Izgradnja čamca za samoupravljanje (ArduPilot Rover): 10 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:32

Fusion 360 projekti »

Znaš što je super? Samovozeća vozila bez posade. Zapravo su toliko cool da smo mi (moji kolege s uni i ja) sami počeli graditi jedan još 2018. Zato sam i ove godine krenuo napokon to završiti u slobodno vrijeme.

U ovom Instructableu želim podijeliti ovaj projekt s vama i potaknuti vas na izgradnju vlastitog vozila za samostalno upravljanje. Napravio sam i mali YouTube video koji grebe površinu projekta i daje vam kratak pregled svih nezgoda na tom putu. Ovaj Instructable je korelacijski vodič koji objašnjava kako ova stvar zapravo radi.

Kome je namijenjen ovaj Instructable i kako ga čitati

Ovaj Instructable zapravo ima dvije svrhe. Prije svega, želim podijeliti ono što sam izgradio i naučio te vas zainteresirati za izgradnju vozila za samostalno upravljanje. Sekundarna svrha je dokumentiranje projekta i većine njegovih detalja, tako da sljedeća studentska grupa na mom starom sveučilištu koja preuzima projekt zna što se događa.

Ako ste ovdje samo radi zabave, možete zanemariti detalje poput popisa parametara i preciznih shema ožičenja. Pokušat ću u početku držati korake općenito, tako da se mogu primijeniti na bilo koji ArduPilot RC čamac i staviti detalje na kraj.

Projekt je završen u dva dijela, a Instructable slijedi istu strukturu. Prvi dio nazivat ću "mišićima" jer uključuje svu elektroniku za napajanje i trup brodova. Zatim idem na "Mozak" koji je mala kutija na vrhu čamca, koja sadrži glavni kontroler i sve ostale stvari s prijemnika.

Podrijetlo Kenterprise

U redu, evo pozadine ovog projekta, ako to već niste čuli u videu. Ovaj projekt započeo je 2018. godine dok sam još bio na sveučilištu. Bili smo na kraju 4. semestra išli smo prema 5.. Na našem sveučilištu možete raditi timski projekt oko 6 mjeseci. Možete izabrati s popisa pripremljenih projekata (dobre šanse za dobru ocjenu) ili započeti vlastiti projekt (koliko je meni poznato, to nitko prije nije radio). Za ovaj projekt dobivate i 12 kreditnih bodova, što ga čini vrijednim koliko i diplomski rad. Na ovaj način neuspjeh može doista promijeniti vašu ukupnu ocjenu.

Naravno da sam odlučio pokrenuti projekt od nule i našao 4 jadne duše koje će me pratiti na ovom putovanju u vatru kontejnera timskog projekta. Počeli smo s minimalno potrebnom veličinom tima od 5 ljudi, ali nas je dvoje kasnije otišlo. Dobili smo i 1500 €, ALI nismo smjeli potrošiti na bilo koji od onih ljupkih kineskih web shopova koji uvijek imaju najnoviju i najbolju elektroniku. Umjesto toga bili smo vezani za dobre stare njemačke dobavljače elektronike. Spojler: Na ovaj način nemoguće je nabaviti komponente za samostalno upravljanje brodom.

Izvorna ideja

Kad smo razmišljali o ideji za projekt, razmišljali smo o tome da napravimo nešto u vezi s bespilotnim letjelicama jer su bespilotne letjelice najhladnija stvar ikad. Međutim, normalni leteći dronovi su već stvar i htjeli smo izgraditi nešto više romana. Stoga smo odlučili izgraditi bespilotnu letjelicu. Tu ideju smo dobili zbog obližnjeg jezera.

Jezero zauzima površinu od 12 km^2 i uglavnom je duboko samo 1,5 m. To znači da se zagrijava u ljetnom mjesecu, dok je u njemu i manje vode. Znate koji oblik života voli tople vode: cijanobakterije, koje se u Njemačkoj nazivaju i plava alga. Pod pravim uvjetima, te se stvari mogu reproducirati u kratkom vremenu i pokriti velika područja, dok proizvode toksine koji mogu naštetiti ljudima i životinjama. Namjena broda bila je redovito brisanje površine jezera i mjerenje koncentracije alge. Zatim se prikupljeni podaci mogu ispisati na toplinskoj karti kako bi se razumjelo pod kojim se okolnostima počinje stvarati algea, a također i izdati upozorenja u stvarnom vremenu mještanima i turistima.

Još jedan spojler: nikada nismo uspjeli izgraditi mjerni sklop za plavu algu i postaviti ga na brod, jer su takvi sklopovi jako skupi i obično su smješteni u stalak od 1mx1mx2m na brodu, što je nepraktične veličine za 1m duljine čamac. Novi fokus je automatsko i jeftino stvaranje dubinskih karata uz jezero kako bi se lokalnim biolozima omogućilo vidjeti kako se jezersko dno mijenja s vremenom. Trenutno je skeniranje vrlo skupo zbog potrebnog ručnog rada.

Spiralna silazna sila

Natrag na priču. U prva dva mjeseca prikupljanja pozadinskog znanja i planiranja razmatrali smo što bi takvom čamcu bilo potrebno: trup, električni pogon, mogućnosti samostalne vožnje, mogućnost upravljanja internetom,…. Tada sam odlučio da bismo gotovo sve trebali sami izgraditi s naglaskom na autonomnu vožnju. Ovo je bila loša ideja, ideja koja je bila prilično osuđena na propast i pogodite što je učinila? Točno, šest mjeseci kasnije ulili smo svoje vrijeme i znoj u ogroman RC brod, Kenterprise (Infografika na slici 4). Na putu smo se borili s ograničenim novcem, nedostatkom elektronike i lošim upravljanjem timom, za što ja preuzimam najveću odgovornost.

Tako je to bilo, Kenterprise, autonomno mjerno vozilo koje nije bilo autonomno niti je išta mjerilo. Kao što vidite, nije neki veliki uspjeh. Roštiljali smo se tijekom naše posljednje prezentacije. Srećom, naši su profesori priznali naš rad i ipak su nam dali ocjenu ok, lošiju od bilo koje druge projektne grupe u posljednjih nekoliko godina, ali ok.

Nadogradnja 2020

Ja bih ovaj studentski projekt nazvao apsolutnim požarom u kontejnerima, ali kako kaže stara izreka: "ožiljci od požara u kontejneru čine vas jačim". Ovo mi je iskustvo doista pomoglo da na odgovarajući način postavim svoje ciljeve i ostanem usredotočen na sve svoje sljedeće projekte. Također mi se sviđa ideja o bespilotnom vozilu koje može pomoći biolozima u istraživanju jezera i općenito privlačnost izgradnje broda za samostalnu vožnju. Zato sam sada, godinu dana kasnije, htio to završiti koristeći novostečeno znanje o bespilotnim letjelicama u FPV -u, prekrasan projekt otvorenog koda ArduPilot i moć jeftinih web stranica za elektroniku.

Cilj nije bio pretvoriti ga u punopravni mjerni brod, već pokrenuti sve sustave i instalirati autopilot. Ne mora biti savršeno. Samo sam htio vidjeti ovu vožnju čamcem kao dokaz koncepta.

Zatim ću predati RADNI autonomni brod sveučilištu za buduće projekte, poput kartiranja morskog dna. Usput, nisam bio sam. Moj prijatelj Ammar, koji je također bio u projektnoj grupi još 2018. godine, pomogao mi je pri testiranju broda.

Bez odlaganja, uđimo u to

Korak 1: Mišići: trup

Trup je najveći dio broda. Ne samo zbog svojih velikih dimenzija (100 cm*80 cm) već i zato što je trebalo puno vremena za izgradnju ove prilagođene strukture. Kad bih to ponovio, definitivno bih se odlučio za dijelove polica. RC brod s police, nažalost, za nas nažalost nije bio na karticama, jer ti brodovi imaju vrlo ograničen nosivost. Nešto poput daske za dasku ili daske za surfanje ili samo par PVC cijevi iz željezarije bilo bi mnogo jednostavnije rješenje koje mogu samo preporučiti.

U svakom slučaju, naš je trup počeo s 3D modelom u Fusionu 360. Napravio sam vrlo detaljan model i prošao kroz više ponavljanja prije nego što smo ga zapravo počeli graditi. Pobrinuo sam se da svakoj komponenti modela dam odgovarajuću težinu, pa čak i modelirao interijer. To mi je omogućilo da znam približnu težinu broda prije njegove izgradnje. Napravio sam i nekoliko kalibracija uzgona umetanjem "vodene linije", rezanjem vozila s njom i izračunavanjem volumena koji je bio pod vodom. Brod je katamaran jer ova vrsta vozila obećava veću stabilnost, zatim čamac s jednim trupom.

Nakon tona sati modeliranja, počeli smo oživljavati brod izrezivanjem osnovnog oblika dva trupa iz polistirenskih ploča. Zatim su izrezani u oblik, ispunjene su rupe i obavili smo puno brušenja. Most koji povezuje dva trupa samo je velika drvena kutija.

Sve smo prekrili sa 3 sloja staklenih vlakana. Ovaj korak trajao je oko 3 tjedna i uključivao je dane ručnog brušenja kako bi se dobila pristojno glatka površina (0/10 se ne preporučuje). Nakon toga smo ga obojili u lijepu žutu boju i dodali naziv "Kenterprise". Naziv je kombinacija njemačke riječi "kentern" koja se prevodi u potonuće i svemirskog broda Star Trek "USS Enterprise". Svi smo mislili da je ovo ime apsolutno prikladno za monstruoznost koju smo stvorili.

Korak 2: Mišići: pogonski sustav

Brod bez motora ili jedra ima vozne karakteristike kao komad drva. Stoga smo morali praznom trupu dodati pogonski sustav.

Htio bih vam dati još jedan spojler: Motori koje odaberemo su previše moćni. Opisat ću trenutno rješenje i njegove nedostatke te predložiti i alternativni pogonski sustav.

Sadašnje rješenje

Zaista nismo znali koliko je potrebno potiska čamca pa smo si nabavili dva od ovih motora za trkaće brodove. Svaki od njih namijenjen je pogonu 1 m dugog RC trkaćeg čamca, a odgovarajući elektronički regulator brzine (ESC) može kontinuirano isporučivati 90A (ta bi potrošnja ispraznila veliku bateriju automobila za sat vremena).

Također zahtijevaju hlađenje vodom. Obično biste jednostavno spojili ESC i motor s nekom cijevi, stavili ulaz na prednji dio plovila i postavili izlaz ispred propelera. Na ovaj način propeler povlači jezersku vodu kroz sustav hlađenja. Međutim, dotično jezero nije uvijek čisto i ovo rješenje može začepiti rashladni sustav i uzrokovati kvar motora dok ste na jezeru. Zato smo odlučili otići na unutarnju rashladnu petlju koja pumpa vodu kroz izmjenjivač topline na vrhu trupa (slika 3).

Za sada brod ima dvije boce vode kao spremnike i nema izmjenjivač topline. Spremnici jednostavno povećavaju toplinsku masu pa je zagrijavanje motora potrebno mnogo dulje.

Osovina motora povezana je s podupiračem putem dva univerzalna zgloba, osovine i takozvane krmene cijevi, koja služi za zadržavanje vode. Bočni prikaz ovog sklopa možete vidjeti na drugoj slici. Motor je montiran pod kutom s 3D printanim nosačem, a rekviziti se također ispisuju (jer sam polomio stare). Bio sam prilično iznenađen kad sam saznao da ti rekviziti mogu izdržati sile motora. Kako bih podržao njihovu snagu, napravio sam oštrice debljine 2 mm i ispisao ih sa 100% ispunom. Dizajniranje i ispis rekvizita zapravo je prilično zgodna prilika da isprobate različite vrste rekvizita i pronađete najučinkovitiji. Priložio sam 3D modele svojih rekvizita.

Moguća alternativa

Ispitivanja su pokazala da je čamcu potrebno samo 10-20% raspona leptira za gas da bi se polako kretao (pri 1m/s). Prelazak na 100% gas dovodi do ogromnog skoka struje, što potpuno onemogućuje cijeli brod. Također, zahtjev za sustavom hlađenja prilično je neugodan.

Bolje rješenje mogli bi biti tzv. Potisnici. Potisnik ima motor izravno povezan s propelerom. Cijeli sklop se tada potapa i stoga hladi. Ovdje je veza na mali potisnik s odgovarajućim ESC -om. To može osigurati maksimalnu struju od 30 A, što se čini prikladnijom veličinom. To će vjerojatno stvoriti znatno manje strujne skokove i gas ne mora biti toliko ograničen.

Korak 3: Mišići: Upravljanje

Pogon je cool, ali se i brod mora okrenuti. Postoji više načina da se to postigne. Dva najčešća rješenja su kormila i diferencijalni potisak.

Kormila su se doimala kao očito rješenje pa smo krenuli na to. Modelirao sam sklop kormila u Fusion -u i 3D ispisao kormila, šarke i servo nosač. Za servomotore biramo dva velika servo motora od 25 kg kako bismo bili sigurni da relativno velika kormila mogu izdržati vuču vode. Zatim je servo postavljen unutar trupa i spojen na kormilo izvana kroz rupu pomoću tankih žica. Priložio sam video snimak kormila na djelu. Prilično je ugodno gledati kako se ovaj mehanički sklop pomiče.

Iako su kormila izgledala sjajno, prve probne vožnje pokazale su da je radijus okretanja s njima oko 10 m, što je užasno. Nadalje, kormila se odvajaju od servomotora, zbog čega se čamac ne može upravljati. Posljednja slaba točka je rupa za te žice. Ova je rupa bila toliko blizu vode da je unatrag uzrokovala da je potopljena, pa je poplavila unutrašnjost trupa.

Umjesto da pokušavam riješiti te probleme, uklonio sam kormila sve zajedno, zatvorio rupe i otišao na rješenje diferencijalnog potiska. S diferencijalnim potiskom, dva se motora okreću u suprotnom smjeru kako bi se vozilo okrenulo. Budući da je čamac gotovo isto toliko širok koliko i kratak, a motori su postavljeni daleko od središta, to omogućuje okretanje na licu mjesta. Potrebno je samo malo konfiguracijskog rada (programiranje ESC -a i glavnog kontrolera). Imajte na umu da će čamac koji koristi diferencijalni potisak kružiti u krug ako jedan od motora otkaže. Možda sam to doživio jednom ili dvaput zbog trenutnog problema sa skokovima opisanog u prethodnom koraku.

Korak 4: Mišići: Baterija

Čini mi se da se RC komponente, poput onih koje se koriste u ovom čamcu, mogu pokretati gotovo svime, u rasponu od satne baterije pa sve do nuklearne elektrane. Očito je ovo malo pretjerivanje, ali imaju prilično širok raspon napona. Ovaj raspon nije upisan u podatkovne omote, barem ne u voltima. Skriven je u S-ocjeni. Ova ocjena opisuje koliko baterijskih ćelija u seriji može podnijeti. U većini slučajeva to se odnosi na ćelije litijevog polimera (LiPo). Oni imaju napon od 4,2 V kada su potpuno napunjeni i napon od oko 3 V kada su prazni.

Motori brodova tvrde da mogu podnijeti 2s do 6s, što prevodi u raspon napona od 6V sve do 25.2V. Iako ne bih uvijek vjerovao gornjoj granici, jer je poznato da neki proizvođači postavljaju komponente na svoje ploče koje mogu izdržati samo niže napone.

To znači da postoji veliki izbor upotrebljivih baterija sve dok mogu isporučiti potrebnu struju. I zapravo sam prošao kroz nekoliko različitih baterija prije nego što sam napravio pravu. Ovdje je kratak pregled tri iteracije baterija kroz koje je brod (do sada) prošao.

1. LiPo baterija

Kad smo planirali brod nismo imali pojma koliko će energije potrošiti. Za prvu bateriju odlučili smo izgraditi paket od dobro poznatih 18650 litij -ionskih ćelija. Lemili smo ih u 4S 10P paket pomoću nikl traka. Paket ima raspon napona od 12V do 16.8V. Svaka ćelija ima 2200mAh i ima maksimalnu brzinu pražnjenja od 2C (prilično slaba) pa 2*2200mA. Budući da paralelno postoji 10 ćelija, može isporučiti vršne struje od samo 44A i ima kapacitet od 22 Ah. Paket smo također opremili pločom za upravljanje baterijom (više o BMS -u kasnije) koja se brine za uravnoteženje napunjenosti i ograničava struju na 20A.

Prilikom testiranja plovila pokazalo se da je 20A maksimalne struje waaaaay manje nego što troše motori, a BMS je konstantno smanjivao snagu ako nismo bili oprezni sa štapom za gašenje. Zato sam odlučio premostiti BMS i spojiti bateriju ravno na motore kako bi dobili puna 44 ampera. Loša ideja!!! Dok su baterije uspjele isporučiti nešto više energije, niklove trake, povezujući ćelije, to nisu mogle podnijeti. Jedna od veza se otopila i uzrokovala je da drvena unutrašnjost broda proizvodi dim.

Da, pa ova baterija nije bila baš prikladna.

2. Auto akumulator

Za svoj dokaz koncepta 2020. odlučio sam upotrijebiti veću bateriju. Međutim, nisam želio potrošiti dodatni novac pa sam upotrijebio stari automobilski akumulator. Automobilske baterije nisu predviđene za potpuno pražnjenje i punjenje, uvijek ih treba držati pod punim nabojem i koristiti ih samo za kratki udar struje za pokretanje motora. Zato se nazivaju starter baterije. Njihova upotreba kao baterije za RC vozilo značajno im skraćuje vijek trajanja. Postoji još jedna vrsta olovne baterije koja često ima isti faktor oblika i posebno je dizajnirana za višestruko pražnjenje i punjenje koja se naziva baterija dubokog ciklusa.

Bio sam dobro svjestan kratkih skokova moje baterije, ali htio sam brzo testirati brod i baterija je ionako bila stara. Pa, preživio je 3 ciklusa. Sada napon pada s 12V na 5V kad god pritisnem gas.

3. LiFePo4 baterija

"Treći put je draž" je ono što kažu. Kako još uvijek nisam htio potrošiti vlastiti novac, zatražio sam pomoć od sveučilišta. Naravno da su cijelo vrijeme imali bateriju iz mojih snova. Naš Uni sudjeluje na natjecanju "Formula Student Electic" i stoga ima električni trkaći automobil. Trkački tim prethodno je prešao s LiFePo4 ćelija na 18650 LiPo ćelija jer su lakše. Tako imaju zalihu više korištenih LiFePo4 ćelija koje im više ne trebaju.

Te se ćelije razlikuju od LiPo ili LiIon ćelija po svom rasponu napona. Nominalni napon je 3,2 V i kreće se od 2,5 do 3,65 V. Sastavio sam 3 od tih 60Ah ćelija u 3S paket. Ovo pakiranje može isporučiti maksimalnu struju od 3C. 180A i ima maksimalni napon od samo 11V. Odlučio sam ići na niži napon sustava kako bih smanjio struju motora. Ovaj paket konačno mi je omogućio vožnju brodom više od 5 minuta i testiranje sposobnosti samostalne vožnje.

Nekoliko riječi o punjenju baterije i sigurnosti

Baterije koncentriraju energiju. Energija se može pretvoriti u toplinu, a ako ta toplina poprimi oblik vatre iz baterije, imate problem s rukom. Zato se prema baterijama morate odnositi s poštovanjem koje zaslužuju i opremiti ih pravom elektronikom.

Baterijske ćelije imaju tri načina umiranja.

1. Pražnjenje ispod minimalnog napona (hladna smrt)
2. punjenje iznad njihovog maksimalnog nazivnog napona (može uzrokovati oticanje, požar i eksplozije)
3. crtanje previše struje ili skraćivanje (pa stvarno moram objasniti zašto bi to moglo biti loše)

Sustav upravljanja baterijom sprječava sve te stvari, zato ih trebate koristiti.

Korak 5: Mišići: Ožičenje

Ožičenje za mišićni dio prikazano je na prvoj slici. Na dnu imamo bateriju koju treba spojiti s odgovarajućim osiguračem (trenutno ga nema). Dodao sam dva vanjska kontakta za povezivanje punjača. Bilo bi dobro zamijeniti ih odgovarajućim XT60 konektorom.

Zatim imamo veliki prekidač za bateriju koji povezuje ostatak sustava s baterijom. Ovaj prekidač ima stvarni ključ i moram vam reći, tako ga je zadovoljno okrenuti i vidjeti kako brod oživljava.

Mozak je povezan s uzemljenim baterijama, dok su ESC i servo uređaji odvojeni odvojnim otpornikom. To omogućuje mjerenje struje kroz malu narančastu vezu jer uzrokuje mali pad napona preko ranžirnog otpornika. Ostatak ožičenja je samo crvena do crvena i crna do crna. Kako se servo pogoni više ne koriste, jednostavno ih se može zanemariti. Pumpe za hlađenje jedina su komponenta čamca koja zahtijeva točno 12V i čini se da ne rade dobro ako je napon veći ili manji od toga. Stoga im je potreban regulator ako je napon baterije iznad 12V ili pojačani pretvarač ako je ispod toga.

S upravljačem kormila, obje signalne žice ESC -a išle bi do istog kanala u mozgu. Međutim, čamac sada koristi diferencijalni potisak. klizno upravljanje, pa svaki ESC mora imati svoj zasebni kanal, a servo upravljači uopće nisu potrebni.

Korak 6: Mozak: Komponente

Mozak je velika kutija puna zanimljive elektronike. Mnogi od njih mogu se pronaći u bespilotnim letjelicama FPV, a neki su zapravo izvađeni iz mog vlastitog drona. Prva slika prikazuje sve elektroničke module. Uredno su složeni jedan na drugi pomoću mesinganih PCB nosača. To je moguće jer FPV-komponente dolaze u posebnim faktorima oblika koji se nazivaju mjesto slaganja. Od dna do vrha naš hrpa sadrži sljedeće:

Razdjelna ploča (PDB)

Ova stvar radi samo ono što naziv implicira i distribuira snagu. Ulaze dvije žice iz baterije i nude više lemilica za spajanje različitih modula na bateriju. Ovaj PDB također nudi regulator od 12V i 5V.

Kontrolor leta (FC)

Kontrolor leta pokreće firmver ArduPilot Rover. Radi razne stvari. Upravlja motornim kontrolerima putem nekoliko PWM izlaza, prati napon i struju baterije, povezuje se s različitim senzorima i ulaznim i izlaznim uređajima, a također ima i žiroskop. Moglo bi se reći da je ovaj mali modul pravi mozak.

RC prijemnik

Prijemnik je spojen na daljinski upravljač. U mom slučaju radi se o FlySky daljinskom upravljaču za RC avione koji ima deset kanala pa čak i uspostavlja dvosmjernu komunikaciju tako da daljinski upravljač može primati i signale od prijemnika. Njegovi izlazni signali idu ravno u FC kroz jednu žicu koristeći tzv. I-bus protokol.

Video odašiljač (VTX)

U kutiji za mozak nalazi se mala analogna kamera. Video signal fotoaparata prosljeđuje se FC -u koji video streamu dodaje zaslonski prikaz (OSD), koji sadrži informacije poput napona baterije. Zatim se prenosi na VTX koji ga prenosi na poseban prijemnik od 5,8 GHz na drugom kraju. Ovaj dio nije strogo neophodan, ali je super moći vidjeti ono što brod vidi.

Na vrhu kutije je hrpa antena. Jedan je iz VTX -a, dva iz RC prijemnika. Druge dvije antene su sljedeće komponente.

Modul telemetrije

Antena od 433MHz pripada telemetrijskom modulu. Ovaj mali odašiljač je ulazni/izlazni uređaj koji povezuje kontrolor leta sa zemaljskom postajom (prijenosno računalo s USB donglom od 433MHz). Ova veza omogućuje operateru daljinsko mijenjanje parametara i dobivanje podataka iz unutarnjih i vanjskih senzora. Ova se veza može koristiti i za daljinsko upravljanje brodom.

GPS i kompas

Velika okrugla stvar na vrhu broda zapravo nije antena. Pa jest, ali je i cijeli GPS modul i modul kompasa. To omogućuje brodu da zna svoj položaj, brzinu i orijentaciju.

Zahvaljujući rastu tržišta bespilotnih letjelica, za svaki modul možete izabrati veliki izbor komponenti. Najvjerojatnije ćete se htjeti prebaciti na FC. Ako želite spojiti više senzora i trebate više ulaza, postoji niz moćnijih hardverskih opcija. Ovdje je popis svih FC -ova koje ArduPilot podržava, tu je čak i pi od maline.

I evo malog popisa točnih komponenti koje sam koristio:

• FC: Omnibus F4 V3S Aliexpress
• RC prijemnik: Flysky FS-X8B Aliexpress
• Komplet odašiljača telemetrije: 433MHz 500mW Aliexpress
• VTX: VT5803 Aliexpress
• GPS i kompas: M8N Aliexpress
• Kućište: 200x200x100 mm IP67 Aliexpress
• Daljinski upravljač: FLYSKY FS-i6X Aliexpress
• Video prijemnik: Skydroid 5, 8 Ghz Aliexpress

Korak 7: Mozak: Ožičenje

Mozak dobiva svoj radni napon izravno iz baterije. Također dobiva analogni napon iz trenutnog šanta i emitira upravljačke signale za oba motora. To su vanjske veze koje su dostupne s vanjske strane moždane kutije.

Unutrašnjost izgleda mnogo zamršenije. Zato sam napravio mali dijagram ožičenja na prvoj slici. Ovo pokazuje veze između svih različitih komponenti koje sam opisao u prethodnom koraku. Napravio sam i nekoliko produžnih kabela za PWM izlazne kanale i USB priključak te ih preusmjerio na stražnju stranu kućišta (vidi sliku 3).

Za montažu snopa na kutiju koristio sam 3D tiskanu osnovnu ploču. Budući da komponente (osobito VTX) proizvode toplinu, priključio sam i 40 mm ventilator s još jednim 3D ispisanim adapterom. Dodao sam 4 crna plastična komada na rubove da pričvrstim kutiju na čamac bez potrebe za otvaranjem poklopca. Priložene su datoteke STL za sve 3D ispisane dijelove. Koristio sam epoksid i malo vrućeg ljepila kako bih sve zalijepio za.

Korak 8: Mozak: ArduPilot postavljanje

Ardupilot Wiki vrlo detaljno opisuje kako postaviti rover. Ovdje je Roverova dokumentacija. Ovdje ću samo zagrebati površinu. U osnovi postoje sljedeći koraci za pokretanje ArduPilot Rovera nakon što je sve ispravno ožičeno:

1. Flash ArduPilot Firmware na FC (Tipp: za to možete koristiti Betaflight, uobičajeni softver za dronove FPV)
2. Instalirajte softver zemaljske postaje poput Planera misija i povežite ploču (pogledajte korisničko sučelje planera misije na slici 1)
3. Izvršite osnovno postavljanje hardvera
   • kalibrirati žiroskop i kompas
   • kalibrirati daljinski upravljač
   • postavljanje izlaznih kanala

4. Učinite naprednije postavljanje prolaskom kroz popis parametara (slika 2)

   • osjetnik napona i struje
   • mapiranje kanala
   • LED diode
5. Napravite probnu vožnju i podesite parametre za gas i upravljanje (slika 3)

I bum, imate rover koji se sam vozi. Naravno da svi ti koraci i postavke zahtijevaju neko vrijeme, a stvari poput kalibriranja kompasa mogu biti prilično dosadne, ali uz pomoć dokumenata, ArduPilot foruma i YouTube vodiča na kraju možete doći do toga.

ArduPilot vam daje napredno igralište sa hrpom parametara koje možete koristiti za izradu gotovo bilo kojeg vozila za samostalno upravljanje kojeg se sjetite. A ako vam nešto nedostaje, možete se angažirati sa zajednicom kako biste to izgradili jer je ovaj sjajan projekt otvorenog koda. Mogu vas samo potaknuti da isprobate jer je to vjerojatno najlakši način da uđete u svijet autonomnih vozila. No, evo malo profesionalnog savjeta: Isprobajte s jednostavnim vozilom prije nego izgradite divovski RC brod.

Evo malog popisa naprednih postavki koje sam napravio za svoje određeno hardversko postavljanje:

• Promijenjeno mapiranje kanala u RC MAPI

  • Nagib 2-> 3
  • Ručica gasa 3-> 2
• Aktivirane I2C RGB LED diode
• Vrsta okvira = Brod

• Postavite Skid Steering

  • Kanal 1 = Lijevo s lijeve strane
  • Kanal 2 = ThrottleRight
• Kanal 8 = FlightMode
• Kanal 5 = Naoružavanje/razoružavanje

• Postavite Monitor struje i baterije

  • BATT_MONITOR = 4
  • Zatim ponovno pokrenite sustav. BATT_VOLT_PIN 12
  • BATT_CURR_PIN 11
  • BATT_VOLT_MULT 11.0

Korak 9: Mozak: Prilagođeni LED kontroler

Prva nagrada na natječaju Make it Move 2020