Membina Perahu Memandu Sendiri (ArduPilot Rover): 10 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

Projek Fusion 360 »

Anda tahu apa yang sejuk? Kenderaan memandu sendiri tanpa pemandu. Mereka sungguh hebat sehingga kami (rakan sekerja uni saya dan saya) mula membina diri pada tahun 2018. Itulah sebabnya saya berangkat tahun ini untuk akhirnya menyelesaikannya pada masa lapang.

Dalam Instructable ini saya ingin berkongsi projek ini dengan anda dan membuat anda membina kenderaan memandu sendiri. Saya juga membuat sedikit YouTube Video yang menggaru permukaan projek dan memberi anda gambaran ringkas mengenai semua kecelakaan sepanjang perjalanan. Instructable ini adalah panduan berkorelasi yang menerangkan bagaimana perkara ini sebenarnya berfungsi.

Untuk siapa ini boleh diajar dan bagaimana membacanya

Instructable ini sebenarnya mempunyai dua tujuan. Pertama sekali, saya ingin berkongsi apa yang telah saya bina dan pelajari dan membuat anda berminat untuk membina kenderaan memandu sendiri. Tujuan kedua adalah untuk mendokumentasikan projek dan sebahagian besar butirannya supaya kumpulan pelajar seterusnya di universiti lama saya, yang mengambil projek mengetahui apa yang berlaku.

Sekiranya anda hanya berada di sini untuk berseronok, anda boleh mengabaikan perincian seperti senarai parameter dan diagram pendawaian yang tepat. Saya akan berusaha memastikan langkah-langkahnya sangat umum pada awalnya, sehingga langkah-langkah tersebut dapat digunakan pada perahu ArduPilot RC mana pun dan meletakkan butirannya di akhir.

Projek ini selesai dalam dua bahagian dan Instructable mengikuti struktur yang sama. Saya akan merujuk bahagian pertama sebagai "otot" kerana ia merangkumi semua elektronik kuasa dan lambung kapal. Kemudian saya akan pergi ke "Otak" yang merupakan kotak kecil di atas kapal, yang mengandungi pengawal utama dan semua barang pemancar penerima.

Asal-usul Kenterprise

Baiklah, inilah sandaran projek ini, sekiranya anda belum pernah mendengarnya dalam video. Projek ini bermula pada tahun 2018 ketika saya masih di universiti. Kami berada di akhir semester 4 menuju ke 5. Di universiti kami anda dapat membuat projek berpasukan selama lebih kurang 6 bulan. Anda boleh memilih dari senarai projek yang sudah siap (peluang yang baik dari yang baik) atau memulakan projek anda sendiri (tidak ada yang pernah melakukan ini sebelum pengetahuan saya). Anda juga mendapat 12 mata Kredit untuk projek ini, yang menjadikannya bernilai sama dengan tesis sarjana muda. Dengan cara ini gagal benar-benar dapat membuat perbezaan dalam keseluruhan gred anda.

Sudah tentu saya memutuskan untuk memulakan projek dari awal dan menemui 4 jiwa yang lemah untuk mengikuti saya dalam perjalanan ini ke tempat pembakaran projek pasukan. Kami bermula dengan jumlah pasukan minimum yang diperlukan iaitu 5 orang tetapi 2 dari kami kemudian pergi. Kami juga diberi 1500 €, TETAPI kami tidak dibenarkan membelanjakannya di mana-mana kedai web cina yang indah yang selalu mempunyai elektronik terkini dan hebat. Sebaliknya kami terikat dengan pembekal elektronik lama Jerman. Spoiler: Adalah mustahil untuk mendapatkan komponen kapal memandu sendiri dengan cara ini.

Idea Asal

Semasa kami memikirkan idea untuk projek itu, kami memikirkan untuk melakukan sesuatu yang berkaitan dengan drone kerana drone adalah perkara paling keren yang pernah ada. Namun drone terbang biasa sudah menjadi perkara dan kami ingin membina sesuatu yang lebih baru. Oleh itu, kami memutuskan untuk membina kapal drone. Kami mendapat idea ini kerana tasik berdekatan.

Tasik ini meliputi kawasan seluas 12km ^ 2 dan kebanyakannya hanya sedalam 1.5m. Ini bermaksud bahawa ia panas pada bulan musim panas, sementara air juga kurang. Anda tahu apa bentuk kehidupan yang menyukai perairan hangat: Cyanobacteria, juga disebut sebagai algea biru di Jerman. Dalam keadaan yang betul perkara ini dapat membiak dalam masa yang singkat dan meliputi kawasan yang luas sambil menghasilkan racun yang boleh membahayakan manusia dan haiwan. Tujuan kapal adalah menyapu permukaan tasik secara berkala dan mengukur kepekatan algea. Kemudian data yang dikumpulkan dapat dicetak ke peta panas untuk memahami dalam keadaan di mana algea mula berkembang dan juga untuk mengeluarkan amaran masa nyata kepada penduduk tempatan dan pelancong.

Spoiler lain: Kami tidak pernah dapat membina alat ukur untuk algea biru dan memasangnya di atas kapal, kerana pemasangan sedemikian mahal dan biasanya ditempatkan di rak 1mx1mx2m di kapal, yang ukurannya tidak praktikal untuk panjang 1m perahu. Fokus baru adalah membuat peta kedalaman secara automatik dan murah dari tasik untuk membolehkan ahli biologi tempatan melihat bagaimana dasar tasik berubah dari masa ke masa. Memindai sekarang sangat mahal kerana kerja manual yang diperlukan.

Spiral Turun

Kembali kepada cerita. Dalam dua bulan pertama mengumpulkan pengetahuan dan perancangan latar belakang, kami mempertimbangkan apa yang diperlukan oleh kapal seperti: lambung kapal, kereta api elektrik, keupayaan memandu sendiri, kawalan internet,…. Ketika itulah saya memutuskan bahawa kita harus membina hampir semua perkara dengan fokus pada pemanduan autonomi. Ini adalah idea yang buruk, idea yang agak ditakdirkan untuk gagal dan meneka apa yang dilakukannya? Tepat, 6 bulan kemudian kami telah mencurahkan masa dan keringat kami ke dalam kapal RC besar, Kenterprise (Infographic dalam gambar 4). Dalam perjalanan kita berjuang dengan wang yang terhad, tidak ada elektronik yang tersedia dan pengurusan pasukan yang buruk, yang mana saya paling bertanggungjawab.

Oleh itu, Kenterprise, kenderaan pengukur autonomi yang tidak berautonomi dan tidak mengukur apa-apa. Tidak banyak kejayaan seperti yang anda lihat. Kami mendapat panggang semasa persembahan terakhir kami. Nasib baik profesor kami menyedari hasil kerja kami yang terdengar dan masih memberikan nilai yang baik, lebih buruk daripada kumpulan projek lain dalam beberapa tahun kebelakangan ini tetapi ok.

Peningkatan 2020

Saya akan mempertimbangkan untuk memanggil projek pelajar ini sebagai api sampah mutlak, tetapi seperti kata pepatah lama: "parut api sampah menjadikan anda lebih kuat". Pengalaman ini benar-benar membantu saya untuk menskalakan matlamat saya dengan tepat dan terus fokus dalam semua projek berikut. Saya juga menyukai idea kenderaan tanpa pemandu yang dapat membantu ahli biologi melakukan tinjauan tasik dan tarikan umum untuk membina kapal memandu sendiri. Itulah sebabnya sekarang, setahun kemudian, saya ingin menyelesaikannya dengan menggunakan pengetahuan drone FPV yang baru saya perolehi, Projek Sumber Terbuka ArduPilot yang indah dan kehebatan laman web elektronik yang murah.

Tujuannya bukan untuk mengubahnya menjadi kapal pengukur yang lengkap, tetapi untuk mengaktifkan dan menjalankan semua sistem dan memasang autopilot. Tidak semestinya sempurna. Saya hanya mahu melihat perjalanan kapal ini sebagai bukti konsep.

Saya kemudian akan menghantar kapal autonomi PEKERJAAN ke universiti untuk projek masa depan seperti pemetaan dasar laut. Ngomong-ngomong, saya tidak keseorangan. Rakan saya Ammar, yang juga dalam kumpulan projek pada tahun 2018 membantu saya menguji kapal.

Tanpa basa-basi lagi, mari masuk ke dalamnya

Langkah 1: Otot: Lambung

Lambung kapal adalah bahagian terbesar kapal. Bukan hanya kerana ukurannya yang besar (100cm * 80cm) tetapi juga kerana memerlukan banyak masa untuk membina struktur khas ini. Sekiranya saya melakukannya sekali lagi, saya pasti akan memilih bahagian rak. Perahu RC di luar rak tidak semestinya ada di dalam kad untuk kami, kerana kapal tersebut mempunyai kapasiti muatan yang sangat terhad. Sesuatu seperti papan badan atau papan luncur atau hanya beberapa Paip PVC dari kedai perkakasan akan menjadi penyelesaian yang lebih mudah yang hanya boleh saya cadangkan.

Bagaimanapun, lambung kami bermula dengan model 3D di Fusion 360. Saya membuat model yang sangat terperinci dan melalui beberapa lelaran sebelum kita benar-benar mula membinanya. Saya memastikan untuk memberi setiap komponen dalam model bobot yang sesuai dan juga model dalamannya. Ini membolehkan saya mengetahui anggaran berat kapal sebelum membinanya. Saya juga melakukan beberapa kalibrasi daya apung dengan memasukkan "garisan air", memotong kenderaan dengannya dan mengira jumlah yang berada di bawah air. Kapal itu adalah catamaran kerana kenderaan jenis ini menjanjikan kestabilan yang lebih tinggi, kemudian kapal dengan lambung tunggal.

Selepas satu jam pemodelan, kami mula menghidupkan kapal dengan memotong bentuk asas kedua lambung dari plat polistirena. Mereka kemudian dipotong menjadi bentuk, lubang diisi dan kami melakukan pengamplasan. Jambatan yang menghubungkan dua lambung itu hanyalah kotak kayu besar.

Kami merangkumi segalanya dengan 3 lapisan kaca gentian. Langkah ini mengambil masa kira-kira 3 minggu dan memerlukan pengamplasan manual selama beberapa hari untuk mendapatkan permukaan yang halus (0/10 tidak akan disarankan). Selepas itu kami melukisnya dengan warna kuning yang bagus dan menambahkan nama "Kenterprise". Nama itu adalah gabungan perkataan Jerman "kentern" yang diterjemahkan menjadi tenggelam dan Star Trek Spaceship "USS Enterprise". Kita semua berpendapat bahawa nama ini sangat sesuai untuk ketakutan yang kita buat.

Langkah 2: Otot: Sistem Penggerak

Sebuah kapal tanpa motor atau belayar mempunyai ciri-ciri penggerak sekeping kayu apung. Oleh itu, kita perlu menambahkan sistem penggerak ke lambung kosong.

Saya ingin memberikan spoiler lain: Motor yang kami pilih terlalu kuat. Saya akan menerangkan penyelesaian semasa dan kekurangannya dan juga mencadangkan sistem penggerak alternatif.

Penyelesaian semasa

Kami tidak benar-benar tahu berapa banyak daya tarikan kapal yang diperlukan sehingga kami mendapat dua dari motor perahu lumba ini. Masing-masing dimaksudkan untuk menggerakkan kapal lumba RC panjang 1m dan pengawal kelajuan elektronik yang sesuai (ESC) dapat memberikan 90A secara berterusan (penggunaan ini akan menghabiskan bateri kereta besar dalam satu jam).

Mereka juga memerlukan penyejukan air. Biasanya anda hanya menghubungkan ESC dan Motor dengan beberapa tiub, letakkan saluran masuk ke bahagian depan kapal dan letakkan saluran keluar di depan baling-baling. Dengan cara ini baling-baling menarik air tasik melalui sistem penyejukan. Namun, tasik yang dimaksudkan tidak selalu bersih dan penyelesaian ini boleh menyumbat sistem penyejukan dan menyebabkan kerosakan motor semasa berada di luar tasik. Itulah sebabnya kami memutuskan untuk mencari gelung penyejuk dalaman yang mengepam air melalui penukar haba di atas lambung (gambar 3).

Buat masa ini kapal itu mempunyai dua botol air sebagai takungan dan tidak ada penukar haba. Takungan hanya meningkatkan jisim terma sehingga motor memerlukan lebih lama untuk memanaskan badan.

Poros motor disambungkan ke penyangga melalui dua sendi universal, sebuah gandar dan tabung buritan yang disebut, yang dimaksudkan untuk menjaga air keluar. Anda dapat melihat pandangan sisi pemasangan ini pada gambar kedua. Motor dipasang pada sudut dengan pemasangan dicetak 3D dan alat peraga juga dicetak (kerana saya melanggar yang lama). Saya agak terkejut apabila mengetahui bahawa alat peragaan ini dapat menahan kekuatan motor. Untuk menyokong kekuatan mereka, saya membuat bilah setebal 2mm dan mencetaknya dengan 100% isi. Merancang dan mencetak alat peraga sebenarnya adalah cara yang cukup hebat untuk mencuba pelbagai jenis alat peraga dan mencari yang paling berkesan. Saya melampirkan model 3D alat peraga saya.

Alternatif yang mungkin

Ujian menunjukkan bahawa kapal hanya memerlukan 10-20% dari jarak pendikit untuk bergerak perlahan (pada 1m / s). Melonjak terus ke 100% pendikit menyebabkan lonjakan arus yang sangat besar, yang mematikan keseluruhan kapal. Keperluan sistem penyejukan cukup menjengkelkan.

Penyelesaian yang lebih baik boleh disebut sebagai pendorong. Thruster mempunyai motor yang disambungkan terus ke baling-baling. Seluruh pemasangan kemudian terendam dan oleh itu disejukkan. Berikut adalah Pautan ke tujahan kecil dengan ESC yang sesuai. Ini dapat memberikan arus maksimum 30 A, yang kelihatan seperti ukuran yang lebih sesuai. Ini mungkin akan membuat lonjakan arus yang lebih kecil dan pendikit tidak perlu dibatasi begitu banyak.

Langkah 3: Otot: Memandu

Dorongannya sejuk, tetapi kapal juga perlu berpusing. Terdapat pelbagai cara untuk mencapainya. Dua penyelesaian yang paling biasa adalah Rudders dan tujahan pembezaan.

Rudders kelihatan seperti penyelesaian yang jelas jadi kami mencarinya. Saya membuat model pemasangan kemudi di Fusion dan 3D mencetak kemudi, engsel dan servo mount. Untuk servo kami memilih dua Servos 25kg besar untuk memastikan bahawa kemudi yang agak besar dapat menahan seretan air. Kemudian servo diposisikan di dalam badan kapal dan disambungkan ke kemudi di luar melalui lubang menggunakan wayar nipis. Saya melampirkan video rudders beraksi. Cukup menggembirakan menyaksikan pergerakan pemasangan mekanikal ini.

Walaupun rudders kelihatan hebat, drive ujian pertama menunjukkan bahawa jari-jari putar dengan mereka sekitar 10m yang sangat mengerikan. Selanjutnya kemudi cenderung terputus dari servo, menjadikan kapal tidak dapat mengemudi. Titik lemah terakhir adalah lubang untuk wayar tersebut. Lubang ini begitu dekat dengan air, sehingga terbalik menyebabkannya tenggelam, sehingga membanjiri bahagian dalam lambung.

Alih-alih berusaha menyelesaikan masalah-masalah tersebut, saya menyingkirkan rudders bersama-sama, menutup lubang dan mencari jalan penyelesaian perbezaan. Dengan tujahan pembezaan, kedua motor berpusing ke arah yang bertentangan untuk menjadikan kenderaan berpusing. Oleh kerana perahu hampir selebar pendek dan motor diposisikan jauh dari pusat ini memungkinkan untuk menyala di tempat. Ia hanya memerlukan sedikit kerja konfigurasi (memprogram ESC dan pengawal utama). Perlu diingat bahawa kapal yang menggunakan daya tuju pembeza akan berpusing dalam bulatan jika salah satu motornya gagal. Saya mungkin pernah mengalaminya sekali atau dua kali kerana masalah lonjakan semasa yang dijelaskan pada langkah sebelumnya.

Langkah 4: Otot: Bateri

Bagi saya sepertinya Komponen RC, seperti yang digunakan dalam kapal ini, dapat dikuasakan oleh apa saja, mulai dari bateri jam tangan hingga ke loji tenaga nuklear. Jelas ini sedikit berlebihan tetapi mereka mempunyai julat voltan yang agak luas. Julat ini tidak ditulis ke dalam lembaran data, sekurang-kurangnya tidak di Volts. Ia tersembunyi di peringkat-S. Peringkat ini menerangkan berapa banyak sel bateri dalam siri yang dapat dikendalikannya. Dalam kebanyakan kes, ini merujuk kepada sel Lithium Polymere (LiPo). Mereka mempunyai voltan 4.2V apabila dicas sepenuhnya dan voltan sekitar 3V apabila kosong.

Motor bot mengaku mampu mengendalikan 2s hingga 6s yang diterjemahkan ke julat voltan 6V hingga 25.2V. Walaupun saya tidak selalu mempercayai had atas, kerana beberapa pengeluar diketahui meletakkan komponen di papan mereka yang hanya dapat menahan voltan yang lebih rendah.

Ini bermaksud bahawa terdapat pelbagai jenis bateri yang boleh digunakan selagi ia dapat menyampaikan arus yang diperlukan. Dan saya sebenarnya menggunakan beberapa bateri yang berbeza sebelum membina bateri yang betul. Berikut adalah ikhtisar cepat dari tiga lelaran bateri yang dilalui kapal (setakat ini).

1. Pek Bateri LiPo

Semasa merancang kapal, kami tidak tahu berapa banyak tenaga yang akan digunakan. Untuk bateri pertama kami memilih untuk membina pek dari sel Lithium Ion 18650 yang terkenal. Kami memasangkannya ke dalam pek 4S 10P menggunakan jalur nikel. Pek ini mempunyai julat voltan 12V hingga 16.8V. Setiap sel mempunyai 2200mAh dan dinilai pada kadar pelepasan maksimum 2C (cukup lemah) sehingga 2 * 2200mA. Oleh kerana terdapat 10 sel secara selari, ia dapat menghasilkan arus puncak hanya 44A dan berkapasiti 22Ah. Kami juga melengkapkan pek dengan papan pengurusan bateri (lebih banyak lagi di BMS kemudian) yang mengurus pengimbangan caj dan menghadkan arus ke 20A.

Setelah menguji kapal ternyata arus maksimum 20A waaaaay lebih sedikit daripada penggunaan motor dan BMS terus memotong tenaga jika kita tidak berhati-hati dengan batang trottle. Itulah sebabnya saya memutuskan untuk merapatkan BMS dan menyambungkan Bateri terus ke motor untuk mendapatkan 44Amps penuh. Idea Buruk !!! Walaupun bateri berjaya memberikan tenaga lebih sedikit, jalur nikel, menghubungkan sel tidak dapat mengatasinya. Salah satu sambungan meleleh dan menyebabkan bahagian dalam kayu kapal menghasilkan asap.

Ya, jadi bateri ini tidak begitu sesuai.

2. Bateri Kereta

Untuk bukti konsep 2020 saya, saya memutuskan untuk menggunakan bateri yang lebih besar. Namun, saya tidak mahu mengeluarkan wang tambahan jadi saya menggunakan bateri kereta lama. Bateri kereta tidak dimaksudkan untuk habis sepenuhnya dan dicas semula, ia harus sentiasa diisi penuh dan hanya digunakan untuk pecah arus pendek untuk menghidupkan mesin. Itulah sebabnya mereka dipanggil bateri pemula. Menggunakannya sebagai bateri untuk kenderaan RC mengurangkan jangka hayatnya. Terdapat jenis bateri plumbum lain yang sering mempunyai faktor bentuk yang sama dan direka khas untuk habis dan diisi ulang berkali-kali dipanggil bateri Deep Cycle.

Saya menyedari kekurangan bateri saya, tetapi saya ingin menguji kapal dengan cepat dan baterinya sudah lama. Nah, ia bertahan dalam 3 kitaran. Sekarang voltan menurun dari 12V hingga 5V setiap kali saya menekan pendikit.

3. Pek Bateri LiFePo4

"Kali ketiga adalah daya tarikan" adalah apa yang mereka katakan. Oleh kerana saya masih tidak mahu menghabiskan wang saya sendiri, saya meminta bantuan universiti saya. Sudah tentu mereka mempunyai bateri impian saya selama ini. Uni kami mengambil bahagian dalam pertandingan "Formula Student Electic" dan oleh itu mempunyai kereta lumba elektrik. Pasukan perlumbaan sebelumnya beralih dari sel LiFePo4 ke sel 18650 LiPo kerana ia lebih ringan. Oleh itu, mereka mempunyai banyak sel LiFePo4 terpakai yang tidak mereka perlukan lagi.

Sel-sel tersebut berbeza dengan sel LiPo atau LiIon dalam julat voltan mereka. Voltan nominal 3.2V dan berkisar antara 2.5V hingga 3.65V. Saya mengumpulkan 3 sel 60Ah itu ke dalam pek 3S. Pek ini dapat menyampaikan arus Puncak 3C aka. 180A dan mempunyai voltan maksimum hanya 11V. Saya memutuskan untuk mendapatkan voltan sistem yang lebih rendah untuk mengurangkan arus motor. Pek ini akhirnya membolehkan saya memandu kapal lebih dari 5 minit dan menguji kemampuan memandu sendiri.

Satu perkataan mengenai pengecasan bateri dan keselamatan

Bateri menumpukan tenaga. Tenaga boleh berubah menjadi panas dan jika kepanasan ini berbentuk api bateri, anda mempunyai masalah di tangan anda. Itulah sebabnya anda harus memperlakukan bateri dengan rasa hormat yang mereka layak dan melengkapkannya dengan elektronik yang betul.

Sel bateri mempunyai 3 cara mati.

1. Menurunkannya ke bawah tahap voltan minimum (kematian sejuk)
2. mengecasnya melebihi voltan maksimum (boleh menyebabkan pembengkakan, kebakaran dan letupan)
3. melukis terlalu banyak arus atau memendekkannya (jadi saya benar-benar harus menjelaskan mengapa ini mungkin buruk)

Sistem pengurusan bateri menghalang semua perkara itu, sebab itulah anda harus menggunakannya.

Langkah 5: Otot: Pendawaian

Pendawaian untuk bahagian otot ditunjukkan pada gambar pertama. Di bahagian bawah kami mempunyai bateri yang harus disatu dengan sekering yang sesuai (sekarang tidak ada). Saya menambah dua kenalan luaran untuk menyambungkan pengecas. Adalah idea yang baik untuk menggantikannya dengan penyambung XT60 yang betul.

Kemudian kita mempunyai suis bateri yang besar, yang menghubungkan sistem selebihnya dengan bateri. Suis ini mempunyai kunci yang sebenarnya dan izinkan saya memberitahu anda, sangat memuaskan untuk menghidupkannya dan melihat kapal itu hidup.

Otak disambungkan ke arde bateri sementara ESC dan Servos dipisahkan oleh perintang shunt. Ini membolehkan arus diukur melalui sambungan oren kecil kerana ia menyebabkan penurunan voltan kecil di atas perintang shunt. Pendawaian selebihnya hanya merah hingga merah dan hitam hingga hitam. Oleh kerana servo tidak digunakan lagi, mereka hanya boleh diabaikan. Pam penyejuk adalah satu-satunya komponen perahu yang memerlukan tepat 12V dan ia tidak berfungsi dengan baik jika voltan lebih tinggi atau lebih rendah daripada itu. Oleh itu mereka memerlukan Pengawal selia jika voltan bateri melebihi 12V atau penukar naik jika berada di bawahnya.

Dengan kemudi kemudi, kedua-dua wayar isyarat ESC akan menuju ke saluran yang sama di otak. Walau bagaimanapun perahu itu kini menggunakan daya tarikan berbeza. skid steering, jadi setiap ESC perlu mempunyai saluran tersendiri dan servo tidak diperlukan sama sekali.

Langkah 6: Otak: Komponen

Otak adalah kotak besar yang penuh dengan elektronik yang menarik. Banyak yang dapat dijumpai di drone perlumbaan FPV, dan beberapa daripadanya sebenarnya dikeluarkan dari drone saya sendiri. Gambar pertama menunjukkan semua modul elektronik. Mereka ditumpuk dengan rapi di antara satu sama lain menggunakan penyekat PCB tembaga. Itu mungkin kerana komponen FPV terdapat dalam bentuk faktor khas yang disebut sebagai laman timbunan. Dari bawah ke atas timbunan kami mengandungi yang berikut:

Lembaga Pengagihan Kuasa (PDB)

Perkara ini melakukan apa yang disiratkan oleh namanya dan mengagihkan kekuatannya. Dua wayar dari bateri masuk dan ia menawarkan pelbagai pad solder untuk menyambungkan modul yang berbeza ke bateri. PDB ini juga menawarkan pengatur 12V dan 5V.

Pengawal Penerbangan (FC)

Pengawal penerbangan menjalankan ArduPilot Rover Firmware. Ia melakukan pelbagai perkara. Ia mengawal pengawal motor melalui beberapa Output PWM, ia memantau voltan dan arus bateri, ia menghubungkan ke sensor yang berbeza dan peranti input dan output dan ia juga dilengkapi giroskop. Anda boleh mengatakan bahawa modul kecil ini adalah otak sebenarnya.

Penerima RC

Penerima disambungkan ke alat kawalan jauh. Dalam kes saya, ini adalah alat kawalan jauh FlySky untuk pesawat RC yang mempunyai sepuluh saluran dan bahkan mewujudkan komunikasi dua arah sehingga alat kawalan jauh juga dapat menerima isyarat dari penerima. Isyarat keluarannya terus ke FC melalui satu wayar menggunakan protokol I-bus yang disebut.

Pemancar Video (VTX)

Kotak otak mempunyai kamera analog kecil. Isyarat video kamera disalurkan ke FC yang menambahkan paparan pada skrin (OSD) ke aliran video, yang mengandungi maklumat seperti voltan bateri. Ia kemudian diteruskan ke VTX yang menghantarnya ke penerima khas 5.8GHz di hujung yang lain. Bahagian ini tidak begitu diperlukan tetapi senang melihat apa yang dilihat kapal.

Di atas kotak terdapat sekumpulan antena. Satu dari VTX, dua dari Penerima RC. Dua antena yang lain adalah komponen berikut.

Modul Telemetri

Antena 433MHz tergolong dalam modul telemetri. Pemancar kecil ini adalah peranti input / output yang menghubungkan pengawal penerbangan ke stesen darat (komputer riba dengan dongle USB 433MHz). Sambungan ini membolehkan pengendali mengubah parameter dari jauh dan mendapatkan data dari sensor dalaman dan luaran. Pautan ini juga boleh digunakan untuk mengawal kapal dari jauh.

GPS dan Kompas

Perkara bulat besar di atas kapal sebenarnya bukan antena. Ia agak baik tetapi juga merupakan modul GPS keseluruhan dan modul kompas. Inilah yang membolehkan kapal mengetahui kedudukan, kelajuan dan orientasi.

Berkat pertumbuhan pasaran drone terdapat pelbagai komponen untuk dipilih untuk setiap modul. Kemungkinan besar yang mungkin anda mahu beralih ialah FC. Sekiranya anda ingin menyambungkan lebih banyak sensor dan memerlukan lebih banyak input terdapat pelbagai pilihan perkakasan yang lebih hebat. Berikut adalah senarai semua FC yang disokong oleh ArduPilot, malah ada raspberry pi di sana.

Dan berikut adalah sedikit senarai komponen tepat yang saya gunakan:

• FC: Omnibus F4 V3S Aliexpress
• Penerima RC: Flysky FS-X8B Aliexpress
• Set Pemancar Telemetri: 433MHz 500mW Aliexpress
• VTX: VT5803 Aliexpress
• GPS dan Kompas: M8N Aliexpress
• Lampiran: 200x200x100 mm IP67 Aliexpress
• Alat kawalan jauh: FLYSKY FS-i6X Aliexpress
• Penerima Video: Skydroid 5, 8 Ghz Aliexpress

Langkah 7: Otak: Pendawaian

Otak mendapat voltan operasinya terus dari bateri. Ia juga mendapat voltan analog dari arus semasa dan mengeluarkan isyarat kawalan untuk kedua-dua motor. Itu adalah sambungan luaran yang dapat dicapai dari bahagian luar kotak otak.

Bahagian dalam kelihatan lebih berbelit-belit. Itulah sebabnya saya membuat rajah pendawaian kecil pada gambar pertama. Ini menunjukkan hubungan antara semua komponen yang berbeza yang saya terangkan pada langkah sebelumnya. Saya juga membuat beberapa kabel sambungan untuk saluran output PWM dan port USB dan menghalangnya ke bahagian belakang kandang (lihat gambar 3).

Untuk memasang timbunan ke kotak, saya menggunakan plat asas bercetak 3D. Oleh kerana komponen (terutamanya VTX) menghasilkan haba, saya juga memasang kipas 40mm dengan penyesuai cetak 3D yang lain. Saya menambah 4 kepingan plastik hitam ke tepi untuk memasukkan kotak ke kapal tanpa perlu membuka penutupnya. Fail STL untuk semua bahagian bercetak 3D dilampirkan. Saya menggunakan epoksi dan beberapa gam panas untuk melekatkan semuanya.

Langkah 8: Otak: Persediaan ArduPilot

Ardupilot Wiki menerangkan bagaimana untuk menyediakan rover dengan terperinci. Berikut adalah dokumentasi Rover. Saya hanya akan menggaru permukaan di sini. Pada dasarnya terdapat langkah-langkah berikut untuk menghidupkan dan menjalankan ArduPilot Rover setelah semuanya disambung dengan betul:

1. Flash ArduPilot Firmware ke FC (Petikan: anda boleh menggunakan Betaflight, perisian drone FPV biasa, untuk itu)
2. Pasang perisian Ground Station seperti Mission Planner dan sambungkan papan (lihat UI perancang misi dalam gambar 1)

3. Lakukan persediaan perkakasan asas

   • kalibrasi giro dan kompas
   • kalibrasi alat kawalan jauh
   • menyediakan saluran output

4. Lakukan persediaan yang lebih maju dengan melihat senarai parameter (gambar 2)

   • sensor voltan dan arus
   • pemetaan saluran
   • LED
5. Lakukan pemacu ujian dan sesuaikan parameter untuk pendikit dan stereng (gambar 3)

Dan boom, anda mempunyai pemandu jalan sendiri. Sudah tentu semua langkah dan tetapan itu memerlukan sedikit masa dan perkara seperti menentukur kompas boleh menjadi membosankan tetapi dengan bantuan dokumen, forum ArduPilot dan tutorial YouTube akhirnya anda dapat sampai di sana.

ArduPilot memberi anda taman permainan lanjutan dari parameter yang dapat anda gunakan untuk membina hampir semua kenderaan memandu sendiri yang dapat anda fikirkan. Dan sekiranya anda kehilangan sesuatu, anda boleh terlibat dengan komuniti untuk membinanya kerana projek hebat ini adalah sumber terbuka. Saya hanya boleh mendorong anda untuk mencubanya, kerana ini mungkin merupakan kaedah termudah untuk memasuki dunia kenderaan autonomi. Tetapi inilah sedikit petua pro: Cubalah dengan kenderaan sederhana sebelum membina kapal RC gergasi.

Berikut adalah sedikit senarai tetapan Lanjutan yang saya lakukan untuk persediaan perkakasan tertentu:

• Pemetaan Saluran Berubah dalam PETA RC

  • Pitch 2-> 3
  • Pendikit 3-> 2
• LED RGB I2C yang diaktifkan
• Jenis Kerangka = Bot

• Tetapkan Skid Steering

  • Saluran 1 = ThrottleLeft
  • Saluran 2 = ThrottleRight
• Saluran 8 = Kaedah Penerbangan
• Saluran 5 = Melengkapkan / Melucutkan Senjata

• Sediakan Monitor Semasa dan Bateri

  • BATT_MONITOR = 4
  • Kemudian but semula. BATT_VOLT_PIN 12
  • BATT_CURR_PIN 11
  • BATT_VOLT_MULT 11.0

Langkah 9: Otak: Pengawal LED Custom

Hadiah Pertama dalam Peraduan Make it Move 2020