Isesõitva paadi ehitamine (ArduPilot Rover): 10 sammu (koos piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:46

Fusion 360 projektid »

Tead, mis on lahe? Mehitamata isesõitvad sõidukid. Nad on tegelikult nii lahedad, et me (minu unikaalsed kolleegid) hakkasime seda ise ehitama juba aastal 2018. Sellepärast võtsin ka sel aastal ette, et vabal ajal see lõpuks lõpetada.

Selles juhendis soovin seda projekti teiega jagada ja aidata teil oma isesõitvat sõidukit ehitada. Tegin ka väikese YouTube'i video, mis kriimustab projekti pinda ja annab teile kiire ülevaate kõigist äpardustest. See juhend on korrelatsioonijuhend, mis selgitab, kuidas see asi tegelikult töötab.

Kellele see juhend on mõeldud ja kuidas seda lugeda

Sellel juhendil on tegelikult kaks eesmärki. Ennekõike tahan jagada seda, mida olen ehitanud ja õppinud, ning tekitada teil huvi isesõitvate sõidukite ehitamise vastu. Teisene eesmärk on projekti ja enamiku selle üksikasjade dokumenteerimine, nii et minu vana ülikooli järgmine üliõpilasrühm, kes projekti võtab, teab, mis toimub.

Kui olete siin lõbu pärast, võite ignoreerida selliseid üksikasju nagu parameetrite loendid ja täpsed ühendusskeemid. Püüan sammud alguses väga üldised hoida, nii et neid saab rakendada mis tahes ArduPilot RC paadile ja panna üksikasjad lõppu.

Projekt viidi lõpule kahes osas ja Instructable järgib sama struktuuri. Ma viitan esimesele osale kui "lihastele", kuna see sisaldab kogu jõuelektroonikat ja paatide kere. Siis lähen üle "Ajust", mis on väike kast paadi peal, mis sisaldab põhikontrollerit ja kogu vastuvõtja saatja.

Kenterprise'i päritolu

Olgu, siin on selle projekti taustalugu, kui te pole seda videost juba kuulnud. See projekt sai alguse 2018. aastal, kui olin veel ülikoolis. Olime neljanda semestri lõpus ja läksime viienda poole. Meie ülikoolis saate meeskonnatööd teha umbes 6 kuud. Saate valida kas ettevalmistatud projektide loendist (hea võimalus saada hea hinne) või alustada oma projektiga (minu teada pole keegi seda varem teinud). Selle projekti eest saate ka 12 ainepunkti, mis muudab selle sama väärt kui bakalaureusetöö. Nii võib ebaõnnestumine teie üldist hinnet tõesti muuta.

Loomulikult otsustasin alustada projekti nullist ja leidsin 4 vaest hinge, kes järgnesid mulle sellel teekonnal meeskonnaprojekti prügikasti. Alustasime minimaalse nõutava meeskonna suurusega 5 inimest, kuid kaks meist lahkusid hiljem. Meile anti ka 1500 €, AGA me ei tohtinud seda kulutada ühelegi sellisele armsale Hiina veebipoele, kus on alati uusim ja parim elektroonika. Selle asemel olime seotud vanade heade Saksa elektroonikatarnijatega. Spoiler: Sel viisil on võimatu isesõitvaid paadikomponente hankida.

Algne Idee

Kui mõtlesime projektile ideed, mõtlesime teha midagi drooniga seotud asja, sest droonid on lihtsalt kõige lahedam asi üldse. Kuid tavalised lendavad droonid on juba asi ja me tahtsime ehitada midagi uudsemat. Nii otsustasime ehitada droonipaadi. Selle idee saime lähedal asuva järve tõttu.

Järve pindala on 12 km^2 ja see on enamasti vaid 1,5 m sügav. See tähendab, et see soojeneb suvekuul, samas kui vett on ka vähem. Tead, milline eluvorm armastab sooja vett: tsüanobakterid, mida Saksamaal nimetatakse ka sinisteks vetikateks. Õigetes tingimustes võivad need asjad kiiresti paljuneda ja katta suuri alasid, tekitades toksiine, mis võivad kahjustada nii inimesi kui ka loomi. Paadi eesmärk oli regulaarselt pühkida järvepinda ja mõõta vetika kontsentratsiooni. Seejärel saab kogutud andmed soojuskaardile printida, et mõista, millistel asjaoludel algea hakkab kogunema, ning anda ka kohalikele ja turistidele reaalajas hoiatusi.

Teine spoiler: me ei suutnud kunagi ehitada sinivetikate mõõteseadet ja paigaldada seda paati, kuna sellised sõlmed on väga kallid ja asuvad tavaliselt laeval 1mx1mx2m riiulis, mis on 1 meetri pikkuse jaoks ebapraktiline. paat. Uus fookus on automaatselt ja odavalt järve äärest sügavuskaartide loomine, et kohalik bioloog näeks, kuidas järvepõhi aja jooksul muutub. Praegu on selle skannimine vajaliku käsitsitöö tõttu väga kulukas.

Allapoole suunatud spiraal

Tagasi loo juurde. Taustteadmiste kogumise ja planeerimise esimese kahe kuu jooksul kaalusime, mida selline paat vajaks: kere, elektriline ajam, isesõitmise võimalused, Interneti juhitavus jne. Siis otsustasin, et peaksime peaaegu kõik ise ehitama, keskendudes autonoomsele sõidule. See oli halb mõte, idee, mis oli üsna hukule määratud ja arvata, mida see tegi? Täpselt 6 kuud hiljem olime oma aja ja higi valanud tohutusse RC -paati Kenterprise (Infographic pildil 4). Teel võitlesime piiratud raha, puuduva elektroonika ja halva meeskonnahaldusega, mille eest võtan suurema osa vastutusest.

Nii et seal see oli, Kenterprise, autonoomne mõõtesõiduk, mis ei olnud autonoomne ega mõõtnud midagi. Mitte palju edu, nagu näete. Lõppesitluse ajal grillisime. Õnneks tunnistas meie professor meie kuuldud tööd ja andis meile siiski hea hinde, mis on halvem kui ükski teine projektirühm viimastel aastatel, kuid ok.

Uuendus 2020

Ma nimetaksin seda õpilasprojekti absoluutseks prügikasti tuleks, kuid nagu ütleb vana ütlus: "prügikasti tulekahju armid muudavad teid tugevamaks". See kogemus aitas mul tõesti oma eesmärke asjakohaselt skaleerida ja keskenduda kõikidele järgmistele projektidele. Samuti meeldib mulle endiselt idee mehitamata sõidukist, mis võib aidata bioloogidel järveuuringuid teha, ja isesõitva paadi ehitamise üldine atraktiivsus. Sellepärast tahtsin nüüd, aasta hiljem, lõpetada selle, kasutades oma äsja saadud FPV drooniteadmisi, kaunist avatud lähtekoodiga projekti ArduPilot ja odavate elektroonika saitide võimsust.

Eesmärk ei olnud muuta seda täieõiguslikuks mõõtepaadiks, vaid saada kõik süsteemid tööle ja paigaldada autopiloot. See ei pea olema täiuslik. Tahtsin lihtsalt näha, et see paat sõidab ise kontseptsiooni tõestusena.

Seejärel annan tööl oleva autonoomse paadi ülikoolile edasi tulevasteks projektideks, näiteks merepõhja kaardistamiseks. Muide, ma ei olnud üksi. Mu sõber Ammar, kes oli ka projektirühmas juba aastal 2018, aitas mul paati katsetada.

Ilma pikema jututa asume asja juurde

Samm: lihased: kere

Kere on paadi suurim osa. Mitte ainult selle suurte mõõtmete (100 cm*80 cm) tõttu, vaid ka sellepärast, et selle kohandatud struktuuri ehitamiseks kulus palju aega. Kui ma seda uuesti teeksin, valiksin kindlasti riiuliosad. Riiulil olevat RC -paati meie jaoks kahjuks kaartides ei olnud, kuna nende paatide kandevõime on väga piiratud. Midagi sellist nagu bodyboard või surfboard või lihtsalt paar PVC toru ehituspoest oleks olnud palju lihtsam lahendus, mida ma võin ainult soovitada.

Igatahes algas meie kere Fusion 360 3D -mudeliga. Tegin väga üksikasjaliku mudeli ja läbisin mitu kordust, enne kui seda tegelikult ehitama hakkasime. Kindlasti andsin mudeli igale komponendile sobivad kaalud ja modelleerisin isegi interjööri. See võimaldas mul enne paadi ehitamist teada paadi ligikaudset kaalu. Tegin ka mõned ujuvuse kalibreerimised, sisestades "veetoru", lõigates sellega sõiduki ja arvutades veealuse mahu. Paat on katamaraan, kuna selline sõiduk lubab suuremat stabiilsust, siis ühe kerega paat.

Pärast palju modelleerimistunde hakkasime paati ellu äratama, lõigates kahe kere põhikuju polüstüreenplaatidest välja. Seejärel lõigati need kuju, täideti augud ja lihvisime palju. Sild, mis ühendab kahte korpust, on lihtsalt suur puidust kast.

Katsime kõik 3 kihi klaaskiuga. See samm võttis umbes 3 nädalat ja hõlmas päevade käsitsi lihvimist, et saada korralikult sile pind (0/10 ei soovita). Pärast seda värvisime selle kenasti kollaseks ja lisasime nime "Kenterprise". Nimi on kombinatsioon saksakeelsest sõnast "kentern", mis tähendab uppumist ja Star Treki kosmoselaeva "USS Enterprise". Me kõik arvasime, et see nimi sobib absoluutselt meie loodud koledusele.

2. samm: lihased: tõukejõusüsteem

Paadil, millel pole mootoreid ega purjeid, on triivpuidutüki sõiduomadused. Seetõttu pidime tühjale kerele lisama tõukejõusüsteemi.

Tahaksin teile anda veel ühe spoileri: meie valitud mootorid on liiga võimsad. Kirjeldan praegust lahendust ja selle puudusi ning pakun välja ka alternatiivse tõukejõusüsteemi.

Praegune lahendus

Me ei teadnud tegelikult, kui palju tõukejõudu paat vajab, nii et saime endale kaks võistluspaadi mootorit. Kõik need on mõeldud 1 m pikkuse RC võidusõidulaeva toiteks ja vastav elektrooniline kiirusregulaator (ESC) suudab pidevalt toita 90A (see tarbimine tühjendaks suure autoaku tunniga).

Need nõuavad ka vesijahutust. Tavaliselt ühendate lihtsalt ESC ja mootori mõne toruga, asetate sisselaskeava paadi ette ja asetate väljalaskeava propelleri ette. Nii tõmbab propeller järvevee läbi jahutussüsteemi. Kõnealune järv ei ole aga alati puhas ning see lahendus võib ummistada jahutussüsteemi ja põhjustada järvel väljas olles mootoririkke. Seetõttu otsustasime minna sisemise jahutusahela juurde, mis pumpab vett läbi kere peal asuva soojusvaheti (pilt 3).

Praegu on paadil kaks veepudelit mahutitena ja soojusvahetit pole. Mahutid lihtsalt suurendavad soojusmassi, nii et mootorite soojenemine võtab palju kauem aega.

Mootori võll on propsiga ühendatud kahe universaalse liigendi, telje ja niinimetatud ahtritoru abil, mis on mõeldud vee väljavoolu vältimiseks. Teisel pildil näete selle koostu külgvaadet. Mootor on 3D -prinditud kinnitusega nurga all paigaldatud ja rekvisiidid on ka trükitud (kuna purustasin vanad). Olin üsna üllatunud, kui sain teada, et need rekvisiidid peavad vastu mootorite jõududele. Nende tugevuse toetamiseks tegin terad 2 mm paksuseks ja trükkisin need 100% täidisega. Rekvisiitide kujundamine ja printimine on tegelikult päris lahe võimalus proovida erinevaid rekvisiite ja leida kõige tõhusam. Lisasin oma rekvisiitide 3D -mudelid.

Võimalik alternatiiv

Testimine näitas, et paat vajab aeglaselt (1 m/s) liikumiseks vaid 10–20% gaasihoovastikust. Otse 100% gaasile minek põhjustab tohutu voolutugevuse, mis lülitab kogu paadi täielikult välja. Samuti on jahutussüsteemi nõue üsna tüütu.

Parem lahendus võiks olla nn tõukejõud. Tõukejõul on mootor otse propelleriga ühendatud. Seejärel sukeldatakse kogu seade vee alla ja seetõttu jahutatakse. Siin on link väikesele tõukejõule koos vastava ESC -ga. See võib pakkuda maksimaalset voolu 30 A, mis tundub olevat sobivam suurus. Tõenäoliselt tekitab see väiksemaid vooluhüppeid ja gaasipedaali ei pea nii palju piirama.

3. samm: lihased: juhtimine

Tõukejõud on lahe, kuid paat peab ka pöörama. Selle saavutamiseks on mitmeid viise. Kaks levinumat lahendust on roolid ja diferentsiaaljõud.

Rudders tundus ilmne lahendus, nii et me läksime selle juurde. Ma modelleerisin Fusionis roolikomplekti ja 3D printisin roolid, hinged ja servokinnituse. Servode jaoks valime kaks suurt 25 kg servot, veendumaks, et suhteliselt suured roolid talusid veetõmmet. Seejärel paigutati servo kere sisse ja ühendati õhukeste juhtmete abil augu kaudu rooliga väljastpoolt. Lisasin video roolidest tegevuses. Seda mehaanilise sõlme liikumist on päris meeldiv vaadata.

Kuigi roolid nägid suurepärased välja, selgus esimestest proovisõitudest, et pöörderaadius nendega on umbes 10 m, mis on lihtsalt kohutav. Lisaks kipuvad roolid servodest lahti ühenduma, mistõttu paat ei saa juhtida. Viimane nõrk koht on nende juhtmete auk. See auk oli veele nii lähedal, et tagurdamine põhjustas selle uputamise, uputades seega kere sisemuse.

Selle asemel, et neid probleeme lahendada, eemaldasin roolid kõik koos, sulgesin augud ja otsisin diferentsiaaljõu lahendust. Diferentsiaaljõu korral pöörlevad kaks mootorit sõiduki pööramiseks vastupidises suunas. Kuna paat on peaaegu sama lai kui lühike ja mootorid asetsevad keskusest kaugel, võimaldab see kohapeal keerata. See nõuab vaid pisut konfigureerimistööd (ESC ja põhikontrolleri programmeerimine). Pidage meeles, et paat, mis kasutab diferentsiaaljõudu, liigub ringikujuliselt, kui üks mootoritest ebaõnnestub. Võimalik, et olen seda korra või kaks kogenud eelmises etapis kirjeldatud praeguse naastuprobleemi tõttu.

4. samm: lihased: aku

Mulle tundub, et RC -komponente, näiteks neid, mida selles paadis kasutatakse, saab toita peaaegu kõigega, alates kellaakust kuni tuumaelektrijaamani. Ilmselgelt on see natuke liialdatud, kuid neil on üsna lai pingevahemik. Seda vahemikku ei kirjutata andmekatetesse, vähemalt mitte voltides. See on peidetud S-reitingusse. See hinnang kirjeldab, kui palju järjestikku akuelemente see suudab taluda. Enamikul juhtudel viitab see liitiumpolümeeri (LiPo) elementidele. Nende pinge on täislaetuna 4,2 V ja tühjana umbes 3 V.

Paadimootorid väidavad, et saavad hakkama 2s kuni 6s, mis tähendab pingevahemikku 6V kuni 25,2V. Kuigi ma ei usaldaks alati ülempiiri, kuna mõned tootjad panevad teatavasti oma tahvlitele komponente, mis taluvad ainult madalamat pinget.

See tähendab, et on palju erinevaid kasutatavaid patareisid, kui need suudavad tarnida vajalikku voolu. Ja tegelikult käisin enne korraliku ehitamist läbi paar erinevat akut. Siin on kiire ülevaade kolmest aku iteratsioonist, mille paat läbis (siiani).

1. LiPo aku

Paati planeerides polnud meil aimugi, kui palju see energiat tarbib. Esimese aku puhul valime pakendi tuntud 18650 liitiumioonakudest. Jootsime need nikkelribade abil 4S 10P pakendisse. Selle komplekti pingevahemik on 12V kuni 16,8V. Igal elemendil on 2200 mAh ja selle maksimaalne tühjenemiskiirus on 2 ° C (üsna nõrk), seega 2*2200 mA. Kuna paralleelselt on 10 elementi, võib see pakkuda vaid 44A tippvoolu ja selle maht on 22 Ah. Paki varustasime ka akuhaldusplaadiga (BMS -ist lähemalt hiljem), mis hoolitseb laengu tasakaalustamise eest ja piirab voolu 20A -ni.

Paati katsetades selgus, et 20A maksimaalset voolu on waaaaay vähem kui mootorid tarbivad ja BMS katkestas pidevalt voolu, kui me ei olnud gaasipulgaga ettevaatlikud. Seetõttu otsustasin ühendada BMS -i ja ühendada aku otse mootoritega, et saada täielik 44Amp. Halb mõte!!! Kuigi patareid suutsid veidi rohkem energiat tarnida, ei suutnud elemente ühendavad nikkelribad sellega hakkama saada. Üks ühendustest sulas ja põhjustas paadi puidust sisemusest suitsu.

Jah, nii et see aku ei sobinud.

2. Auto aku

Oma 2020. aasta kontseptsiooni tõestuseks otsustasin kasutada suuremat akut. Kuid ma ei tahtnud lisaraha kulutada, seega kasutasin vana autoakut. Autoakud ei ole mõeldud täielikuks tühjendamiseks ja uuesti laadimiseks, neid tuleks alati täis laadida ja kasutada ainult lühikese voolutugevuse korral mootori käivitamiseks. Seetõttu nimetatakse neid käivitusakudeks. Nende kasutamine RC -sõiduki akuna lühendab oluliselt nende eluiga. On ka teist tüüpi pliiakuid, millel on sageli sama vormitegur ja mis on spetsiaalselt ette nähtud mitu korda tühjaks laadimiseks ja laadimiseks, mida nimetatakse sügava tsükli akuks.

Olin oma aku puudustest hästi teadlik, kuid tahtsin paati kiiresti testida ja aku oli niikuinii vana. Noh, see elas 3 tsüklit üle. Nüüd langeb pinge 12V -lt 5V -le iga kord, kui gaasipedaali vajutan.

3. LiFePo4 aku

"Kolmas kord on võlu" on see, mida nad ütlevad. Kuna ma ikkagi ei tahtnud oma raha kulutada, palusin oma ülikoolilt abi. Kindlasti oli neil kogu aeg minu unistuste aku. Meie Uni osaleb "Formula Student Electic" võistlusel ja seetõttu on tal elektriline võidusõiduauto. Võistlusmeeskond läks varem LiFePo4 rakkudelt üle 18650 LiPo elemendile, kuna need on kergemad. Seega on neil varuks mitu kasutatud LiFePo4 rakku, mida nad enam ei vaja.

Need rakud erinevad oma pingevahemikus LiPo või LiIon rakkudest. Nende nimipinge on 3,2 V ja see on vahemikus 2,5 V kuni 3,65 V. Panin 3 neist 60Ah rakkudest kokku 3S pakendisse. See pakk suudab pakkuda 3C tippvoolu. 180A ja selle maksimaalne pinge on vaid 11 V. Otsustasin mootori voolu vähendamiseks valida madalama süsteemi pinge. See pakk võimaldas mul lõpuks paadiga rohkem kui 5 minutit sõita ja isejuhtimisvõimet testida.

Mõni sõna aku laadimise ja ohutuse kohta

Patareid koondavad energiat. Energia võib muutuda soojuseks ja kui see kuumus võtab patareipõlengu kuju, on teil probleem käes. Sellepärast peaksite kohtlema akusid väärilise austusega ja varustama need õige elektroonikaga.

Akuelementidel on kolm võimalust surra.

1. Nende tühjendamine miinimumpingest allapoole (külm surm)
2. laadides neid üle maksimaalse nimipinge (võib põhjustada turset, tulekahju ja plahvatusi)
3. liiga suure voolu tõmbamine või nende lühistamine (seega pean tõesti selgitama, miks see võib halb olla)

Akuhaldussüsteem hoiab ära kõik need asjad, seetõttu peaksite neid kasutama.

5. samm: lihased: juhtmestik

Lihasosa juhtmestik on näidatud esimesel pildil. Altpoolt on meil aku, mis tuleks sobiva kaitsmega sulatada (praegu seda pole). Lisasin laadija ühendamiseks kaks välist kontakti. Oleks hea mõte asendada need korraliku XT60 pistikuga.

Siis on meil suur akulüliti, mis ühendab ülejäänud süsteemi akuga. Sellel lülitil on tegelik võti ja ma ütlen teile, seda on nii rahuldav keerata ja näha, kuidas paat ellu ärkab.

Aju on ühendatud maandatud patareidega, samal ajal kui ESC -sid ja servosid eraldab šunttakistus. See võimaldab mõõta voolu väikese oranži ühenduse kaudu, kuna see põhjustab šundtakisti väikese pingelanguse. Ülejäänud juhtmestik on lihtsalt punane kuni punane ja must kuni must. Kuna servosid tegelikult enam ei kasutata, võib neid lihtsalt ignoreerida. Jahutuspumbad on ainus paadi komponent, mis vajab täpselt 12 V pinget ja tunduvad, et need ei tööta hästi, kui pinge on sellest kõrgem või madalam. Seetõttu vajavad nad regulaatorit, kui aku pinge on üle 12 V, või suurendusmuundurit, kui see on alla selle.

Rooli juhtimisel läheksid mõlemad ESC signaaltraadid ajus samale kanalile. Kuid paat kasutab nüüd diferentsiaaljõudu aka. libisemisjuhtimine, nii et igal ESC -l peab olema oma eraldi kanal ja servosid pole üldse vaja.

6. samm: aju: komponendid

Aju on suur kastitäis huvitavat elektroonikat. Paljusid neist võib leida FPV võidusõidudroonidest ja osa neist võeti tegelikult minu enda droonist välja. Esimene pilt näitab kõiki elektroonilisi mooduleid. Need on korralikult virnastatud üksteise peale, kasutades messingist trükkplaate. See on võimalik, kuna FPV-komponendid on spetsiaalsete vormiteguritega, mida nimetatakse virnastamiskohaks. Altpoolt ülespoole sisaldab meie virn järgmist:

Toitejaotusplaat (PDB)

See asi teeb just seda, mida nimi viitab, ja jaotab võimu. Akus on kaks juhet ja see pakub mitut jootmispatja erinevate moodulite ühendamiseks akuga. See esialgne eelarveprojekt pakub ka 12V ja 5V regulaatorit.

Lennujuht (FC)

Lennujuht juhib ArduPilot Roveri püsivara. See teeb mitmesuguseid asju. See juhib mootorikontrollereid mitme PWM -väljundi kaudu, jälgib aku pinget ja voolu, ühendub erinevate andurite ning sisend- ja väljundseadmetega ning sellel on ka güroskoop. Võiks öelda, et see väike moodul on tegelik aju.

RC vastuvõtja

Vastuvõtja on ühendatud kaugjuhtimispuldiga. Minu puhul on tegemist RC -lennukite FlySky puldiga, millel on kümme kanalit ja mis loob isegi kahesuunalise side, nii et pult saab vastuvõtjalt ka signaale vastu võtta. Selle väljundsignaalid lähevad otse FC-sse ühe juhtme kaudu, kasutades nn I-bussi protokolli.

Video saatja (VTX)

Ajukastis on väike analoogkaamera. Kaamera videosignaal edastatakse FC -le, mis lisab videovoole ekraanikuva (OSD), mis sisaldab teavet, näiteks aku pinget. Seejärel edastatakse see VTX -le, mis edastab selle teise otsa spetsiaalsele 5,8 GHz vastuvõtjale. See osa pole tingimata vajalik, kuid on lahe näha, mida paat näeb.

Karbi peal on hunnik antenne. Üks on VTX -st, kaks RC -vastuvõtjast. Ülejäänud kaks antenni on järgmised komponendid.

Telemeetria moodul

433MHz antenn kuulub telemeetria moodulisse. See väike saatja on sisend-/väljundseade, mis ühendab lennujuhi maapealse jaamaga (sülearvuti, millel on 433 MHz USB -dongle). See ühendus võimaldab operaatoril parameetreid eemalt muuta ja saada andmeid sise- ja välisanduritelt. Seda linki saab kasutada ka paadi kaugjuhtimiseks.

GPS ja kompass

Suur ümmargune asi paadi peal ei ole tegelikult antenn. See on omamoodi, kuid see on ka terve GPS -moodul ja kompassimoodul. See võimaldab paadil teada saada oma asukohta, kiirust ja suunda.

Tänu droonituru kasvule on iga mooduli jaoks laias valikus komponente. Kõige tõenäolisem, et soovite vahetada, on FC. Kui soovite ühendada rohkem andureid ja vajate rohkem sisendeid, on saadaval palju võimsamaid riistvaravalikuid. Siin on nimekiri kõigist FC -dest, mida ArduPilot toetab, seal on isegi vaarika pi.

Ja siin on väike nimekiri täpselt kasutatud komponentidest:

• FC: Omnibus F4 V3S Aliexpress
• RC vastuvõtja: Flysky FS-X8B Aliexpress
• Telemeetria saatjate komplekt: 433MHz 500mW Aliexpress
• VTX: VT5803 Aliexpress
• GPS ja kompass: M8N Aliexpress
• Korpus: 200x200x100 mm IP67 Aliexpress
• Kaugjuhtimispult: FLYSKY FS-i6X Aliexpress
• Videovastuvõtja: Skydroid 5, 8 Ghz Aliexpress

7. samm: aju: juhtmestik

Aju saab oma tööpinge otse akult. See saab ka analoogpinge voolu šundist ja väljastab mõlema mootori juhtsignaalid. Need on välisühendused, millele pääseb ligi ajukastist väljastpoolt.

Sisemus tundub palju keerukam. Seetõttu tegin esimesel pildil väikese ühendusskeemi. See näitab seoseid kõigi eelmises etapis kirjeldatud komponentide vahel. Tegin ka paar pikendusjuhet PWM -väljundkanalite ja USB -pordi jaoks ning suunasin need korpuse taha (vt pilt 3).

Virna kasti kinnitamiseks kasutasin 3D -prinditud alusplaati. Kuna komponendid (eriti VTX) toodavad soojust, kinnitasin ka 40 mm ventilaatori koos veel ühe 3D -prinditud adapteriga. Lisasin äärtele 4 musta plastikut, et kruvida kast paadi külge ilma kaant avamata. Kõigi 3D -prinditud osade STL -failid on lisatud. Ma kasutasin epoksiidi ja kuuma liimi, et kõik kleepida.

8. samm: aju: ArduPiloti seadistamine

Ardupilot Wiki kirjeldab roveri seadistamist väga üksikasjalikult. Siin on Roveri dokumentatsioon. Kavatsen siin ainult pinda kriimustada. ArduPilot Roveri käivitamiseks pärast seda, kui kõik on õigesti ühendatud, on põhimõtteliselt järgmised sammud:

1. Flash ArduPilot püsivara FC -le (näpunäide: selleks võite kasutada tavalist FPV droonitarkvara Betaflight)
2. Installige Ground Station tarkvara nagu Mission Planner ja ühendage plaat (vt missiooni planeerija kasutajaliidest pildil 1)

3. Tehke riistvara põhiseadistus

   • kalibreerige güroskoop ja kompass
   • kalibreerige kaugjuhtimispult
   • seadistage väljundkanalid

4. Tehke täpsem häälestus, minnes läbi parameetrite loendi (pilt 2)

   • pinge ja voolu andur
   • kanalite kaardistamine
   • LEDid
5. Tehke proovisõit ja häälestage gaasi ja rooli parameetrid (pilt 3)

Ja buum, sul on isesõitev rover. Muidugi võtavad kõik need sammud ja seaded aega ning sellised asjad nagu kompassi kalibreerimine võivad olla üsna tüütud, kuid dokumentide, ArduPiloti foorumite ja YouTube'i õpetuste abil saate lõpuks sinna jõuda.

ArduPilot pakub teile täiustatud mänguväljakut, millel on sadu parameetreid, mille abil saate ehitada peaaegu igasuguse isesõitva sõiduki. Ja kui teil on midagi puudu, saate selle loomiseks kogukonnaga koostööd teha, kuna see suurepärane projekt on avatud lähtekoodiga. Võin ainult julgustada teid seda proovima, kuna see on tõenäoliselt lihtsaim viis autonoomsete sõidukite maailma sattumiseks. Kuid siin on väike profinõuanne: proovige seda enne hiiglasliku RC -paadi ehitamist lihtsa sõidukiga.

Siin on väike loetelu täpsematest seadetest, mille tegin oma konkreetse riistvara seadistamiseks:

• Muudetud kanalite kaardistamist RC MAP -is

  • Pigi 2-> 3
  • Gaas 3-> 2
• Aktiveeritud I2C RGB LED -id
• Raami tüüp = paat

• Liugjuhtimise seadistamine

  • Kanal 1 = ThrottleLeft
  • Kanal 2 = ThrottleRight
• Kanal 8 = lennurežiim
• Kanal 5 = sisselülitamine/desarmeerimine

• Seadke voolu ja aku monitor

  • BATT_MONITOR = 4
  • Seejärel taaskäivitage. BATT_VOLT_PIN 12
  • BATT_CURR_PIN 11
  • BATT_VOLT_MULT 11.0

9. samm: aju: kohandatud LED -kontroller

Esimene auhind konkursil Make it Move 2020