quadcopter

rcdrone


Радиоуправляемые мультикоптеры


Первый полет и первый крэш
quadcopter
rcdrone
Наконец-то! Настал тот день,когда квадрокоптер можно считать полностью собранным и готовым к полету!
Сегодня допаял оставишиеся детали  - например, я совсем забыл про выключатель, а без него очень тяжело постоянно вынимать аккумулятор из разъема XT60. Нашел красную кнопку-переключатель, припаял к ней провода AWG16 так, что она ставится в разрыв красного (плюсового) провода.
Вот так выглядит квадрокоптер в полностью собранном виде, но вместо шасси, которое показалось мне очень хрупким и ненадежным - 6-литровая банка от воды.
Готовый к полету квадрокоптер
В процессе аккуратных тестов, когда я потихонечку давал газу, выяснилось, что 4-й мотор (в левом нижнем углу на фото) почему-то включается позже всех и крутится медленнее всех. Это надо будет еще разбираться, выяснять причину-но в результате при подаче небольшого газа,недостаточного для взлета, коптер начинает крутиться по часовой стрелке - импульс не гасится этим мотором.
И тут случилась катастрофа! Я решил попробовать включить передатчик с не выключенным газом, при этом зная, что аппарат не должен включиться, пожаловавшись что газ не на нуле. Включил передатчик с небольшим газом, а коптер у меня сразу взлетел и упал на пол,переломав 3 пропеллера и одну ось на раме :(
оказалось что сам коптер был включен, поэтому он тут же взлетел, как только я включил передатчик. Ээх :(
Но мораль такова - эта фанерная рама никуда не годится, она от падения с 0,5 метровой высоты тут же сломалась. И еще надо настраивать 4-й мотор.
Вот фото после краша:
Коптер после краша

Зарядка одного пальчикового аккумулятора
quadcopter
rcdrone
Как я писал ранее, имеется нестандартное использование магнитов-таблеток - для держателя проводов при зарядке пальчиковых аккумуляторов. Я попробовал - действительно, очень удобный способ зарядки:
Зарядка аккума
Вот чуть крупнее:
Зарядка одного аккумулятора
Переходник я сам сделал из двух проводков и коннкетора для сервы, даже паять ничего не пришлось. К слову сказать, эти магнитики очень сильные, и очень хрупкие одновременно. Их лучше не оставлять друг от друга на расстоянии 10 см или меньше - обязательно врежутся друг в друга и могут отколоться края.

Паяю провода
quadcopter
rcdrone
Сегодня целый день паял провода. Паянием никогда раньше не занимался, поэтому можно сказать, это первый практический опыт.
Для того, чтобы запитать 4 мотора квадрокоптера, нужно разветвить единственный провод, идущий от батареи, на 4 провода - т.е. подключить все 4 мотора и регулятора их оборотов параллельно.
В результате я стал паять так:
- XT60-папу с проводами я использовал в качестве основы
- на каждый из 2 проводов припаял по 4 куска провода 16AWG
- на наконечники проводов надел колпачок от HXT 3.5mm коннектора-мамы, потом припаял сам коннектор-маму (это важно - концы под напряжением должны быть розетками (мамами), а не вилками (папами)); надел на провод термоусадочную трубку.  Сама трубка сжимается под воздействием тепла. Я поверял - обычным феном для волос она не сжимается, поэтому я сжимал ее прямо на паяльнике, посередине паяльника, там температура не такая высокая, как на наконечнике.
Вот что получилось. Обратите внимание, что контакты полностью спрятаны за красными защитными наконечниками, они не снимаются, вместо этого такой же красный наконечник-папа, который тоньше мамы, и внутри него коннектор-папа входят в этот наконечник полностью.
Коннектор XT60-4хHXT3.5
Потом я еще припаял к этим же проводам импульсный UBEC для получения напряжения 5В (чтобы не использовать ни один из 4х ESC- на которых тоже есть встроенный BEC, но он там линейный и его работа приводит к выделению тепла - зачем мне один регулятор перегревать от лишней нагрузки).
И в итоге все места пайки замотал изолентой. Вроде бы должно быть ОК.
Также паял коннекторы из тех же HXT3.5mm для соединения кадлого из ESC с этим мега-проводом, а также для соединения моторов с ESC. Итого потребуется 20 пар коннекторов. Моторы обязательно нужно через коннекторы соединять, т.к. чтобы сменить направление вращения мотора, надо поменять местами любые два провода.

Рама квадрокоптера частично собрана
quadcopter
rcdrone
Ну чтож, потихонечку движется дело постройки квадрокоптера. Хотя он и идет в полусобранном виде (лучи полностью собраны), но остается еще скрутить лучи с центральной основой, построить купол, прикрутить шасси и крепление для камеры.
Я пока собрал только лучи и центральную часть. Оказалось, что:
- фанера настолько хрупкая, что я сломал один луч, просто пытаясь вставить его в паз центральной части. К счастью, трещина была не большая, я ее заклеил купленным там же, на хоббикинге, клеем.
- для соединения лучей и центральной части в комплекте идут нейлоновые болты и гайки. В инструкции они разной длины, но по факту оказались максимальной длины (видимо предполагается откусывать излишки кусачкакми). Ввиду длинных болтов они не могут быть закручены навстречу друг другу при монтаже луча, пришлось их закручивать шляпками к друг к другу.
- сами гайки очень тугие и их невозможно закрутить на шурупы пальцами (в половине случаев). При закручивании пассатижами и отверткой отвертка прокручивает. пришлось закручивать двумя пассатижами - одними держал болт со стороны резьбы, другими крутил гайку.
Вот фотографии:
Центр квадрокоптера
Общий вид:
Внешний вид рамы квадрика
Вес этой рамы получился 140 грамм (если верить кухонным стрелочным весам).
Шасси и держатель для камеры пока собирать не буду, попробую взлететь на этом.

Конфигурирование передатчика HK-T6A V2
quadcopter
rcdrone
Передатчик пришел без диска с софтом, просто аппарат в картонной коробке. Чтобы его настроить, обязательно нужно подключить его к компьютеру специальным кабелем, который надо не забыть купить. Я не забыл :)
Чтобы настроить передатчик, нужно установить две программы: драйвер виртуального COM порта и t6config - программу по настройке с графическим интерфейсом. Софт лежит на странице передатчика на хоббикинге в разделе "Files". Хитрость в том, что последние версии драйвера COM порта приводят к зависанию программы настройки передатчика (в WinXP), поэтому драйвер ком-порта нужно ставить особенный, старый, вот этот. После запуска этого экзешника он просто распакует драйвер в какую-то папку, но не установит его. Установить драйвер придется ручками, выбрав в Диспетчере Устройств вариант "Порты (COM и LPT), и по правой кнопке выбрав "обновить драйвер" - "установить с диска".
Программа по настройке качается отсюда - в этом архиве тоже есть драйвер, но по первой ссылке он точно рабочий.
Вот так выглядит программа настройки:
t6config
Как конкретно настраивать, пока не разобрался. Надо подключать приемник и моторы, смотреть как крутятся.

Пришла посылка со всеми комплектующими
quadcopter
rcdrone
Наконец-то! Посылка со всеми комплектующими пришла. Таможню прошла без проблем. Масса коробки, по данным почты России, оказалась на 10% легче, чем по данным Хобби Кинга.
Количество комплектующих и их внешний вид в норме, претензий к почте и Хоббикингу нет, правда я не проверил в действии еще все из них. На данный момент проверил в работе зарядку и блок питания - работает исправно. Попробовал заряжать пальчиковые аккумы:
Зарядка
В праздник буду потихоньку разбираться и собирать квадрокоптер.

Способы заставить квадрокоптер летать
quadcopter
rcdrone
По отношению к типам пропеллеров, есть два способа заставить мультикоптер летать, при этом второй способ мало кому известен. Итак:
1) Делаем, как все: два мотора вращаются в стандартном направлении - против часовой стрелки, а два других мотора вращаются в обратном направлении - по часовой стрелке. При этом на квадрокоптер нужны, соответственно, два разных вида пропеллеров: тянущие (tractor), называемые также CCW (от сокращения против часовой стрелки) и толкающие (pusher, CW). При этом пропеллеры pusher редки, малораспространены - потому что для классических авиамоделей - планеров и самолетов - достаточно tractor пропов.
2) Малораспространенный способ: используем только tractor пропеллеры, т.е. все они будут вращаться против часовой стрелки. Если при этом ось пропеллеров будет вертикальна, то аппарат не взлетит или будет крутиться вокруг вертикальной оси, поскольку нет силы, компенсирующей вращение моторов. Поэтому выход такой: ставим моторы на раму под наклоном. Наклон всех моторов должен быть на левую сторону (если смотреть от центра коптера в сторону мотора) под примерно 6 градусов - в этом случае мотор будет компенсировать вращение. Но, наклонив моторы на 6 градусов, аппарат не сможет поворачиваться влево и вправо, т.к. силы скомпенсированы. Поэтому нужно два противоположных мотора наклонить сильнее, на 10-12 градусов, что позволит поворачивать аппарат налево, а два других мотора наклонить слабее (на 0-2 градуса), что позволит аппарату поворачиваться направо. Недостаток у такого способа установки моторов в небольшой потере подъемной силы, поскольку часть тяги будет тратиться на компенсацию вращения квадрокоптера вокруг вертикальной оси.

Правильные параметры мотора
quadcopter
rcdrone
При постройке мультикоптеров имеет большое значение выбор правильных параметров связки мотор-пропеллер (называемой также ВМГ - винто-моторная группа). Основные моменты:
- Есть быстровращающиеся и медленновращающиеся моторы. Параметр RPM/v (kv) отвечает за число оборотов в минуту на 1 ватт напряжения. Не стоит поддаваться обманчивому чувству, что "чем больше-тем лучше". Это не так. Чем больше скорость вращения мотора, тем меньший по размеру пропеллер нужен для него. Меньший пропеллер - это меньшая тяга.
- Размер пропеллеров. Чем больше пропеллер, тем больше инерция, тем сложнее этот пропеллер раскрутить или остановить.
Быстрые моторы не смогут раскрутить большие пропеллеры, им нужны маленькие. У маленьких пропеллеров низкая тяга, в результате аппарат может не смочь поднять в воздух нужный вес полезной нагрузки.
Для небольших квадрокоптеров советуют брать моторы с числом оборотов 1200 kv, что я собственно и сделал. Для тяжелых, больших мультикоптеров нужны низкооборотистые движки (порядка 750-850 kv), которые смогли бы раскрутить большие пропеллеры.
Также имеются различия в моторах по степени создаваемой ими вибрации при вращении. Это стоит учитывать и необходимо балансировать моторы, чтобы избежать чрезмерной вибрации. Вибрация плохо влияет на гироскопы в полетном контроллере и также она вредна для аэросъемок.

Цели и задачи на сезон
quadcopter
rcdrone
На сезон 2012 года хотелось бы достичь следующих целей:
1) практическое знакомство с квадрокоптерами и системами их стабилизации в полете. Посылка со всеми комплектующими для сборки квадрокоптера уже прошла таможню и я ее жду со дня на день.
2) постройка тяжелого октокоптера с массой полезной нагрузки до 3 кг, для целей поднятия в воздух цифровой зеркалки Canon 5D mark II для фото и видеосъемки + системы FPV для управления полетом аппарата с его борта.
Я начинаю с квадрокоптеров, чтобы отточить навыки постройки мультироторных систем на практике. Потом предстоит выбрать лучшие, наиболее подходящие для октокоптера моторы, регуляторы, батареи, полетный контроллер, раму, форму и размеры рамы и подвеса для камеры.
октокоптер
В идеале хотелось бы получить аппарат, который летает максимально плавно, без вибраций, и время полета составляет не менее 10 минут.

Обращенные вниз моторы и пропеллеры
quadcopter
rcdrone
Есть такой вид мультикоптеров, в котором все пропеллеры обращены вниз и работают в режиме "толкателей", толкают аппарат вверх, вместо того чтобы тянуть его в верх при классическом расположении моторов над рамой.
Вот о чем я говорю - обратите внимание, что аппарат не перевернут, просто все его моторы обращены вниз:
моторы вниз</a>
У такого расположения моторов есть свои плюсы:
- отсутствует проблема отрыва пропеллера от мотора в виду его недостаточно прочного закрепления: в перевернутом виде на пропеллерах, фактически, и лежит аппарат, опирается на них в своем полете.
- говорят, что аэродинамика такой конструкции лучше: в зоне турбулентности под пропеллером нет препятствий в виде рамы, и в результате аппарат имеет меньшие вибрации
- в аппарате, к которому подвешена тяжелая камера под рамой, становится более правильным расположение центра тяжести - он смещается вниз, ближе к камере, точнее ближе к плоскости вращения пропеллеров. Это способствует лучшей маневренности мультикоптера, лучшей управляемости им.

?

Log in

No account? Create an account