Quadrocopter

Jau senokai žiūrėjau į šio tipo skraidančius aparatus. Domino ne tiek skraidymo savybės, kiek technologinė pusė. Prieš porą metų dariau kai kurių eksperimentų šioje srityje. Bet tai ir baigėsi tik eksperimentais. Quadrocopter‘io stabilumą užtikrina mikrokontroleris ir krūva daviklių. Naudojami giroskopai, akselerometras, kompasas, barometras, GPS imtuvas ir dar visokių šiuolaikinių dalykų. Kai kas juos naudoja filmavimui, fotografavimui, FPV (vaizdas perduodamas į video akinius) ir t.t. Atėjo laikas ir man išbandyti quadrocopter‘į.

Trumpai norėčiau parašyti kas yra tas quadrocopter‘is. Tiems kas žino tai nebus įdomu, o tiem kas nežino gal bus įdomu paskaityt.

Turbūt pirmiausiai šio tipo aparatai pasirodė pas kariškius. Tai buvo labai brangus dalykas. Vėliau, kai atsirado įvairūs davikliai už prieinamą kainą, juos pradėjo konstruoti ir modeliuotojai. Internete galima rasti kelis projektus, kurių schemos ir programos laisvai platinami. Yra keletas parduotuvių, kurios prekiauja įvairiais reikalingais komponentais. Žodžiu šiuo metu tai jau ne stebuklas net ir Lietuvoje.

Quadrocopter‘io konstrukcija gana paprasta – tai kryžiaus tipo rėmas, keturi varikliai, ir valdymo kontroleris (smegenys). Keturių variklių valdymui reikalingi keturi greičio reguliatoriai. Valdymas panašus į sraigtasparnio. Tačiau be giroskopų jo suvaldyti būtų neįmanoma – žmogaus reakcija per lėta sukontroliuoti iš karto visas kryptis. Todėl tai daro mikrokontroleris. Naudojami trys giroskopai, kad galima būtų automatiškai koreguoti pasvirimus į visas puses, ir sukimąsi apie savo ašį. Norint, kad quadrocopter‘is būtų dar stabilesnis, naudojamas akselerometras. Tai leidžia žinoti, kur yra žemė ir pagal tai koreguoti padėtį. Kompasas naudojamas tam, kad galima būtų geriau kontroliuoti sukimąsi apie savo ašį. Barometras reikalingas tam, kad galima būtų kontroliuoti skridimo aukštį (pagal slėgį). GPS dar labiau išplečia galimybes – galima padaryti, kad aparatas pats automatiškai grįžtų namo, arba kad kabotų vienoje vietoje, nepriklausomai nuo vėjo, sekdamas savo koordinates.

Visas valdymas vyksta keičiant variklių apsukas. Priklausomai nuo to, į kurią pusę aparatas turi pasvirti (reiškia ir skristi), keičiamos atitinkamų pusių variklių apsukos. Stabilizuojant padėtį apsukas keičia kontroleris. Be to tai reikia daryti kuo greičiau. Čia atsiranda kai kurie apribojimai, nes staigiai keisti apsukas trukdo didelis propeleris. Todėl jis turi būti kuo lengvesnis, kad būtų kuo mažesnė inercija.

Mano quadrocopter‘is irgi vienas iš tų, kurių projektus galima rasti internete. Koks konkrečiai, pabandykit susigaudyt patys. :) Rėmą padariau iš 12mm keturkampių aliuminio strypų. Bandžiau šiek tiek palengvinti, prigręžiodamas skylių. Tai sumažino svorį 22 gramais. Neturint staklių tai labai varginantis darbas ir, ko gero, nevertas sutaupyto svorio. Bet, turint gręžimo stakles, galima nemažai svorio sumažint. Strypų tvirtumas daugiau nei pakankamas. Iš 2mm vielos padarytos „kojos“ ir elektronikos apsauga. Vielos galuose padarytas sriegis ir viskas prisukama veržlėmis. Variantas, sakyčiau, visai neblogas, svorio nedaug, tvirtumo pakanka. Centrinė dalis – dvi stiklo tekstolito plokštelės. Neužsirašiau koks gavosi rėmo svoris ir dabar jau neprisimenu, bet kažkas apie 220-230 g.

Varikliai quadrocopter‘iui reikalingi mažo KV, nes naudojami dideli propeleriai. Aš panaudojau 56 g. 924 KV variklius. Reguliatoriai paprasčiausi 18 A.

Akumuliatorius 2150 mAh. Bendras svoris gavosi 850 g. Tai daug mažiau nei galėtų būti. Didžiausias svoris iki 1400 g. Nemažai rezervo visokiai papildomai įrangai ir didesniam akumuliatoriui.

Surinkus reikėjo įsitikinti, kad viskas veikia kaip priklauso. Kaip bandžiau galima pamatyti video. Bandant quadrocopter‘į pasupt į šonus arba pasukinėt turi būti jaučiamas stiprokas pasipriešinimas. Tai rodo, kad giroskopai teisingai koreguoja pakrypimus. Viskas reguliuojama pasijungus prie kompiuterio. Ką ir kaip nustatinėt – pradžioje ne pati lengviausia užduotis. Nesudaro problemų forumuose pažiūrėt kaip tai daro kiti, bet tai tik sukelia dar didesnę painiavą, nes nustatymai patys įvairiausi iki visiškai prieštaraujančių vienas kitam. Tai priklauso nuo atstumo tarp variklių, propelerių dydžio, variklių KV, bendro svorio. Todėl man pradžioje buvo daug abejonių ar tikrai viską nustačiau teisingai. Bet šiek tiek pasėdėjus, daugmaž pavyko susigaudyti kas nuo ko priklauso.

Pirmas skrydis matosi video. Skrenda labai stabiliai ir lengvai. Po to pabandžiau kaboti kambaryje. Vietos ne daugiau kaip 1,5 m į visas puses. Paaiškėjo, kad kabot galima ir tai visai nesunku.

Yra dar nemaža problema tame, kad sunku orientuotis kokioje padėtyje aparatas, kai nuskrendama kiek toliau. Orientacijos praradimas garantuoja avariją. Todėl reikės dar pagalvoti, kaip padaryti labiau išsiskiriantį „priekį“. Daug kas tam naudoja skirtingų spalvų šviesos diodus. Prietemoje tai gerai, šviesoje iš jų naudos mažai…

Smulkiau apie visą elektroniką tikiuosi parašyti kitą kartą…

This entry was posted in RC modeliai. Bookmark the permalink.

7 Responses to Quadrocopter

  1. PJ says:

    O geras :)

  2. arnesas says:

    galėtum priekinį propelerį kitokia spalva nudažyti
    :)

  3. x says:

    O tie i priezingas kryptis besisukantys propeleriai, specialiai tam pritaikyti ar tiesiog apversti?

  4. ReM says:

    Propeleriai specialiai gaminami priešingai sukimosi krypčiai.

  5. x says:

    O kaip jie vadinasi? Nes kazkaip nerandu tokiu pirkt.

  6. jedas says:

    Labai idomus projektukas. Planuoju gamintis autopilota lektuveliui, davikliai panasus, principas irgi. Planuoju naudot cortex mikrokontroleri. Jeigu butu noro daryti bendra projekta duok zinot. fpv.lt

  7. Saulius says:

    Labas.Domina sie aparatai,gal parasyk tel nr pasuksiu ir pakonsultuosi?is anksto dekingas :)

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *