Тяжелый квадрокоптер на Arduino Mega 2560

Dmitry_DM
Offline
Зарегистрирован: 02.11.2014

Всем доброго времени суток! Я с другом решил сделать квадрокоптер. Хотелось бы посоветоваться на счет этого дела. 



Начну с того, что квадрокоптер должен делать/уметь:

• Использовать стандартные датчики (акселерометр, гироскоп, барометр, компас)

• Полет вне помещения

• Дистанция связи больше 1 км, в идеале 4,7 км (без усилителя, при мин передаче данных)

• Полет более 1 часа

• Поддержка GPS

• Управление через компьютер (именно так, и не как иначе, в этом ВСЯ СУТЬ проекта)

• В будущем: установка системы фото/видео сьемки

• В будущем: переем и передача звука (от и к квадрокоптеру)



Строить квадрокоптер решили на Arduino MEGA 2560.



Теперь поговорим, что на данный момент имеется:

• Рама. Чертеж взят отсюда. (уже готовая, вес 870 гр.)

• GY-521 MPU-6050 (Гироскоп + Акселерометр) (ссылка)

• Датчик расстояния - ультразвуковой дальномер HC-SR04 (ссылка)

И то, что выбрали для дальнейшей покупки:

• Сами мозги Arduino MEGA2560 Rev.3 (ссылка

• Двигатели + регуляторы A2212 1000KV + 30A ESC (ссылка)


 

• Беспроводной модуль связи. И тут 2 варианта:

APC220 (ссылка)

или 3DRobotics 3DR (ссылка)



 

Какой модуль лучше удовлетворит требования? (+условие, что с ним возможно удобно работать, отсутствие проблемы с драйверами)

• GY-271 HMC5883L I2C 3-осевой электронный компас (ссылка



• Барометр BMP085 (ссылка)

Дальше пару вопросов с выбором АКБ:

1. Обязательно ли использовать Li-Po батарею или можно использовать Li-Ion АКБ? Не нашел нормальной статьи об их разнице. Зато нашел Аккумулятор Li ионная 30А 3500mah 3.7V (ссылка)
Будет ли нормальным аккумулятором система: 

при последовательном соединении 3 батареек увеличить напряжение и получить 11,1V
при параллельном соединении еще 3 (или больше) увеличить общую емкость.
На какое время полета можно 
рассчитывать (естественно примерно) ? 

Дополнительные вопросы:

1. Посоветуйте хорошую недорогую (не GoPro) камеру для трансляции видео на компьютер
и тут вопрос: 
обязательно ли подключать отдельный видеопередатчик (порядком за высокую цену) или может хватить вычислительной мощности Arduino Mega 2560?

2. Какой можете посоветовать GPS модуль, хороший и недорогой?



Теперь пару вопросов о прошивке Arduino MEGA2560:

1. Существуют уже готовые прошивки для коптеров: Ardupilot, MegapirateNG, MiltiWii, AeroQuad. Я не особо знаю их "+" и "-" поэтому посоветуйте какой код будет легче переделать под наши требования к коптеру. Вообще я нашел статью о Ardupilot (ссылка). Подойдет ли данный вариант?

2. Есть ли отдельные примеры, которые показывают использование компьютера как пульта ДУ?

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

лучше липошку брать. зарядник специальный обязательно

час это долго. аккумулятор должен быть огромный

вместо кучи модулей лучше взять один как по мне

http://ru.aliexpress.com/wholesale?shipCountry=ru&shipCompanies=&enSearc...

видео в реальном времени планируется транслировать?

Dmitry_DM
Offline
Зарегистрирован: 02.11.2014

а чем ли-по лучше? она дороже, заряд держит так же, просто срок службы дольше

мы и хотим сделать огромный аккум и 12 батареек и добавлять по мере помтупания средств

уже позно брать этот датчик, да, он лучше, практичнее.. но мы уже взяли GY-521 MPU-6050 (Гироскоп + Акселерометр)

2 вида видео: в реальном времени среднего качества (как глаза во время полета) и высоко качества просто для записи (для первого время планирую взять камеру своего моб телефона (HD видео))

что на счет беспроводной связи, GPS и прошивки?

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

документирован макс разрядный ток, 10-20-30С. хотя может не твой случай

сам выбирай. можешь по отдельности, можешь в сборе

http://www.banggood.com/Wholesale-FPV-System--c-2734-0-1-3-45-0_page1.html

 

Dmitry_DM
Offline
Зарегистрирован: 02.11.2014

спасибо за ссылки FPV
присмотрел этот
http://ru.aliexpress.com/item/Boscam-FPV-5-8G-600mW-32CH-Wireless-Transm...

Илья73
Offline
Зарегистрирован: 06.09.2013

Я бы для начала тут почитал http://forum.rcdesign.ru/

А тарится можно тут , там можно блоками брать так же есть полностью готовое http://www.hobbyking.com

Dmitry_DM
Offline
Зарегистрирован: 02.11.2014

ну а вообще что посоветуете ?(в общих чертах, какие - нибудь стандартные рекомендации конкретно к данному набору для сборки)

нормальные ли мы выбрали двигатели+регуляторы?

все-таки сколько mAh надо Li-Ion аккумулятора для часа полета (с учетом выбраных двигателей и веса всей конструкции около 1200 гр) ?

и вы еще неслова не сказали об беспроводных приемопередатчиках: какой из 2-х выбрать? (я склонен ко второму)

и что все-таки с выбором ПО?

Dmitry_DM
Offline
Зарегистрирован: 02.11.2014

Илья73, мы уже столько прочитали теории, что уже перешли к практике

Илья73
Offline
Зарегистрирован: 06.09.2013

Ну не знаю сколько вы перечитали если собираетесь летать на Li-ION.

Dmitry_DM
Offline
Зарегистрирован: 02.11.2014

мы предпологали (вернее я) что на литий-ионах не полетишь, немогли бы вы сказать почему?
и можно ли именно собрать литий-поли так как мы планировали с литий-ион?

Илья73
Offline
Зарегистрирован: 06.09.2013

Да потому что они токи отдают максимум 3с и то сдохнут  быстро от таких токов, да и на счет часа полета я не уверен поднимет ли коптер столько батарей. У меня опыта по коптерам нет. Летал на пенолетах двукрылых, на планере - планер потянет час и более и то только за счет воздушных потоков.

Dmitry_DM
Offline
Зарегистрирован: 02.11.2014

а, понятно, спасибо! а если взять такой: http://ru.aliexpress.com/item/RC-Battery-25C-50C-5000mAh-11-1V-3S-Li-Po-Car-Heli/1057383058.html
а позже купить еще 1 и подключить параллельно, и выйдет 25C-50C 10000mAh 11.1V 3S

тогда будет норм
на сколько минут хватит 5000 (такой аккумулятор в данном случае)

я понимаю, что точно не посчитаешь, но хоть примерно для понимания

Илья73
Offline
Зарегистрирован: 06.09.2013

Я бы не рискнул брать батареи неизвестного происхождения. Где брать и где читать писал выше. Там ребята собаку на этом съели.

Dmitry_DM
Offline
Зарегистрирован: 02.11.2014

ну посоветуйте конкретную модель
мне главное длительный полет, что бы на 5-7 км летать (в этом вся суть, я уже говорил)

Илья73
Offline
Зарегистрирован: 06.09.2013

Тут ведь ситуация какая, если вы возьмете на свой вкус и усмотрение в итоге окажется так что оно вам не подойдет и потом придется читать и узнавать и покупать заново. Не проще ли сейчас потратить немного времени при этом сэкономить время и деньги.

Со мной на поле вертолетчики летали. так у них стояли аккумы минимум 25с - 30с и то пухли от токов, минут на 10 хватало. На коптере токи вроде поменьше, но я не знаю про коптеры, не летал.

trembo
trembo аватар
Offline
Зарегистрирован: 08.04.2011

https://www.youtube.com/watch?v=AylGkIe3-e8

to get flight time like that all you mother fuckers need to do is buy some low KV motors like the W4822 390Kv, 15-18 inch propellers and high mah batteries, if you want the longest flight time build a 6s li-ion 18650 pack from laptop batteries and a 550 and up frame. Now go build a fucking drone.
 
i don't think you are using 390KV motor...maybe 340KV is better.
if you use 17 inch prop, it might fly even longer....
 
that battery weights 1.6kg !!!!!
 
Setup:
390KV Brushless Motor
30A Opto SimonK Firmware ESC
17x5.5" Carbon Fiber Prop
Naza M Lite (Tested on GPS lock mode)
20400mAh Battery
Special personally developed lightweight Carbon Fiber Frame
Total Frame weight (motors, Battery etc.) : 2000gr.
 
Дальше - самА-самА......
 

 

std
Offline
Зарегистрирован: 05.01.2012

Dmitry_DM пишет:
главное длительный полет, что бы на 5-7 км летать (в этом вся суть

Тогда лучше самолёт.

vvadim
Offline
Зарегистрирован: 23.05.2012

А лучше полазить по коптерным форумам, где человеки собирают и ЛЕТАЮТ, где всё опробовано и разжёвано.

Dmitry_DM
Offline
Зарегистрирован: 02.11.2014

а не могли бы вы подсказать такой форум, где отвечают быстро (как тут, например)?

и все же еще никто не сказал о прошивки "мозга", возможно ли управление с клавиатуры через приемопередатчик 3DRobotics 3DR?
и в каком из существующих кодов легче переделать управление с пульта на управление с компьютера?

Dmitry_DM
Offline
Зарегистрирован: 02.11.2014

std пишет:

Dmitry_DM пишет:
главное длительный полет, что бы на 5-7 км летать (в этом вся суть

Тогда лучше самолёт.

не подойдет, так как необходимые задачи он  не выполнит
нужен "тонкий" полет, как у коптера, а не "грубый"

Dmitry_DM
Offline
Зарегистрирован: 02.11.2014
jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

да ты хоть токи посчитай, что за глупая привычка просто спрашивать, вместо того чтобы самому попробовать разобраться

даже если и правда такие параметры то получаем 10А 1 час выдержит. твоя констукция явно за 10 ампер переваливает. сколько таких аккумуляторов нужно. да и каждый весит почти 700 грамм

Dmitry_DM
Offline
Зарегистрирован: 02.11.2014

Какой тогда должен быть аккумулятор, способный выдавать такой ток, а также длительность снабжения АКБ была хотя бы 30-60 мин?

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

какой ток? прежде чем выбрать аккумулятор надо узнать сколько потребляет вся система

Dmitry_DM
Offline
Зарегистрирован: 02.11.2014

jeka_tm пишет:

какой ток? прежде чем выбрать аккумулятор надо узнать сколько потребляет вся система

65A

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

))) стало быть аккумулятор для полета 1 час должен иметь емкость 65000мач

если использовать тот то вес одних аккумуляторов составит 7кг. врядли квадрик сможет легко таскать такой вес))

Dmitry_DM
Offline
Зарегистрирован: 02.11.2014

jeka_tm пишет:

))) стало быть аккумулятор для полета 1 час должен иметь емкость 65000мач

если использовать тот то вес одних аккумуляторов составит 7кг. врядли квадрик сможет легко таскать такой вес))

65A - это 4 двигла по ~15А и ~5 А на остальную систему.. 

Может двигатели с меньшими оборотами взять? если я не ошибаюсь, то 1 000kv - это 1 000kv*11.1v=11 100 оборотов.. Есть какие -то поменьше, с меньшим потреблением..

 

Илья73
Offline
Зарегистрирован: 06.09.2013

эти моторчики - пшики, один такой грамм 500 может поднять на всю мощность.

Странный вы человек, я дал ссылку на форум где люди на этом собаку съели.

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

по другим данным такой двигатель выжимает около 700 грамм насколько помню. у самого почти такой же стоит в самолете, только 930kv

даже при 700 граммах максимальной тяги и 8 двигателях получается 5600 грамм тяги максимум

при 500 получается 4000 грамм. час полета кажется малореальным

точно нужно на форум специализированный

Dmitry_DM
Offline
Зарегистрирован: 02.11.2014

ок, спросим еще и на http://forum.rcdesign.ru/

кстати мы пересчитали токопотребление всей системы: не 65А, а 35А

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

а почему 4 двигателя. 8же вроде

http://quad-copter.ru/images/cherteji-1.jpg

Bierman
Offline
Зарегистрирован: 13.05.2014

Цитата:

Барометр BMP085

 По барометру: BMP185 лучше. (за теже деньги)

Dmitry_DM
Offline
Зарегистрирован: 02.11.2014

jeka_tm пишет:

а почему 4 двигателя. 8же вроде

http://quad-copter.ru/images/cherteji-1.jpg

ну там 8, у нас 4, та рама просто как для 8 так и для 4

Dmitry_DM
Offline
Зарегистрирован: 02.11.2014

Bierman пишет:

Цитата:

Барометр BMP085

 По барометру: BMP185 лучше. (за теже деньги)

BMP085 я нашел где купить за 45 грн, а BMP185 даже найти не могу в нормальном месте

Dmitry_DM
Offline
Зарегистрирован: 02.11.2014

так все-таки.. как люди летают час и более? (trembo ссылки представлял
эти люди используют ли-ион.. но как у них выходит ток сделать оптимальным для своего коптера? напряжение и емкость можно повысить.. и если у них 20500 mAh, значит они забацали пак из 12 батарей по 3,7v ~5000 mAh
ну а ток выйдет ~12A, в моем случае нужно 35A, так как же выйти из такого положения?

step962
Offline
Зарегистрирован: 23.05.2011

Dmitry_DM пишет:

BMP085 я нашел где купить за 45 грн, а BMP185 даже найти не могу в нормальном месте

Это потому, что в действительности он - BMP180

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

так посмотри. человек писал что желателен мотор с низким KV и большие лопасти. плюс максимально уменьшать вес конструкции. пропеллеры углепластиковые

Dmitry_DM
Offline
Зарегистрирован: 02.11.2014
jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

а обязательно из алюминия делать такой тяжелый корпус?

в смысле вес двигателя 47г+25г драйвер=72г * 4 штуки=288г

вес констукции 870 г-288г=582г. этот вес можно уменьшать. но это на будущее

 

omusman
Offline
Зарегистрирован: 21.09.2014

 Судя по вашим вопросам - проект бесперспективный.... , он хорош только продавцам которые  продадут железо...., может начнете реальный небольшой проект , поделитесь результатом.... , потом у сообщества появится желание помогать вам...., а вы поймете на какую стезю вы ступили , обсуждения какой взять барометр или раму на данном этапе - абсурд... 

 Например - узнайте тягу двигателя (при помощи динамометра) и потребляемый ток (при помощи амперметра) на разных режимах и с разными лопастями, тогда прояснится вопрос с емкостью батареи и подъемной силой вашего агрегата (результат одного мотора не забудьте умножить на 4), хотябы после этих манипуляций задавайте следующие  вопросы..., а встанет вопрос - потечет мысль...

Учитесь летать на земле...

Удачи!

 

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

кстати измерять тягу проще с помощью кухонных весов. вот так

http://www.youtube.com/watch?v=7IkfuinBKog

а дальше как писал omusman

 

vvadim
Offline
Зарегистрирован: 23.05.2012

Тема напоминает народный театр из фильма "Берегись автомобиля" - А не замахнутся ли нам на Вильяма Шекспира?

Не имея представлений о летательных аппаратах (полный чайник) мы уже космические просторы хотим бороздить....

dimich-195
Offline
Зарегистрирован: 23.11.2014

вообще есть очень хороший форум на котором данные вопросы много раз обсуждались. как про акумы так и про двигатели. и насколько помню было обсуждение с использованием arduinо плат, найти не могу но точно помню, что это гиблое дело.

http://forum.rcdesign.ru/f123/ - сам форум

а вот на что стоит заострить свое внимание - http://forum.rcdesign.ru/f123/thread279021.html  

вот здесь есть примеры легкий долголетов - http://forum.rcdesign.ru/f123/thread265297-2.html

SiZE
Offline
Зарегистрирован: 26.11.2014

Для чего нужно так далеко (4.7км) держать связь с аппаратом? Обычно с 500м они уже трудно различимы.

Dmitry_DM
Offline
Зарегистрирован: 02.11.2014

в этом то и суть, нам ненужно его видить, на ноуте видео с камеры коптера, с него же и управление
все просто, уже мы на стадии написания скетча на Arduino Due (именно ее мы решили взять)
правда еще надо купить моторы и ESC 

dimich-195
Offline
Зарегистрирован: 23.11.2014

Dmitry_DM пишет:

в этом то и суть, нам ненужно его видить, на ноуте видео с камеры коптера, с него же и управление
все просто, уже мы на стадии написания скетча на Arduino Due (именно ее мы решили взять)
правда еще надо купить моторы и ESC 

ну будет интересно посмотреть на реализованный проект.

Dmitry_DM
Offline
Зарегистрирован: 02.11.2014

застряли на кое-каком моменте, вот получилось проинтегрировать угловые скорости гироскопа, получив 3 угла, так же применили Калмана к акселерометру, и получили 2 угла (без Z, так как компаса пока нету), теперь я вот читаю и немогу понять:
ESC нужно передать значение мощьности такой формулой:
U = K * ( Err + (1/Ti)*Int + Td*dErr )

  • U — мощность, которую следует выдать;
  • K — пропорциональный коэффициент;
  • Ti — постоянная времени интегрирования;
  • Td — постоянная времени дифференцирования
  • Err — текущее рассогласование (разница между уставкой и измеренной температурой
  • dErr — производная рассогласования (разница между текущей и прошлой ошибкой)
  • Int — накопленный интеграл рассогласования (сумма всех Err'ов)

так как же связаны уже стабилизированные углы с параметрами, что нужны для вычисления U?
как получить эти параметры? 

подскажите что делать после нахождения углов, желательно по пунктам, что бы придти в конечном итоге к расчету U

dimich-195
Offline
Зарегистрирован: 23.11.2014

А вы учли то что вам для стабилизации нужен будет гироскоп на каждый луч!?

 

Dmitry_DM
Offline
Зарегистрирован: 02.11.2014

стоп! первый раз слышу, что для квадрокоптера нужно 4 гироскопа, абсолютно ВЕЗДЕ все ставили 1 на всю систему

trembo
trembo аватар
Offline
Зарегистрирован: 08.04.2011
SiZE
Offline
Зарегистрирован: 26.11.2014

Dmitry_DM пишет:
в этом то и суть, нам ненужно его видить, на ноуте видео с камеры коптера, с него же и управление

Если получится реализовать FPV на 3-4км обязательно напишите. Крайне интересно.