Квадрокоптер на MultiWii SE v2.5 — от задумки до первого полёта

в 12:54, , рубрики: diy или сделай сам, multiwii, quadcopter, quadrocopter, квадрокоптер, мультикоптеры, робототехника

Некоторое время назад, натыкаясь на просторах интернета на статьи и видео о коптерах, думал, что это сложно и доступно не каждому. Но желание стать коптероводом было велико и после изучения массы материала на эту тему сделал для себя вывод, что необходимо для постройки квадрокоптера, именно постройки с нуля и самому, покупать готовый вариант не хотел. Теперь хочу поделиться с Вами своим опытом постройки квадрокоптера на MultiWii SE v2.5. В статье постараюсь подробно описать весь процесс постройки квадрокоптера с нуля до первого полёта абсолютному новичку в этой теме, каким был сам некоторое время назад.

Квадрокоптер на MultiWii SE v2.5 — от задумки до первого полёта - 1

Немного теории о полётах на квадрокоптере

Коптер мы будем собирать на классической раме формы «X». Управлять коптером не так просто, как может показаться с первого взгляда, у него нет переда и зада как в радиоуправляемых автомобилях. При команде «вперед» квадрокоптер летит не туда, куда смотрит пилот, а туда, куда направлен нос квадрокоптера (на полётном контроллере есть соответствующая стрелка), это для новичков таит в себе большую опасность, т.к. с земли бывает трудно определить где нос у коптера, так что при постройке его нужно как-то пометить, например лучами другого цвета или размещением светодиодов. Управлять коптером, т.е. определять и задавать его ориентацию в пространстве мы будем углами тангажа, крена и рыскания + набор высоты. Полёт коптера в необходимом направлении достигается изменением этих трех углов. Например, чтобы полететь вперед, коптер должен наклониться носом к земле (тангаж).

Квадрокоптер на MultiWii SE v2.5 — от задумки до первого полёта - 2 Квадрокоптер на MultiWii SE v2.5 — от задумки до первого полёта - 3

Квадрокоптер на MultiWii SE v2.5 — от задумки до первого полёта - 4 Квадрокоптер на MultiWii SE v2.5 — от задумки до первого полёта - 5

Throttle — газ, набор высоты
Aileron — руль крена, элерон (roll)
Elevator — руль высоты, тангаж (pitch)
Rudder — руль направления, рыскание (yaw)
Моторы:
LFW — левый передний, вращение по часовой стрелке
RFC — правый передний, вращение против часовой стрелки
LBC — левый задний, вращение против часовой стрелки
RBW — правый задний, вращение по часовой стрелке

Квадрокоптер на MultiWii SE v2.5 — от задумки до первого полёта - 6

Необходимые комплектующие:

Полётный контроллер CRIUS MultiWii SE v2.5
Программатор FTDI
Рама HJ450
Моторы 2212-1000KV — 4шт.
Регуляторы скорости ESC 30A — 4шт.
Аккум 11.1V 2200Mah 3S 40C Li-Po (пример)
Зарядка для аккума B3 AC 2S-3S 7.4V 11.1V Li-Po Battery Balancer
Провод для аккума T-Plug
Пластиковые хомуты
Аппаратура управления FlySky FS-T6 2.4G 6CH в комплекте с приёмником
Пропеллеры 1045 (10х4.5) CW/CCW — 2шт. вращение по часовой стрелке + 2шт. вращение против часовой стрелки; пропеллеров берите побольше, т.к. пока научитесь управлять коптером, при падениях они будут ломаться на раз

Опционально:

Ножки для посадки
Тестер для аккума Li-Po Battery Voltage Indicator Tester Low Voltage (будет сигнализировать при разряде аккума)

Схема сборки:

Квадрокоптер на MultiWii SE v2.5 — от задумки до первого полёта - 7

Перед сборкой необходимо откалибровать регуляторы ESC, процесс следующий: подключаем мотор к регулю, регуль подключаем к каналу газа на приёмнике (CH3) и к аккуму, поднимаем стик газа на аппаратуре управления вверх до упора, включаем аппу — издаётся характерный звук, опускаем стик газа вниз до упора — издаётся характерный звук, далее тестируем — поднимаем/опускаем стик газа — проверяем работу, выключаем аппу — регулятор откалиброван; по такой аналогии калибруем все ESC (подходящее видео для наглядности).

Собираем раму, устанавливаем MultiWii, крепим моторы, подключаем регуляторы ESC: к моторам, к MultiWii и к аккуму («плюсы» и «минусы» от регулей соединяем между собой и подключаем соответственно к «+» и «-» аккума). Внимание, для изменения направления вращения мотора, необходимо просто поменять местами два любых провода из трёх идущих от мотора к ESC. Устанавливать MultiWii на раму желательно через площадку (я делал сам, но можно и купить) во избежании замыканий на корпус и для точности данных; так же я сделал небольшой «колхоз» для барометра — закрыл его поролоном для уменьшения погрешности в данных.

Моторы MultiWii Приёмник MultiWii
П.Л. D3 CH1 D4
П.П. D10 CH2 D5
З.Л. D11 Ch3 D2
З.П. D9 CH4 D6
CH5 (доп. канал) D8
CH6 (доп. канал) D7

Дополнительные каналы CH5 и CH6 можно использовать для включения функций: удержание высоты, возврат домой, управление подвесом камеры и т.п., более подробно можно почитать в этой статье. Диоды у меня подключены к «+» и «-» на A2. Программатор FTDI подключается в соответствующий разъём FTDI на плате.

Квадрокоптер на MultiWii SE v2.5 — от задумки до первого полёта - 8

Квадрокоптер на MultiWii SE v2.5 — от задумки до первого полёта - 9

Квадрокоптер на MultiWii SE v2.5 — от задумки до первого полёта - 10

Квадрокоптер на MultiWii SE v2.5 — от задумки до первого полёта - 11

Квадрокоптер на MultiWii SE v2.5 — от задумки до первого полёта - 12

Квадрокоптер на MultiWii SE v2.5 — от задумки до первого полёта - 13

Квадрокоптер на MultiWii SE v2.5 — от задумки до первого полёта - 14

Квадрокоптер на MultiWii SE v2.5 — от задумки до первого полёта - 15

Квадрокоптер на MultiWii SE v2.5 — от задумки до первого полёта - 16

Квадрокоптер на MultiWii SE v2.5 — от задумки до первого полёта - 17

После того, как мы всё собрали и подключили, необходимо залить прошивку в MultiWii, делать это нужно через программу Arduino IDE (скачать текущую версию можно здесь). Подключаем MultiWii к PC через программатор FTDI, запускаем Arduino IDE, в меню выбираем COM порт, к которому подключена плата, так же в меню выбираем тип платы, открываем прошивку (ссылка в конце статьи), открывать нужно файл MultiWii.ino, сверху вы увидите несколько вкладок, нас будет интересовать только config.h, в ней и нужно настраивать прошивку — в зависимости от необходимых настроек нужно раскомментировать (удалить «//») одну из строк в нужном разделе (ссылка на файл config.h с моими настройками в конце статьи), после настройки заливаем прошивку в MultiWii.

Теперь нужно продолжить настройку коптера через GUI, для этого будем использовать программу MultiWiiConf (ссылка в конце статьи). Подключаем MultiWii к PC через программатор FTDI, запускаем MultiWiiConf, в меню выбираем COM порт, к которому подключена плата, нажимаем кнопку START (на графике должны появится значения), перед редактированием параметров — нажимаем READ, для сохранения параметров — нажимаем WRITE. После того как Вы выбрали порт и нажали START (увидели, что график ожил, данные поступают), необходимо откалибровать датчики: для калибровки акселерометра — выставите коптер параллельно горизонту и нажмите кнопку CALIB_ACC, GUI ненадолго подвиснет, после этого убедитесь что оси ROLL и PITCH параллельны; для калибровки магнитометра (компаса) — нажмите на кнопку CALIB_MAG и вращайте коптер по всем осям или поочередно ставьте коптер на ребра в течении 30 сек. Так же после успешного соединения программы конфигуратора с вашим коптером, справа сверху Вы увидите голубые полоски, показывающие каналы вашего пульта, подвигайте стиками, чтобы убедится, что все работает верно. Стик в min положении должен показывать значение 1000, по центру 1500 и в max 2000; если это не так — отриммируйте пульт согласно инструкции к нему (ссылка в конце статьи). Помните, что полоски должны двигаться в соответствии с движениями стиков, т.е. если Вы поднимаете ручку газа вверх, то и полоска должна идти вверх (аналогично для других каналов), если это не так — сделайте реверс каналов вашего пульта. Так же в GUI можете выставить функции на доп. каналы, например удержание высоты (BARO). Функция выравнивание в горизонт (LEVEL) должна быть включена постоянно! Вот подходящее видео для наглядности работы программы MultiWiiConf.

Несколько отступлений по теме

Не ждите от функции удержание высоты (BARO) жёсткого висения в точке, т.к. для этого используется барометр — коптер конечно будет пытаться держать высоту, на которой Вы активировали функцию, но будет плавать в радиусе ± пару метров, как раз для точности данных с барометра и для его защиты от внешних воздействий я и делал «колхоз» с поролоном. Помните, удержание высоты нужно активировать на газу висения, т.е. тогда, когда Вы стиком газа добились того, что коптер ± держится на одной высоте и после активации функции не желательно трогать газ. Для более точного зависания в точке — лучше использовать дополнительный модуль GPS.

Функция удержания курса (MAG) очень капризная и её использование для меня закончилось плачевно, после активации и взлёта, коптер стал вращаться как волчок и стремительно от меня улетал, попытки определить нос коптера и вернуть его на курс не увенчались успехом, мне ничего другого не оставалось как бросить газ и бежать по направлению к падающей с неба точке. Вот небольшое видео и фото после падения. Может к такому поведению привёл не точно откалиброванный компас или магнитные помехи, или ещё что-то; в общем перед использованием почитайте инфу в интернете и будьте осторожны.

На будущее, может Вам пригодится, чтобы не таскать с собой на полёты ноут с программой MultiWiiConf — можно к контроллеру MultiWii подключить Bluetooth модуль HC-05 (подключается в разъём UART) и через приложения на Android (MultiWii Configuration и EZ-GUI Ground Station) по Bluetooth коннектится к коптеру, и производить необходимые настройки, аналогичные как в MultiWiiConf.

Процедура запуска моторов следующая: включаете питание на коптере (попищал), включаете аппу, стик газа из нижнего положения отводите вправо — моторы запустились (разармили) и вращаются на холостом ходу, теперь чтобы взлететь плавно прибавляйте газ; чтобы остановить моторы, стик газа из нижнего положения отводите влево — моторы остановились, выключаете питание на коптере, выключаете аппу.

На этом всё, надеюсь моя статья будет Вам полезна, а теперь можно устанавливать пропеллеры и вперёд, в нашем случае вверх, удачи Вам и меньше падений.

Небольшое видео моих полётов

Ссылки для скачивания:

Архив — прошивка MultiWii + программа MultiWiiConf
Файл config.h с моими настройками
Мануал по FlySky FS-T6

Автор: alexbus84

Источник

Поделиться

* - обязательные к заполнению поля