Neturėjau noro dar kartą daryt tokią pačią konstrukciją iš deprono. Nors sparnas gaunasi tvirtas ir lengvas, bet darbo labai daug. Taigi nutariau pjauti iš putplasčio. Kadangi pats patingėjau, tai mėginau surasti kas galėtų tai padaryti tarp kitų modeliuotojų. Radau, tačiau dėl nesusikalbėjimo, gavau ne tokio dydžio sparną, kokio man reikėjo. Bet to vieno gabalo kokybė buvo labai ne kokia. Pasitvirtino taisyklė, kad skūpas moka du kartus. Teko mesti į šoną, ir daryti pačiam.

Nemažai putos supjausčiau, kol gavosi pakankamai gerai. Sparnas 1,5 m ilgio, galai šiek tiek užlenkti į viršų. Darbo buvo daug, nes daryti bet kaip nemėgstu. Sparnas gavosi puikiai. Nebuvau iki šiol daręs tokiu būdu iš putplasčio, bet gautas rezultatas patiko.

Pirmas skrydis parodė, kad skrenda puikiai. Reiškia sparno profilį negalima daryti taip jau visai iš galvos. Gali gautis, kad lėktuvas skris blogai, ir bus sunku suprast kodėl.

Po kelių bandymų, įdėjau dar ir co-pilotą, nes ketinu šį lėktuvą panaudoti autopiloto bandymuose. Co-piloto veikimas maloniai nustebino, lėktuvas skrenda tartum ant bėgių. Galima sukinėti tik posūkio vairu, apsisuka lygiai, nevirsdamas ant šono. Labai tinkamas variantas autopiloto bandymams. Beje, autopilotas irgi beveik pabaigtas, yra padaryta programa, kurioje galima pasirinkti skrydžio taškus tiesiog google Earth žemėlapyje. Autopiloto programa irgi beveik baigta, reikia dar paderinti kai kurias funkcijas, tačiau tam jau reikalingas realus skrydis. Simuliacijoje skraido teisingai. Tikiuosi rasiu laiko išbandyti praktiškai dar šią vasarą. Jei lėktuvas iki to laiko bus sveikas…

Tačiau pirmiausiai norėjosi išbandyti fotografavimą. Padariau fotoaparato laikiklį ir į dangų. Rezultatai matosi nuotraukose. Nepretenduoju į nuotraukų meniškumą, paprasčiausiai fotografavau viską aplink. Pirmas skrydis buvo apie 21 val. vakare, jau buvo pradėję temti, todėl kai kurios nuotraukos gavosi nesufokusuotos. Tačiau skraidant dieną, su kokybe jokių problemų, blogų beveik nepasitaiko, belieka atsirinkti norimas…

Nuotraukas galima pamatyti čia.

Pasijungiau prie mikrokontrolerio mega8. Kad matyčiau informaciją, pasijungiau NOKIA 3310 ekraną, kurį naudojau ankstesniuose savo eksperimentuose. Pirmas tikslas buvo gauti koordinates. Tam reikia pasirinkti kurią nors eilutę (pvz. GPGGA) ir paimti iš ten koordinates. Šioje eilutėje yra ir daugiau informacijos – laikas, matomų palydovų skaičius, aukštis virš jūros lygio. Principas paprastas: kadangi eilutę modulis perdavinėja pastoviai (pvz. kas 1s), tai reikia ją skaityti ir, išrinkus reikiamą informaciją, parodyti ekrane. Padariau begalinį ciklą, kuris pastoviai atlieka aprašytą procedūrą. Rezultate informacija ekrane pastoviai keičiasi, kai keičiasi koordinatės. Kaip tai atrodė, matosi nuotraukoje. Pagal koordinates galit pažiūrėti (google earth) kur aš tuo metu buvau…

Kai tai nusibodo, sugalvojau naują užduotį: įrašinėti informaciją apie judėjimą į atmintį, o paskui tai atkurti, perduodant į google earth programą, kad galima būtų matyti kur buvo važiuojama (einama, skrendama) . Užduotis pasirodė gerokai sudėtingesnė. Įrašymui paėmiau 24LC512 atminties mikroschemą. Su ja bendraujama I2C protokolu. Atminties tokiam tikslui buvo daugiau nei reikia. Pirmas neaiškus dalykas – kaip išvis informaciją perduoti į google earth. Paieškos internete parodė, kad toks poreikis kilo ne tik man. Yra programų, kurios skaito informaciją iš modulio (per COM portą), ir perduoda į google earth. Liko neaiškus vienas dalykas – kokią informaciją reikia perdavinėti. Kaip jau minėjau, aš informaciją norėjau perdavinėti ne tiesiogiai ir modulio, o iš įrašyto log‘o. Reiškia reikėjo atkurti NMEA protokolo eilutes, naudojant informaciją iš atminties. Tačiau rašyti viską į atmintį – nesąmonė. Tam reikėtų labai daug atminties. Todėl aš įrašinėjau tik tą informaciją, kuri mane domino, o viską ko trūksta, sukurdavau formuodamas eilutes. Eilutės būtinai turi atitikti standartą, be to, gale turi būti suskaičiuotos kontrolinės sumos. Pvz. man nereikėjo perdavinėti į google earth informacijos apie tai, kiek matoma palydovų - tai neturi jokios reikšmės, tačiau eilutėje tokia informacija turi būti. Reiškia galima įrašyti bet ką, svarbu kad būtų. Čia nereikia suprasti, kad palydovų skaičius apskritai neturi reikšmės. Turi labai didelę – nuo to priklauso koordinačių tikslumas. Bet maršruto piešimui, tai nebuvo svarbu. Todėl tokios informacijos aš neįrašinėjau į atmintį. Kaip ir daug kitos…

Teko padaryti daug eksperimentų, kol supratau, kokia informacija reikalinga, kad google earth pradėtų braižyti maršrutą. Bet rezultatas yra, viskas veikia. Kaip atrodo maršrutas matosi nuotraukoje. Informacija įrašinėjama maždaug kas sekundę, kiekvienu žingsniu įrašau 13 baitų. Nesunku paskaičiuoti, kiek laiko galima įrašinėti į tokią atmintį. Bandymui įrenginys buvo padėtas mašinoje, ir įjungtas įrašymas. Parvažiavęs pasijungiau prie kompiuterio ir paleidau atkūrimą. Maršrutas nubraižytas google earth programoje.

Šie eksperimentai man leido suprasi, kaip veikia GPS modulis, kaip jis perdavinėja informaciją, kaip ją nuskaityti mikrokontroleriu, kaip įrašinėti informaciją apie judėjimą į atmintį. Manau dabar reikėtų pabandyti įdėti į kokį lėktuvą, įrašinėjant dar ir aukščio informaciją. O parskridus pasižiūrėti, kokiu greičiu buvo skrendama, kokiame aukštyje. Tiesa, aukščio tikslumas man neaiškus, kartais rodo visai kažkokias nesąmones. Tačiau matosi, kad kuo daugiau palydovų matoma, tuo stabilesnė aukščio informacija. Galima manyti, kad atviroje vietoje (kur matoma 8-10 palydovų), ši informacija bus pakankamai tiksli. Bet tai parodys tolimesni eksperimentai.

Manau išbandysiu ir skrydžius į nurodytus taškus. Tai tikrai įdomu. Įdomu ne nusipirkti, o pačiam suprogramuoti…

Tolimesniems bandymams paėmiau mega8 mikrokontrolerį. Pirmiausia bandžiau Proteus simuliatoriuje. Labai patogu bandyti tokią programą, nes yra simuliuojamas realus COM portas, prie kurio ir bus realiai prijungtas telefonas. Reiškia visos komandos siunčiamos simuliatoriuje, patenka į telefoną, atsakymai irgi ateina į simuliatorių. Tai labai palengvina programavimą. Užduotis buvo padaryti, kad programa atpažintų skambinantįjį (pagal nr.), atmestų skambutį, ir išsiųstų jam atitinkamą SMS. Jei skambinančiojo numeris nežinomas, skambutis irgi atmetamas ir jam išsiunčiamas kitas SMS. SMS žinutės PDU formatu irgi buvo formuojamos programoje. Tai padaryt buvo sunkiausia. Kaip jau minėjau, PDU formatas keistas. Pvz. kam numeryje kaitalioti skaičius vietomis niekaip nesuprantu. Norint padaryti perkodavimą į 7 bitus reikėjo irgi nemažai pagalvot. Bet visgi pagaliau tai pradėjo veikt.

Pabandžius telefoną pajungti realiai prie mikrokontrolerio paaiškėjo, kad niekas neveikia. Pirma kilusi mintis: kadangi naudojau vidinį mikrokontrolerio generatorių, tai galėjo būti taip, kad neatitinka RS232 greičiai. Nors pajungus prie kompiuterio viskas veikė. Pabandžius panaudoti „teisingą“ kvarcą (su kuriuo greičio paklaida – 0), pradėjo veikt. Taigi, naudojant RS232, ypač didesniais greičiais, reikia atsižvelgti į tai, kad kvarcą naudoti būtina, kitaip gali būti sunkiai paaiškinamų problemų…

Be aprašytų funkcijų bandžiau ir kitas, tai SMS nuskaitymas iš telefono, adresų knygos nuskaitymas ir naujų įrašų įrašymas, skambučių melodijų ir jų garsumo kaitaliojimas. Visa tai veikia, ir padaryti daug paprasčiau nei PDU…

Bandžiau beveik taip pat kaip ir pirmą kartą, signalas formuojamas per USART, koduojant manchester kodavimu. Pradžioje perduodama keletas F0 baitų sinchronizacijai. Būtent F0 pasirinkau todėl, kad tai yra dvejetainis 11110000. USART prideda start ir stop bitus. Gaunam (1)11110000(0). Kartodamas tokią seką keletą kartų, gaunu vienodą nulių ir vienetų skaičių signale. Tokią seką kartoju 5 kartus. Priimdamas tikrinu F0 baito gavimą, ir, jei gavau 3 tokius baitus iš eilės, skaitau, kad tai yra duomenų perdavimo pradžia. Toks baitas dar geras ir tuo, kad palengvina pradžios atpažinimą, nes manchester kodavime tokia bitų kombinacija negalima. Toks baitas reikš tik perdavimo pradžią ir nieko daugiau. Be to, sinchronizacija reikalinga tam, kad USART reikia bent poros perduotų baitų, kad atsistatytų nuo pastovaus triukšmo, kuris yra imtuvo išėjime.

Toliau eina duomenys. Manchester kodavimas labai paprastas. Jei reikia perduoti 0, perduodam 01, jei reikia perduoti 1, perduodam 10. Taip padvigubėja bitų skaičius, tačiau koks bebūtų baitas, jame pastoviai keičiasi 0 ir 1. Pvz. paimkim tą patį F0 baitą. 11110000 bus pakeista į 1010101001010101. Kitas pvz. Sakykim turim 11001011. Perkoduojam ir gaunam 1010010110011010. Kaip matosi, signale toks pat bitas niekada nesikartoja daugiau kaip du kartus iš eilės. USART šiek tik pažeidžia šią seką, tačiau nežymiai. Atsiranda 1 pradžioje ir 0 gale. Tai užtikrina pastovios dedamosios nebuvimą signale. Toliau jau reikalas paprastas, imtuve gauti baitai perkoduojami atvirkštine tvarka. Iš dviejų baitų gaunam vieną. Galima perduoti kontrolinę sumą, kad užtikrinti perduotų duomenų teisingumą. Tai nedidina perdavimo patikimumo, tačiau garantuoja, kad neteisingi duomenys nebus priimti.

Normaliai veikia maždaug 50 metrų atstumu. Toliau jau neveikia. Tačiau siųstuvas buvo maitinamas 5V. Jei būtų 12V, atstumas tikrai padidėtų. Perdavimo greitis 2400. Visai nekreipiau dėmesio į antenos kokybę, kaip matosi nuotraukoje, buvo panaudota paprasčiausias vielos gabalas.

Tokie moduliai gali būti naudojami ten, kur nebūtinas visiškai garantuotas duomenų perdavimas. Pvz. koks nors temperatūros daviklis, kuris duomenis perdavinėja radijo ryšiu. Jų gali būti keletas, kiekvienas gali perdavinėti su savo kodu, sakykim kas 1 min. Jei kuris nors perdavimas bus pamestas, nieko blogo nenutiks, nes duomenų atnaujinimas nėra taip jau labai būtinas. Sutrukdyti gali bet kas, kad ir šalia paspaustas mašinos signalizacijos pultas. Tačiau nėra skirtumo, ar tie duomenys atsinaujins kiekvieną minutę, ar vienas kitas paketas bus pamestas. Taip pat galima naudoti kokios nors telemetrijos perdavimui iš modelio. Pvz. matuoti kokia naudojama srovė.

Taigi, prieš keletą metų buvo padaryta tik mechaninė dalis ir davikliai. Tokiam robotui reikia dviejų variklių, kuriuos junginėjant, galima keisti judėjimo kryptį ir greitį. Dar reikia foto daviklių, kurie galėtų „matyti“ liniją. Ir paskutinis reikalingas dalykas – mikrokontroleris, kuris gali visai tai valdyt. Dabar aš jau neprogramuoju PIC, perėjau prie Atmel mikrokontrolerių. Todėl ir čia panaudojau tinkamiausią tokiam dalykui – mega8.

Daviklius galima naudoti įvairius, jų gaminama daugybė, bet galima pasirinkti ir visai pigų variantą - išlupti iš kompiuterinės pelės. Ten galima rasti du tokius daviklius. Tik pelė turi būti ne optinė o su ratuku apačioje. Pelėje yra infraraudonųjų spindulių foto tranzistoriai. Kokie tiksliai nežinau, bet tai ir nesvarbu. Nesu net įsitikinęs, kad ten tikrai foto tranzistoriai, gal tai foto diodai. Bet esmė tame, kad jie tinka šiam tikslui. Dar ten yra du infraraudonųjų spindulių šviesos diodai, kurie irgi reikalingi šiam projektui. Šiaip jau toks pasirinkimas nelabai geras, tačiau pas mus nėra kur nusipirkt normalesnių daviklių, reikia užsakinėt arba pirk užsienyje.

Panaudojau keturis daviklius. Tai nėra pats geriausias variantas, galima naudoti ir daugiau, tada robotą galima būtų valdyti tiksliau. Bet tai nebuvo mano tikslas, norėjau tik pabandyt, kaip toks robotas veikia. Kaip padaryta matosi nuotraukoje.

Keturi foto davikliai, šalia jų keturi šviesos diodai, kad apšviestų paviršių. Robotas turi atskirti juodą spalvą nuo baltos maždaug 0,5 cm atstumu nuo paviršiaus. Signalas iš daviklių (atsispindinti šviesa) patenka į komparatorius, kurių persijungimo momentas sureguliuotas taip, kad patikimai reaguotų į spalvos pasikeitimą. Davikliai iš viršaus uždengti. Tai būtina tam, kad nereaguotų į išorinę šviesą.

Robotuose sudėtingiausia - mechaninė dalis. Reikia reduktorių. Aš padariau labai paprastus „reduktorius“. Kaip atrodo, matosi nuotraukoje.

Ratai pritvirtinti taip, kad pakėlus robotą nuo žemės, neliečia variklių ašių. Liečia tik tada, kai robotas padėtas. Veikia tai visai neblogai. Trečias roboto ratas laisvai sukinėjasi. Tai leidžia gana neblogai sukinėtis į visas puses, ir apsisukti beveik vietoje, bet nelabai gali važiuoti tiesiai. Bet šiuo atveju tas važiavimas tiesiai nelabai svarbus.

Varikiai valdomi paprasčiausiu būdu – panaudota L293D mikroschema. Tai leidžia variklius įjungti abiem kryptimis ir reguliuoti greitį naudojant PWM.

Variklių valdymo algoritmas labai paprastas, nors prie jo reikia gerai pagalvot. Kitaip robotas gali kai kurias atvejais pamesti liniją. Aš naudojau tik keturis daviklius, ir iš jų gaunu tik 0 arba 1 priklausomai nuo to, kokia spalva po davikliu. Galima daryti ir kitaip. Pvz. pajungti prie analoginių mega8 įėjimų, o komparatorių nenaudoti visai. Tada galima būtų daug tiksliau sekti liniją. Tikslumą padidina ir variklių greičio reguliavimas. Nors aš naudoju tik 3 greičius.

Kaip veikia robotas matosi video. Ten matosi ir tai, kaip jis „mato“ liniją. Gavosi linksmas žaisliukas, kuris šiaip jau nieko nevertas. Tačiau gal ir neblogas variantas mokantis programavimo. Reikia juk kažką bandyt padaryt…

Šį kartą pasirinkau TowerPro greičio reguliatorius. Rinkausi todėl, kad jie visai pigūs ir nesunkiai perdaromi į I2C valdymą. Kam tai reikalinga? Yra tokia nuomonė, kad PPM valdymas per lėtas. Kaip žinia, kinta 50 kartų per sekundę. Žmogus taip greitai nereaguoja, todėl to pilnai pakanka modelių valdymui. Tačiau quadrocopter‘io stabilumą valdo mikrokontroleris, o jis gali variklių greičius keisti daug greičiau. Todėl jau neužtenka PPM greičio. Tokiu atveju naudojami I2C valdomi greičio reguliatoriai. Bet čia vieningos nuomonės nėra. Iš vienos pusės suprantama, kad variklių greičio valdymas turi būti kuo greitesnis, tačiau yra vienas „bet“. Ar tikrai tai naudinga? Ar suspės variklis taip greitai keisti apsukas? Juk yra didelis propeleris, kuris turi inerciją, jo sukimąsi kažin ar galima taip staigiai pakeisti. Skaičiau atsiliepimų, kad tie, kas perdarė reguliatorius, nejaučia jokio skirtumo. Šiuo klausimu dar neturiu nuomonės – skraidau su paprastais reguliatoriais, o palyginti nėra su kuo. Vis dar galvoju ar verta tai daryt…

Dar vienas ne visai aiškus dalykas yra patys propeleriai. Jie turi būti kuo lengvesni. Kai kas bando naudoti trijų menčių propelerius. Pliusas tame, kad jie pigesni, ir gauti daug lengviau. Bet ar su jais būtų geriau? Ar bent jau ne blogiau?

Ir trečias ne visai aiškus dalykas – rėmo dydis. Nuomonių yra visokių, daug kas sako, kad negalima daryt didesnio kaip 50 cm. Tai turi didelę įtaką stabilumui. Mano pirmasis quadrocopter‘is buvo 60 cm dydžio ir skrido visai neblogai. Žinau, kad tikrai yra skraidančių ir didesniais. Bet prisiskaitęs, kad geriau nedaryt didesnio kaip 50 cm, nutariau laikytis šios taisyklės. Tai turi ir dar vieną pliusą, didesnį tiesiog nėra kur dėti, nei namuose, nei mašinoje. O 50 cm visai neblogas variantas.

Taigi, naujojo quadrocopter‘io rėmas – 50 cm, propeleriai - 3 menčių 9×5, varikliai tokie patys kaip ir pirmajame quadrocopter‘yje – 924 KV. Rėmas padarytas taip pat kaip ir pirmajame – panaudotas 12mm aliuminio keturkampis vamzdis.

Pirmieji bandymai parodė, kad skristi neįmanoma. Skristi iš karto ir nebandžiau, nes jau laikant rankose jautėsi, kad stabilumo visai nėra. Ir matėsi didelės vibracijos. O tai labai blogai giroskopams ir akselerometrui. Pirmiausiai reikėjo išsiaiškinti iš kur tos vibracijos. Pirma mintis buvo pažiūrėti kaip subalansuoti propeleriai. Paaiškėjo, kad labai blogai. Ir visi vienodai blogai. Teko gerokai padirbėti šveičiant mentes, kol balansavimas pasidarė normalus. Vibracijos dingo, ir pasidarė įmanoma skrist. Tačiau buvo ir kita problema – aš neteisingai pasirinkau propelerius. Sunku vertinti 3 menčių propelerių trauką. Paaiškėjo, kad trauka gavosi labai didelė, tačiau skristi sunku. Priežastis matomai tame, kad quadrocopter‘io kabojimui tereikėjo mažiau kaip pusės gazo. Esminis dalykas – stabilumui reikia, kad visada būtų kur keisti apsukas stabilizavimui. T.y ir į didesnę pusę, ir į mažesnę pusę. Quadrocopteriui pakrypus, vieno variklio apsukos didės, kito mažės. O jei mažinti jau nėra kur, nes jos ir taip minimalios? Variklis išsijungs, ir garantuota avarija. To leisti jokiu būdu negalima, todėl programoje yra numatyta minimalaus gazo riba. Bet jei ta riba bus pasiekta, prarasim stabilumą. Bet visgi tai geriau nei variklio išsijungimas. Todėl labai pageidautina, kad quadrokopter‘is kabotų ne prie minimalaus gazo. Kaip tai pasiekti? Arba didinti svorį, arba mažinti propelerius. Pirmiausiai pabandžiau didinti svorį. Paaiškėjo, kad minimalus normalaus skridimo svoris 1,2 kg. Jei mažiau – stabilumas labai blogas. Nešioti nereikalingą svorį nesinorėjo, todėl pabandžiau sumažinti propelerius. Panaudojau 3 menčių 8×4. Reikalai žymiai pagerėjo. Jaučiasi, kad apsukos daug didesnės, laisvai galima skristi ir su minimaliu 920 g. bendru svoriu (toks mano quadrocopter‘io svoris su 2200 MAh akumuliatoriumi). Bandžiau ir padidinti svorį iki 1,3 kg. Skrenda, bet jaučiasi, kad tai 8×4 propelerių riba. Jei reikia daugiau, tiktų 9×5. Beje, 8×4 propelerius taip pat būtina balansuot. Jie lygiai taip nesubalansuoti kaip ir 9×5.

Orai blogi, todėl lauke išbandyt pavyko tik keletą kartų. Video nufilmuotas kambaryje.

Kad quadrocopter‘as būtų geriau matomas, kad būtų galima atskirti kur yra jo priekis, padariau tokį skirtingų spalvų apšvietimą. Priekis šviečia raudonai, kitos pusės – geltonai. Prietemoje labai gerai matosi. Dieną naudos nedaug.

Orientacijos problema lieka, reikia dar kažką gudresnio sugalvot. Kaip tai padaryta matosi nuotraukose. Viskas suklijuota iš 3mm deprono, viduje įdėta po vieną didelio ryškumo baltą šviesos diodą. Apklijuota dviem sluoksniais spalvotos lipnios juostos.

Valdymui naudojau Spektrum satelitinį imtuvą su savo konverteriu į PPM. Jis buvo aprašytas čia anksčiau.

Ką galima pasakyti apie skrydžio savybes? Ar skrenda geriau nei pirmasis? Vienareikšmiško atsakymo neturiu. Skrenda panašiai, nors iš karto galvojau, kad visai neskris. Nuo ko labiau priklauso – neaišku. Nuo propelerių, nuo rėmo dydžio, ar nuo greičio reguliatorių. Visi šie komponentai kitokie, nei pirmajame quadrocopter‘yje. Be to, reikėtų daugiau paskraidyti lauke. Tik kažin ar tai pavyks padaryti šiais metais. Turbūt reikės laukti kitos vasaros…

Protokolas iš tikro labai paprastas. Pastoviai transliuojami 7 kanalai, kiekvieno kanalo padėtis perduodama reikšmėmis nuo 0 iki 1024. Padariau programą, kuri iššifruoja 7 kanalus, ir parodo jų reikšmes. Tai leido gerai išsiaiškinti perdavimo principą, ir akivaizdžiai matyti kiekvieno kanalo padėtį.

Taigi, satelitinis imtuvas tikrai gali veikti vienas. Problema yra tik imtuvo „pririšimas“ (binding) prie siųstuvo. Tačiau ši procedūra labai retai reikalinga, todėl tai galima padaryti pajungus prie pagrindinio imtuvo. Galima ir pačiam organizuot „pririšimą“, tačiau man tokio poreikio nekilo, todėl nesiaiškinau kaip tai daroma.

Gali kilt klausimas, kam tai iš viso reikalinga? Reikalas tame, kad aš norėjau šį imtuvą panaudoti quadrocopter‘io valdymui. Quadrocopter‘iui geriausia, kai paduodamas PPM signalas. Jei tokį signalą rast paprastuose imtuvuose (ne 2,4 GHz) nesudaro didelių problemų, tai visokiuose skaitmeniniuose - neįmanoma. Nors šiaip jau Spektrum imtuvą (pvz. AR7000) galima pasijungti prie quadrocopter‘io, aš norėjau panaudot tam tik satelitinį imtuvą. Pliusai tame, kad toks imtuvas labai lengvas, ir visai nebrangus. Tačiau tam reikėjo dar padaryti konverterį, kuris iš satelitinio imtuvo informacijos formuotų 7 kanalų PPM signalą.

Padaryti tai nebuvo labai sunku. Panaudojau MEGA8 mikrokontrolerį. Kodėl būtent tokį? Todėl, kad nebrangus ir lengvai gaunamas. Pagaliau todėl, kad aš jį neblogai žinau. Tokio konverterio schema labai jau paprasta, praktiškai tik mikrokontroleris ir kvarcas. Viską daro programa. Bandymui surinkau ant maketinės plokštės. Veikia puikiai. Išbandyta realiai quadrocopter‘yje – jokių problemų nepastebėta. Kadangi programa mano, tai galiu padaryti visokius papildomus dalykus, pvz. kaip elgsis imtuvas, jei signalas dings (fail safe).

Satelitinį imtuvą būtų labai patogu prisijungti prie kokio roboto kontrolerio, kur reikalingas nestandartinis servų valdymas. Čia apribojimų praktiškai nėra, galima padaryt kaip tik prireiks. Viskas padaroma programiškai.

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…

Sparno konstrukcija tokia pat, kokia buvo naudojama darant delta sparną. Ši konstrukcija man patiko, sparnas gaunasi pakankamai tvirtas ir lengvas. Atsižvelgiau ir į kai kuriuos delta sparno konstrukcijos trūkumus.

Viskas klijuota kleiberitu. Klijai tikrai neblogi, tačiau darbas juda lėčiau nei klijuojant 5 min. epoksidiniais klijais. Džiūsta ilgiau. Bet kai kuriais atvejais ir reikia, kad džiūtų ilgiau, nes su 5 min. epoksidiniais klijais neina spėti net užtepti didesnio ploto o jau būna sudžiūvę.

Iš viršaus sparnas apklijuotas 2mm depronu, kuris išpjautas iš paprasčiausios lubų plokštės karšta viela. Padarytos vietos servomechanizmams. Uždengta tuo pačiu depronu. Reikalui esant, prie jų prieiti nesunku, tereikia nuplėšti šiek tiek plėvelės.

Aptraukta spalvota lipnia juosta “skoču”. Nuotraukoje nesimato, bet sparno apačia aptraukta geltonos spalvos lipnia juosta. Visiškai surinkto sparno svoris (su dviem 11 g. servomechanizmais) - 192 g.

Per žiemą reikalai beveik nepajudėjo. Kažkaip dingo man noras jį daryt. Būna taip kartais, ką jau nepadarai greitai, vėliau dingsta ir poreikis tai daryt. Bet jei jau pradėta - reikėtų užbaigt. Korpusas padarytas taip pat iš deprono. Naudota 3 mm ir 4 mm. Kai kur konstrukcijos sustiprinimui panaudota šiek tiek medžio.

Sparno tvirtinimo vietose priklijuotos 5 centų monetos su skylėmis. Sparnas tvirtinamas gumomis. Fotoaparato vieta parinkta taip, kad būtų būtent svorio centre. Šiuo atveju fotoaparatas nekeičia svorio centro. Tai gerai tuo, kad galima skristi be fotoaparato, galima dėti įvairaus svorio fotoaparatą ar kokį kitą krovinį ir nereikia stumdyti akumuliatoriaus, kad atstatyti svorio centrą.

Kabina padaryta iš 3 mm deprono. Apklijuota juoda lipnia juosta. Prie korpuso tvirtinama magnetais.

Gale yra nuimamas dangtelis, po kuriuo sumontuoti uodegos servomechanizmai. Variklio tvirtinimo vieta padaryta iš stiklotekstolito. Viskas klijuota 5 min. epoksidiniais klijais.

Uodegos plokštumos priklijuotos prie meškerės koto (viena iš pigios meškerės dalių). Ilgis buvo parinkinėjamas pačioje pabaigoje reguliuojant svorio centrą. Gale yra ratukas. Jis laisvai keičia kryptį, priklausomai nuo judėjimo krypties. Tačiau, kaip paaiškėjo, tokia konstrukcija nelabai gera. Reikalas tame, kad lėktuvas gali labai staigiai apsisukti (praktiškai vietoje), tačiau beveik neįmanoma pavažiuoti tiesiai. Tai kelia didelių problemų pakilimo ir nusileidimo metu.

Meškerės kotas korpuse taip pat priklijuotas. Vairų traukės - 2 mm anglies strypeliai.

Nuotraukoje matosi kaip tvirtinamas akumuliatorius. Jis gali būti slankiojamas svorio centro pakoregavimui. Važiuoklė padaryta iš 1,5 mm diuraliuminio. Sveria su ratais 18 g.

Šioje nuotraukoje matosi mano “staklės” kurių pagalba buvo pjaustomas depronas. Karšta viela įtempta 2mm atstumu nuo pagrindo. Lėtai perstūmus deprono lapą, gaunamas lygiai 2mm storio depronas. Gaunasi visai gerai, reikia tik stumti tolygiai.

O čia matosi variklio testavimo “stendas”. Bandžiau kokią trauką galima išgaut, kokią srovę ima.

Variklis EMAX BL2215/20 1260KV 59g. Buvo išbandyti tokie propeleriai:

9×3,8 APC - 8800 aps., trauka ~ 800 g., srovė - 18 A.
9×7,5 GWS - 7900 aps., trauka ~ 950 g., srovė - 23 A.
10×3,8 APC - 7400 aps., trauka ~ 1 kg., srovė - 22 A.

Pilnas lėktuvo svoris - 735 g. Akumuliatorius 2200 mAH.

Pirmas skrydis nustebino. Šis lėktuvas skrenda, bet ant tiek blogai, kad abejojau ar pavyks normaliai, nieko nesulaužius, nusileist. Vos davus gazo labai smarkiai lipa į viršų. Tiesiog verčiasi aukštielninkas. Nors aš tikėjausi, kad bus kaip tik atvirkščiai. Suvaldyti labai sunku. Nusileist visgi pavyko normaliai. Prieš sekantį bandymą padariau kelis pakeitimus. Svorio centras kiek įmanoma į priekį (buvo 1/3 sparno, padariau maždaug 1/4. Variklį šiek tiek pakreipiau į viršų. Ir užfiksavau galinį ratuką. Važiuoja jau normaliai, pakilt lengviau, skrenda irgi geriau. Tačiau yra ir keistų anomalijų. Sakykim skrisdamas matau, kad suka į vieną pusę. Trimeriuoju uodegos vairą, pradeda skristi tiesiau, tačiau tuo pačiu smarkiai pradeda virst ant šono. Trimeriuoju eleronus, pradeda skrist kažkaip skersai. Dabar manau, kad tai gal ir galima suprast, tikriausiai gaunasi iškreiptos plokštumos. Vieno vairo poveikis kompensuojamas kitu. Bet kaip tada padaryt, kad skristų tiesiai? Į viršų, davus gazo, jau beveik nelipa. Bet vis tiek - iki normalaus skridimo toli. Taigi, yra dėl ko pasukt galvą.

Lėktuvas darytas be jokių brėžinių, pažiūrėjus internete į panašias konstrukcijas. Matomai konstrukciją pasirinkau per daug laisvai, tačiau niekaip negalėjau pagalvot, kad gali skristi taip blogai. Reikės bandyt davest jį iki proto, jei tik sugebėsiu suprast kas čia ne taip.

Iš plono organinio stiklo suklijavau dėžę su pertvaromis. Kiekvienas skyrius visiškai sandarus, vanduo iš vieno skyriaus į kitą patenka per išgręžtas skyles. Iš akvariumo patenka į skyrių kairėje pusėje, atgal į akvariumą teka iš dešinio kraštinio skyriaus. Gaunasi taip, kad vanduo paimamas vienoje akvariumo pusėje, o atgal supilamas kitoje pusėje. Taip vanduo neblogai cirkuliuoja akvariume.

Suklijavau viską ciano akrilato klijais. Tikėjausi, kad bus daug skylių ir vanduo bėgs per visas puses. Tačiau buvau nustebęs, kai nebuvo nė mažiausios skylės. Apačioje priklijuotos tokios „kojos“, ant kurių filtras pastatomas už akvariumo. Aukštis parinktas taip, kad vandens lygis filtre būtų šiek tiek aukščiau išgręžiotų skylių.

Vanduo į filtrą patenka sulenktu vamzdeliu (kairėje). Dešinėje kitas vamzdelis, į kurį įkištas oro padavimo vamzdelis. Oro burbulai pakelia vandenį pakankamai, kad vanduo iš filtro tekėtų į akvariumą. Vandens lygis filtre mažėja, todėl atsiranda savaiminis tekėjimas iš akvariumo į filtrą.

Vienam skyriuje gali būti įdėta bet kas filtravimui (pvz. sinteponas), kitam pvz. keramika ar dar kas nors.

Filtras buvo padarytas prieš 5 metus. Per tą laiką paaiškėjo tik vienas minusas. Oro padavimo vamzdelis periodiškai užkalkėja ir filtras sustoja. Tenka šiek tiek pakrapštyt ir vėl viskas veikia. Dar gana nepatogus jo paleidimas – tenka taip įstatyti kairėje esantį vamzdelį, kad jis iš karto būtų pilnas vandens. Kitaip filtras neveiks.

Filtro pliusas tame, kad jis stovi už akvariumo ir yra visai nematomas. Keičiant akvariume dalį vandens galima visai nekreipt dėmesio į filtrą. Vos tik vandens lygis sumažėja, jis savaime sustoja. Lygis atsistato – vėl viskas veikia.

Šiaip visai neblogas filtras gavosi, tik jo padarymas gana daug laiko atima…