Апгрейд квадрокоптера и залаз в бункер Горбачёва. Заводской вариант возможностей

19.02.2019

Флешка

Весной я писал как построить дешевый и простой коптер за 1 день и $120
Основной его недостаток - довольно примитивный по возможностям контроллер KKmultiсopter - он даже горизонт сам держать не умеет. Что-ж, исправим этот недостаток!
Тех, кто уже построил по предыдущему рецепту, спешу успокоить - бюджет апгрейда всего $40-55. Для тех, кто строить будет с нуля, есть возможность улучшить конструкцию.
Я построил второй коптер, т.к. комплектующие для него были куплены давно.

Итак, время идет, электроника дешевеет. Братья китайцы избавляют нас от необходимости собирать полетный контроллер из отдельных компонентов. Главным героем сегодня будет плата Crius Multiwii SE.

« »
Что она из себя представляет?
По сути это Arduino-совместимая плата с нужными нам сенсорами:
ATMEGA328P - микроконтроллер
· ITG3205 трехосевой гироскоп (датчик угловых скоростей)
· BMA180 (трехосевой акселерометр)
· BMP085 (датчик давления)
· HMC5883L трехосевой магнитометр (компас)

Разберемся что и зачем нужно:

Гироскоп выполняет ту же функцию, что и на плате кука - определяет отклонения коптера, чтобы плата управления могла скомпенсировать их.
Акселерометр - знает где «низ», благодаря проекции вектора силы тяжести g на систему координат коптера. Помогает таким образом держать горизонт.
Датчик давления - ну это просто высотомер, можно использовать для удержания высоты (точность невелика, но лучше чем ничего). Не обязателен.
Магнитометр - или компас. Позволяет определить направление на север и таким образом скомпенсировать вращение коптера вокруг вертикальной оси, которое не удается отловить акселерометром и гироскопом. Полезен.

Замечательно. Сколько чудо стоит?

В версии 0.2 как у меня он стоит $31.99 , правда уже заканчивается на rctimer.com, но есть на goodluckbuy.com
А в версии 1.0 стоит $38.99
Какой брать - без разницы. я свой v0.2 брал за 41.99
Если барометром и магнитометром вы готовы пожертвовать в угоду экономии или у вас есть что-то покруче в загашнике - берите версию Light (LE) - на ней только гироскоп и акселерометр. Продается, например, на гудлакбае.
В принципе, из обязательного, это все что нам понадобится для апгрейда, все остальное можно смело покупать из списка коптера за $120.
Я купил еще USB-UART адаптер для удобства: (пригодится прошивать arduino pro, pro mini и для своих поделок)

Продается без термоусадки, я запихнул в нее, чтобы не замкнуть случайно или не убить статикой.
Можно использовать любой вариант адаптера с линией DTR для сброса из среды Arduino.

Подключаем

По размерам плата идентична KKmulticopter, поэтому просто можно посадить на ее место в предыдущей версии мультикоптера.
Закрепили? Теперь провода. Я получил вот такой комплект (USB-UART заказывал дополнительно):

« »
Кабели очень интересные - один обычный и два «тройника»:

В предыдущей статье я рассказывал про номера каналов приемника.
Здесь они называются по-второму варианту:
1 - Aileron (элероны, ROLL)
2 - Elevator (тангаж, PITCH)
3 - Throttle (газ)
4 - Rudder (руль направления, рыскание, YAW)
Подключаем 1й канал приемника обычным проводком, а остальные тройником подключаем только сигнальные контакты:
точно так же как и для KKmulticopter:

« »
На плате это будут последовательно:
3, 1, 2, 4 каналы (они обозначены как THR, ROLL, PITCH, YAW - гребенка в нижнем ряду на фото платы).
Затем подключаем кабели от ESC. Для X-конфигурации коптера рекомендуется такое подключение моторов: (на моторах написаны номера пинов Arduino/Crius)

Левый передний мотор - D3
Правый передний мотор - D10
Правый задний мотор - D9
Левый задний мотор - D11
Подключенная и установленная плата выглядит так:

Я дополнительно подключил к разъему TTL (на крупном фото платы правый верхний 4-контактный, на фото установленной платы к нему идет синий провод с белым разъемом) модуль Bluetooth, который использовал для гусеничного робота:

Софт

Скачиваем:
Arduino 1.0
MultiWii release 2.0
Подключаем к компу плату Crius через разъем FTDI.
Загружаем и прошиваем в плату скетч MultiWii_2_0.ino. Прошивается как обычная Arduino Duemillanove w/ Atmega328.
Теперь запускаем из папки MultiWiiConf_2_0 версию конфигуратора для своей ос (например MultiWiiConf_2_0.exe из application.windows32).
Выбираем слева порт, который создал FTDI адаптер (у меня это 15й), если все правильно сделали, список портов станет зеленым. Жмем «Start» - правильно прошитый контроллер будет показывать данные сенсоров:

Пошевелите стики на пульте радиоуправления - они должны отобразиться в программе.
Нажмите Read - считаете настройки, увидите PID коэффициенты и прочие настройки.
Изменив коэффициенты, не забудьте записать их кнопкой Write.
Подробнее про настройку через GUI можно прочесть
если вы как и я подключили вместо FTDI кабеля модуль Bluetooth, ту же самую настройку можно сделать с помощью программки MultiWii Configurator с Android телефона.
Программа не особо сложная, думаю, разберется каждый.
Перед тем как выходить во двор, внимательно прочтите про настройки PID .
Настроили? Проверяем крепления, и идем тестировать и настраивать на улицу.
Я настраивал прямо с телефона: считываем настройки, меняем параметры, записываем, телефон в карман, проверяем как летает. Будьте осторожны - не разбейте свой коптер во время настройки.
Я закрепил небольшую камеру сверху на коптер через упаковочный пупырчатый целлофан для виброразвязки

Для тренировок я сделал «шасси» из пакетов с воздухом, которые китайцы кладут для сохранности посылки:

« »

Полетели!

P.S. Для тех, кто хочет такой же коптер, запчасти:
Моторы

Обзор и технические возможности Cyclone

— это практически копия удачного дрона AR Drone 2.0, выпущенного китайской компанией по производству различных мультикоптеров WLToys. Производитель присвоил имя модели – Cyclone, которое можно наблюдать сбоку коптера.

Квадрик относится к категории больших моделей — его длина по диагонали (при установленной защите) составляет 55 сантиметров, что довольно хороший размерный показатель. Соответственно установлены и большие пропеллеры! И что же это дает нам?

Благодаря такой спецификации этот бюджетный дрон может переносить какой-никакой вес, что очень хорошо для различных модификаций и улучшений. В комплекте к квадрику поставляется защитный кожух. Сделан он из пенопласта и не очень прочный — сломать его легко, но он также прекрасно ремонтируется подручными средствами (суперклей, термопистолет).

Совет!

При использовании квадрокоптера внутри помещений обязательно прикрепите защиту — это удержит в сохранности хрупкие пропеллеры дрона.

Общий вес данной модели, полностью укомплектованной (аккумулятор, защитный кожух), составляет 272 грамма, а максимальный полетный вес — около 315 грамм. Казалось бы, немного, всего порядка 45 грамм остается для грузоподъемности. Начальный вес можно уменьшить и довести показатель грузоподъемности до более высокого уровня, о чем будет рассказано немного ниже.

На лучах снизу находятся четыре светодиодных индикатора. К сожалению, производитель, видимо, решил, что этот дрон должен использоваться исключительно в дневное время, поэтому диоды небольшие, и при достаточном отдалении, даже ночью, теряются из вида, что увеличивает вероятность потери или аварии дрона.

Ну, да и ладно. Даже то, что вы получили дрон по такой цене, уже должно радовать аэролюбителя. По сравнению со своим «прародителем», стоимость которого была порядка 400 американских долларов, этот квадрокоптер имеет цену до 100 долларов, что, как вы сами можете понять, в 4 раза дешевле AR Drone 2.0.

Выводы делайте сами. Также в стандартный поставочный комплект входит литий-полимерный аккумулятор мощностью 850мАч. Отсек для его установки великолепно подогнан для его размера, и он довольно хорошо становится на место, что дает возможность хорошо закрыть бокс. Раз говорим о модернизации, примите как совет — дополнительно закрепите крышку скотчем для сохранности силовой батареи.

Заряжается этот аккумулятор порядка полутора часов — такой мощности при полной зарядке хватает на 8 минут полета. Сняв защитный кожух, вы сможете увеличить длительность до 10 минут. Пульт управления дроном – это стандартный WLToys-овский пульт не самой большой комплектации (без крепления монитора и некоторых доп. функций), которого достаточно для управления.

Имеются кнопки для управления дополнительными подвесами и выполнения стандартных трюков. Управляется он на частотах 2,4ГГЦ, как и все современные игрушки. Если объяснить более подробно о работе, то, по сравнению с более ранними версиями радиоаппаратуры, где происходило забивание канала и наложение с соседними юзерами, здесь аппаратура при включении автоматически выбирает свободный канал и не допускает попадания соседних пользователей в ваш радиочастотный эфир.

Это дает отличную управляемость и отклик аппарата на ваши действия, повышая его чувствительность и точность выполнения того или иного действия. Дальность связи квадрокоптера колеблется от 100 до 150 метров, в зависимости от погоды или рельефа местности.

Основные технические показатели WLtoys v262:

Размеры – 550*550*50 мм;
Продолжительность полета (max) – 8-10 минут;
Вес с защитой и аккумулятором – 272 грамма;
Силовая батарея – 7,4В/850мАч (LiPo);
Время полной зарядки батареи – более 1 часа;
Высота и радиус связи пульта – 90-150 метров;
Для управления пульта требуется 6 батареек типа АА.

В комплект стандартной поставки при стартовой стоимости входит:

Квадрокоптер WLtoys V262.
Аккумуляторная батарея.
Пульт управления.
Зарядное устройство.
Инструкция на китайском и английском языке.
Дополнительные 4 пропеллера.

Возможности модернизации

Явным преимуществом данного коптера над остальными подобными аппаратами является то, что производитель снабдил его возможностью модернизации и улучшений. Специально это было сделано, или нет — мы не знаем. Но то, что при минимальном весе он имеет довольно хорошие показатели силовой тяги, позволяет нам пробовать всевозможные модули и улучшения.

Дополнительно облегчить конструкцию нам разрешает защитный обвес, снять который очень легко (открутить 8 винтов крепления). Взамен этого, во-первых, мы снижаем парусность конструкции, которая нам абсолютно не нужна при использовании на открытых пространствах, а во-вторых, мы облегчаем наш квадрокоптер на целых 80 грамм!

С запасом стандартных характеристик это дает нам около 130 грамм свободного веса, без последствий для управления и маневренности. Однако, при необходимости, мощности двигателей хватит для подъема веса порядка 300 грамм, что было испытано и доказано многими пользователями. Вы найдете эту информацию без труда на форумах, посвященных этой модели.

При изготовлении дрона производитель изначально дополнил его шлейфами для подключения разнообразных игровых девайсов, таких как водяная пушка, мыльная пушка, подъемный кран, лазерная пушка и т.д. Это должно поднять настроение вашим малышам (если таковые имеются), когда они доберутся до дрона.

Стоит отметить, что в комплект поставки данные девайсы не входят, но при заказе коптера в интернете либо покупке в специализированном магазине вам не составит труда докупить эти устройства. Вес их мал, и использовать можно в помещении с установленной защитой — в ненастную погоду вам будет чем заняться со своим младшим поколением.

Если же говорить о более сложных улучшениях, то здесь нужно остановиться на том, что вы сможете закрепить на теле аппарата камеру GoPro, тем самым выйдя на новый уровень съемки видео. Вес камеры 95 грамм, а также она легко устанавливается при снятой защите. На квадрик можно установить камеру для FPV полетов, что выведет его на новый уровень.

Для продления времени полета можно установить более мощный аккумулятор в 2000мАч. Конечно, он будет тяжелее стандартного, поэтому закрепить дополнительный девайс не получится, но вы продлите время наслаждения полетом.

Не забывайте при этом правильно расположить центр тяжести для правильной балансировки квадрокоптера в пространстве.

Существует много полезных советов для продления работоспособности того или иного устройства, такие как: необходимость приклеить скотч к аккумулятору, чтобы не доставать его за провода из бокса или упаковочной коробки; дополнительное крепление камеры или крышек боксов с помощью термо-пистолета либо того же скотча и др. На «тусклых» моделях стоит подумать о дополнительной цветовой визуализации для контроля его в небе.

На v262 не хватает светодиодной индикации — так в чем проблема? Прекрасным решением будет покупка специальной светодиодной ленты, которая без проблем крепиться по всей окружности защиты, превращая квадрик в «летающую тарелку». Это, конечно, скажется на длительности полета, но не всегда же вы собираетесь ее использовать,тем боле, при ее копеечной стоимости.

Решений по модернизации множество. Вперед, дерзайте! Может, именно ваши решения принесут что-то новое в эту популярную модель, и вы, не забывая о других, поделитесь этим на просторах сети Интернет.

Совет!

При использовании компенсирующего груза используйте такой, что не нарушаюет аэродинамические характеристики квадрокоптера.

Что же можно сказать в итоге

В завершение статьи можно сказать, что данный дрон просто великолепен как аппарат среднего и начального уровня. Технические и модернизационные решения грамотно вписываются в его размеры.

Из плюсов можно отметить:

Приятный шелест пропеллеров;
Отличную грузоподъемность;
Хорошую защиту при полетах с препятствиями;
Мощные электродвигатели;
Большой размер;
Отличную маневренность;
Ровное положение при полете, без кренов.

Можно много перечислять его достоинства, а вот недостатков практически нет, разве что защита сделана из слабого материала. Поверьте, при такой ремонтопригодности это небольшой минус, да и использовать ее вы будете крайне редко.

Так, я тут наконец-то собрался в экспедицию в командный пункт стран Варшавского договора, или как его ещё называют - "бункер Горбачёва" . Это один из самых глубоких и масштабных бункеров на территории Беларуси (второй, по слухам, сейчас использует Лукашенко), так что экспедиция будет очень интересной.
"Бункер Горбачёва" имеет от 12 до 14 подземных этажей (точнее сказать нельзя, так как этажи ниже минус десятого уровня сейчас полностью затоплены) и представляет собой две огромные трубы, соединённые между собой потернами на нескольких уровнях. Одна труба должна была стать жилой, а в другой должны были размещаться всякие технические коммуникации. Все внутренние части бункера - металлические. Лестницы, стены, гермодвери комнат - всё сделано из металла. Некоторые детали имеют таблички заводов-изготовителей, вот их-то мы и будем изучать - очень интересно, кто именно строил такое колоссальное сооружение на территории Беларуси.
Коридоры и помещения бункера имеют высоту около 5 метров, и нам возможно понадобятся съемки под потолком - для того, чтобы лучше рассмотреть все коммуникации. Для этого я сделал апгрейд своего квадрокоптера - теперь он сможет снимать фото в тёмных закрытых помещениях. Помните, как Кэмерон снимал батискафом с прожектором на затонувшем "Титанике"? В общем, всё то же самое, только для квадрокоптера)
Итак, в сегодняшнем посте - рассказ про апгрейд дрона. Заходите под кат, там интересно)
02. Первое, что я заказал для дрона - это подвесной свет. Для DJI Mavic Pro сейчас уже появилось несколько вариантов подвесного освещения - лично мне больше всего понравились вот такие двойные фары, что прикрепляются на кронштейн-ножки, а затем крепятся к родному подвесу квадрокоптера. Несмотря на миниатюрный размер - светят достаточно ярко, каждая фара выдаёт поток где-то в 40-50 люмен, что вполне достаточно для съемок фото с 2-4 метров.
03. Второе, что я установил на квадрокоптер - это вот такая защитная бленда для камеры. Бленда выполняет сразу две функции - во-первых, она защиает объектив камеры от засветок фонарями сзади, а во-вторых - выполняет отличную защитную функцию для подвеса, что в помещениях далеко не лишнее - в "базовой поставке" дрона его камера вообще никак не защищена и в случае падения лекго ломается.
04. Третий и самый важный девайс - это защита винтов, вещь совершенно необходимая для съемок в помещениях. В условиях недостаточной освещённости "Мавик" может несколько хуже слушаться управления, а малейшее касание работающего винта о стену чревато поломкой лопастей и падением дрона (уже проходил такое). Защитные бамперы в случае дрейфа коптера в сторону стены коснуться её первыми, и с дроном ничего не произойдёт.
05. Вот как это выглядит в полёте, взлетаем в тёмной гостиной. Кстати, из-за подвеса со светом на дрон надеваются ещё дополнительные ножки, и дрон получает более "высокий клиренс", что тоже очень хорошо для старта со всяких неровных и не очень чистых поверхностей.
06. Дрон в полёте с полным обвесом. Теперь я называю его "ДМБ-1", или "дрон модернизированный бункерный, версия 1"))
07. Съемка книжной полки дроном с расстояния примерно в метр - как видите, фары светят достаточно ярко и их вполне достаточно для того, чтобы навестись на резкость и сделать качественное фото.
Такие дела. В комментах напишите, что интересного-технического у вас в последнее время появилось, интересно. Может тоже себе куплю)
Добавляйтесь в друзья в ЖЖ;)
А ещё подписывайтесь на обновления моего блога, чтобы не пропустить самое важное;)
Подписывайтесь на меня в facabook
Подписывайтесь на мою страничку Вконтакте
Подписывайтесь на мой твиттер
_____________________________________________
Понравился пост? Обязательно расскажите о нём друзьям, нажав на кнопочку ниже.

Чтобы собрать квадрокоптер своими руками в домашних условиях, следует сначала разобраться в базовых компонентах квадрокоптера.

Детали для сборки квадрокоптера

Каркас квадрокоптера Diatone Q450 Quad 450 V3 PCB Quadcopter Frame Kit 450mm (последние три цифры в названии Q450 указывают на расстояние между моторами в мм по диагонали). Представляет собой корпус летательного аппарата, который будет использован для монтажа всего прочего оборудования и электронной начинки. Состоит их 4 лучей и печатной платы. Вес 295 грамм.
Banggood.com
Цена 922 руб.
Мотор DYS D2822-14 1450KV Brushless Motor. 4 штуки.
Продается в интернет-магазине Banggood.com
Цена 571 руб/шт
Регулятор DYS 30A 2-4S Brushless Speed Controller ESC Simonk Firmware для регулирования оборотов и контроля скорости. 4 штуки.
Продается в интернет-магазине Banggood.com
Цена 438 руб/шт
Пропеллеры DYS E-Prop 8x6 8060 SF ABS Slow Fly Propeller Blade For RC Airplane, 4 штуки. Два пропеллера правостороннего вращения и два левостороннего.
Продается в интернет-магазине Banggood.com
Цена 125 руб/шт
Модуль управления квадрокоптером KK2.1.5 kk21evo. 1 шт.
Продается в интернет-магазине Banggood.com
Цена 1680 руб
Аккумуляторная батарея литий-полимерного типа Turnigy nano-tech 2200mah 4S ~90C Lipo Pack, необходимо готовить минимум две штуки, а лучше четыре, поскольку они быстро садятся. 1 шт.
Продается в интернет-магазине Parkflyer.ru
Цена 1268 руб/шт
Устройство для зарядки аккумуляторов Hobby King Variable6S 50W 5A. 1 шт.
Продается в интернет-магазине Hobbyco.ru
Цена 900 руб
Коннектор для подключения аккумулятора XT60 Male Plug 12AWG 10cm With Wire. 1 шт.
Продается в интернет-магазине Banggood.com
Цена 144 руб
Хомуты для закрепления проводов на корпусе квадрокоптера. 1000pcs 2.0x100mm Black/ White Nylon Cable Ties Zip Ties. 1 упаковка.
Продается в интернет-магазине Banggood.com
Цена 316 руб
Коннекторы 20 Pairs 3.5mm Bullet Connector Banana Plug For RC Battery / Motor. Для проводов регулятора. 1 упаковка.
Продается в интернет-магазине Banggood.com
Цена 256 руб
Лента с липучкой для прикрепления аккумулятора к корпусу квадрокоптера. 1 шт.
Продается в интернет-магазине Banggood.com
Цена 79 руб
Винты 50pcs Motor Fixing Screws Set for DJI F450 F550 HJ450 550 Quadcopter Multicopter. 1 упаковка.
Цена 217 руб
Пульт управления квадрокоптером Spektrum DX6 V2 with AR610 Receiver. В одном комплекте поставляются приёмник и передатчик. 1 шт.
Цена 9700 руб

Итого комплект оборудования для сборки обойдется в 20018 руб.

Особенности при выборе компонентов

Базовые характеристики передатчика:

Режимы Mode1 или Mode2. В первом режиме ручка газа находится справа, во втором режиме ручка газа находится слева.
Частота передатчика составляет 2,4Ггц.
Число каналов. Минимум каналов, которые требуются для осуществления управления летательным аппаратом - четыре. Управляющее оборудование от Spektrum DX6 V2 with AR610 Receiver содержит 6 каналов.

Пошаговая инструкция по сборке квадрокоптера своими руками

Уменьшаем длину проводов на регуляторах. При подсоединении регулятора к моторам длина проводов будет значительно превышать длину луча на котором вся эта конструкция будет крепиться.
Припаиваем коннекторы к концам проводов на регуляторе чтобы в дальнейшем можно было подключить регулятор к моторам.

Производим монтаж двигателей - привинчиваем по 1 двигателю на каждый луч.
Осуществляем сборку рамы. Привинчиваем лучи к плате.

Подключаем провода регуляторов к двигателям. Кабели регулятора и двигателя соединяются в произвольном порядке. В дальнейшем может понадобиться изменение порядка подключения при окончательной конфигурации беспилотника. При использовании выделенных регуляторов для каждого двигателя, положительный и отрицательный полюс должны соединяться с контроллером, идя лишь от одного регулятора.
Закрепляем на корпусе модуль управления двухсторонним скотчем. Его лучше всего расположить в центральной части платформы.

Закрепляем на корпусе приемник двухсторонним скотчем и подключаем его к модулю управления. Приёмник должен быть расположен максимально близко к модулю.

Назначение каналов описано в руководстве к приёмнику. Обычно их последовательность такова:
1. Элероны - канал, отвечающий за левые и правые повороты;
2. Элеватор - канал, руководящий направлениями вперёд и назад;
3. Газ – канал, управляющий газом. Руководит выполнением взлёта и посадки, а также переменами высоты;
4. Рысканье - канал даёт возможность производить вращение квадрокоптера вокруг его оси.
Запитываем устройство. Подключаем к коннектору аккумуляторную батарею.

Эта операция завершает процесс сборки квадрокоптера.

Наладка

Производим запуск двигателей. Активация двигателей нуждается в выполнении процесса запуска моторов - арминга. Руководство к эксплуатации подробно рассказывает каким образом этого добиться. Деактивация двигателей требует проведения процедуры дизарминга.
Включаем слабый газ и убеждаемся, что моторы вращаются. Характер вращения должен быть таким же, как указано на схеме в руководстве к контроллеру. При неправильном вращении двигателя нужно просто поменять местами полюса проводов, идущих от двигателя к контроллеру.
Привинчиваем вторую платформу к корпусу квадрокоптера.
Подсоединяем к корпусу ленту с липучкой для крепления аккумулятора.

Сборка квадрокоптера на ардуино своими руками

Заключение

Выполнять самостоятельную сборку квадрокоптера могут лишь те, кому по душе решение сложных проблем. Это должны быть люди, испытывающие наслаждение от хода разнообразных расчётов и процесса сборки устройства.
Достоинство коптера, собранного собственными руками в том, что в любой момент можно произвести его апгрейд, добавляя новое оборудование.