя ublox:

– NEO-6M – 11$, самый дешевый, популярный модуль, со скоростью обновления 5 Гц (5 раз в секунду)

– LEA-6H – 44$, отличается от NEO более высокой скоростью обновления данных 10Гц (10 раз в секунду), более точным позиционированием благодаря антенне большего размера и экранированию, которое делает модуль более тяжелым, но это того стоит,

– NEO-7M – 38$ это модуль нового поколения (по отношению к двум предыдущим), частота обновления 10 ГЦ для GPS, 1 ГЦ для ГЛОНАСС. Так же поддерживает QZSS и Galileo, но это не так важно, главное – это более стабильная работа, минимальное количство глитчей, более точное позиционирование,

– NEO-M8M – самый свежий модуль, 8го поколения, поддерживающий GPS, Uлонасс, Galileo, Beidou, QZSS и sbas

OSD (on screen display) вывод телемерических данных (скорость, высота, заряд аккумулятора и д.р.) через канал видео передатчика FPV,

minimosd

Радиомодем (так же известно как радиомодуль APM, модуль радиотелеметрии) устройство для соединения полетного контроллера APM (или PIXHAWK), через Mission Planner, по радиоканалу. Работает на частоте 915 Мгц или 433Мгц.

APM radio

Питание

Часто в спецификации полётного контроллера описываются два диапазона напряжений, первый из которых представляет собой диапазон входного напряжения самого контроллера полёта (большинство работает при номинальном напряжении 5В), а второй — диапазон входного напряжения основного микропроцессора (3.3В или 5В).

Поскольку контроллер полёта является встраиваемым устройством, вам необходимо обратить внимание только на входящий диапазон напряжения контроллера. Большинство контроллеров полёта мультироторных БЛА работают при напряжении 5В, так как это напряжение вырабатывает BEC (для получения дополнительной информации см. раздел «Силовая установка»).

Повторим. В идеале не нужно запитывать контроллер полёта отдельно от основной батареи. Единственное исключение — если вам нужна резервная АКБ на случай, когда основная батарея отдаёт столько энергии, что BEC не может вырабатывать достаточно тока/ напряжения, вызывая тем самым отключение питания/сброс. Но, в таком случае вместо резервной батареи часто используют конденсаторы.

Поддержка телеметрии

Телеметрия
Телеметрия

Некоторая аппаратура управления поддерживает двухстороннюю связь приемник=передатчик, то есть обмен данными. Например, приемник может отправить пульту информацию, что аккумулятор разряжен и нужно садиться. Телеметрия может вас предупредить и о других критических состояниях, чтобы избежать неприятностей.

Но телеметрия не ограничивается приемником, сейчас уже есть много внешних модулей, таких как MinimOSD или MiniOSD, это маленькие платы, которые впаиваются в цепь fpv-камера = полетный контроллер = видеопередатчик и накладывают свои данные на видео в вашем шлеме или очках. Настраиваются такие платы обычно в BetaFlight OSD.

На сегодня у всех современных полетных контроллеров есть встроенное OSD и все передается без каких-либо дополнительных доработок в виде установки модуля MinimOSD. Сейчас разве что RSSI передается только приемником и по отдельному каналу.

Этот пункт можно считать не особо важным в выборе приемника.

Полётный контроллер dji naza-m v2

Полётный контроллер DJI Naza-M V2 в комплектации с GPS чаще всего устанавливается на любительские аппараты классом от 350 до 800.
Основные особенности данного модуля:
  • даже в полной комплектации он остаётся достаточно лёгким и не перегружает аппарат, что позволяет использовать освободившуюся массу для своих целей (увеличение ёмкости аккумулятора, увеличение полезной нагрузки, небольшое повышение манёвренности и скороподъёмности);
  • Naza-M V2 достаточно прост в установке и сборке, т.к. количество элементов минимизировано. Полётный контроллер содержит в себе систему управления двигателями, 3-ёх осевой гироскоп, акселерометр, барометр;
  • в комплекте поставляется устройство для создания собственной пятивольтовой бортовой сети, которое так же является фильтром и защищает чувствительную электронику от помех, создаваемых ESC и двигателями;
  • в комплекте поставляется LED модуль, который служит для передачи текущей информации от полётного контроллера пилоту в визуальной форме, при этом он достаточно яркий, чтобы на расстоянии можно было понять что происходит с аппаратом в данный момент, так же он служит для стандартного подключения полётного контроллера к компьютеру с целью диагностики, настройки или обновления;
  • полётный контроллер позволяет аппарату достаточно точно удерживать высоту за счёт использования данных от датчиков давления и GPS, при этом в сравнении с аналогами в своём ценовом диапазоне имеет один из лучших показателей в точности удержания на практике;
  • полётный контроллер имеет 3 режима работы: с включенным GPS, с выключенным GPS и ручной режим управления, которые можно свободно переключать во время полёта в зависимости от необходимости;
  • в стандартной комплектации с полётным контроллером идёт GPS модуль, который достаточно хорошо удерживает аппарат на одном месте, в том числе позволяет коптеру сопротивляться ветру и продолжать оставаться на месте, а если его всё таки сдвинуло с места, вернуться в прежнюю позицию; кроме того GPS модуль позволяет использовать функцию автоматический возврат к точке взлёта и дополнительные полётные функции Home Lock и Course Lock;
  • при использовании GPS для пилота доступны функции Home Lock и Course Lock, которые упрощают съёмку при помощи аппарата и полёт на дистанции выше 50 метров, при этом умея использовать их, можно значительно уменьшить шанс разбить коптер, т.к. даже за пределами видимости аппарата пилотом, можно знать, что он будет делать при управлении;
  • у полётного контроллера имеется функция автоматического возврата при потере сигнала с пульта управления, при этом аппарат самостоятельно вернётся к точке взлёта, совершит посадку и выключит двигатели; в процессе автоматического возврата можно восстановить управление и прервать процедуру при помощи простых манипуляций с пультом управления, как только коптер вновь окажется в зоне уверенного приёма сигнала передатчика.


Данный полётный контроллер поддерживает 9 типов полётных платформ: 4 двигателя с расположением I или X, 6 двигателей с расположением I или V, 6 двигателей с соосным расположением IY или Y, 8 двигателей с расположением X, I или V. К полётному контроллеру штатно подключаются системы автопилота DJI Ground Station 2.4 ГГц или 900 МГц, которые позволяет практически полностью автоматизировать полёт аппарата и сосредоточиться на съёмке или выполнении какой-либо другой задачи. Для данных систем доступны 16 точек на маршруте, который составляется с помощью IPad’а или PC.

Идущий в комплекте модуль GPS содержит в себе так же компас, который позволяет коптеру понимать своё положение в пространстве по магнитным полям. Компас является экранированным и предоставляет некоторую защиту от воздействия на аппарат внешнего электромагнитного излучения.

Улучшенное программное обеспечение позволяет коптеру взлетать не только с ровной поверхности, но и с наклонной поверхности или с рук, без риска для коптера, т.к. Naza-M V2 практически сразу после взлёта производит выравнивание полётной платформы.

При помощи дополнительных полётных функций можно во время полёта изменить принцип управления аппаратом и сосредоточиться на съёмке или не переживать из-за  того, как себя поведёт аппарат на большом удалении, когда не видно куда повёрнут его нос.

Так функция Course Lock позволяет переключиться на управление относительно переда аппарата в момент взлёта. Вы ставите аппарат на землю и перед взлётом он запоминает, где были его перед, зад, лево и право. Во время полёта вы включаете функцию и вместо обычного управления, когда нажав вперёд, аппарат полетит в направлении своего переда, нажав назад, аппарат полетит в направлении своего зада, при нажатии влево и вправо, соответственно полетит влево и вправо, вы получаете упрощенное управление относительно момента взлёта.

Нажав вперёд в этом режиме, ваш аппарат, независимо от того, как он повёрнут в пространстве, полетит туда, где был его перед в момент взлёта. То же самое будет и с полётом назад, влево и вправо. Таким образом вы больше не привязаны к направлению носа аппарата и точно знаете, что нажав вперёд, он полетит вперёд, даже если нос аппарата с камерой сейчас направлены влево или назад и снимают нужный объект или план.

  Режим Home Lock так же может быть включён во время полёта. Его смысл заключается в следующем: перед взлётом аппарат записывает откуда он начал своё движение (точку взлёта), включив Home Lock управление переключается на радиальное, теперь, нажав назад на пульте управления, аппарат полетит назад к точке взлёта, независимо от того, как он повёрнут в пространстве (передом или задом к точке взлёта), нажав вперёд на пульте управления, вы переместите аппарат вперёд от точки взлёта, опять же независимо от его направления носа; нажатия влево и вправо будут перемещать аппарат влево и вправо по кругу относительно точки взлёта на одном и том же расстоянии от неё. При этом точность круга будет зависеть от того, насколько сильный сигнал GPS в зоне полёта, и от того, как сильно электромагнитное излучение, воздействующее на компас.

    При использовании шести или восьми двигательных платформ Naza-M V2 предоставляет дополнительную защиту вашему коптеру. В случае отказа одного из двигателей коптер всё равно сможет продолжить полёт, чтобы совершить безопасную посадку. При этом необходимо будет для лучшего управления начать поворачивать коптер вокруг своей оси с помощью пульта управления и переключиться в режим Course Lock, чтобы иметь возможность во время вращения коптера управлять им по горизонтали. Помните информацию по Course Lock? Он даёт нам независимое от положения носа аппарата управление. Поэтому коптер для продолжения полёта может вращаться в любую сторону, а мы сможем управлять им так, как нам надо, чтобы совершить относительно безопасную посадку в нужном месте.

 Функция автоматического возврата, описанная выше, так же может быть включена пилотом самостоятельно, если зона полёта безопасна и производить дальнейший возврат к точке взлёта нет необходимости, можно передать управление автопилоту и заняться более важными делами. Выключение данной функции производится так же, как и при автоматическом срабатывании.

К полётному контроллеру можно подключить дополнительный модуль BTU, который позволит настраивать коптер без использования PC и кабеля. Данный модуль работает по Bluetooth от IPhone или IPad и через приложение позволяет быстро настроить систему в поле.

Naza-M V2 может работать с аккумуляторами от 2S до 6S, т.е. с напряжением от 7.4В до 26 В, при этом создавая свою собственную 5 В сеть с максимальным рабочим током до 3 А и пиковым током до 7,5 А. Рабочая температура полётного контроллера -10°C – 50°C.

Точность зависания по горизонтали примерно равна кругу с радиусом в 2,5 метра. При этом чаще всего аппарат находится в одной и той же позиции, лишь слегка смещаясь в стороны. Точность зависания по вертикали при использовании датчика давления и GPS около 0,8 метра. Максимальная скорость подъёма доходит до 6 метров в секунду, максимальная скорость спуска до 4,5 метров в секунду.

 Масса всего комплекта полётного контроллера меньше 150г.

Кроме функции автоматического возврата, так же имеется функция защиты от сильного разряда аккумулятора. Она позволяет задать 2 уровня защиты коптера от разряда АКБ. При срабатывании первого уровня защиты коптер будет индикацией предупреждать пользователя о низком заряде батареи и необходимости вернуться на точку взлёта, либо совершить посадку.

При срабатывании второго уровня защиты коптер заберёт себе управление от пилота и начнёт производить автоматическую посадку, чтобы не разбиться при окончании заряда батареи. При этом пилот сможет скорректировать зону посадки или замедлить  скорость спуска коптера, чтобы плавне посадить летательный аппарат, но прервать посадку не удастся, т.к. для коптера – это способ спастись.

Данный полётный контроллер поддерживает как стандартные или PPM, так и S-Bus приёмники, и позволяет частично настроить функционал для дополнительного оборудования. К слову, включена поддержка практически всего оборудования компании DJI, которое относится ко второму поколению (подвесы Zenmuse H3-2D/H3-3D/H4-3D, BTU, iOSD mini, iOSD Mark II, 2.

4G Ground Station, 900MHz Ground Station, Can Hub, DT-7, DR-16, Lightbridge, винтомоторные группы серии Е), в том числе к полётному контроллеру можно подключить сторонние двух осевые подвесы и настроить их корректную работу. Внимание: не все подвесы воспринимают управляющий сигнал с полётного контроллера, читайте инструкцию к вашему подвесу, чтобы понять, можно его подключить к Naza-M V2 или нет.

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

Комплектующие для сборки коптера - Hellhog - блог

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).

Комплектующие для сборки коптера - Hellhog - блог

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.

Комплектующие для сборки коптера - Hellhog - блог

Связь

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

Комплектующие для сборки коптера - Hellhog - блог

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.

Комплектующие для сборки коптера - Hellhog - блог

Программное обеспечение

ПИД-регулятор (назначение и настройка)

Proportional Integral Derivate (PID) или Пропорционально-интегрально-дифференцирующий регулятор (ПИД) — часть программного обеспечения полётного контроллера, которое считывает данные с сенсоров и вычисляет, как быстро должны вращаться моторы, чтобы сохранить желаемую скорость перемещения БЛА.

Разработчики готовых к полёту БЛА как правило оптимально настраивают параметры ПИД-регулятора, поэтому большинство RTF беспилотников отлично пилотируются прямо из коробки. Чего не скажешь про кастомные сборки БЛА, где актуально использование универсального полётного контроллера подходящего для любой мультироторной сборки, с возможностью регулировки значений PID до тех пор, пока они не будут соответствовать требуемым характеристикам полёта конечного пользователя.

Комплектующие для сборки коптера - Hellhog - блог

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.

Сенсоры

С точки зрения аппаратного обеспечения, контроллер полёта по сути является обычным программируемым микроконтроллером, только со специальными датчиками на борту. Как минимум, контроллер полёта будет включать в себя 3-осевой гироскоп, но без автовыравнивания. Не все контроллеры полёта оснащаются указанными ниже сенсорами, но они также могут включать их комбинацию:

  • Акселерометр: Как следует из названия, акселерометры измеряют линейное ускорение по трем осям (назовём их: X, Y и Z). Обычно измеряется в «G (на рус. Же)». Стандартное (нормальное) значение, составляет g = 9.80665 м/с². Для определения положения, выход акселерометра может быть интегрирован дважды, правда из-за потерь на выходе объект может быть подвержен дрейфу. Самой значимой характеристикой трёхосевых акселерометров является то, что они регистрируют гравитацию, и как таковые, могут знать, в каком направлении «спуск». Это играет главную роль в обеспечении стабильности многороторного БЛА. Акселерометр должен быть установлен на контроллере полёта так, чтобы линейные оси совпадали с основными осями беспилотника.

Комплектующие для сборки коптера - Hellhog - блог

  • Гироскоп: Гироскоп измеряет скорость изменения углов по трём угловым осям (назовём их: альфа, бета и гамма). Обычно измеряется в градусах в секунду. Обратите внимание, что гироскоп не измеряет абсолютные углы напрямую, но вы можете выполнить итерацию, чтобы получить угол, который, как и у акселерометра, способствует дрейфу. Выход реального гироскопа имеет тенденцию быть аналоговым или I2C, но в большинстве случаев вам не нужно беспокоиться об этом, так как все поступающие данные обрабатываются кодом контроллера полёта. Гироскоп должен быть установлен так, чтобы его оси вращения совпадали с осями БПЛА.

Комплектующие для сборки коптера - Hellhog - блог

  • Инерционный измерительный блок (IMU): IMU — по сути, это небольшая плата, которая содержит как акселерометр, так и гироскоп (обычно многоосевые). Большинство из них включают трёхосевой акселерометр и трёхосевой гироскоп, другие могут включать дополнительные сенсоры, например трёхосевой магнитометр, обеспечивающий в общей сложности 9 осей измерения.

Комплектующие для сборки коптера - Hellhog - блог

  • Компас/Магнитометр: Электронный магнитный компас способный определять магнитное поле Земли и использовать эти данные для определения направления компаса беспилотника (относительно северного магнитного полюса). Этот сенсор почти всегда присутствует, если система имеет GPS вход и доступно от одной до трех осей.

Комплектующие для сборки коптера - Hellhog - блог

  • Давление/Барометр: Так как атмосферное давление изменяется по мере удаления от уровня моря, можно использовать сенсор давления, чтобы получить довольно точные показания высоты БПЛА. Для расчёта максимально точной высоты, большинство контроллеров полёта получают данные одновременно от сенсора давления и спутниковой системы навигации (GPS). При сборке обратите внимание, что предпочтительнее, чтобы отверстие в корпусе барометра было накрыто куском поролона, это уменьшить отрицательное влияние ветра на чип.

Комплектующие для сборки коптера - Hellhog - блог

  • Расстояние: Датчики расстояния все чаще используются на беспилотниках, поскольку GPS-координаты и датчики давления не могут рассказать вам, насколько далеко вы находитесь от земли (холма, горы или здания), либо столкнётесь ли вы с объектом или нет. Датчик расстояния, обращенный вниз, может быть основан на ультразвуковой, лазерной или лидарной технологии (ИК-сенсоры могут испытывать проблемы в работе при солнечном свете). Датчики расстояния редко входят в стандартный комплект полётного контроллера.

Комплектующие для сборки коптера - Hellhog - блог

Совместимость системы

Когда вы покупаете пульт управления, вы покупаете и систему, на которой все это управляется и «разговаривает» с приемником. Это фундамент для будущего расширения хобби до нескольких авиамоделей. У каждой модели будет свой приемник, и с каждым приемником пульт должен быть совместим, это убережет вас от лишней траты денег.

Например, самая популярная аппаратура управления — это FrSky, и на многих авиамоделях производители ставят приемники именно этого производителя или предлагают выбор из нескольких приемников разных производителей. Если вы решите перейти или поставить приемник другого производителя, то вам придется покупать новый пульт у него же.

На некоторых моделях приемники вообще встроенные и их нельзя менять.

Важно различать и понимать совместимость оборудования. Одни различаются по производителю: FlySky и FrSky — новичку их легко перепутать. Также различаются по протоколу работы между собой, например, DSM2 и DSMX — это протоколы взаимодействия TX=RX производителя Spektrum.

Эргономика

Ниже в статье вы увидите список с аппаратурой, после выбора которой у вас будут все необходимые и нужные функции, а также удобство. Эргономика — это широкая категория, описывающая внешний вид, ощущения и дизайн. Это подобно салону автомобиля, его коробке передач — в хорошей машине приятно находиться и управлять ей.

Пульт Phantom 4 pro
Пульт Phantom 4 pro

К сожалению, чтобы это понять, пульт нужно держать в руках. На вид они все похожи, от Taranis до TBS Tango или даже Turnigy Evolution. Но это только на вид. На самом деле все они отличаются по весу, форме и толщине стиков, а также из какого они материала, скользят или не скользят в руках.

Будет очень хорошо, если в вашем городе есть магазин авиамоделей, где вы сможете подержать в руках всю аппаратуру. Если нет, то не стесняйтесь подходить к пилотам, которые летают у вас на местности, скорее всего они с радостью покажут и расскажут вам о своей аппаратуре. 

Еще один важный момент по выбору аппаратуры — дизайн:

  • Посмотрите каким способ крепится или как расположена антенна(ы), легко ли ее сломать?
  • Есть ли крючок для ремешка, чтобы можно было держать пульт на шее?
  • Есть ли у пульта переключатели, к которым можно легко дотянуться?
  • Есть ли у пульта 2-х или 3-х позиционные переключатели? Для квадрокоптеров они нужны.
Оцените статью
Добавить комментарий

Adblock
detector