Разработан автопилот для Drone Racing

Автономная навигация

Коммерческое применение дронов обычно требует автономного полета, а не ручного управления. Связано это с тем, что часто коммерческие полеты надо выполнять регулярно в одном и том же месте и по одному и тому же полетному плану, который можно запрограммировать и снизить издержки на пилота.

Для автономного управления дрону надо как минимум знать с высокой точностью свои координаты в пространстве. На открытом пространстве можно использовать GPS — точность достигается в несколько метров. Дополнительная наземная станция и технология GPS RTK увеличат точность до нескольких сантиметров.

Но наземную станцию не всегда возможно использовать, и это очень дорого. Обычного GPS хватает для задания маршрута полета над сельхозполями, стройками, трубопроводами, и дроны в этих случаях летают автономно. Эта функция есть у любого современного дрона, который можно найти в продаже.

В таком режиме безопасно летать только в открытом небе без препятствий. Если речь идет об обследовании зданий, трубопроводов или применении внутри помещений, то тут не обойтись без дополнительных сенсоров, определяющих расстояние до объектов. Тут используют одномерные сонары, лидары, двумерные лидары, 3D-лидары и камеры глубины.

Есть еще одна важная проблема: если мы летаем в замкнутом пространстве или между высокими зданиями, то сигнал GPS будет недоступен и необходимо иметь другой источник координат дрона в пространстве. Можно определять свои координаты на борту, обрабатывая видеопоток с бортовых камер — лучше использовать стереокамеры или камеры глубины. Такой алгоритм называется SLAM (Simultaneous Localization and Mapping).

В потоке кадров с камеры алгоритм ищет особые точки (features), которыми могут быть маленькие уголки, какие-то неоднородности. Точкам присваиваются дескрипторы таким образом, что, если мы найдем эту же точку в последующих кадрах, когда камера уже успела переместиться в пространстве, ей будет присвоен такой же дескриптор и алгоритм сможет сказать: «Вот на этом кадре есть такая же точка, что и на предыдущем».

Алгоритм не знает 3D-координаты особых точек и координаты камеры в моменты съемок кадров — эти параметры ему как раз и надо вычислить. Он отслеживает изменения пиксельных координат особых точек между кадрами и пытается подобрать такие параметры, чтобы, если спроецировать особые точки в плоскость кадра, получались наблюдаемые или измеренные пиксельные координаты.

В итоге получается оценка перемещения камеры в пространстве. Обычно алгоритм SLAM очень требователен к вычислительным ресурсам, но есть камера Intel RealSense T265 с микросхемой, реализующей вычисления SLAM на аппаратном уровне.

Для организации автономного управления дроном необходимо решить три задачи.

  1. Определить координаты дрона в пространстве. Использовать для этого GPS-приемник или вычислять на борту координаты, обрабатывая видеопоток алгоритмом SLAM. А лучше использовать оба подхода, чтобы знать как глобальные, так и локальные координаты дрона
  2. Построить 3D-карту окружения дрона с помощью сенсоров типа стереокамер, камер глубины, лидаров.
  3. Добавить софт для планирования маршрута с учетом цели полета, текущих координат и карты окружения.

Вот несколько обязательных для исполнения указаний по зарядке lipo батарей (литий-полимерные батареи).

  • Используйте зарядное устройство, которое одобрено для литиевых батарей. Зарядное устройство может быть предназначено для Li-Ion или Li-Poly.
    Все батареи заряжаются одинаково. Некоторые старые зарядные устройства от сотовых телефонов могут заряжать аккумуляторы
    до 0,1 вольт от необходимого напряжения (4.1 против 4.2), но это не приведет к повреждению батареи.
    Тем не менее, недорогие зарядные устройства широко доступны и использование зарядных от мобильных телефонов настоятельно не рекомендуется.
  • Убедитесь в том, что правильно устанавливается количество ячеек батарейки на вашем зарядном устройстве.
    Смотрите на зарядное устройство очень внимательно в течение нескольких минут для того,
    чтобы количество правильных ячеек отображалось правлильно.
    Если вы не знаете, как это сделать, приобретите интелектуальное зарядное устройство или не заряжайте lipo аккамулятор.
  • Используйте балансировачный разъем.
    Перед зарядкой новой литиевой батареи, проверьте напряжение каждой ячейки по отдельности.
    Делайте это после каждого десятого цикла.
    Это абсолютно необходимо, потому, что несбалансированная ячейка может взорваться во время зарядки,
    даже если выбирается правильное количество ячеек на зарядке.
    Если напряжение на ячейках не в пределах 0,1 вольт друг от друга, то зарядите каждую ячейку до 4,2 вольт (используя балансированную зарядку зарядного устройства через балансировачный кабель батарейки).
    Если после каждого разряда батарейки у вас появляется несбалансированная ячейка — аккамулятор должен быть заменён.
  • Балансировачный кабель есь на большинстве lipo батареек.
    Они позволяют проверить напряжение на каждой ячейки.
    Не пытайтесь использовать вольтметр, штыри могут создать короткое замыкание случайно соскользнув.
    Используя балансировочный кабель и зарядное устройство поддерживающую балансировочную зарядку можно заряжать все ячейки одновременно.
  • НИКОГДА не заряжайте аккумулятор без присмотра. Это причина номер один для дома и авто , которые сжигаются дотла от литиевых пожаров.
  • Используйте безопасную поверхность для зарядки батареи так, что если она взорвется то пламя не повредит ничего. Можно использовать специальные пожароустойчивые пакеты , в которые помещается батарейка для зарядки, а так можно использовать любой другой хороший вариант.
  • НЕ заряжайте током заряда более чем в 1С, если это специально не указано на упаковке производителя.
    Лично у меня был пожар в доме из-за нарушения этого правила.
    Сегодня есть высокозарядные батареи , котоые можно заряжать больше, чем 1С, однако это сокращает срок службы.
    Лучше покупать 3 батарейки, чем пытаться использовать одну, которая заряжается в три раза быстрее.
    Но ситуация может измениться в будущем , сейчас появляются новые батареи с улучшением характеристик. Обращайте внимание на характиристики при покупке, если они явно не указаны — используется явно старая технология производства батарей (китайские магазины у которых много дешевых батарей это как раз не указывают)
  • Ни в коем случае не прокалывайте ячейку у батарейки, никогда!!!! Если это произошло будьте готовы к воспламенению,
    соблюдайте повышеные меры пожаробезопасности. Если ячейка начнет вздуваться то возможно воспламенение и возгорание.
    Если этого не произошло то вам необходимо разрядить эту батарею для будующей утилизации подключив к ней например лампочку определенного напряжения.
  • При аварии вашего летательного аппарата батарея может быть повреждена внутри.
    С виду это может выглядеть безопасно, но при каждой авариитщательно извлеките аккумулятор из аппарата и осмотрите его внимательно,
    по крайней мере в ближайшие 20 мин. Несколько пожаров были вызваны от поврежденных ячеек аккамулятора будучи оставленными в автомобиле
  • Заряжайте батарею в открытом и проветриваемом помещении.
    Если батарея делает повредиться или произойдёт взрыв — опасные газы и ядовитые материалы будут выходить из неё.
  • Держите ведро песка поблизости, когда вы летаете или заряжаете аккумулятор.
    Это экономически эффективный способ тушения пожаров.
    Это очень дешево и абсолютно необходимо.

Литиевые батареи любят тепло, но не слишком много.
В зимнее время, старайтесь держать ваши батареи от холода как можно дольше.
Оставьте их в машине, пока вы летаете или держите их в своих штанах … и т.д.
В то же время не позволяйте им нагреваться слишком сильно.

Старайтесь, чтобы ваши батареи не достигали 160F после использования.
Это продлит жизнь ячеек у батарейки.
Хороший способ для измерения температуры представляет собой портативный инфракрасный измеритель температуры,
он может быть куплен в районе 50 долларов в большинстве хобби магазинах.

Вы увлекаетесь авиамоделированием и хотите своими руками собрать авиамодель? — аэропланы и ракеты — медиаплатформа миртесен

Вы ищите чертежи авиамодели который нужен именно Вам ?

Перебирая чертежи которые Вы нарыли в инете или взяли из книг или журналов, Вы думаете что то не то……..

Это тот слишком сложный, этот слишком прост и примитивен, а этот вообще весь из бальзы….

И если Вы думаете, ну где же ГДЕ ЖЕ найти тот чертеж который нужен мне, где та оптимальная модель самолета или планера которая отвечает именно моим требованиям ???

То Вы попали по адресу, с чем Вас и поздравляю)))

Здесь Вы найдете ВСЕ!!!

А если не найдете то зайдите попозже так как сайт постоянно обновляется и дополняется.

На сайте использованы материалы журнала Моделист-Конструктор. Все права на данные материалы принадлежат их авторам и журналу Моделист-Конструктор. Материалы сайта предназначены исключительно в ознакомительных целях.

И Вы обязательно найдете то что Вам нужно!

Итак добро пожаловать не сайт где полно различных чертежей авиамоделей

(и не только)

Здесь Вы найдете:

Модели самолетов с ДВС Модели самолетов с электродвигателями

Кодовые авиамодели

Модели самолетов с радиоуправлением

Авиамодели с резиноматорным двигателем

Модели вертолетов

Модели планеров

Модели бумажных самолетов

Чертежи воздушных змеев

Модели ракетопланов

Чертежи авиамоделей представленные на сайте имеют различные технические решения, от простых до самых сложных , Здесь собраны авиамодели начиная от шестидесятых годов идо наших дней. Так что выбор здесь очень большой и для новичков и для профессионалов.

И я постоянно буду пополнять свой сайт новыми моделями самолетов, вертолетов, планеров и вообще буду выкладывать здесь все что летает. Я по крупицам собирал чертежи авиамоделей из старых книг и журналов и надеюсь Вы оцените мой труд и найдете здесь много интересного для себя и не раз еще вернетесь.

Кроме моделей самолетов я планирую выложить чертежи летательных аппаратов на которых Вы сами сможете подняться в воздух.

Это будут:

Планеры

Автожиры

Вертолеты

Дельтапланы

И вообще я задумал в скором будущем создать портал на основе этого сайта. Где будут не только летательные аппараты, но и:

Лодки

Катамараны

Снегоходы на гусеничном ходу и на пневматиках

Различные веломобили

Самодельные автомобили

В общем все что летает по небу, плавает по воде, и передвигается по земле, и что можно собрать своими руками. Все это будет у меня на сайте.

Итак ,здесь вы узнаете как изготовить воздушный змей от самого простого, до более сложного.

К бумажным моделям многие относятся скептически а зря! Это довольно интересно.

Чертежи моделей планеров от самых простых,до самых сложных.

Чертежи кордовых самолётов всех видов от учебных до чемпионских. Резиноматорные авиамодели , этот вид авиамоделей очень редко ищут в поискавиках,я сщитаю что резиноматорки забыты не заслуженно загляните туда уверен вы не пожалеете !

Также здесь вы найдёте чертежи таймерных моделей . радиоуправляемые самолёты, модели вертолётов, авиамодели с реактивными двигателями-ракетопланы , авиамодели с двигателем на СО2 ,с двигателем каторый работает не сжиженном газе.

Авиамодельные ДВС (двигатели внутреннего сгорания) как они устроены и как работают,а также рецепты топлевных смесей.

А также здесь есть рубрика полезные советы. Авиамоделисты люди творческие и постоянно чтото изобретают , придумывают , совершенствуют модели , Вот таким маленьким изобретениям и будет посвящен этот раздел сайта. Надеюсь он вам будет интересен и полезен.

Главная

Воздушные змеи

Бумажные модели самолётов

Модели планеров

Резиномоторый планер

Кордовые модели самолётов

Таймерные модели самолётов

Радиоуправляемые модели самолётов

Модели самолётов с двигателем на СО2

Модели ракетопланов

Модели вертолётов

Двигатели внутреннего сгорания

Мастерская авиамоделиста

Летательные аппараты-почему и как они летают

О воздухоплавании и воздухоплавателях

О планерах и планеристах

О самолётах и лётчиках

О вертолётах и вертолётчиках

Ссылки на другие ресурсы

ИНТЕРНЕТ МАГАЗИНЫ

Магазин электроинструментов

http://www.masteraero.ru/index.php

Выбор полетного контроллера

Так как мне нужно транслировать видео и телеметрию через интернет, то сразу приходит на ум поставить на дрон микрокомпьютер с 4G модемом и камерой, и сделать из этого комплекта web-трансляцию. Нашлись вот такие решения:

Смотрите про коптеры:  Робот тюлень

. Это обычные одноплатники с внешним USB 4G модемом и камерой. Для кодирования и трансляции видео используется

. Но эти штуки сами по себе дроном управлять не умеют, их нужно использовать совместно с полетным контроллером.

Полетный контроллер — это мозг дрона. Он следит за состоянием датчиков положения (гироскоп, акселерометр, компас), GPS-координатами, положением ручек на пульте управления и, исходя из этих данных, управляет моторами, чтобы висеть в одной точке или куда-то лететь.

Полетный контроллер нужно будет как-то связать с бортовым компьютером, чтобы можно было загрузить полетное задание или указать произвольную точку куда лететь и когда включать камеру. В продаже можно найти много разных контроллеров сильно отличающихся друг от друга по цене и функционалу.

С Ardupilot я игрался еще на 8-битных атмегах, в которых не было USB-bootloader’а, а прошивались они на программаторе. С тех пор с ним не сталкивался и был приятно удивлен, когда узнал, что сейчас он может работать на 64-битных компьютерах с Linux, у него огромное сообщество пользователей как хобби, так и профи, длинный список поддерживаемых “из коробки” датчиков и расписанные планы на 2020-2020 годы. За это время он успел перерасти в проект DroneCode, а потом и отсоединиться от него.

На первый взгляд в нем как раз реализованы все необходимые функции: автоматический взлет и посадка, загрузка полетных заданий, есть desktop и мобильные приложения под все основные семейства ОС. Программы управления (GCS — Ground Control Station) общаются с бортовым контроллером короткими сообщениями по открытому протоколу MAVLink через комплект радиомодемов (дрон шлет телеметрию, GCS шлет команды управления). Подозреваю, что эти сообщения получится пустить через интернет.

Взглянем на список поддерживаемых контроллеров и что-нибудь подберем. Вариантов там полтора десятка от мала до велика и с разными характеристиками.

Из всего того многообразия контроллеров мне понравилось несколько вариантов:

Полетный контроллерErle PXFMiniEmlid EdgeNavio 2Erle Brain 3PixHawk 2 Cube
Доп компьютерRaspberry Pi Zero WнетRaspberry Pi 3нетRaspberry Pi 3
Вес комплекта, г849798145150
Процессоры, общее кол-во12213
ОС, одновременно работающих11112
IMU датчики, комплектов12213
Датчик воздушного давления12111
Резервирование питаниянетнет
GPS, Глонассвнешний модуль
с доп магнитометром
внешний модуль
с доп магнитометром
встроенный приемник, внешняя антеннавнешний модуль
с доп магнитометром
внешний модуль
ВидеовходCSI на Raspberry HDMICSI на RaspberryCSICSI на Raspberry
WiFiестьесть
Long Range 2км
52 г
естьестьесть
Стоимость комплекта, $212700215341331

Самый легкий комплект (84 г) получается из микрокомпьютера

(9 г), контроллера

(15 г), родного внешнего GNSS модуля (46 г) и дополнительного

(14 г).

Разработан автопилот для Drone Racing

Рабочий процессор в этом комплекте один — на Raspberry Pi. На нем висит управление ШИМ регуляторов моторов, считывание показаний датчиков, ОС Linux со всеми потрохами и декодирование видео с камеры. Так как в Pi Zero не предусмотрены USB порты, то в этом варианте приходится использовать внешний концентратор. IMU датчики и вход питания без резервирования.

Следующий комплект (97 г) от гонконгской компании с русскими фамилиями в команде разработчиков — контроллер Emlid Edge (59 г) с GNSS модулем (38 г). GNSS модуль работает по протоколу UAVCAN и дополнительно оснащен магнитометром и датчиком воздушного давления. За ШИМ здесь отвечает отдельный процессор ARM Cortex-M3, ОС Linux крутится на основном ARM Cortex-A53 quad-core.

В контроллере имеется HDMI видеовход, что позволяет подключить к нему напрямую любую камеру с таким выходом, например GoPro 4 или 5. Относительно высокая стоимость объясняется дальнобойными wifi-приемопередатчиками в комплекте (до 2 км с трансляцией HD-видео).

Следующий вариант (98 г) состоит из знаменитого микрокомпьютера Raspberry Pi 3 (45 г) с контроллером-шилдом Navio 2 (23 г) от той же Emlid и внешней GNSS-антенны (30 г). На контроллере стоит отдельный процессор Cortex-M3 для управления ШИМ на 14 каналах и расшифровки входящих SBUS и PPM сигналов от приемника. Он, в свою очередь, управляется через драйвер в ядре ОС Linux, которая крутится на Raspberry.

Контроллер оснащен парой раздельных IMU датчиков (акселерометр, гироскоп, магнитометр) MPU9250 и LSM9DS1, одним датчиком воздушного давления и GNSS-модулем U-blox NEO-M8N, который видит GPS, Глонасс и BeiDou с внешней антенной через разъем MCX.

Какие бывают дроны

Дроны бывают разные. По конструкции различают несколько типов дронов:

  • мультироторный — коптеры;
  • самолетный — fixed wing;
  • гибридный — он взлетает вертикально, потом использует крылья.

Также дроны делятся на потребительские (consumer) и коммерческие (commercial).

Потребительские, как ты понимаешь, — это те, которые можно купить в магазине и использовать как летающую камеру. DJI Phantom и Mavic — хорошие модели. Есть и менее дорогие, но они определенно уступают по качеству. Такие квадрокоптеры используют для съемки разных мероприятий, зданий, исторических объектов.

Как правило, такие дроны летают на ручном управлении, реже по миссии в автономном режиме по GPS-координатам. Рынок потребительских квадрокоптеров больше чем наполовину принадлежит одной компании — DJI. С ней очень сложно конкурировать, поскольку там делают реально крутой продукт: доступный, функциональный, удобный.

Хотя в области квадрокоптеров для селфи DJI начинает теснить компания Skydio со своим дроном R2. Фишка этого дрона в том, что он может летать автономно, например за мотоциклистом в лесу. При этом беспилотник видит все препятствия и прокладывает автономный безопасный маршрут в реальном времени так, чтобы человек всегда оставался в кадре. Реально крутая штука.

Коммерческие дроны используются в компаниях для решения определенной задачи. Одни следят за состоянием сельхозполей, летая над ними регулярно и делая фотографии, другие умеют распылять удобрения точечно. Дроны используют на стройках, в карьерах. Каждый день они облетают строительный объект, делают фотографии, по которым создается 3D-модель в облаке, и уже она помогает отслеживать ежедневные изменения.

Пример российской компании, которая активно работает с этой технологией на рынке США, — Traceair.

Другой способ применения — осмотр трубопроводов дронами. Это особенно актуально для России: у нас газовые трубопроводы тянутся на тысячи километров, и надо контролировать утечки и врезки.

Ну и конечно, у всех на слуху доставка товаров дронами. Не знаю, заработает ли когда-нибудь сервис Amazon Prime Air, но уже сейчас компания Matternet доставляет товары в Цюрихе и некоторых городах США, а компания Zipline давно отправляет медикаменты в полет над просторами Африки.

Компании Volocopter и Ehang уже имеют летающие прототипы такси, а компания с российскими корнями Hoversurf разрабатывает летающий байк.

В помещениях тоже есть задачи для коммерческих дронов, но пока они не сильно распространены, в этой области идут интенсивные R&D-исследования. Возможные применения для такого вида дронов:

Поживем — увидим, какие проекты будут реализованы и задисраптят нашу жизнь. Глобальная цель — сделать систему управления дроном, которой герой фильма «Бегущий по лезвию 2049» мог бы сказать: «Сфотографируй тут все!»

Настроим квадрокоптер своими руками.

  • Жмем кнопку “Подключить”. Вверху окна включаем режим эксперта. Переходим на вкладку “система”, устанавливаем квадрокоптер на горизонтальную плоскость и нажимаем “Калибровать Акселерометр”. Можете покрутить теперь квадрокоптер своими руками, и вы увидите как реагирует картинка на экране. На этой вкладке закончили.
    Калибровка акселерометра квадрокоптера
  • Идем на вкладку “порты”. Делаем все как на картинке. Сохраняем и перезагружаем. Подключаем снова.Настройка портов полетного контроллера Mamba
  • Повторите все настройки, представленные на следующих нескольких картинках .Но не забывайте сохранять и перезагружать. Настройки конфигурации полетного контроллера. Квадрокоптер своими рукамиКвадрокоптер своими руками. КонфигурированиеНастройки Betaflight,. Квадрокоптер своими рукамиРазработан автопилот для Drone Racing
  • На вкладке PID настройки оставьте значения по умолчанию. Квадрокоптер с ними ведет себя нормально. Впоследствии вы всегда можете углубиться в эту довольно сложную тему. На просторах рунета есть много статей про настройку PID регулятора.
  • Теперь мы с вами подобрались к проверке корректности вращения моторов квадрокоптера. Настройка моторов квадрокоптераМоторы уже могут вращаться. Но нужно убедиться в том, что они все крутятся в нужную нам сторону. Во-первых, снимите пропеллеры, если они установлены, или просто отвинтите фиксирующие гайки. И, вообще, желательно все настройки производить в таком состоянии. Установленные пропеллеры – это риск нанести себе травму! Во-вторых, подсоедините аккумулятор к квадрокоптеру. Дальше переходим на вкладку “Моторы” конфигуратора Betaflight. Теперь включаем ползунок под маркером 2 на картинке.  В блоке под маркером 3 указано правильное направление вращение для каждого из моторов.
  • Переходим к блоку 4. Сначала плавно поднимаем ползунок возле мотора №1 и смотрим, куда он вращается. Если по часовой стрелке, тогда все хорошо, переводим ползунок вниз. Точно так же проверяем все оставшиеся моторы и выписываем те из них, которые вращаются в противоположную от нужной стороны. Выписали? Идем дальше.

Прошивка.

  • Запускаем Betaflight Configurator (полетный контроллер пока не подключаем). На начальной странице видим список драйверов, которые необходимо установить. Устанавливаем все.настрой квадрокоптер своими руками
  • Теперь можно обновить прошивку полетного контроллера. Закрываем Betaflight, зажимаем кнопочку boot на полетном контроллере и держим, снова запускаем Betaflight, отпускаем кнопочку boot.Прошивка полетного контроллера Mamba F405Прежде всего вы должны убедиться в том, что установлен режим DFU (маркер 1 на картинке). Если этого не произошло, попробуйте повторить предыдущие шаги. Также проблемы могут возникнуть из-за криво установленных драйверов. Эту проблему можно решить очень полезной утилитой. Запустите ее от имени администратора, и она все сделает за вас. После этого, попробуйте снова.
  • Далее, переходите на вкладку программатор.
  • Из выпадающего списка выберите полетный контроллер Fury4OSD (DIAT) .
  • В следующем выпадающем списке выберите последнюю стабильную версию прошивки.
  • Нажмите на ползунок “полное стирание чипа”.
  • При подключенном интернете нажмите кнопку “Загрузить прошивку (Online)”. Дождитесь загрузки прошивки. После этого кнопка “Загрузить прошивку” станет активной.загрузчик Betaflight. Квадрокоптер своими руками
  • Нажимаем кнопку “Загрузить прошивку” и дожидаемся окончания ее заливки в полетный контроллер (ПК). Всё.
  • Отключаем ПК. Подсоединяем снова, но уже без зажатой кнопки boot. ПК должен мигать разноцветными светодиодами.

Резак для пенопласта своими руками

Привет всем любителям

самоделок

. В данной статье я расскажу, как сделать резак для пенопласта

своими руками

. С его помощью можно вырезать пенопласт различной формы, необходимый для разных целей, например, авиамоделизма. Данная самоделка достаточно легкая в изготовлении, так что материалы, необходимые для сборки найдутся у каждого.

Перед тем, как прочитать статью, предлагаю посмотреть видеоролик с подробным процессом сборки резака для пенопласта, а также его тестированием.

Для того, чтобы сделать резак для пенопласта своими руками, понадобится:
* Строительный уголок
* Два деревянных бруска
* Саморезы
* Шуруповерт
* Нихромовая нить
* Ненужный табурет или лист фанеры
* Блок питания от ПК
* Металлический уголок
* Медная трубка
* Кусок пенопласта для проверки

Шаг первый.
Сначала нужно сделать стойку для резака, для этого можно использовать ненужную табуретку или при желании сделать из листа фанеры коробок. Так как ненужный табурет стоял без дела, было решено сделать основание из него, в нем проделываем отверстие под медную трубку при помощи шуруповерта и сверла по дереву. Достать медную трубку можно из конденсатора старого и ненужного холодильника, обычно там используется трубка подходящего диаметра, в этой самоделке она нужна для того, чтобы нихромовая нить не прожгла дерево.

Смотрите про коптеры:  Роботы ниндзя

Шаг второй.
Далее прикручиваем деревянный брусок к торцу табурета при помощи саморезов и шуруповерта, при этом соблюдаем перпендикулярность строительным уголком, чтобы в итоге рез на данном резаке был как можно ровнее.

Затем при помощи металлического уголка к деревянному бруску крепим еще один брусок под углом 90 градусов, в итоге должно получится примерно так.

Шаг третий.

Отпилив необходимую длину медной трубки при помощи ножовки по металлу, прижимаем ее металлической пластиной к бруску, вкрутив два самореза, при этом также соблюдаем перпендикулярность.

Для фиксирования нихромовой нити вкручиваем в верхний брусок саморез при помощи шуруповерта.

После этого берем нихромовую нить и продеваем ее в медные трубки сверху и снизу, далее наматываем ее на нижний шуруп возле трубки, затем на верхний, сделав небольшую натяжку.

Теперь подключаем блок питания от компьютера, для его работы без ПК нужно замкнуть между собой зеленый и черный провод.

Наматываем провода от блока на саморезы и включаем питание.

После первого включения нихромовая нить слегка растягивается, поэтому еще раз ее натягиваем и можно проверять резак в действии.

Шаг четвертый.

Проверяем готовый резак на пенопласте. Включаем блок питания и двигаем пенопласт в нужном направлении, нихромовая нить прорезает его и в итоге получается отрезок необходимой формы.

При работе с данным резаком нужно соблюдать меры безопасности и не в коем случае не касаться нихромовой нити руками.

При помощи данного резака можно делать авиамодели, лодки и многое другое, где применяется пенопласт.

На этом у меня все, всем спасибо за внимание и творческих успехов.

Самодельный дрон из подручных материалов

Полностью самодельная конструкция квадрокоптера
Полностью самодельная конструкция квадрокоптера

Сделать квадрокоптер такого типа, с нуля, относительно несложное занятие. Многие его части можно выполнить из подручных материалов. В нем не много элементов конструкции, которые обеспечивают функциональность аппарата:

  1. Несущая рама. Собственно, «корпус», к которому крепятся двигатели с подъемными винтами, аккумуляторы, системы управления, контроллер и подвесное оборудования. Может быть как покупной, так и изготовленной самостоятельно из дерева, ПВХ труб, пластмассы или алюминия. Единственные к ней требования – легкость и прочность.

Конструкция рамы бывает Н и Х образной для четырех винтов, или многолучевой с большим их количеством.

  1. Подъемные винты. Приобретаются уже готовые или изготавливаются самостоятельно. Могут обладать любым количеством лопастей и углами их наклона. Каждый вид конфигурации пропеллера дает свои плюсы и имеет определенные минусы. К примеру, большее количество лопастей приведет и к увеличению расхода батареи, но тяговая функция у них лучше.

В процессе полета, вращение винтов происходит в разных направлениях, чтобы избежать эффекта авто раскрутки аппарата.

Противоположное вращение винтов коптера
Противоположное вращение винтов коптера
  1. Сами двигатели, по количеству лучей квадрокоптера. Мощности каждого из них должно хватать для необходимой скорости раскрутки винта с целью возникновения подъемной силы у дрона. Существуют редукторные, без коллекторные и щеточные варианты. Первые обеспечивают большую скорость раскрутки, но греются в процессе работы. Вторые считаются лучше подходящими для беспилотников. Третий вариант наиболее дешев, но и достаточно часто выходит из строя из-за износа щеток на коллекторе.
  2. Полетный контроллер. Основное управляющее устройство БПЛА. В своей сущности он – мини компьютер, поддерживающий необходимую частоту оборотов на каждом винте, чтобы не допустить перекосов аппарата. Он же управляет процессом перемещения, замедляя винты одной стороны квадрокоптера и ускоряя другую, чтобы добиться небольшого угла наклона дрона в ту сторону, куда требуется произвести движение. Информацию о текущем положении он получает от специализированных сенсоров – GPS, компаса и акселерометра.
    В самодельных конструкциях можно использовать Arduino или любой другой универсальный микроконтроллер с дополнительными модулями необходимых датчиков.
Контроллер полета дрона
Контроллер полета дрона
  1. Электронный регулятор скорости (ESC). Посредник между контроллером и двигателем. Именно он задает необходимое питание для нужной скорости вращения.
  2. Приемник и передатчик. Первый устанавливается в дрон для получения команд от оператора с земли. Второй — в пульт, оснащенный двумя джойстиками, с помощью которых и управляют квадрокоптером. Полученные сигналы преобразуются в команды для контроллера, который уже обеспечивает последовательность действий по их выполнению.
  3. Защита винтов. Казалось бы, второстепенная вещь, но без этого кожуха вокруг пропеллера, при любом столкновении он выйдет из строя.
    Некоторые варианты несущей рамы подразумевают такое расположение винта, которое убережет его при аварийной ситуации. В таких случаях отдельная защита не нужна.
Защиты винтов дрона
Защиты винтов дрона
  1. Аккумуляторная батарея достаточной емкости, чтобы обслуживать питание всех компонентов летательного аппарата в течение требуемого времени. Для этой части устройства очень важен вес, который непосредственно зависит от ее типа. К примеру, литиевый намного легче, сравнительно с аналогичным той же емкости на основе свинца.
  2. Навесное оборудование. Самая «вкусная» часть квадрокоптера. Непосредственно от него зависит сфера применения летательного аппарата. Конечно же, как и для всего установленного, тут важен вес.
    Кроме того, обязательно нужно уделить внимание потребляемой мощности навесным оборудованием, обеспечив необходимую подачу энергии от отдельного источника или увеличив емкость центрального аккумулятора БПЛА.
    В качестве добавочных устройств зачастую используются различный крепеж для транспортировки грузов или видеокамеры с передатчиком изображения.

Строим квадрокоптер. часть 1. детали.

Меня зовут Дмитрий Дударев. Я занимаюсь разработкой электроники и очень люблю создавать различные портативные девайсы. Еще я люблю музыку.

Давным-давно – в апреле или около того, когда весь мир сотрясался от ударов страшного карантина, я решил научиться играть на гитаре. Я взял у друга акустическую гитару и стал осваивать инструмент по урокам из ютуба и табулатурам. Было тяжело. То ли я неправильно что-то делал, то ли плохо старался, то ли в обществе моих предков мелкая моторика вредила размножению. Короче, ничего кроме звуков дребезжащих струн у меня не выходило. Мое негодование усиливала постоянная расстройка струн. Да и окружающим тысячный раз слушать мою кривую Nothing else matters удовольствия не доставляло.

Но в этих муках про главное правило электронщика я не забыл. Если что-то существует, значит туда можно вставить микроконтроллер. Или, хотя бы, сделать портативную электронную модификацию.

Электронная гитара? Хм, интересная идея, подумал я. Но еще лучше, если на этой гитаре я сам смогу научиться играть. В тот же день акустическая гитара отправилась на свалку обратно к другу, а я стал придумывать идею.

Поскольку я у мамы инженер, то первым делом я составил список требований к девайсу.

Что я хочу от гитары?

1)  Я хочу что-то максимально похожее на гитару, т.е. шесть струн и 12 ладов на грифе.

2)  Хочу компактность и портативность. Чтобы можно было брать девайс с собой куда угодно, не заказывая газель для транспортировки.

3)  Устройство должно без плясок с бубном подключаться к чему угодно, от iOS до Windows. Окей-окей, ладно, будем реалистичными – ко всем популярным осям.

4)  Работа от аккумулятора.

5)  Подключение должно производиться без проводов (но раз уж там будет USB разъем для зарядки, то и по проводу пусть тоже подключается)

6)  Ключевой момент – на гитаре должно быть просто учиться играть, без необходимости в долгих тренировках по адаптации кистевых связок. Как это реализовать? Сразу пришла идея оснастить струны и лады светодиодами. Типа, загрузил табулатуры в гитару, а она уже сама показывает, куда ставить пальцы. Т.е. нет такого, что смотришь на экран, потом на гитару, снова на экран, снова на гитару. Вот этого вот всего не надо. Смотришь только на гитару. И там же играешь. Все. Это прям мое.

7)  Хотелось бы поддержки разных техник игры на гитаре: hummer on, pull off, slide, vibrato.

8) Без тормозов. По-научному – чтобы задержка midi-команд не превышала 10мс.

9)  Все должно собираться из говна и палок легко доступных материалов без сложных техпроцессов и дорогой электроники.

В итоге должен получиться компактный инструмент, на котором можно играть, как на гитаре, лишенный аналоговых недостатков и оснащенный наглядной системой обучения. Звучит реализуемо.

Разумеется, для мобильных платформ потребуется написать приложение, в котором можно будет выбрать табулатуру для обучения светодиодами, выбрать инструмент (акустика, классика, электрогитара с различными пресетами фильтров, укулеле и т.д.), и воспроизводить звуки.

Существующие аналоги

А надо ли изобретать велосипед? Ведь на всякую гениальную идею почти наверняка найдется азиат, который уже давно все реализовал в «железе», причем сделал это лучше, чем ты изначально собирался. Иду гуглить.

Оказывается, первая цифровая гитара была создана еще в 1981 году, но в народ сильно не пошла из-за хилой функциональности.

Варианты посовременнее, конечно, тоже нашлись.

Вот, например, с айпадом вместо струн или еще одна в форме моллюска:

Однако такого, чтобы выполнялись все мои хотелки – в первую очередь компактность и режим обучения «жми на лампочки» – такого нет. Кроме того, такие midi-гитары нацелены все же на более профессиональную аудиторию. И еще они дорогие.

Значит, приступаем!

Первый прототип

Чтобы проверить жизнеспособность концепции, нужно сначала определиться с элементной базой.

Контроллер берем STM32F042. В нем есть все, что нужно, при стоимости меньше бакса. Кроме беспроводного подключения, но с этим позже разберемся.

Далее. Струны на деке. Для первого концепта решил напечатать пластиковые язычки, закрепить их на потенциометрах с пружинками и измерять углы отклонения.

Так выглядит 3D-модель:

А так живьем:

Тактильное ощущение приятное. Должно сработать.

Для ладов на грифе я заказал на Али вот такие тензорезистивные датчики.

В отличие от разнообразных кнопок, они не щелкают. Плюс есть возможность определять усилие нажатия, а значит, можно реализовать сложные техники вроде slide или vibrato.

Плюс нужен АЦП, чтобы считывать инфу с датчиков и передавать на контроллер.

Пока ждал датчики из Китая, развел плату:

Прежде чем заказывать печать платы, решил дождаться тензорезисторов. И, как оказалось, не зря. Из 80-ти датчиков рабочими оказались только несколько, и то с разными параметрами.

Выглядит, мягко говоря, не так, как заявлено. И чего я ожидал, покупая электронику на Али?..

И тут меня осенило.

Можно ведь применить другой метод детектирования — измерение емкости, как в датчиках прикосновения. Это гораздо дешевле и доступнее. А если правильно спроектировать механику, то можно и усилие определять.

Что ж. Удаляю все, что было сделано

Второй прототип

Итак, тензорезистивные датчики в топку. В качестве сенсорных элементов в этот раз взял небольшие медные цилиндрики, напиленные из проволоки. Для измерения емкости удалось найти дешевый 12-канальный измеритель емкости общего назначения. Он измеряет емкость в масштабах единиц пикофарад, чего должно быть достаточно для схемы измерения усилия, которую я планирую реализовать в следующих модификациях.

Дополнительно на всякий случай повесил на каждый элемент грифа по посадочному месту для кнопки или чего-то подобного. И сделал соответствующие вырезы в плате. Это чтобы можно было не только прикоснуться к цилиндрику, но и прожать его внутрь. Можно будет поэкспериментировать с разными техниками игры.

Смотрите про коптеры:  Игровые автоматы Инопланетные роботы играть бесплатно онлайн без регистрации

Решив вопрос подключения множества микросхем измерителя емкости к контроллеру, приступаю к разводке платы.

На этот раз плату удалось заказать и даже дождаться ее изготовления.

После того, как припаял все комплектующие к плате, понял, что конструкция с пластиковыми струнами получается слишком сложной. Поэтому решил пока что повесить на деку такие же сенсорные цилиндрики, но подлиннее.

Два проводочка в нижней части – это я подключил накладку с цилиндриками к уже изготовленной плате. Это временное решение.

Железяка готова. Следующая задача – заставить ее играть.

Софт

Программная часть реализована так:

1. Скачиваем виртуальный синтезатор, который может работать с MIDI устройством и издавать гитарные звуки.

2. Пишем прошивку для контроллера, которая будет опрашивать сенсоры и передавать данные по USB на комп.

3. На стороне компа пишем программу, которая будет получать эти данные, генерировать из них MIDI-пакеты и отправлять их на виртуальный синтезатор из пункта 1.

Теперь каждый пункт подробнее.

Виртуальных синтезаторов под винду с поддержкой MIDI оказалось довольно много. Я попробовал Ableton live, RealGuitar, FL studio, Kontakt. Остановился на RealGuitar из-за простоты и заточенности именно под гитару. Он даже умеет имитировать несовершенства человеческой игры – скольжение пальцев по струнам, рандомизированные параметры извлечения нот.

Чтобы подключить свое приложение к виртуальному синтезатору я сэмулировал виртуальный порт midi, который подключен ко входу синтезатора RealGuitar через эмулятор midi-кабеля. Такая вот многоуровневая эмуляция.

*Мем с ДиКаприо с прищуренными глазами*

В интерфейсе программы я сделал графическое отображение уровня измеряемой емкости для каждого сенсора. Так будет проще подстраивать звучание. Также на будущее добавил элементы управления светодиодами, вибромотором (пока не знаю зачем, но он тоже будет в гитаре), визуализации работы акселерометра и уровня заряда аккумулятора.

Для того чтобы удары по струнам гитары вызывали проигрывание правильных нот, нужно замапить все 72 сенсора на грифе на соответствующую ноту.

Оказалось, что из 72 элементов на 12-ти ладах всего 37 уникальных нот. Они расположены по определенной структуре, так что удалось вместо построения большой таблицы вывести простое уравнение, которое по номеру сенсора выдает номер соответствующей ноты.

Проверяем работу

Похоже, все готово для первого теста. Пилить прутки и паять все 12 ладов мне было лень, поэтому ограничился 8-ю. Момент истины:

IT’S ALIVE! Жизнеспособность концепта подтверждена. Счастью не было предела! Но нельзя расслабляться.

Следующий этап – добавление светодиодов, акселерометра, вибромотора, аккумулятора, беспроводной связи, корпуса и возможности работы без драйверов или программ эмуляции midi на всех популярных платформах.

Светодиоды

По плану гитара должна подсказывать пользователю, куда ставить пальцы, зажигая в этом месте светодиод. Всего нужно 84 светодиода. Тут все просто. Я взял 14 восьмибитных сдвиговых регистров и соединил в daisy chain. STM-ка передает данные в первый регистр, первый – во второй, второй – в третий и т.д. И все это через DMA, без участия ядра контроллера.

Акселерометр

Самый простой акселерометр LIS3D позволит гитаре определить угол своего наклона. В будущем буду это использовать для наложения звуковых фильтров во время игры в зависимости от положения гитары.

Беспроводное соединение

Для беспроводной передачи данных решил поставить ESP32. Оно поддерживает различные протоколы Bluetooth и WI-FI, будет с чем поэкспериментировать (на тот момент я еще не знал, что в моем случае существует только один правильный способ подключения).

Корпус

Одно из ключевых требований к гитаре – портативность. Поэтому она должна быть складной, а значит, электронику деки и грифа нужно разнести на две платы и соединять их шлейфом. Питание будет подаваться при раскрытии корпуса, когда магнит на грифе приблизится к датчику Холла на деке.

Доработка прототипа

Что ж, осталось облачить девайс в приличную одежку.

Я много экспериментировал с различными конструкциями тактильных элементов грифа и рассеивателями для светодиодов. Хотелось, чтобы равномерно светилась вся поверхность элемента, но при этом сохранялась возможность детектирования прикосновения и нажатия на кнопки.

Вот некоторая часть этих экспериментов:

Еще я обратился к другу, который профессионально занимается промышленным дизайном. Мы придумали конструкцию узла сгибания гитары, после чего он спроектировал и напечатал прототип корпуса.

Развожу финальный вариант плат и собираем гитару:

Выглядит почти круто. Но девайс все еще подключается к компу через цепочку эмуляторов, эмулирующих другие эмуляторы.

Превращаем гитару в MIDI-устройство

В новой версии в первую очередь я хотел, чтобы при подключении по USB, гитара определялась как MIDI устройство без всяких лишних программ.

Оказалось, сделать это не так сложно. Все спецификации есть на официальном сайте usb.org. Но все алгоритмы, которые выполнялись на стороне python-приложения, пришлось переписывать на C в контроллер.

Я был удивлен, что оно сразу заработало на всех устройствах. Windows 10, MacOS, Debian 9, Android (через USB переходник). Достаточно просто воткнуть провод и в системе появляется MIDI-устройство с названием «Sensy» и распознается всеми синтезаторами. С айфоном пока протестировать не удалось т.к. нет переходника. Но должно работать так же.

Беспроводной интерфейс

Осталось избавиться от проводов. Правильное решение пришло не сразу, потому что я поленился как следует погуглить. Но в итоге я использовал протокол BLE MIDI, который поддерживается всеми новыми операционками и работает без всяких драйверов прямо как по USB MIDI. Правда, есть вероятность, что на более старых операционках решение не заработает в силу отсутствия поддержки BLE MIDI. Но все тесты с доступными мне девайсами прошли успешно.

Переписанный функционал приложения – т.е. трансляция данных сенсоров в MIDI-данные – занял точнехонько всю память контроллера. Свободными осталось всего 168 байт. Очевидно, кремниевые боги мне благоволили, значит иду в правильном направлении.

Уверен, можно оптимизировать, но это отложу для следующей версии. Хотя, возможно, проще не тратить время и просто взять контроллер потолще. Разница по деньгам – 5 центов. Посмотрим. Все равно нужно будет место для новых фич – обрабатывать техники игры, например. В первую очередь, хочу реализовать slide. Это когда начинаешь играть ноту с определенным зажатым ладом и проскальзываешь рукой по грифу, перескакивая с лада на лад.

Теперь можно проверить работу по беспроводу:

При включении всех светодиодов, гитару можно использовать, если вы заблудились в темной пещере.

Недостатки прототипа

На текущий момент у конструкции есть следующие минусы:

1) На сенсорах нигде не измеряется усилие нажатия. Это влечет за собой три проблемы:

• Постоянно происходят случайные задевания соседних струн как на деке, так и на грифе. Это делает игру очень сложной.

• Все играемые ноты извлекаются с одинаковой громкостью. Большинство подопытных этого не замечают, но хотелось бы более приближенной к настоящей гитаре игры

• Невозможность использовать техники hammer on, pull off и vibrato

2) Светодиоды одноцветные. Это ограничивает наглядность при игре по табулатурам. Хочется иметь возможность разными цветами указывать на различные приемы игры.

3) Форма корпуса не подходит для левшей. С точки зрения софта – я уже реализовал инверсию струн по акселерометру. Но механический лепесток, необходимый для удержания гитары рукой во время игры, поворачивается только в сторону, удобную правшам.

4) Отсутствие упора для ноги. Сейчас при игре сидя нижняя струна почти касается ноги, а это неудобно.

5)  Сустав сгибания гитары требует осмысления и доработки. Возможно, он недостаточно надежен и стабилен.

Время переходить к разработке следующей версии.

Переезжаю на контроллер серии STM32F07. На нем уже 128КБ флэша – этого хватит на любой функционал. И даже на пасхалки останется.

Использовать ESP32 в финальной версии гитары было бы слишком жирно, поэтому я пошел искать что-то более православное. Выбор пал на NRF52 по критериям доступности, наличию документации и адекватности сайта.

Конечно, будут реализованы и три главных нововведения:

— светодиоды теперь RGB,

— на каждом сенсоре грифа будет измерение усилия (тактовые кнопки больше не нужны),

— струны на деке станут подвижными.

На данный момент плата деки выглядит так (футпринт ESP на всякий случай оставил):

Уже есть полная уверенность в том, что весь задуманный функционал будет реализован, поэтому было принято решение о дальнейшем развитии. Будем пилить стартап и выкладываться на Kickstarter 🙂

Проект называется Sensy и сейчас находится в активной разработке. Мы находимся в Питере, сейчас команда состоит из двух человек: я занимаюсь технической частью, мой партнер – маркетингом, финансами, юридическими вопросами.

Скоро нам понадобится наполнять библиотеки табулатур и сэмплов различных инструментов. Если среди читателей есть желающие в этом помочь – пожалуйста, пишите мне в любое время.

Кому интересно следить за новостями проекта – оставляйте почту в форме на сайте и подписывайтесь на соцсети.

Очень надеюсь на обратную связь с комментариями и предложениями!

Спасибо за внимание!

Забавный эпизод из процесса разработки

Сижу отлаживаю NRF52, пытаюсь вывести данные через UART. Ничего не выходит. Проверял код, пайку, даже перепаивал чип, ничего не помогает.

И тут случайно нестандартным способом перезагружаю плату – в терминал приходит буква «N» в ascii. Это соответствует числу 0x4E, которое я не отправлял. Перезагружаю еще раз – приходит буква «O». Странно. Может быть проблема с кварцевым резонатором и сбился baud rate? Меняю частоту в терминале, перезагружаю плату – опять приходит «N». С каждой новой перезагрузкой приходит по новой букве, которые в итоге составляют повторяющуюся по кругу фразу «NON GENUINE DEVICE FOUND».

Что эта NRF-ка себе позволяет? Прошивку я обнулял. Как она после перезагрузки вообще помнит, что отправлялось в предыдущий раз? Это было похоже на какой-то спиритический сеанс. Может, я и есть тот самый NON GENUINE DEVICE?

Залез в гугл, выяснил, что производители ftdi микросхем, которые стоят в USB-UART донглах, придумали способ бороться с китайскими подделками. Виндовый драйвер проверяет оригинальность микросхемы и на лету подменяет приходящие данные на эту фразу в случае, если она поддельная. Очевидно, мой донгл оказался подделкой и переход на другой решил эту проблему.

Снова спасибо китайцам.

Чертежи и схемы квадрокоптеров

Чертежи для сборки квадрокоптера могут незначительно различаться между собой. Детали зависят от габаритов собираемого своими руками дрона, от его формы и конструктивных особенностей. Но базовый чертеж обычно предлагает сделать маленький квадрокоптер на крестообразной силовой раме с размерами 363 на 363 см. Параметры корпуса при этом составляют около 107 на 107 см, в таком случае в дроне без проблем размещаются основные детали.

Как сделать самодельный квадрокоптер своими руками
Стандартно самодельные дроны собирают на рамах из четырех лучей

Структурная схема квадрокоптера выглядит очень просто. В центре конструкции на силовой раме всегда располагается электронная плата управления. По четырем углам на равном расстоянии друг от друга нужно поставить двигатели с закрепленными на них пропеллерами. В корпус в центре конструкции монтируют также элементы питания и радиодатчики для удаленного пилотирования.

Как сделать самодельный квадрокоптер своими руками
Регуляторы оборотов на лучах необходимы для дронов, предназначенных для маневрирования

Важно! При сборке дрона своими руками нужно следить за тем, чтобы основная масса конструкции приходилась на центр и не смещалась в ту или иную сторону.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector