Ponieważ jestem totalnym laikiem w wielowirnikowcach proszę o wytykanie błędów i dodatkowe porady co należałoby skorygować.
Całość będzie opisana i modyfikowana w tym pierwszym poście.
Dalej mogą dodatkowe informacje ale to co ważne i tak zostanie dodane do pierwszego postu.
Opis jest na podstawie czerwonej płytki z marca 2011.
Sporo pozostałej i nabytej przeze mnie wiedzy jest TU i TU
Moja płytka Ferrari RED full wypas zawiera:
Główny procesor MEGA 382P Mini Pro 16MHz 5V, mózg naszego wielowirnikowca, nezbędny
ITG-3205 3-osiowe żyro, w zasadzie wystarczy ono do lotów typu Acro i jest potrzebne.
Procesor ATMEGA 168 jako sumator PPM, Sumator PPM zwalnia wejścia w głównym procesorze dzięki temu możemy sterować większą ilością funkcji. Nie jest niezbędny tak jak kolejne elementy.
ADXL345 3-osiowy Akcelerometr, potrzebny do lotów w trybie platformowym z auto poziomowaniem.
BMP085 Czujnik ciśnienia, stabilizuje wysokość, należało by go zabezpieczyć gąbką tak jak to się robi z mikrofonami, oraz cała płytka powinna być w obudowie aby nie było przewiewu.
HMC5883L Kompas, aby model utrzymywał kierunek.
Opis wyprowadzeń z płytki.
Programowanie Procesora
W związku że płytka by Kuki posiada wbudowane USB, nie potrzeby jest interfejs FTDI do komunikacji szeregowej aczkolwiek port nadal na płytce występuje.
Trzeba będzie pobrać przynajmniej ten soft:
1.
Środowisko do programowania procesora: Arduino IDE 022 pod Linux, Windows i MacOS
http://arduino.cc/en/Main/Software
2.
Software MultiWii 1.7
Zawiera kod do MuiltiWii oraz oprogramowanie do konfiguracji i kalibracji MiltiWii pod Linux, MacOS i Windows.
http://code.google.com/p/multiwii/sourc ... 253Dclosed
3.
Sterownik USB do FTDI chip, niezbędny aby po podłączeniu przez USB, kontrolera MultiWii by Kuki, komputer rozpoznał urządzenie USB i zainstalował nam port COM dzięki któremu będziemy się komunikować z kontrolerem.
http://www.ftdichip.com/Drivers/VCP.htm
Rozpakowywujemy wszystkie trzy. Podpinamy samą płytkę (zasilana jest z portu USB), komputer rozpoznaje nowe urządzenie i wskazujemy mu scieżkę do sterowników FTDI.
W systemie powinien się pojawić nowy port COM.
Możemy chwilowo odłączyć płytkę lub rozkoszować błyskającymi LEDami.
Uruchamiamy Arduino i otwieramy kod MultiWiiV1_7.pde
Należy teraz skonfigurować kod do posiadanej platformy.
Jak łatwo się domyślić po kodzie trzeba odblokować odpowiednie linijki poprzez usunięcie "//" w poszczególnych sekcjach a do niewłaściwego wyboru dodać "//" na początku.
Zmiany u mnie to:
Rodzaj regulatora a raczej poziom minimalny zakresu gazu w regulatorze.
#define MINTHROTTLE 1120 // for Super Simple ESCs 10A
Typ wielowirnikowca, u mnie Quad:
//#define TRI
#define QUADX
Aktywacja czujników: Mogą występować rożne, lub może być mniej w zależności od zamówionej wersji.
#define ITG3200
#define ADXL345
#define BMP085
#define HMC5883
Aktywacja sumatora PPM, są różne wybory w zależności od posiadanej aparatury: Sumator jest opcjonalny na płytce by Kuki więc jeśli nie zamówiliśmy może nie występować.
#define SERIAL_SUM_PPM ROLL,PITCH,THROTTLE,YAW,AUX1,AUX2,CAMPITCH,CAMROLL //For Robe/Hitec/Futaba
Warto zweryfikować czy kolejność sygnałów jest zgodna z naszą aparaturą.
Trozszkę inne nazewnictwo:
ROLL - AILrons
PITCH - ELEvator
THROTTLE - THRrottle
YAW - RUDder
Zapisujemy zmiany najlepiej w dodatkowym pliku.
Podłączamy znowu płytkę i konfigurujmy Arduino:
Wybieramy:
Menu -> Tools -> Board -> Arduino Pro or Pro Mini (5v, 16MHz) W/ ATmega382
Menu -> Tools -> SerialPort -> (u mnie COM7)
Wciskamy ikonę "Compile / Verify" i czekamy chwilkę aż program zostanie skompilowany.
Wciskamy ikonę Upload i czekamy chwilkę aż wygenerowany kod zostanie załadowany na płytkę.
Gdyby soft nie chciał się uploadować lub trwało strsznie długo można wcisnąć przycisk reset.
Zamykamy program Arduino. Pewnie jeszcze do niego wrócimy aby poprawić niektóre paramenty w kodzie.
Możemy uruchomić MultiWiiConf1_7
Wybieramy właściwy port COM
Wciskamy "Start" oraz "Calibrate" aby czujniki się ustabilizowały (szczególnie ACC przestało szaleć, GYRO się kalibruje automatycznie przy włączeniu i restarcie). Wartość akcelerometru ACC_Z w okolicach 250 to nasze ziemskie przyciąganie, obrócenie płytki może przenieść wartość na inne osie. Trzeba też pamiętać żeby po kalibracji na stole nie próbować w przyszłości latać w trybie Stable (z włączonym ACC) ponieważ czujnik przyśpieszenia liniowego musi być wcześniej skalibrowany gdy płytka jest zamontowana na kopterze a kopter jest idealnie wypoziomowany.
Nasz wirtualny wielowirnikowiec powinien reagować na zmiany położenia płytki (na YAW nie reaguje ale wartośc GYRO_YAW po lewej stronie powinna się zmieniać).
Wciskamy Stop i odłączmy płytkę.
Pierwszy etap mamy za sobą.
Przydałoby się podłączyć odbiornik.
Prawie wszystko miałem ale o kabelkach Odbiornik - Kontroler nie pomyślałęm. Można zakupić standardowe modelarskie trzy żyłowe z twyczkami futaba lub poszukać złącz "GOLDPIN":
8 żył sygnału, 2 masy i 2 plusy
Podłączenie odbiornika.
Włączmy aparaturę, zakładam że odbiornik jest zbindowany.
Podłączamy kabel usb z kompa do naszej płytki razem z odbiornikiem. Prądu powinna wystarczyć na odbiornik. jeśli nie to trzeba podłączyć regulator lub BEC'a
Odpalamy MiltiWiiConf wybieramy port i wciskamy start
Patrzymy na prawy górny segment programu, są tam wartości z naszej apki.
Trymujemy apkę aby wartości środkowe drążków były w okolicy 1500. Następnie ustawiamy EndPointy aby zakres zmian był od 1000 do 2000. W mojej apce wymagało to zwiększenia zakresów ze 100% do około 124% we wszystkich górnych i dolnych punktach wszystkich kanałów. Starałbym się unikać wartości poniżej 1000 i powyżej 2000 (na przykład jeśli przekroczymy wartość gazu mocno ponad 2000 to dzieją się dziwne rzeczy)
Jeśli pozostawimy za mały zakres to w następnych krokach nawet nie aktywujemy silników.
Możemy też symulować aktywację silników (opis aktywacji trochę dalej) i obejrzeć w programie jak się silniki powinny zachowywać (FRONT_L i reszta)
Możemy teraz odłączyć naszą płytkę od USB.
Podłączenie regulatorów.
Ja swoje regle zanim podłączyłem do kontrolera pierw posprawdzałem działają i czy BECe dają prawidłowe napięcie 5V (więcej regulatorów to większe prawdopodobieństwo uszkodzonego), podłączyłem bezpośrednio do odbiornika i zaprogramowałem:
Na początku zresetowałem
Zakres gazu został skalibrowany do aparatury na standardowym zakresie czyli -100% do 100%,
Przyśpieszenie ma być największe (Soft Start Off, Accelaration Hard)
Hamulce wyłączone
Zaleca a się przełączenie regli na NiMH ponieważ jak któryś regiel odetnie lub ograniczy moc silnika to dojdzie do przewrotki i niekontrolowanego upadku. Natomiast po rozładowaniu pakietu szybki spadek napięcia spowoduje opadnięcie modelu, dla lipola nie jest może to dobre ale kopterowi nie powinno się nic stać a lipol na pewno strasznie nie ucierpi.
Jeśli silniki są lutowane do regli to warto ustalić czy są prawidłowo lewo lub prawo skrętne wg konfiguracji na rysunku na początku postu.
(Je niestety strzeliłem byka i po złożeniu całości jeden przypadkiem mi się kręcił w przeciwnym kierunku, na szczęści regle Mystery Blue Series mają możliwość przełączania kierunku)
Nie wiem co inni na ten temat myślą ale po skończeniu programowania regli zakres gazu skalibrowałem inaczej. Mianowicie zauważyłem że zakres gazu na słupkach (FRONT_L i reszta ) zmienia się w zakresie 1000 do 1850, więc ustawiłem END_Pointy w aparaturze aby zakres THROTTLE był 1000 do 1850 i jeszcze raz skalibrowałem zakres gazu regulatorów podłączając je bezpośrednio do odbiornika. Następnie wróciłem z END_Pointami z powrotem aby zakres THROTTLE w MiltiWiiConf wynosił 1000 do 2000.
Przed wpięciem wtyczek od regli do płytki MultiWii należałoby wypiąć żyły plusowe z obudów (środkowa czerwona żyła we wtyczce futaba) pozostawiając tylko jedną wtyczkę z zasilaniem. Zapobiega to zwarciu razem wszystkich BECów wbudowanych w regulatory. Istniej wtedy ryzyko uszkodzenia jakiegoś BEC'a w regulatorach. Problem dotyczy czerwonej płytki by Kuki.
Nowsza szara płytka ma rozdzielone zasilania i wszystkie środkowe żyły należy zostawić na swoim miejscu ponieważ napięcia z różnych regulatorów są wykorzystywane do różnych celów.
Jeśli napięcie w regulatorach jest wyższe niż 5V, np 5,5V lub 6V i nie da się regli skonfigurować do 5V to należy użyć dodatkowego BEC'a lub inaczej obniżyć napięcie (podobno na 5,5V płytka powinna też dobrze działać ale decyzja należy do was).
Wtyczki regli podpinamy do wejść D według rozpisu na rysunku na początku postu. U mnie w QuadX, są to D3, D9, D10 i D11.
Zasilanie regli (i BEC'a) łączymy oczywiście równolegle.
Włączamy apkę, a do koptera podpinamy do baterię i nie ruszając czekamy chwilkę na autokalibrację. Możemy teraz załączyć silniki. Na początku ze zdjętymi śmigłami.
Silniki jak i też inne niektóre funkcje aktywujemy przy pomocy odpowiedniego pchnięcia dźwigni na aparaturze.
Możliwe funkcje dobrze opisane są TU
W skrócie do druku aby zabrać na pole TU
Silniki aktywujemy i dezaktywujemy tak:
Jeśli mamy TriCopter to tak:
Jeśli model będzie za mocno przechylony to silniki mogą się nie chcieć aktywować. Jeśli ustawimy DualRate'y na RUDer też mogą nie chcieć się aktywować.
Ach jak ładnie buczy
Warto jeszcze raz sprawdzić czy silniki kręcą się we właściwym kierunku.
Pierwsze próby i regulacja.
O ustawieniach PID na razie nie będę pisał ponieważ ich nie przeprowadzałem, nie mam doświadczenia i model dobrze zachowuje się na domyślnych ustawieniach. Pewnie jak polatam to coś dorzucę.
Ustawienia domyślne miałem jak poniżej.
Aby sprawdzić i/lub zmodyfikować aktualne ustawienia uruchamiamy MultiWiiConf wybieramy port, wciskamy start, oraz read. Parametry możemy zmodyfikować a następnie wcisnąć Write aby je zapisać na płytce.
Opis ustawiania P,I,D, Rate są opisane tu: http://www.multiwii.com/?page_id=104 lub można poszukać na naszym forum.
Na screenie dodatkowo też widać że pozaznaczałem pod Aux1 i Aux2 funkcje które aktywuję przełącznikami na apce czyli czujnik ACC pod Aux2 i barometr lub barometr z kompasem pod Aux1.
Na początku przetestujemy przy wyłączonym ACC i innych czujnikach. Przypominam że ACC wymaga kalibracji w idealnej płaszczyźnie więc póki tego nie zrobiliście niech was nie kusi.
Zakładamy śmigła (prawidłowo lewe i prawe), załączamy apkę, podłączamy baterię do koptera, dajemy chwilkę bezruchu na kalibrację żyr. Bierzemy koptera w łapę i aktywujemy silniki.
U mnie wyglądało wszystko ładnie i pięknie, mocno trzymając koptera od dołu nad głową (nie należy trzymać głowy w płaszczyźnie wirników), dałem taki ciąg aby model nie ciążył na ręce, mocno próbowałem przechylać ręką ale walczył ze mną dosyć silnie, próbowałem również go rozbujać ale nie wykazał nawet najmniejszej tendencji do oscylacji, na drążki też reagował prawidłowo, następnie rozluźniałem uchwyt aż praktycznie jednym palcem zahaczonym o wystające przewody podtrzymywałem mu wysokość i nie pozwalałem na dryfowanie w kierunki pobliskich ścian. Księżyc w pełni :D
W zasadzie rozsądek i brak zapasowych śmigieł (mam na razie tylko 1 komplet) powstrzymało mnie od puszczenia modelu całkowicie wolno, nie skończona rama też nie pozwoliła abym wziął koptera pod pachę i poleciał na dwór.
Kolejny etap za nami i jeśli poszło wszystko z planem to w zasadzie nasz kopter do spokojnego latania na samych żyrach model jest gotowy.
Tak też się stało i bez żadnych zmian go oblatałem tu:
Quadrokopter by Kenobi36,X - pierwsze podejście - MultiWii
Jeśli model się zachowuje się prawidłowo i chcemy latać w trybie platformowym (stable) należy postawić go na poziomej płaszczyźnie i skalibrować czujnik ACC:
Jeśli model ma tendencje do znoszenia w jakimś kierunku (i znoszenie niej jest spowodowane wiatrem) możemy coś poprawić w mechanice (np. w podwoziu) i ponowić kalibrację.
Jeśli znoszenie jest minimalne a mechanicznie wszystko jest OK, możemy skorygować mu skalibrowany poziom.
przykładowo do przodu i w lewo:
Każdorazowe pchnięcie prawego drążka będzie potwierdzone zamigotaniem niebieskiej diody.
PID Under Construction
Jeśli nasz kopter nie lata prawidłowo to należy skorygować PIDy.
Pierw należy ustawić tryb Acro
Najwięcej kłopotu będą sprawiać kierunki obracania Roll i Pitch
Najważniejszy parametr to P, decyduje jak mocno kopter stara się skorygować wytrącenie z równowagi.
Jeśli parametr jest za niski kopter jest miękki, łatwo go przechylić ręką, może być podatny na wiatr.
Ogólnie czym więcej tym lepiej ale wielkość jest uzależniona od mechaniki koptera czyli od szybkości reakcji zespołu regulator-silnik-śmigło.
Dlatego jeśli parametr P jest za duży, kopter będzie wpadał w oscylacje lub będzie się zachowywał nerwowo.
Parametr I decyduje jak mocno kopter pamięta swoją poprzednią pozycję.
Jeśli I jest równe 0 to kopter nie będzie pamiętał i korygował pozycji. Będzie tylko niwelował przyśpieszenie kątowe ale wibracje i ciągłe korekty będą powodować powolną odchyłkę od zadanej początkowo pozycji.
Zwiększenie parametru I spowoduje że kopter będzie starał się powracać do poprzedniej pozycji.
Przy wartości 0,030, jeśli kopter jest sprawny i nie ma nadmiernych wibracji, powinien praktycznie utrzymywać zadany poziom przez bardzo długo.
Porównując do żyroskopu w helikopterze, I=0 można traktować jako tryb Rate, a I=0,030 jako HeadHold.
D-????
Throttle PID Attenuation
Czasami podczas szybkiego wznoszenia lub opadania kopter zaczyna oscylować. Dzieje śie tak dlatego że układ regulator-silnik-śmigło nie pracuje w optymalnych zakresach i reakcja mechaniczna jest spowolniona.
Aby tego uniknąć, wartośći korekcji powinny być słabsze. Aby nie zmniejszać P należy zwiększyć parametr Throttle PID Attenuation który powoduje osłabienie korekcji w skrajnych pozycjach drążka throttle.
Rate
Parametr Rate decyduje jak szybko kopter się obraca.
Dla początkujących najlepiej jest ustawić 0
Do agresywnego Acro ustawić 1
Jeśli chcemy robić fikołki parametr powinien być blisko lub równy powyżej 0,5
Ustawinia PID oraz Rate występują też dla kierunku obracania Yaw. Kierunek ten jest mniej problematyczny ale warto też dostosować ustawienia do indywidualnych potrzeb.
Co ciekawe, domyślnie dla YAW, I jest ustawione na 0 przez co kopter nie trzyma kierunku i potrafi się pomalutku obracać, dlatego warto wartość I podnieść.
Niech Moc będzie z Wami,
Ben
CDN.
FAQ:
Jeśli ktoś zna odpowiedź na nie odpowiedziane pytania to proszę o pomoc.
Czy regulatory muszą być przerobione na I2C?
Wystarczą zwykłe nie przerabiane regulatory 3f. Sygnał PWM ma częstotliwość około 490Hz więc wyższą niż standardową. Większość nowych regli będzie współpracowała bez problemu lecz niektóre starsze mogą nie zadziałać.
Czy można korzystać z regulatorów przerobionych na I2C?
??????
Czy można korzystać z regulatorów dostosowanych do Fast PWM
TAK.
Czy potrzebny jest programator lub przejściówka do zaprogramowania procesora?
Procesor programuje się przez wbudowane na płytce złącze min USB
Ile kanałowy odbiornika jest potrzebnych do sterowania wielowirnikowcem?
Do sterowania wystarczy nawet odbiornik 4 kanałowy. Jednak piąty i szósty przydaje się na załączanie dodatkowych czujników, na przykład czujnika przyśpieszenia liniowego do trybu platformowego. Dwa kanały można przeznaczyć do sterowania serwami podczepionej kamery. Łącznie możemy wykorzystać z 8 kanałów ale musi być zamontowany sumator PPM
