Bou van 'n selfryende boot (ArduPilot Rover): 10 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:23

Fusion 360 -projekte »

Weet jy wat cool is? Onbemande selfbestuurde voertuie. Hulle is eintlik so gaaf dat ons (ek en my uni -kollegas) self begin bou het in 2018. Daarom het ek ook hierdie jaar besluit om dit uiteindelik in my vrye tyd af te handel.

In hierdie Instructable wil ek hierdie projek met u deel en u in staat stel om u eie selfbesturende voertuig te bou. Ek het ook 'n klein YouTube -video gemaak wat die oppervlak van die projek krap en 'n vinnige oorsig gee van al die ongelukke onderweg. Hierdie instruksies is die korrelasiegids wat verduidelik hoe hierdie ding eintlik werk.

Vir wie is hierdie instruksie moontlik en hoe om dit te lees

Hierdie instruksies het eintlik twee doeleindes. Eerstens wil ek deel wat ek opgebou en geleer het, en wil u belangstel om selfbestuurde voertuie te bou. Die sekondêre doel is om die projek en die meeste besonderhede daarvan te dokumenteer, sodat die volgende studentegroep aan my ou universiteit wat die projek opneem, weet wat aangaan.

As u net hier vir die plesier is, kan u besonderhede soos parameterlyste en presiese bedradingsdiagramme ignoreer. Ek sal probeer om die stappe in die begin baie algemeen te hou, sodat dit op enige ArduPilot RC -boot toegepas kan word en die besonderhede aan die einde kan plaas.

Die projek is in twee dele voltooi en die Instructable volg dieselfde struktuur. Ek gaan na die eerste deel verwys as die 'spiere', aangesien dit al die kragelektronika en die bote se romp insluit. Dan gaan ek oor die 'brein', 'n boksie bo -op die boot, wat die hoofkontroleerder en al die ontvanger -sender bevat.

Die oorsprong van die Kenterprise

Goed, hier is die agtergrond van hierdie projek, as u dit nog nie in die video gehoor het nie. Hierdie projek het in 2018 begin toe ek nog op universiteit was. Ons was aan die einde van die 4de semester in die rigting van die 5de. By ons universiteit kan u ongeveer 6 maande lank 'n spanprojek doen. U kan óf kies uit 'n lys voorbereide projekte ('n goeie kans op 'n goeie graad), óf u kan u eie projek begin (niemand het dit tot dusver gedoen nie). U kry ook 12 kredietpunte vir hierdie projek, wat dit soveel werd maak as die baccalaureus -proefskrif. Op hierdie manier kan mislukking werklik 'n verskil in u algehele graad maak.

Ek het natuurlik besluit om 'n projek van nuuts af te begin en het vier arme siele gevind om my op hierdie reis na 'n vullis van 'n spanprojek te volg. Ons het begin met die minimum vereiste spangrootte van 5 mense, maar 2 van ons het later vertrek. Ons het ook 1500 € gekry, maar ons mag dit nie spandeer op enige van die pragtige Chinese webshops wat altyd die nuutste en beste elektronika het nie. In plaas daarvan was ons gebonde aan goeie ou Duitse elektroniese verskaffers. Bederf: Dit is nogal onmoontlik om selfbestuurde bootkomponente op hierdie manier te kry.

Die oorspronklike idee

Toe ons aan 'n idee vir die projek dink, het ons daaraan gedink om iets met drone te doen, want drones is net die coolste ding ooit. Normale vlieënde drones is egter reeds 'n ding, en ons wou iets nuwer bou. Daarom het ons besluit om 'n hommeltuigboot te bou. Ons het hierdie idee gekry as gevolg van 'n meer in die omgewing.

Die meer beslaan 'n oppervlakte van 12 km^2 en is meestal net 1,5 m diep. Dit beteken dat dit in die somermaand warm word, terwyl daar ook minder water is. U weet watter lewensvorm lief is vir warm water: Cyanobacteria, ook na verwys as blou alg in Duitsland. Onder die regte omstandighede kan hierdie dinge binne 'n kort tyd voortplant en groot oppervlaktes dek, terwyl dit gifstowwe produseer wat mense sowel as diere kan benadeel. Die doel van die boot was om die oppervlak van die meer gereeld te vee en die alge -konsentrasie te meet. Vervolgens kan die versamelde data op 'n hittekaart gedruk word om te verstaan onder watter omstandighede algea begin opbou en ook waarskuwings aan inwoners en toeriste in reële tyd kan uitreik.

Nog 'n bederf: ons kon nooit 'n maatstaf vir blou algea bou nie en dit op 'n boot pas, aangesien sulke samestellings baie duur is en gewoonlik in 'n rek van 1mx1mx2m op 'n skip gehuisves word, wat 'n onpraktiese grootte van 'n meter lank is. boot. Die nuwe fokus is om outomaties en goedkoop dieptekaarte van die meer af te skep sodat die plaaslike bioloog kan sien hoe die meerbed mettertyd verander. Dit is tans baie duur om dit te skandeer as gevolg van die nodige handearbeid.

'N Afwaartse spiraal

Terug na die storie. In die eerste twee maande van die insameling van agtergrondkennis en beplanning het ons oorweeg wat so 'n boot nodig sou hê: 'n romp, 'n elektriese aandrywingstelsel, selfbestuur, internetbeheer, … Toe besluit ek dat ons byna alles self moet bou met die fokus op outonome bestuur. Dit was 'n slegte idee, 'n idee wat redelik gedoem was om te misluk en raai wat dit gedoen het? Presies 6 maande later het ons ons tyd en sweet ingegooi in 'n groot RC -boot, die Kenterprise (Infographic in prent 4). Onderweg het ons gesukkel met beperkte geld, geen beskikbare elektronika nie en swak spanbestuur, waarvoor ek die grootste verantwoordelikheid neem.

Die Kenterprise was dus 'n outonome meetvoertuig wat nie outonoom was nie en ook niks meet nie. Nie 'n groot sukses soos u kan sien nie. Ons het gebraai tydens ons laaste aanbieding. Gelukkig erken ons professor ons gehoorde werk en het ons steeds 'n goeie graad gegee, slegter as enige ander projekgroep die afgelope paar jaar, maar ok.

Die 2020 -opgradering

Ek sou dit oorweeg om hierdie studenteprojek 'n absolute vullisbrand te noem, maar soos die ou gesegde lui: "die littekens van 'n vullisvuur maak jou sterker". Hierdie ervaring het my werklik gehelp om my doelwitte behoorlik te skaal en gefokus te bly in al my volgende projekte. Ek hou ook nog steeds van die idee van 'n onbemande voertuig wat bioloë kan help om meeropnames te doen en die algemene aantrekkingskrag van die bou van 'n selfbestuurde boot. Daarom, nou, 'n jaar later, wou ek dit voltooi met my nuut opgedane FPV -drone -kennis, die pragtige Open Source -projek ArduPilot en die krag van goedkoop elektroniese webwerwe.

Die doel was nie om dit in 'n volwaardige meetboot te verander nie, maar om al die stelsels aan die gang te kry en 'n outomatiese piloot te installeer. Dit hoef nie perfek te wees nie. Ek wou net sien dat hierdie boot self ry as 'n bewys van die konsep.

Ek gaan dan die WERKENDE outonome boot aan die universiteit deurgee vir toekomstige projekte soos die kartering van die seebodem. Terloops, ek was nie alleen nie. My vriend Ammar, wat ook in die projekgroep was in 2018, het my gehelp om die boot te toets.

Sonder om verder te gaan, laat ons daarby ingaan

Stap 1: Spiere: die romp

Die romp is die grootste deel van die boot. Nie net vanweë die groot afmetings (100 cm*80 cm) nie, maar ook omdat dit baie tyd geneem het om hierdie pasgemaakte struktuur te bou. As ek dit weer sou doen, sou ek beslis van die rakonderdele hou. 'N RC -boot van die rak af was vir ons ongelukkig nie in die kaarte nie, aangesien die bote 'n baie beperkte vragvermoë het. Iets soos 'n lyfbord of 'n branderplank of net 'n paar PVC -pype uit die ysterwarewinkel sou 'n baie eenvoudiger oplossing gewees het wat ek net kan aanbeveel.

Ons romp het in elk geval begin met 'n 3D -model in Fusion 360. Ek het 'n baie gedetailleerde model gemaak en deur verskeie herhalings gegaan voordat ons dit eintlik begin bou het. Ek het seker gemaak dat ek elke komponent in die model die regte gewigte gee en selfs die binnekant gemodelleer. Dit het my in staat gestel om die gewig van die boot te ken voordat ek dit gebou het. Ek het ook 'n paar dryfkalibrasies gedoen deur 'n "waterlyn" in te sit, die voertuig daarmee te sny en die volume wat onder water was, te bereken. Die boot is 'n katamaran, aangesien hierdie soort voertuie 'n hoër stabiliteit beloof, dan 'n boot met 'n enkele romp.

Na 'n klomp modelure het ons die boot lewendig gemaak deur die basiese vorm van die twee rompies uit polistireenplate te sny. Hulle is dan in die vorm gesny, gate is gevul en ons het baie geskuur. Die brug wat die twee rompe verbind, is net 'n groot houtkas.

Ons het alles bedek met 3 lae veselglas. Hierdie stap het ongeveer 3 weke geneem en het dae met handmatige skuur behels om 'n behoorlik gladde oppervlak te kry (0/10 word nie aanbeveel nie). Daarna het ons dit in 'n mooi geel geverf en die naam "Kenterprise" bygevoeg. Die naam is 'n kombinasie van die Duitse woord "kentern" wat vertaal word in sink en die Star Trek -ruimteskip "USS Enterprise". Ons het almal gedink dat hierdie naam absoluut geskik is vir die monster wat ons geskep het.

Stap 2: Spiere: aandrywingstelsel

'N Boot sonder motors of seile het die ry -eienskappe van 'n stuk drijfhout. Daarom moes ons 'n aandrywingstelsel by die leë romp voeg.

Ek wil u nog 'n bederf gee: die motors wat ons kies, is te sterk. Ek gaan die huidige oplossing en die tekortkominge daarvan beskryf en ook 'n alternatiewe aandrywingstelsel voorstel.

Die huidige oplossing

Ons het nie regtig geweet hoeveel stoot die boot nodig het nie, so ons het twee van hierdie motorbootmotors gekry. Elkeen van hulle is bedoel om 'n 1 m lange RC -renboot aan te dryf en die ooreenstemmende elektroniese snelheidsbeheerder (ESC) kan 90A deurlopend lewer (hierdie verbruik kan 'n groot motorbattery binne 'n uur leegmaak).

Hulle benodig ook waterkoeling. Gewoonlik verbind u die ESC en die motor met 'n paar buise, plaas die inlaat aan die voorkant van die boot en plaas die uitlaat voor die skroef. Op hierdie manier trek die skroef die meer deur die verkoelingstelsel. Die betrokke meer is egter nie altyd skoon nie, en hierdie oplossing kan die verkoelingstelsel verstop en 'n motorstoring veroorsaak terwyl u op die meer is. Daarom het ons besluit om 'n interne koellus te kies wat die water deur 'n warmtewisselaar bo -op die romp pomp (prent 3).

Die boot het tans twee waterbottels as reservoirs en geen warmtewisselaar nie. Die reservoirs verhoog eenvoudig die termiese massa, sodat die motors baie langer neem om op te warm.

Die motoras is aan die stut gekoppel deur twee universele verbindings, 'n as en 'n sogenaamde agterste buis, wat bedoel is om die water uit te hou. U kan 'n sy -aansig van hierdie vergadering in die tweede prent sien. Die motor is skuins gemonteer met 'n 3D -gedrukte houer en die rekwisiete word ook gedruk (omdat ek die oues gebreek het). Ek was nogal verbaas om te hoor dat hierdie rekwisiete die kragte van die motors kan weerstaan. Om hul sterkte te ondersteun, het ek die lemme 2 mm dik gemaak en dit met 100% vulsel gedruk. Die ontwerp en druk van die rekwisiete is eintlik 'n baie goeie geleentheid om verskillende soorte rekwisiete uit te probeer en die doeltreffendste te vind. Ek het die 3D -modelle van my rekwisiete aangeheg.

'N Moontlike alternatief

Toetse het getoon dat die boot slegs 10-20% van die gaskrag benodig om stadig rond te beweeg (teen 1m/s). As u direk na 100% gas gaan, veroorsaak dit 'n enorme stroompiek, wat die hele boot heeltemal uitskakel. Die vereiste van 'n verkoelingstelsel is ook nogal irriterend.

'N Beter oplossing kan sogenaamde thrusters wees. 'N Thruster het die motor direk aan die propeller gekoppel. Die hele samestelling word dan ondergedompel en daarom afgekoel. Hier is 'n skakel na 'n klein boegschroef met die ooreenstemmende ESC. Dit kan 'n maksimum stroom van 30 A lewer, wat 'n meer geskikte grootte lyk. Dit sal waarskynlik kleiner stroompieke veroorsaak en die versnelling hoef nie so beperk te word nie.

Stap 3: Spiere: stuur

Aandrywing is koel, maar 'n boot moet ook draai. Daar is verskeie maniere om dit te bereik. Die twee mees algemene oplossings is roere en differensiële druk.

Roere het na 'n voor die hand liggende oplossing gelyk, so ons het daarvoor gegaan. Ek het 'n roer in Fusion gemodelleer en 3D het die roere, skarniere en 'n servomontage gedruk. Vir die servo's kies ons twee groot 25kg -servo's om seker te maak dat die relatief groot roere die water kan weerstaan. Daarna is die servo binne -in die romp geplaas en deur middel van dun drade met die roer aan die buitekant verbind. Ek het 'n video aangeheg van die roere in aksie. Dit is baie aangenaam om te sien hoe hierdie meganiese samestelling beweeg.

Alhoewel die roere goed lyk, het die eerste toetsritte aan die lig gebring dat die draaistraal ongeveer 10 m hiermee is, wat net vreeslik is. Verder is die roere geneig om van die servo's af te skakel, sodat die boot nie kan stuur nie. Die laaste swak punt is die gat vir die drade. Hierdie gat was so naby aan die water dat die omkering veroorsaak het dat dit ondergedompel was en die binnekant van die romp oorstroom het.

In plaas daarvan om die probleme op te los, het ek die roers saam verwyder, die gate toegemaak en 'n differensiële drukoplossing gekies. Met differensiële druk draai die twee motors in die teenoorgestelde rigting om die voertuig te laat draai. Aangesien die boot amper net so breed as kort is en die motors ver van die middel af geleë is, kan dit op die plek draai. Dit verg slegs 'n bietjie konfigurasiewerk (programmering van die ESC's en die hoofbeheerder). Hou in gedagte dat 'n boot wat 'n differensiële druk gebruik, in sirkels sal draai as een van die motors misluk. Ek het dit miskien een of twee keer ervaar as gevolg van die huidige probleem wat in die vorige stap beskryf is.

Stap 4: Spiere: battery

Vir my lyk dit asof RC -komponente, soos dié wat in hierdie boot gebruik word, bykans alles kan dryf, van 'n horlosiebattery tot 'n kernkragaanleg. Dit is duidelik 'n bietjie oordrywing, maar hulle het 'n redelik wye spanningsbereik. Hierdie reeks word nie in die gegewens geplaas nie, ten minste nie in volt nie. Dit is versteek in die S-gradering. Hierdie gradering beskryf hoeveel batteryselle in serie dit kan hanteer. In die meeste gevalle verwys dit na Litium Polymere (LiPo) selle. Dit het 'n spanning van 4.2V wanneer dit volledig gelaai is en 'n spanning van ongeveer 3V as dit leeg is.

Die bootmotors beweer dat hulle 2 tot 6 sekondes kan hanteer, wat neerkom op 'n spanningsbereik van 6V tot 25,2V. Alhoewel ek nie altyd die boonste limiet sou vertrou nie, is dit bekend dat sommige vervaardigers komponente op hul borde plaas wat slegs laer spanning kan weerstaan.

Dit beteken dat daar 'n wye verskeidenheid bruikbare batterye is, solank hulle die vereiste stroom kan lewer. En ek het eintlik deur 'n paar verskillende batterye gegaan voordat ek 'n behoorlike een gebou het. Hier is 'n vinnige oorsig van die drie herhalings van die batterye wat die boot (tot dusver) deurgemaak het.

1. LiPo Battery Pack

Toe ons die boot beplan, het ons geen idee hoeveel energie dit sou verbruik nie. Vir die eerste battery kies ons om 'n pak te bou uit die bekende 18650 litium -ioonselle. Ons soldeer dit in 'n 4S 10P -pak met nikkelstroke. Hierdie pak het 'n spanningsbereik van 12V tot 16.8V. Elke sel het 'n kapasiteit van 2200 mAh en 'n maksimum ontladingsnelheid van 2C (redelik swak), dus 2*2200mA. Aangesien daar 10 selle parallel is, kan dit piekstrome van slegs 44A lewer en 'n kapasiteit van 22Ah. Ons het die pakkie ook toegerus met 'n batterybestuurbord (later meer oor BMS) wat sorg vir die balansering van lading en die stroom beperk tot 20A.

By die toets van die boot het dit geblyk dat 20A se maksimum stroom baie minder is as wat die motors verbruik en die BMS het voortdurend die krag onderbreek as ons nie versigtig was met die draaistokkie nie. Daarom het ek besluit om die BMS te oorbrug en die battery regstreeks aan die motors te koppel om die volle 44 ampère te kry. Slegte idee!!! Terwyl die batterye daarin geslaag het om effens meer krag te lewer, kon die nikkelstroke wat die selle verbind, dit nie hanteer nie. Een van die verbindings het gesmelt en veroorsaak dat die hout se binnekant van die boot rook veroorsaak het.

Ja, hierdie battery was dus nie regtig geskik nie.

2. Motorbattery

Vir my 2020 bewys van konsep het ek besluit om 'n groter battery te gebruik. Ek wou egter geen ekstra geld spandeer nie, en ek het 'n ou motorbattery gebruik. Motorbatterye is nie bedoel om ten volle ontlaai en herlaai te word nie; hulle moet altyd by volle lading gehou word en slegs gebruik word vir kortstroom om 'n enjin te begin. Daarom word dit beginbatterye genoem. Om dit as 'n battery vir 'n RC -voertuig te gebruik, verminder hul lewensduur aansienlik. Daar is 'n ander tipe loodbattery wat dikwels dieselfde vormfaktor het en spesiaal ontwerp is om meermale ontlaai en herlaai te word, 'n Deep Cycle -battery genoem.

Ek was deeglik bewus van die kort kom van my battery, maar ek wou die boot vinnig toets en die battery was in elk geval oud. Wel, dit het 3 siklusse oorleef. Nou daal die spanning van 12V tot 5V wanneer ek die versneller tref.

3. LiFePo4 Battery Pack

'Derde keer is 'n sjarme', is wat hulle sê. Aangesien ek steeds nie my eie geld wou spandeer nie, het ek my universiteit om hulp gevra. Sekerlik, hulle het altyd my droombattery gehad. Ons Uni neem deel aan die "Formula Student Electic" -kompetisie en het dus 'n elektriese renmotor. Die resiespan het voorheen oorgeskakel van LiFePo4 -selle na 18650 LiPo -selle, aangesien hulle ligter is. Hulle het dus 'n groot aantal gebruikte LiFePo4 -selle wat hulle nie meer nodig het nie.

Daardie selle verskil van LiPo- of LiIon -selle in hul spanningsbereik. Dit het 'n nominale spanning van 3.2V en wissel van 2.5V tot 3.65V. Ek het 3 van die 60Ah -selle in 'n 3S -pak saamgestel. Hierdie pak kan piekstrome van 3C aka lewer. 180A en het 'n maksimum spanning van slegs 11V. Ek het besluit om 'n laer stelspanning te gebruik om die motorstroom te verlaag. Hierdie pak het my uiteindelik toegelaat om langer as 5 minute met die boot te ry en die selfbestuurfunksies te toets.

'N Woord oor die laai van batterye en veiligheid

Batterye konsentreer energie. Energie kan in hitte verander, en as hierdie hitte die vorm aanneem van 'n battery, het u 'n probleem. Daarom moet u die batterye behandel met die respek wat hulle verdien en hulle toerus met die regte elektronika.

Batteryselle het drie maniere om dood te gaan.

1. Ontlaai hulle tot onder hul minimum spanning (koue dood)
2. laai hulle bo hul maksimum nominale spanning (kan swelling, brand en ontploffings veroorsaak)
3. te veel stroom trek of dit kortmaak (so ek moet regtig verduidelik waarom dit sleg kan wees)

'N Batterybestuurstelsel voorkom al die dinge, daarom moet u dit gebruik.

Stap 5: Spiere: Bedrading

Die bedrading vir die spiergedeelte word in die eerste prent getoon. Onderaan het ons die battery wat saamgesmelt moet word met 'n geskikte lont (tans is daar geen). Ek het twee eksterne kontakte bygevoeg om 'n laaier aan te sluit. Dit sal 'n goeie idee wees om dit deur 'n regte XT60 -aansluiting te vervang.

Dan het ons 'n groot batteryskakelaar wat die res van die stelsel met die battery verbind. Hierdie skakelaar het 'n werklike sleutel, en laat ek u vertel dat dit so bevredigend is om dit te draai en te sien hoe die boot lewendig word.

Die brein is verbind met die batterye wat gemaal word terwyl die ESC's en servo's deur 'n shuntweerstand geskei word. Hierdeur kan die stroom deur die klein oranje verbinding gemeet word, aangesien dit 'n klein spanningsval oor die shuntweerstand veroorsaak. Die res van die bedrading is net rooi tot rooi en swart na swart. Aangesien die servo's nie meer regtig gebruik word nie, kan dit net geïgnoreer word. Die koelpompe is die enigste komponent van die boot wat presies 12V benodig, en dit lyk nie of hulle goed werk as die spanning hoër of laer is nie. Daarom benodig hulle 'n reguleerder as die batteryspanning hoër is as 12V, of 'n opwaartse omskakelaar as dit laer is.

Met roer stuur sou beide die ESC seindrade na dieselfde kanaal op die brein gaan. Die boot gebruik egter nou differensiële druk, ook bekend as. glybestuur, sodat elke ESC sy eie aparte kanaal moet hê en die servo's glad nie nodig is nie.

Stap 6: Brein: komponente

Die brein is 'n groot boks vol interessante elektronika. Baie hiervan kan gevind word in FPV -wedrenne, en sommige is eintlik uit my eie hommeltuig gehaal. Die eerste prent toon al die elektroniese modules. Hulle word netjies bo -op mekaar gestapel met behulp van koper -PCB -afstande. Dit is moontlik omdat FPV-komponente kom in spesiale vormfaktore waarna verwys word as die stapelplek. Van onder na bo bevat ons stapel die volgende:

Kragverspreidingsraad (PDB)

Hierdie ding doen presies wat die naam impliseer en versprei die krag. Twee drade van die battery kom in en dit bied verskeie soldeerblokkies om verskillende modules aan die battery te koppel. Hierdie PDB bied ook 'n 12V en 'n 5V reguleerder.

Vlugbeheerder (FC)

Die vlugbeheerder bestuur die Firmware van ArduPilot Rover. Dit doen 'n verskeidenheid dinge. Dit beheer die motorbeheerders deur middel van verskeie PWM -uitsette, dit monitor die batteryspanning en -stroom, dit maak verbinding met die verskillende sensors en ingangs- en afvoertoestelle, en dit het ook 'n gyroscoop. U kan sê dat hierdie klein module die werklike brein is.

RC Ontvanger

Die ontvanger is gekoppel aan 'n afstandsbediening. In my geval is dit 'n FlySky -afstandsbediening vir RC -vliegtuie met tien kanale en selfs 'n tweerigtingkommunikasie, sodat die afstandsbediening ook seine van die ontvanger kan ontvang. Die uitsetseine gaan direk na die FC deur 'n enkele draad met behulp van die sogenaamde I-bus-protokol.

Videosender (VTX)

Die breinkas het 'n klein analoog kamera. Die videosignaal van die kamera word aan die FC deurgegee wat 'n skerm op die skerm (OSD) by die videostroom voeg, met inligting soos die batteryspanning. Dit word dan oorgedra na die VTX wat dit aan 'n spesiale 5,8 GHz ontvanger aan die ander kant stuur. Hierdie deel is nie streng nodig nie, maar dit is cool om te kan sien wat die boot sien.

Bo -op die boks is 'n klomp antennas. Een is van die VTX, twee van die RC -ontvanger. Die ander twee antennas is die volgende komponente.

Telemetriemodule

Die 433MHz -antenna behoort tot 'n telemetriemodule. Hierdie klein sender is 'n invoer/afvoertoestel wat die vlugbeheer met die grondstasie verbind ('n skootrekenaar met 'n 433MHz USB -dongle). Met hierdie verbinding kan die operateur parameters op afstand verander en data van die interne en eksterne sensors kry. Hierdie skakel kan ook gebruik word om die boot op afstand te beheer.

GPS en kompas

Die groot ronde ding bo -op die boot is eintlik nie 'n antenna nie. Dit is wel so, maar dit is ook 'n hele GPS -module en 'n kompasmodule. Dit is wat die boot in staat stel om sy posisie, spoed en oriëntasie te ken.

Danksy die groei van die drone -mark is daar vir elke module 'n wye verskeidenheid komponente om uit te kies. Die waarskynlikste dat u wil oorskakel, is die FC. As u meer sensors wil aansluit en meer insette benodig, is daar 'n verskeidenheid kragtiger hardeware -opsies. Hier is 'n lys van al die FC's wat ArduPilot ondersteun, daar is selfs 'n framboospi.

En hier is 'n klein lysie van die presiese komponente wat ek gebruik het:

• FC: Omnibus F4 V3S Aliexpress
• RC-ontvanger: Flysky FS-X8B Aliexpress
• Telemetrie sender sender: 433MHz 500mW Aliexpress
• VTX: VT5803 Aliexpress
• GPS en kompas: M8N Aliexpress
• Omhulsel: 200x200x100 mm IP67 Aliexpress
• Afstandsbediening: FLYSKY FS-i6X Aliexpress
• Video -ontvanger: Skydroid 5, 8 Ghz Aliexpress

Stap 7: Brein: Bedrading

Die brein kry sy werkspanning direk vanaf die battery. Dit kry ook 'n analoog spanning van die huidige shunt en dit stuur die seine vir beide die motors uit. Dit is die eksterne verbinding wat toeganklik is vanaf die buitekant van die breinkas.

Die binnekant lyk baie ingewikkelder. Daarom het ek die klein bedradingsdiagram in die eerste prent gemaak. Dit toon die verband tussen al die verskillende komponente wat ek in die vorige stap beskryf het. Ek het ook 'n paar verlengkoorde gemaak vir die PWM -uitgangskanale en die USB -poort en dit na die agterkant van die omhulsel gelei (sien prent 3).

Om die stapel aan die boks te monteer, het ek 'n 3D -gedrukte basisplaat gebruik. Aangesien die komponente (veral die VTX) hitte produseer, het ek ook 'n waaier van 40 mm aangeheg met nog 'n 3D -gedrukte adapter. Ek het 4 swart plastiekstukke aan die rande aangebring om die boks op die boot te skroef sonder om die deksel oop te maak. Die STL -lêers vir al die 3D -gedrukte dele is aangeheg. Ek het epoxy en 'n bietjie warm gom gebruik om alles aan die gom vas te plak.

Stap 8: Brein: ArduPilot -opstelling

Die Ardupilot Wiki beskryf hoe u 'n rover in detail kan opstel. Hier is die Rover -dokumentasie. Ek gaan hier net aan die oppervlak krap. Daar is basies die volgende stappe om 'n ArduPilot Rover aan die gang te kry nadat alles korrek bedraad is:

1. Flash ArduPilot -firmware na FC (tip: u kan daarvoor Betaflight, 'n algemene FPV -drone -sagteware, gebruik)
2. Installeer 'n Ground Station -sagteware soos Mission Planner en koppel die bord aan (sien UI van missiebeplanner in prent 1)

3. Doen 'n basiese hardeware -opstelling

   • kalibreer gyro en kompas
   • kalibreer afstandsbediening
   • stel uitvoerkanale op

4. Doen 'n meer gevorderde opstelling deur deur die parameterlys te gaan (prent 2)

   • spanning en stroom sensor
   • kanaal kartering
   • LED's
5. Doen 'n toetsrit en stel die parameters vir gas en stuur in (prent 3)

En boem, jy het 'n selfbestuurde rover. Al hierdie stappe en instellings neem natuurlik 'n geruime tyd en dinge soos die kalibrering van die kompas kan nogal vervelig wees, maar met die hulp van die dokumente, die ArduPilot -forums en YouTube -tutoriale kan u uiteindelik daar uitkom.

ArduPilot bied u 'n gevorderde speelgrond met baie parameters wat u kan gebruik om byna elke selfbestuurde voertuig te bou waaraan u kan dink. En as u iets mis, kan u met die gemeenskap skakel om dit te bou, aangesien hierdie wonderlike projek open source is. Ek kan u net aanmoedig om dit te probeer, want dit is waarskynlik die maklikste manier om in die wêreld van outonome voertuie te kom. Maar hier is 'n klein pro -wenk: probeer dit met 'n eenvoudige voertuig voordat u 'n reuse RC -boot bou.

Hier is 'n klein lysie van die gevorderde instellings wat ek vir my spesifieke hardeware -opstelling gedoen het:

• Kanaalkartering in RC MAP verander

  • Pitch 2-> 3
  • Gaspedaal 3-> 2
• Geaktiveerde I2C RGB LED's
• Tipe raam = Boot

• Stel glybaan in

  • Kanaal 1 = ThrottleLeft
  • Kanaal 2 = ThrottleRight
• Kanaal 8 = FlightMode
• Kanaal 5 = Inskakel/ontwapen

• Stel huidige en batterymonitor op

  • BATT_MONITOR = 4
  • Herbegin dan. BATT_VOLT_PIN 12
  • BATT_CURR_PIN 11
  • BATT_VOLT_MULT 11.0

Stap 9: Brein: pasgemaakte LED -beheerder

Eerste prys in die Make it Move Contest 2020