Construirea unei bărci cu conducere automată (ArduPilot Rover): 10 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

Proiecte Fusion 360 »

Știi ce e cool? Vehicule fără pilot fără pilot. Sunt atât de mișto, de fapt, încât noi (colegii mei uni și cu mine) am început să construim unul singur în 2018. De aceea mi-am propus anul acesta să-l terminăm în sfârșit în timpul liber.

În acest instructabil vreau să vă împărtășesc acest proiect și să vă ajut să vă construiți propriul vehicul cu conducere automată. De asemenea, am realizat un mic videoclip YouTube care zgârie suprafața proiectului și vă oferă o scurtă descriere a tuturor accidentelor de-a lungul drumului. Acest instructabil este ghidul de corelare care explică modul în care funcționează de fapt acest lucru.

Pentru cine este instructabil și cum să-l citească

Acest instructabil are de fapt două scopuri. În primul rând, vreau să împărtășesc ceea ce am construit și am învățat și să vă intereseze pe voi, băieți, să construiți vehicule cu conducere automată. Scopul secundar este de a documenta proiectul și majoritatea detaliilor sale, astfel încât următorul grup de studenți din vechea mea universitate, care preia proiectul, să știe ce se întâmplă.

Dacă sunteți aici doar pentru distracție, puteți ignora detalii precum listele de parametri și diagramele de cablare precise. Voi încerca să mențin pașii foarte generici la început, astfel încât să poată fi aplicați pe orice barcă ArduPilot RC și să pun detaliile la final.

Proiectul a fost finalizat în două părți, iar Instructable urmează aceeași structură. Mă voi referi la prima parte drept „mușchii”, deoarece include toate componentele electronice de putere și corpul bărcilor. Apoi, voi trece peste „Creierul”, care este o cutie mică deasupra bărcii, care conține controlerul principal și toate elementele emițătorului receptorului.

Originile Kenterprise

În regulă, aici este povestea acestui proiect, dacă nu l-ați auzit deja în videoclip. Acest proiect a început în 2018 când eram încă la universitate. Eram la sfârșitul semestrului 4 mergând spre al 5-lea. La universitatea noastră puteți face un proiect de echipă timp de aproximativ 6 luni. Puteți alege dintr-o listă de proiecte pregătite (șanse mari de a obține o notă bună) sau puteți începe propriul dvs. proiect (nimeni nu a făcut acest lucru până acum din câte știu eu). Veți obține, de asemenea, 12 puncte de credit pentru acest proiect, ceea ce îl merită la fel de mult ca teza de licență. În acest fel eșecul poate face cu adevărat o diferență în nota generală.

Desigur, am decis să încep un proiect de la zero și am găsit 4 suflete sărace care să mă urmărească în această călătorie într-un foc de gunoi al unui proiect de echipă. Am început cu echipa minimă necesară de 5 persoane, dar 2 dintre noi au plecat mai târziu. De asemenea, ni s-au dat 1500 €, DAR nu ni s-a permis să cheltuim pe niciunul dintre magazinele online chinezești minunate care au întotdeauna cea mai recentă și mai bună electronică. În schimb, eram legați de vechii furnizori de electronice germani. Spoiler: Este un fel de imposibil să obțineți astfel de componente pentru bărci.

Ideea originală

Când ne-am gândit la o idee pentru proiect, ne-am gândit să facem ceva legat de drone, deoarece dronele sunt cel mai tare lucru vreodată. Cu toate acestea, dronele zburătoare normale sunt deja un lucru și am vrut să construim ceva mai nou. Așa că am decis să construim o barcă cu drone. Am avut această idee din cauza unui lac din apropiere.

Lacul acoperă o suprafață de 12 km ^ 2 și este în cea mai mare parte doar 1,5m adâncime. Aceasta înseamnă că se încălzește în luna de vară, în timp ce există și mai puțină apă în ea. Știți ce formă de viață iubește apele calde: Cianobacteriile, denumite și algea albastră în Germania. În condițiile potrivite, aceste lucruri se pot reproduce în cel mai scurt timp și pot acoperi suprafețe mari, producând în același timp toxine care pot dăuna oamenilor și animalelor. Scopul bărcii a fost să măture regulat suprafața lacului și să măsoare concentrația algelor. Apoi, datele colectate pot fi tipărite pe o hartă de căldură pentru a înțelege în ce circumstanțe se formează algea și, de asemenea, pentru a emite avertismente în timp real localnicilor și turiștilor.

Un alt spoiler: Nu am reușit niciodată să construim un ansamblu de măsurare pentru algea albastră și să-l montăm pe o barcă, deoarece astfel de ansambluri sunt costisitoare și sunt de obicei găzduite într-un raft de 1mx1mx2m pe o navă, care este o dimensiune impracticabilă pentru o lungime de 1m barcă. Noul accent este de a crea automat și ieftin hărți de adâncime de pe lac, pentru a permite biologului local să vadă cum se schimbă albia lacului în timp. Scanarea în acest moment este foarte costisitoare datorită muncii manuale necesare.

O spirală descendentă

Înapoi la poveste. În primele două luni de colectare a cunoștințelor de bază și a planificării, ne-am gândit la ce ar avea nevoie o astfel de barcă: o carenă, un tren electric, capacități de conducere autonomă, controlabilitate pe internet,…. Atunci am decis că trebuie să construim noi înșine aproape totul, concentrându-ne pe conducerea autonomă. Aceasta a fost o idee proastă, o idee care a fost aproape condamnată să eșueze și să ghicească ce a făcut? Exact, 6 luni mai târziu ne turnasem timpul și transpiram într-o barcă imensă RC, Kenterprise (Infografic în imaginea 4). Pe drum ne-am luptat cu bani limitați, fără electronice disponibile și cu o conducere proastă a echipei, pentru care îmi asum cea mai mare responsabilitate.

Deci, acolo era, Kenterprise, un vehicul de măsurare autonom care nu era nici autonom, nici măsoară nimic. Nu prea mult succes, după cum puteți vedea. Am făcut grătar în timpul prezentării noastre finale. Din fericire profesorul nostru recunoaște munca noastră auzită și totuși ne-a dat o notă ok, mai rea decât orice alt grup de proiect din ultimii ani, dar ok.

Actualizarea din 2020

Aș considera că numesc acest proiect studențesc un foc de gunoi absolut, dar, așa cum se spune în vechea zicală: „cicatricile unui foc de gunoi te fac mai puternic”. Această experiență m-a ajutat cu adevărat să-mi scalez în mod adecvat obiectivele și să rămân concentrat în toate proiectele mele următoare. De asemenea, încă îmi place ideea unui vehicul fără pilot care să îi ajute pe biologi să facă sondaje la lac și atracția generală a construirii unei bărci cu conducere automată. De aceea, acum, un an mai târziu, am vrut să-l termin folosind noile cunoștințe de drone FPV, frumosul Open Source Project ArduPilot și puterea site-urilor electronice ieftine.

Scopul nu a fost să-l transforme într-o barcă de măsură completă, ci să pună toate sistemele în funcțiune și să instaleze un pilot automat. Nu trebuie să fie perfect. Am vrut doar să văd această barcă care se conduce ca o dovadă a conceptului.

Voi transmite apoi barca autonomă WORKING către universitate pentru proiecte viitoare precum cartarea fundului mării. Apropo, nu eram singur. Prietenul meu Ammar, care a fost și el în grupul de proiect în 2018, m-a ajutat să testez barca.

Fără alte întrebări, să intrăm în el

Pasul 1: Muschii: carena

Coca este cea mai mare parte a bărcii. Nu numai datorită dimensiunilor sale uriașe (100cm * 80cm), ci și pentru că a fost nevoie de mult timp pentru a construi această structură personalizată. Dacă aș face-o din nou, aș alege cu siguranță părțile din raft. Din păcate, o barcă RC de pe raft nu se afla pe carduri pentru noi, deoarece acele bărci au o capacitate utilă foarte limitată. Ceva de genul unei plăci de caroserie sau a unei plăci de surf sau doar câteva țevi din PVC din magazinul de hardware ar fi fost o soluție mult mai simplă pe care nu o pot recomanda decât.

Oricum, corpul nostru a început cu un model 3D în Fusion 360. Am făcut un model foarte detaliat și am trecut prin mai multe iterații înainte să începem să-l construim. M-am asigurat să dau fiecărei componente din model greutățile corespunzătoare și chiar am modelat interiorul. Acest lucru mi-a permis să cunosc greutatea aproximativă a bărcii înainte de a o construi. Am făcut și câteva calibrări de flotabilitate prin introducerea unei „linii de apă”, tăierea vehiculului cu ea și calcularea volumului care era sub apă. Barca este un catamaran, deoarece acest tip de vehicul promite o stabilitate mai mare, apoi o barcă cu o singură carenă.

După o grămadă de ore de modelare, am început să aducem barca la viață prin tăierea formei de bază a celor două corpuri din plăci de polistiren. Au fost apoi tăiate în formă, găuri umplute și am efectuat o mulțime de șlefuire. Podul care leagă cele două corpuri este doar o cutie mare din lemn.

Am acoperit totul cu 3 straturi de fibră de sticlă. Acest pas a durat aproximativ 3 săptămâni și a implicat zile de șlefuire manuală pentru a obține o suprafață decent netedă (0/10 nu ar recomanda). După aceea l-am pictat într-un galben frumos și am adăugat numele „Kenterprise”. Numele este o combinație a cuvântului german „kentern” care se traduce prin scufundare și nava spațială Star Trek „USS Enterprise”. Cu toții am crezut că acest nume este absolut potrivit pentru monstruozitatea pe care am creat-o.

Pasul 2: Muschii: Sistem de propulsie

O barcă fără motoare sau pânze are caracteristicile de conducere ale unei bucăți de lemn în derivă. Prin urmare, a trebuit să adăugăm un sistem de propulsie la corpul gol.

Aș vrea să vă ofer un alt spoiler: motoarele pe care le alegem sunt mult prea puternice. Voi descrie soluția actuală și deficiențele acesteia și voi propune, de asemenea, un sistem alternativ de propulsie.

Soluția actuală

Nu am știut cu adevărat cât de multă tracțiune avea nevoie barca, așa că am obținut două dintre aceste motoare pentru bărci de curse. Fiecare dintre acestea este menit să alimenteze o barcă de curse RC lungă de 1 m, iar regulatorul electronic de viteză corespunzător (ESC) poate livra 90A continuu (acest consum ar consuma o baterie mare de mașină într-o oră).

De asemenea, necesită răcire cu apă. De obicei, pur și simplu conectați ESC și motorul cu niște tuburi, așezați intrarea în partea din față a bărcii și așezați priza în fața elicei. În acest fel elica trage apa lacului prin sistemul de răcire. Cu toate acestea, lacul în cauză nu este întotdeauna curat și această soluție poate înfunda sistemul de răcire și poate provoca o defecțiune a motorului în timp ce se află pe lac. De aceea, am decis să optăm pentru o buclă de răcire internă care pompează apa printr-un schimbător de căldură deasupra corpului corpului (imaginea 3).

Deocamdată barca are două sticle de apă ca rezervoare și nu are schimbător de căldură. Rezervoarele măresc pur și simplu masa termică, astfel încât motoarele durează mult mai mult timp pentru a se încălzi.

Arborele motorului este conectat la suport prin două îmbinări universale, un axel și un așa-numit tub de pupă, menit să mențină apa afară. Puteți vedea o vedere laterală a acestui ansamblu în a doua imagine. Motorul este montat într-un unghi cu o montură imprimată 3D, iar elementele de recuzită sunt, de asemenea, imprimate (pentru că le-am rupt pe cele vechi). Am fost destul de surprins să aflu că aceste recuzite pot rezista forțelor motoarelor. Pentru a le susține rezistența, am făcut lamele groase de 2 mm și le-am imprimat cu umplutură 100%. Proiectarea și tipărirea accesoriilor este de fapt o oportunitate destul de interesantă de a încerca diferite tipuri de recuzită și de a găsi cea mai eficientă. Am atașat modelele 3D ale accesoriilor mele.

O posibilă alternativă

Testele au arătat că barca are nevoie doar de 10-20% din intervalul de accelerație pentru a se deplasa încet (la 1m / s). Mergând direct la accelerație 100% provoacă o creștere enormă a curentului, care dezactivează complet întreaga barcă. De asemenea, cerința unui sistem de răcire este destul de enervant.

O soluție mai bună ar putea fi așa-numitele propulsoare. Un propulsor are motorul conectat direct la elice. Întregul ansamblu este apoi scufundat și, prin urmare, răcit. Iată un link către un propulsor mic cu ESC corespunzător. Acest lucru poate oferi un curent maxim de 30 A, care pare o dimensiune mai adecvată. Probabil va crea moduri de vârfuri de curent mai mici, iar accelerația nu trebuie să fie limitată atât de mult.

Pasul 3: Muschii: direcție

Propulsia este rece, dar și o barcă trebuie să se întoarcă. Există mai multe modalități de a realiza acest lucru. Cele mai frecvente două soluții sunt cârme și tracțiune diferențială.

Cârmele păreau o soluție evidentă, așa că am optat pentru ea. Am modelat un ansamblu de cârmă în Fusion și am imprimat 3D cârmele, balamalele și un servomotor. Pentru servouri alegem două Servo-uri mari de 25 kg pentru a ne asigura că cârmele relativ mari au fost capabile să reziste la tragerea apei. Apoi, servo-ul a fost poziționat în interiorul corpului și conectat la cârma din exterior printr-o gaură folosind fire subțiri. Am atașat un videoclip cu cârme în acțiune. Este destul de plăcut să urmărești mișcarea acestui ansamblu mecanic.

Deși cârmele arătau grozav, primele test drive-uri au dezvăluit că raza de viraj cu ele este de aproximativ 10 m, ceea ce este doar teribil. În plus, cârmele tind să se deconecteze de la servomotoare, făcând barca să nu poată conduce. Punctul slab final este gaura pentru acele fire. Această gaură era atât de aproape de apă, încât inversarea a făcut ca aceasta să fie scufundată, inundând astfel interiorul corpului.

În loc să încerc să rezolv aceste probleme, am îndepărtat cârmele toate împreună, am închis găurile și am căutat o soluție de împingere diferențială. Cu tracțiune diferențială, cele două motoare se rotesc în direcția opusă pentru a face vehiculul să se întoarcă. Deoarece barca este aproape la fel de largă pe cât de scurtă și motoarele sunt poziționate departe de centru, acest lucru permite virarea pe loc. Necesită doar un pic de lucru de configurare (programarea ESC și a controlerului principal). Rețineți că o barcă care folosește tracțiune diferențială va circula în cercuri dacă unul dintre motoare cedează. S-ar putea să fi experimentat asta o dată sau de două ori din cauza problemei curente cu vârful descrisă în pasul anterior.

Pasul 4: Muschii: baterie

Pentru mine, se pare că componentele RC, cum ar fi cele utilizate în această barcă, pot fi alimentate de aproape orice, de la o baterie de ceas până la o centrală nucleară. Evident, aceasta este o exagerare, dar au o gamă de tensiune destul de largă. Această gamă nu este scrisă în sheat-urile de date, cel puțin nu în Volți. Este ascuns în ratingul S. Această evaluare descrie câte baterii din serie poate suporta. În cele mai multe cazuri se referă la celulele din litiu polimer (LiPo). Acestea au o tensiune de 4,2V când sunt complet încărcate și o tensiune de aproximativ 3V când sunt goale.

Motoarele bărcilor pretind că sunt capabile să manevreze 2s până la 6s, ceea ce se traduce într-o gamă de tensiune de 6V până la 25,2V. Deși nu aș avea întotdeauna încredere în limita superioară, deoarece se știe că unii producători așează componente pe plăcile lor care pot rezista doar la tensiuni mai mici.

Aceasta înseamnă că există o mare varietate de baterii utilizabile, atâta timp cât acestea pot furniza curentul necesar. Și am trecut de fapt prin câteva baterii diferite înainte de a construi una adecvată. Iată o descriere rapidă a celor trei iterații ale bateriei prin care a trecut barca (până acum).

1. Acumulator LiPo

Când am planificat barca, nu am avut nici o idee despre câtă energie ar consuma. Pentru prima baterie alegem să construim un pachet din binecunoscutele celule 18650 Lithium Ion. Le-am lipit într-un pachet 4S 10P folosind benzi de nichel. Acest pachet are o gamă de tensiune de la 12V la 16,8V. Fiecare celulă are 2200mAh și este evaluată la o rată maximă de descărcare de 2C (destul de slabă), deci 2 * 2200mA. Deoarece există 10 celule în paralel, acesta poate furniza curenți de vârf de doar 44A și are o capacitate de 22Ah. De asemenea, am echipat pachetul cu o placă de gestionare a bateriei (mai multe despre BMS mai târziu) care se ocupă de echilibrarea încărcării și limitează curentul la 20A.

La testarea bărcii, s-a dovedit că 20A din curentul maxim este cu mult mai mic decât consumă motoarele și BMS tăia constant puterea dacă nu am fi atenți cu bara de pământ. De aceea am decis să fac legătura între BMS și să conectez bateria direct la motoare pentru a obține 44Amp complet. Idee rea!!! În timp ce bateriile au reușit să ofere ceva mai multă putere, benzile de nichel, conectând celulele, nu au reușit. Una dintre conexiuni s-a topit și a făcut ca interiorul din lemn al bărcii să producă fum.

Da, deci această baterie nu era chiar potrivită.

2. Baterie auto

Pentru dovada mea de concept din 2020, am decis să folosesc o baterie mai mare. Cu toate acestea, nu am vrut să cheltuiesc bani în plus, așa că am folosit o baterie de mașină veche. Bateriile auto nu sunt menite să fie complet descărcate și reîncărcate, ele trebuie întotdeauna menținute la încărcare completă și utilizate numai pentru explozii scurte de curent pentru a porni un motor. De aceea se numesc baterii de pornire. Utilizarea acestora ca baterie pentru un vehicul RC reduce semnificativ durata lor de viață. Există un alt tip de baterie cu plumb care are adesea același factor de formă și este special concepută pentru a fi descărcată și reîncărcată de mai multe ori, numită baterie Deep Cycle.

Am fost conștient de scurtele veniri ale bateriei, dar am vrut să testez rapid barca și oricum bateria era veche. Ei bine, a supraviețuit 3 cicluri. Acum tensiunea scade de la 12V la 5V ori de câte ori lovesc clapeta de accelerație.

3. Acumulator LiFePo4

„A treia oară este un farmec” este ceea ce spun ei. Deoarece încă nu voiam să-mi cheltuiesc banii, am cerut ajutor universității mele. Sigur, au avut bateria visului meu tot timpul. Uni nostru participă la competiția „Formula Student Electic” și, prin urmare, are o mașină de curse electrică. Echipa de curse a trecut anterior de la celulele LiFePo4 la 18650 de celule LiPo deoarece acestea sunt mai ușoare. Deci, au o serie de celule LiFePo4 utilizate de care nu mai au nevoie.

Aceste celule diferă de celulele LiPo sau LiIon în domeniul lor de tensiune. Au o tensiune nominală de 3,2V și variază de la 2,5V la 3,65V. Am asamblat 3 dintre acele celule 60Ah într-un pachet 3S. Acest pachet poate livra curenți de vârf de 3C aka. 180A și are o tensiune maximă de doar 11V. Am decis să aleg o tensiune mai mică a sistemului pentru a reduce curentul motorului. Acest pachet mi-a permis în cele din urmă să conduc barca timp de mai mult de 5 minute și să testez capacitățile de conducere automată.

Un cuvânt despre încărcarea bateriei și siguranță

Bateriile concentrează energia. Energia se poate transforma în căldură și dacă această căldură ia forma unui foc de baterie, aveți o problemă pe mână. De aceea ar trebui să tratați bateriile cu respectul pe care îl merită și să le echipați cu electronica potrivită.

Celulele bateriei au 3 moduri de moarte.

1. Descărcarea acestora sub tensiunea minimă nominală (deces la rece)
2. încărcarea acestora peste tensiunea nominală maximă (poate provoca umflături, incendii și explozii)
3. desenând prea mult curent sau scurtcircuitându-le (așa că trebuie să explic de ce ar putea fi rău)

Un sistem de gestionare a bateriei previne toate aceste lucruri, de aceea ar trebui să le utilizați.

Pasul 5: Muschii: Cablare

Cablajul pentru partea musculară este prezentat în prima imagine. În partea de jos avem bateria care ar trebui să fie fuzionată cu o siguranță adecvată (chiar acum nu există). Am adăugat două contacte externe pentru a conecta un încărcător. Ar fi o idee bună să le înlocuiți cu un conector XT60 adecvat.

Apoi avem un comutator mare al bateriei, care conectează restul sistemului la baterie. Acest comutator are o cheie reală și permiteți-mi să vă spun, este atât de satisfăcător să îl întoarceți și să vedeți barca prindând viață.

Creierul este conectat la masa bateriilor, în timp ce ESC-urile și Servo-urile sunt separate printr-un rezistor de șunt. Acest lucru permite măsurarea curentului prin mica conexiune portocalie, deoarece provoacă o mică cădere de tensiune peste rezistența de șunt. Restul cablajului este doar roșu spre roșu și negru spre negru. Deoarece servo-urile nu mai sunt folosite, pot fi ignorate. Pompele de răcire sunt singura componentă a bărcii care necesită exact 12V și nu par să funcționeze bine dacă tensiunea este mai mare sau mai mică decât aceasta. Prin urmare, au nevoie de un regulator dacă tensiunea bateriei este peste 12V sau de un convertor step-up dacă este sub aceasta.

Cu direcția cârmei, ambele fire de semnal ESC ar merge pe același canal de pe creier. Cu toate acestea, barca utilizează acum forța diferențială aka. direcția de derapare, astfel încât fiecare ESC trebuie să aibă propriul canal separat, iar servomotoarele nu sunt deloc necesare.

Pasul 6: Creier: componente

Creierul este o cutie mare plină de electronice interesante. Multe dintre acestea pot fi găsite în dronele de curse FPV, iar unele dintre ele au fost scoase de fapt din propria mea dronă. Prima imagine prezintă toate modulele electronice. Acestea sunt stivuite ordonate una peste cealaltă folosind standoff-uri din alamă PCB. Acest lucru este posibil deoarece componentele FPV vin sub formă de factori speciali denumiți site-ul stivei. De jos în sus, stiva noastră conține următoarele:

Placă de distribuție a energiei (PDB)

Acest lucru face exact ceea ce implică numele și distribuie puterea. Două fire de la baterie intră și oferă mai multe tampoane de lipit pentru a conecta diferite module la baterie. Acest PDB oferă, de asemenea, un regulator de 12V și 5V.

Controler de zbor (FC)

Controlerul de zbor rulează firmware-ul ArduPilot Rover. Face o varietate de lucruri. Controlează controlerele motorului prin mai multe ieșiri PWM, monitorizează tensiunea și curentul bateriei, se conectează la diferiți senzori și dispozitive de intrare și ieșire și are și un giroscop. Ai putea spune că acest mic modul este creierul propriu-zis.

Receptor RC

Receptorul este conectat la o telecomandă. În cazul meu, este o telecomandă FlySky pentru avioane RC care are zece canale și chiar stabilește o comunicație bidirecțională, astfel încât telecomanda să poată primi și semnale de la receptor. Semnalele sale de ieșire merg direct către FC printr-un singur fir folosind așa-numitul protocol I-bus.

Transmițător video (VTX)

Cutia creierului are o mică cameră analogică. Semnalul video al camerei este transmis către FC care adaugă un ecran pe ecran (OSD) la fluxul video, conținând informații precum tensiunea bateriei. Apoi este transmis VTX-ului care îl transmite către un receptor special de 5,8 GHz la celălalt capăt. Această parte nu este strict necesară, dar este mișto să poți vedea ce vede barca.

În partea de sus a cutiei sunt o grămadă de antene. Unul este de la VTX, doi de la receptorul RC. Celelalte două antene sunt următoarele componente.

Modul de telemetrie

Antena de 433 MHz aparține unui modul de telemetrie. Acest mic transmițător este un dispozitiv de intrare / ieșire care conectează controlerul de zbor la stația de la sol (un laptop cu un dongle USB de 433 MHz). Această conexiune permite operatorului să schimbe de la distanță parametrii și să obțină date de la senzorii interni și externi. Această legătură poate fi utilizată și pentru a controla de la distanță barca.

GPS și busolă

Marele lucru rotund de deasupra bărcii nu este de fapt o antenă. Ei bine, este un fel, dar este, de asemenea, un întreg modul GPS și un modul busolă. Acesta este ceea ce permite bărcii să cunoască poziția, viteza și orientarea sa.

Datorită creșterii pieței dronelor, există o mare varietate de componente din care puteți alege pentru fiecare modul. Cel mai probabil că ați dori să comutați este FC. Dacă doriți să conectați mai mulți senzori și aveți nevoie de mai multe intrări, există o varietate de opțiuni hardware mai puternice. Iată o listă cu toate FC-urile pe care le suportă ArduPilot, există chiar și un pi zmeură acolo.

Iată o mică listă cu componentele exacte pe care le-am folosit:

• FC: Omnibus F4 V3S Aliexpress
• Receptor RC: Flysky FS-X8B Aliexpress
• Set emițător de telemetrie: 433MHz 500mW Aliexpress
• VTX: VT5803 Aliexpress
• GPS și busolă: M8N Aliexpress
• Carcasă: 200x200x100 mm IP67 Aliexpress
• Telecomandă: FLYSKY FS-i6X Aliexpress
• Receptor video: Skydroid 5, 8 Ghz Aliexpress

Pasul 7: Creier: Cablare

Creierul își obține tensiunea de funcționare direct de la baterie. De asemenea, primește o tensiune analogică de la șuntul de curent și transmite semnalele de control pentru ambele motoare. Acestea sunt conexiunea externă care este accesibilă din exteriorul cutiei creierului.

Interiorul pare mult mai complicat. De aceea am realizat mica schemă de cablare din prima imagine. Aceasta arată conexiunile dintre toate componentele diferite pe care le-am descris în pasul anterior. De asemenea, am realizat câteva cabluri de extensie pentru canalele de ieșire PWM și portul USB și le-am direcționat către partea din spate a carcasei (vezi imaginea 3).

Pentru a monta stiva pe cutie am folosit o placă de bază imprimată 3D. Deoarece componentele (în special VTX) produc căldură, am atașat și un ventilator de 40 mm cu încă un adaptor tipărit 3D. Am adăugat 4 bucăți de plastic negru pe margini pentru a înșuruba cutia pe barcă fără a fi nevoie să deschid capacul. Fișierele STL pentru toate părțile imprimate 3D sunt atașate. Am folosit epoxidic și niște lipici fierbinte pentru a lipi totul de.

Pasul 8: Creier: ArduPilot Setup

Wiki-ul Ardupilot descrie cum să configurați un rover în detaliu. Iată documentația Rover. Aici voi zgâria suprafața. În principiu sunt următorii pași pentru a pune în funcțiune un ArduPilot Rover după ce totul este conectat corect:

1. Firmware Flash ArduPilot către FC (Tipp: puteți utiliza Betaflight, un software comun pentru drone FPV)
2. Instalați un software pentru stația de la sol, cum ar fi Mission Planner și conectați placa (consultați interfața de utilizare a planificatorului de misiuni din imaginea 1)

3. Efectuați o configurare hardware de bază

   • calibrează giroscopul și busola
   • calibrează telecomanda
   • configurați canalele de ieșire

4. Efectuați o configurare mai avansată parcurgând lista de parametri (imaginea 2)

   • senzor de tensiune și curent
   • cartarea canalelor
   • LED-uri
5. Faceți un test și reglați parametrii pentru accelerație și direcție (imaginea 3)

Și boom, ai un rover cu conducere automată. Desigur, toți acești pași și setări necesită ceva timp și lucruri precum calibrarea busolei pot fi destul de obositoare, dar cu ajutorul documentelor, forumurilor ArduPilot și tutorialelor YouTube puteți ajunge în cele din urmă acolo.

ArduPilot vă oferă un loc de joacă avansat cu sute de parametri pe care îi puteți folosi pentru a construi cam orice vehicul cu conducere automată la care vă puteți gândi. Și dacă îți lipsește ceva, poți interacționa cu comunitatea pentru a-l construi, deoarece acest mare proiect este open source. Nu vă pot încuraja decât să încercați, deoarece acesta este probabil cel mai simplu mod de a intra în lumea vehiculelor autonome. Iată însă un mic sfat pro: Încercați-l cu un vehicul simplu înainte de a construi o barcă RC uriașă.

Iată o mică listă cu setările avansate pe care le-am făcut pentru configurarea hardware specială:

• S-a schimbat maparea canalelor în RC MAP

  • Pitch 2-> 3
  • Accelerație 3-> 2
• LED-uri I2C RGB activate
• Tipul cadrului = Barcă

• Configurați direcția de derapare

  • Canalul 1 = ThrottleLeft
  • Canalul 2 = ThrottleRight
• Canalul 8 = FlightMode
• Canalul 5 = Armare / Dezarmare

• Configurați monitorul curentului și bateriei

  • BATT_MONITOR = 4
  • Apoi reporniți. BATT_VOLT_PIN 12
  • BATT_CURR_PIN 11
  • BATT_VOLT_MULT 11.0

Pasul 9: Creier: controler LED personalizat

Premiul I în concursul Make it Move 2020