Izgradnja čamca za samoupravljanje (ArduPilot Rover): 10 koraka (sa slikama)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2025-01-13 06:57

Fusion 360 projekti »

Znaš šta je super? Samovozeća vozila bez posade. U stvari su toliko cool da smo mi (moje kolege sa uniju i ja) sami počeli graditi još 2018. To je i razlog zašto sam ove godine krenuo da to konačno završim u slobodno vrijeme.

U ovom Instructable-u želim podijeliti ovaj projekt s vama i uvesti vas u izgradnju vlastitog vozila za samostalno upravljanje. Napravio sam i mali YouTube video koji grebe površinu projekta i daje vam kratak pregled svih nezgoda na tom putu. Ovaj Instructable je korelacijski vodič koji objašnjava kako ova stvar zapravo funkcionira.

Kome je ovo uputstvo namijenjeno i kako ga čitati

Ovaj Instructable zapravo ima dvije svrhe. Prije svega, želim podijeliti ono što sam izgradio i naučio i zainteresirati vas za izgradnju vozila za samostalno upravljanje. Sekundarna svrha je dokumentovanje projekta i većine njegovih detalja, tako da sljedeća studentska grupa na mom starom univerzitetu, koja preuzima projekat, zna šta se dešava.

Ako ste ovdje samo radi zabave, možete zanemariti detalje poput popisa parametara i preciznih shema ožičenja. Potrudit ću se da koraci na početku budu vrlo generički, tako da se mogu primijeniti na bilo koji ArduPilot RC čamac i staviti detalje na kraj.

Projekt je završen u dva dijela i Instructable slijedi istu strukturu. Prvi dio ću nazvati "mišićima" jer uključuje svu energetsku elektroniku i trup brodova. Zatim ću prijeći preko "mozga" koji je mala kutija na vrhu čamca, koja sadrži glavni kontroler i sve ostale stvari s prijemnika.

Poreklo Kenterprise

U redu, evo pozadine ovog projekta, ako to već niste čuli u videu. Ovaj projekat je počeo 2018. godine dok sam još bio na fakultetu. Bili smo na kraju 4. semestra i krenuli smo prema 5.. Na našem univerzitetu možete raditi timski projekat oko 6 mjeseci. Možete izabrati sa liste pripremljenih projekata (dobre šanse za dobru ocjenu) ili započeti vlastiti projekat (koliko je meni poznato, to niko prije nije radio). Za ovaj projekt dobivate i 12 kreditnih bodova, što ga čini vrijednim koliko i diplomski rad. Na ovaj način neuspjeh može zaista promijeniti vašu ukupnu ocjenu.

Naravno da sam odlučio pokrenuti projekt od nule i našao 4 jadne duše koje će me pratiti na ovom putovanju u vatru kontejnera timskog projekta. Počeli smo s minimalno potrebnom veličinom tima od 5 ljudi, ali nas je dvoje kasnije otišlo. Dobili smo i 1500 €, ALI nismo smjeli potrošiti na bilo koju od onih ljupkih kineskih web trgovina koje uvijek imaju najnoviju i najbolju elektroniku. Umjesto toga bili smo vezani za stare dobre njemačke dobavljače elektronike. Spojler: Na ovaj način nemoguće je nabaviti komponente za samostalno upravljanje čamcem.

Originalna ideja

Kad smo razmišljali o ideji za projekt, razmišljali smo o tome da napravimo nešto u vezi s bespilotnim letjelicama jer su bespilotne letjelice najhladnija stvar ikad. Međutim, normalni leteći dronovi su već stvar i htjeli smo izgraditi nešto više romana. Stoga smo odlučili napraviti bespilotnu letjelicu. Ideju smo dobili zbog obližnjeg jezera.

Jezero zauzima površinu od 12 km^2 i uglavnom je duboko samo 1,5 m. To znači da se zagrijava u ljetnim mjesecima, dok u njemu ima i manje vode. Znate koji oblik života voli tople vode: cijanobakterije, koje se u Njemačkoj nazivaju i plava alga. Pod pravim uvjetima, ove se stvari mogu reproducirati u trenu i pokriti velika područja, a pritom stvarati toksine koji mogu naštetiti ljudima i životinjama. Svrha broda bila je redovito brisanje površine jezera i mjerenje koncentracije alge. Zatim se prikupljeni podaci mogu ispisati na toplinskoj karti kako bi se razumjelo pod kojim okolnostima dolazi do stvaranja algee, a također i izdati upozorenja u stvarnom vremenu mještanima i turistima.

Još jedan spojler: nikada nismo uspjeli izgraditi mjerni sklop za plavu algu i postaviti ga na čamac, jer su takvi sklopovi jako skupi i obično su smješteni u stalak od 1mx1mx2m na brodu, što je nepraktične veličine za 1m dugačak brod. Novi fokus je automatsko i jeftino kreiranje dubinskih karata uz jezero kako bi se lokalnim biolozima omogućilo da vide kako se jezersko dno mijenja s vremenom. Trenutno je skeniranje vrlo skupo zbog potrebnog ručnog rada.

Spiralna silazna sila

Nazad na priču. U prva dva mjeseca prikupljanja pozadinskog znanja i planiranja razmatrali smo što bi takvom čamcu bilo potrebno: trup, električni pogon, mogućnosti samostalne vožnje, mogućnost upravljanja internetom,…. Tada sam odlučio da bismo gotovo sve trebali sami izgraditi s fokusom na autonomnu vožnju. Ovo je bila loša ideja, ideja koja je bila prilično osuđena na propast i pogodite šta je učinila? Tačno, šest mjeseci kasnije uložili smo vrijeme i znoj u ogroman RC čamac, Kenterprise (Infografika na slici 4). Na putu smo se borili s ograničenim novcem, nedostatkom elektronike i lošim upravljanjem timom, za što ja preuzimam najveću odgovornost.

Tako je to bilo, Kenterprise, autonomno mjerno vozilo koje nije bilo autonomno niti je išta mjerilo. Kao što vidite, nije neki veliki uspeh. Roštiljali smo se tokom naše posljednje prezentacije. Srećom, naši profesori su priznali naš rad i ipak su nam dali ocjenu ok, lošiju od bilo koje druge projektne grupe u posljednjih nekoliko godina, ali ok.

Nadogradnja 2020

Ja bih ovaj studentski projekt nazvao apsolutnom vatrom kontejnera, ali kako kaže stara izreka: "ožiljci vatre na kontejneru čine vas jačim". Ovo iskustvo mi je zaista pomoglo da na odgovarajući način postavim svoje ciljeve i ostanem fokusiran na sve svoje sljedeće projekte. I dalje mi se sviđa ideja o bespilotnom vozilu koje može pomoći biolozima u istraživanju jezera i općenito privlačnost izgradnje broda za samostalno upravljanje. Zato sam sada, godinu dana kasnije, htio to završiti koristeći novostečeno znanje o bespilotnim letjelicama u FPV -u, prekrasan Open Source Project ArduPilot i moć jeftinih web stranica za elektroniku.

Cilj nije bio pretvoriti ga u punopravni mjerni čamac, već pokrenuti i pokrenuti sve sisteme i instalirati autopilot. Ne mora biti savršeno. Samo sam htio vidjeti samu vožnju brodom kao dokaz koncepta.

Zatim ću proslijediti RADNI autonomni čamac sveučilištu za buduće projekte, poput kartiranja morskog dna. Usput, nisam bio sam. Moj prijatelj Ammar, koji je također bio u projektnoj grupi još 2018. godine, pomogao mi je pri testiranju broda.

Bez odlaganja, uđimo u to

Korak 1: Mišići: trup

Trup je najveći dio broda. Ne samo zbog velikih dimenzija (100 cm*80 cm), već i zbog toga što je trebalo puno vremena za izgradnju ove prilagođene strukture. Kad bih to ponovio, definitivno bih se odlučio za dijelove polica. RC brod s police, nažalost, za nas nažalost nije bio na karticama, jer ti brodovi imaju vrlo ograničen nosivost. Nešto poput daske za dasku ili daske za surfanje ili samo par PVC cijevi iz željezarije bilo bi mnogo jednostavnije rješenje koje mogu samo preporučiti.

U svakom slučaju, naš trup je počeo s 3D modelom u Fusion 360. Napravio sam vrlo detaljan model i prošao kroz više ponavljanja prije nego što smo ga zapravo počeli graditi. Pobrinuo sam se da svakoj komponenti modela dam odgovarajuću težinu, pa čak i modelirao unutrašnjost. To mi je omogućilo da znam približnu težinu broda prije njegove izgradnje. Napravio sam i nekoliko kalibracija uzgona umetanjem "vodene linije", rezanjem vozila s njom i proračunom zapremine koja je bila pod vodom. Brod je katamaran jer ova vrsta vozila obećava veću stabilnost, zatim čamac s jednim trupom.

Nakon tone sati modeliranja počeli smo oživljavati čamac izrezivanjem osnovnog oblika dva trupa iz polistirenskih ploča. Zatim su izrezani u oblik, ispunjene su rupe i obavili smo puno brušenja. Most koji povezuje dva trupa samo je velika drvena kutija.

Sve smo prekrili sa 3 sloja staklenih vlakana. Ovaj korak trajao je oko 3 sedmice i uključivao je dane ručnog brušenja kako bi se dobila pristojno glatka površina (0/10 se ne preporučuje). Nakon toga smo ga obojili u lijepu žutu boju i dodali naziv "Kenterprise". Naziv je kombinacija njemačke riječi "kentern" koja se prevodi u potonuće i svemirskog broda Star Trek "USS Enterprise". Svi smo mislili da je ovo ime apsolutno prikladno za monstruoznost koju smo stvorili.

Korak 2: Mišići: pogonski sistem

Brod bez motora ili jedara ima vozne karakteristike kao komad šumskog drveta. Stoga smo morali da prazni trup dodamo pogonski sistem.

Želim vam dati još jedan spojler: Motori koje odaberemo su previše moćni. Opisaću trenutno rešenje i njegove nedostatke, a takođe ću predložiti alternativni pogonski sistem.

Sadašnje rešenje

Zaista nismo znali koliko je potrebno potiska čamca pa smo si nabavili dva ova motora za trkaće čamce. Svaki od njih namijenjen je za pogon RC trkaćeg čamca dugog 1 m, a odgovarajući elektronički regulator brzine (ESC) može kontinuirano isporučivati 90A (ova potrošnja bi ispraznila veliku bateriju automobila za sat vremena).

Takođe im je potrebno vodeno hlađenje. Obično biste jednostavno spojili ESC i motor s nekom cijevi, postavili ulaz na prednji dio čamca i postavili izlaz ispred propelera. Na ovaj način propeler povlači jezersku vodu kroz sistem hlađenja. Međutim, dotično jezero nije uvijek čisto i ovo rješenje može začepiti sistem hlađenja i uzrokovati kvar motora dok ste na jezeru. Zato smo odlučili otići na internu rashladnu petlju koja pumpa vodu kroz izmjenjivač topline na vrhu trupa (slika 3).

Za sada brod ima dvije boce vode kao spremnike i nema izmjenjivač topline. Rezervoari jednostavno povećavaju toplinsku masu pa je zagrijavanje motora potrebno mnogo duže.

Osovina motora povezana je s podupiračem putem dva univerzalna zgloba, osovine i takozvane krmene cijevi, koja služi za sprječavanje prodiranja vode. Bočni prikaz ovog sklopa možete vidjeti na drugoj slici. Motor je montiran pod kutom pomoću 3D štampanog nosača, a rekviziti se također ispisuju (jer sam polomio stare). Bio sam prilično iznenađen kad sam saznao da ovi rekviziti mogu izdržati sile motora. Kako bih podržao njihovu snagu, napravio sam oštrice debljine 2 mm i odštampao ih sa 100% ispunom. Dizajniranje i ispis rekvizita zapravo je prilično dobra prilika da isprobate različite vrste rekvizita i pronađete najefikasniji. Priložio sam 3D modele svojih rekvizita.

Moguća alternativa

Testiranje je pokazalo da je čamcu potrebno samo 10-20% dometa leptira za gas da se polako kreće (pri 1m/s). Prelazak na 100% gas dovodi do ogromnog skoka struje, što potpuno onemogućuje cijeli čamac. Takođe, zahtjev za sistemom hlađenja je prilično dosadan.

Bolje rješenje mogli bi biti tzv. Potisnici. Potisnik ima motor direktno povezan s propelerom. Cijeli sklop se tada potapa i stoga hladi. Ovdje je veza do malog potiskivača sa odgovarajućim ESC -om. To može osigurati maksimalnu struju od 30 A, što se čini prikladnijom veličinom. To će vjerojatno stvoriti znatno manje strujne skokove i gas ne mora biti toliko ograničen.

Korak 3: Mišići: Upravljanje

Pogon je kul, ali se i čamac mora okrenuti. Postoji više načina da se to postigne. Dva najčešća rješenja su kormila i diferencijalni potisak.

Kormila su se činila kao očito rješenje pa smo krenuli na to. Modelirao sam sklop kormila u Fusion -u i 3D štampao kormila, šarke i servo nosač. Za servomotore biramo dva velika servo motora od 25 kg kako bismo bili sigurni da relativno velika kormila mogu izdržati vuču vode. Zatim je servo postavljen unutar trupa i spojen s kormilom izvana kroz rupu pomoću tankih žica. Priložio sam video snimak kormila na djelu. Prilično je ugodno gledati kako se ovaj mehanički sklop pomiče.

Iako su kormila izgledala odlično, prve probne vožnje otkrile su da je radijus okretanja s njima oko 10 m, što je užasno. Nadalje, kormila se odvajaju od servomotora, zbog čega čamac ne može upravljati. Posljednja slaba točka je rupa za te žice. Ova je rupa bila toliko blizu vode, da je unatrag uzrokovala njeno potapanje, pa je poplavila unutrašnjost trupa.

Umjesto da pokušavam riješiti te probleme, uklonio sam kormila sve zajedno, zatvorio rupe i otišao na rješenje diferencijalnog potiska. S diferencijalnim potiskom, dva motora se okreću u suprotnom smjeru kako bi se vozilo okrenulo. Budući da je čamac gotovo isto toliko širok koliko i kratak, a motori su postavljeni daleko od središta, to omogućuje okretanje na licu mjesta. Potrebno je samo malo konfiguracijskog rada (programiranje ESC -a i glavnog kontrolera). Imajte na umu da će čamac koji koristi diferencijalni potisak kružiti u krug ako jedan od motora otkaže. Možda sam to doživio jednom ili dvaput zbog trenutnog problema sa skokovima opisanog u prethodnom koraku.

Korak 4: Mišići: Baterija

Čini mi se da RC komponente, poput onih koje se koriste u ovom čamcu, mogu pokretati gotovo sve, u rasponu od satne baterije pa sve do nuklearne elektrane. Očigledno je ovo malo pretjerivanje, ali imaju prilično širok raspon napona. Ovaj raspon nije upisan u podatkovne omote, barem ne u voltima. Skriven je u S-rejtingu. Ova ocjena opisuje koliko baterija u seriji može podnijeti. U većini slučajeva to se odnosi na ćelije od litijum polimera (LiPo). Oni imaju napon od 4,2 V kada su potpuno napunjeni i napon od oko 3 V kada su prazni.

Motori čamca tvrde da mogu izdržati 2s do 6s, što prevodi u raspon napona od 6V sve do 25.2V. Iako ne bih uvijek vjerovao gornjoj granici, jer je poznato da neki proizvođači postavljaju komponente na svoje ploče koje mogu izdržati samo niže napone.

To znači da postoji veliki izbor upotrebljivih baterija sve dok mogu isporučiti potrebnu struju. I zapravo sam prošao kroz nekoliko različitih baterija prije nego što sam napravio pravu. Ovdje je kratak pregled tri iteracije baterija kroz koje je brod prošao (do sada).

1. LiPo baterija

Kad smo planirali brod nismo imali pojma koliko će energije potrošiti. Za prvu bateriju odlučili smo napraviti paket od dobro poznatih 18650 litij -ionskih ćelija. Spajali smo ih u 4S 10P pakovanje pomoću nikl traka. Ovaj paket ima raspon napona od 12V do 16.8V. Svaka ćelija ima 2200mAh i ima maksimalnu brzinu pražnjenja od 2C (prilično slaba), dakle 2*2200mA. Budući da postoji 10 ćelija paralelno, može isporučiti vršne struje od samo 44A i ima kapacitet od 22Ah. Paket smo također opremili pločom za upravljanje baterijom (više o BMS -u kasnije) koja brine o uravnoteženju napunjenosti i ograničava struju na 20A.

Prilikom testiranja plovila pokazalo se da je 20A maksimalne struje waaaaay manje nego što troše motori, a BMS je konstantno smanjivao snagu ako nismo bili oprezni sa štapom za gašenje. Zato sam odlučio premostiti BMS i spojiti bateriju ravno na motore kako bi dobio puna 44 ampera. Loša ideja !!! Dok su baterije uspjele isporučiti nešto više energije, niklovane trake, koje povezuju ćelije, to nisu mogle podnijeti. Jedna od veza se otopila i uzrokovala je da drvena unutrašnjost broda proizvodi dim.

Da, pa ova baterija nije bila baš prikladna.

2. Auto akumulator

Za svoj dokaz koncepta 2020. odlučio sam upotrijebiti veću bateriju. Međutim, nisam želio potrošiti dodatni novac pa sam upotrijebio stari automobilski akumulator. Automobilske baterije nisu predviđene za potpuno pražnjenje i punjenje, već ih uvijek treba držati pod punim nabojem i koristiti ih samo za kratki udar struje za pokretanje motora. Zato se nazivaju starter baterije. Njihova upotreba kao baterije za RC vozilo značajno im skraćuje vijek trajanja. Postoji još jedna vrsta olovne baterije koja često ima isti faktor oblika i posebno je dizajnirana za višekratno pražnjenje i punjenje koja se naziva baterija dubokog ciklusa.

Bio sam dobro svjestan nedostataka moje baterije, ali htio sam brzo testirati čamac, a baterija je ionako bila stara. Pa, preživio je 3 ciklusa. Sada napon pada sa 12V na 5V kad god pritisnem gas.

3. LiFePo4 baterija

"Treći put je šarm" je ono što kažu. Kako i dalje nisam htjela trošiti vlastiti novac, zamolila sam univerzitet za pomoć. Naravno da su cijelo vrijeme imali moju bateriju iz snova. Naš Uni učestvuje na takmičenju "Formula Student Electic" i stoga ima električni trkaći automobil. Trkački tim je prethodno prešao sa ćelija LiFePo4 na 18650 LiPo ćelija jer su lakše. Tako da imaju zalihu više korištenih LiFePo4 ćelija koje im više ne trebaju.

Te ćelije se razlikuju od LiPo ili LiIon ćelija po svom rasponu napona. Imaju nominalni napon od 3,2 V i kreće se od 2,5 do 3,65 V. Sastavio sam 3 od tih 60Ah ćelija u 3S paket. Ovo pakovanje može isporučiti maksimalnu struju od 3C. 180A i ima maksimalni napon od samo 11V. Odlučio sam ići na niži napon sistema kako bih smanjio struju motora. Ovaj paket mi je konačno omogućio da vozim brod više od 5 minuta i isprobam sposobnosti samostalne vožnje.

Nekoliko riječi o punjenju baterije i sigurnosti

Baterije koncentrišu energiju. Energija se može pretvoriti u toplinu, a ako ta toplina poprimi oblik požara u bateriji, imate problem na ruci. Zato se prema baterijama morate odnositi s poštovanjem koje zaslužuju i opremiti ih pravom elektronikom.

Baterijske ćelije imaju tri načina umiranja.

1. Ispraznite ih ispod njihovog minimalnog napona (hladna smrt)
2. punjenje iznad njihovog maksimalnog nazivnog napona (može uzrokovati oticanje, požar i eksplozije)
3. crtanje previše struje ili skraćivanje (pa zaista moram objasniti zašto ovo može biti loše)

Sistem upravljanja baterijom sprječava sve te stvari, zato ih trebate koristiti.

Korak 5: Mišići: Ožičenje

Ožičenje za mišićni dio prikazano je na prvoj slici. Na dnu imamo bateriju koju treba spojiti s odgovarajućim osiguračem (trenutno ga nema). Dodao sam dva vanjska kontakta za povezivanje punjača. Bilo bi dobro zamijeniti ih odgovarajućim XT60 konektorom.

Zatim imamo veliki prekidač za bateriju koji povezuje ostatak sistema s baterijom. Ovaj prekidač ima stvarni ključ i moram vam reći, tako je zadovoljavajuće okrenuti ga i vidjeti kako brod oživljava.

Mozak je povezan s uzemljenim baterijama, dok su ESC i servo uređaji odvojeni odvojnim otpornikom. Ovo omogućava mjerenje struje kroz malu narančastu vezu jer uzrokuje mali pad napona preko šanta otpornika. Ostatak ožičenja je samo od crvene do crvene i od crne do crne. Kako se servo pogoni više ne koriste, jednostavno ih se može zanemariti. Pumpe za hlađenje jedina su komponenta čamca koja zahtijeva točno 12V i čini se da ne rade dobro ako je napon veći ili manji od toga. Stoga im je potreban regulator ako je napon baterije iznad 12V ili pojačani pretvarač ako je ispod toga.

Uz upravljanje kormilom, obje signalne žice ESC -a išle bi do istog kanala u mozgu. Međutim, čamac sada koristi diferencijalni potisak. klizno upravljanje, pa svaki ESC mora imati svoj zasebni kanal, a servo pogoni uopće nisu potrebni.

Korak 6: Mozak: Komponente

Mozak je velika kutija puna zanimljive elektronike. Mnogi od njih mogu se pronaći u trkaćim bespilotnim letjelicama FPV, a neki su zapravo izvađeni iz mog vlastitog drona. Prva slika prikazuje sve elektroničke module. Uredno su složeni jedan na drugi pomoću mesinganih PCB nosača. To je moguće jer FPV-komponente dolaze u posebnim faktorima oblika koji se nazivaju mjesto slaganja. Od dna do vrha naš hrpa sadrži sljedeće:

Odbor za distribuciju električne energije (PDB)

Ova stvar radi ono što naziv implicira i distribuira snagu. Ulaze dvije žice iz baterije i nude više lemilica za spajanje različitih modula na bateriju. Ovaj PDB također nudi regulator od 12V i 5V.

Kontrolor leta (FC)

Kontrolor leta upravlja firmwareom ArduPilot Rover. Radi razne stvari. Kontrolira kontrolere motora kroz nekoliko PWM izlaza, prati napon i struju baterije, povezuje se s različitim senzorima i ulaznim i izlaznim uređajima, a ima i žiroskop. Moglo bi se reći da je ovaj mali modul pravi mozak.

RC prijemnik

Prijemnik je povezan na daljinski upravljač. U mom slučaju to je FlySky daljinski upravljač za RC avione koji ima deset kanala i čak uspostavlja dvosmjernu komunikaciju tako da daljinski upravljač može primati i signale od prijemnika. Njegovi izlazni signali idu ravno u FC kroz jednu žicu koristeći tzv. I-bus protokol.

Video odašiljač (VTX)

Mozgalica ima malu analognu kameru. Video signal kamere prenosi se na FC koji dodaje video prikaz na ekranu (OSD) video toku, koji sadrži informacije kao što je napon baterije. Zatim se prenosi na VTX koji ga prenosi na poseban prijemnik od 5,8 GHz na drugom kraju. Ovaj dio nije strogo neophodan, ali je super vidjeti ono što brod vidi.

Na vrhu kutije je hrpa antena. Jedan je iz VTX -a, dva iz RC prijemnika. Druge dvije antene su sljedeće komponente.

Modul telemetrije

Antena od 433MHz pripada telemetrijskom modulu. Ovaj mali odašiljač je ulazni/izlazni uređaj koji povezuje kontroler leta sa zemaljskom stanicom (laptop sa 433MHz USB ključem). Ova veza omogućuje operateru daljinsko mijenjanje parametara i dobivanje podataka s unutarnjih i vanjskih senzora. Ova se veza može koristiti i za daljinsko upravljanje brodom.

GPS i kompas

Velika okrugla stvar na vrhu čamca zapravo nije antena. Pa jeste, ali je i cijeli GPS modul i modul kompasa. To omogućuje brodu da zna svoj položaj, brzinu i orijentaciju.

Zahvaljujući rastu tržišta bespilotnih letjelica, za svaki modul možete izabrati veliki izbor komponenti. Najvjerojatnije ćete se htjeti prebaciti na FC. Ako želite spojiti više senzora i trebate više ulaza, postoji niz moćnijih hardverskih opcija. Ovdje je popis svih FC -ova koje ArduPilot podržava, čak postoji i malina pi.

I evo male liste tačnih komponenti koje sam koristio:

• FC: Omnibus F4 V3S Aliexpress
• RC prijemnik: Flysky FS-X8B Aliexpress
• Komplet odašiljača telemetrije: 433MHz 500mW Aliexpress
• VTX: VT5803 Aliexpress
• GPS i kompas: M8N Aliexpress
• Kućište: 200x200x100 mm IP67 Aliexpress
• Daljinski upravljač: FLYSKY FS-i6X Aliexpress
• Video prijemnik: Skydroid 5, 8 Ghz Aliexpress

Korak 7: Mozak: Ožičenje

Mozak dobija radni napon direktno iz baterije. Također dobiva analogni napon iz trenutnog šanta i emitira upravljačke signale za oba motora. To su vanjske veze koje su dostupne s vanjske strane moždane kutije.

Unutrašnjost izgleda mnogo zamršenije. Zato sam napravio mali dijagram ožičenja na prvoj slici. Ovo pokazuje veze između svih različitih komponenti koje sam opisao u prethodnom koraku. Napravio sam i nekoliko produžnih kabela za PWM izlazne kanale i USB priključak te ih preusmjerio na stražnju stranu kućišta (vidi sliku 3).

Za montiranje snopa na kutiju koristio sam 3D štampanu osnovnu ploču. Kako komponente (posebno VTX) proizvode toplinu, priključio sam i 40 mm ventilator sa još jednim 3D štampanim adapterom. Dodao sam 4 crna plastična komada na rubove da pričvrstim kutiju na čamac bez potrebe za otvaranjem poklopca. Priložene su datoteke STL za sve 3D štampane dijelove. Koristio sam epoksid i malo vrućeg ljepila kako bih sve zalijepio za.

Korak 8: Mozak: ArduPilot postavljanje

Ardupilot Wiki vrlo detaljno opisuje kako postaviti rover. Evo dokumentacije o Roveru. Ovdje ću samo zagrebati površinu. U osnovi postoje sljedeći koraci za pokretanje ArduPilot Rovera nakon što je sve ispravno ožičeno:

1. Flash ArduPilot firmver na FC (Tipp: za to možete koristiti Betaflight, uobičajeni softver za dronove FPV)
2. Instalirajte softver zemaljske stanice poput Planera misija i povežite ploču (pogledajte korisničko sučelje planera misije na slici 1)
3. Izvršite osnovno podešavanje hardvera
   • kalibrirajte žiroskop i kompas
   • kalibrirajte daljinski upravljač
   • postavljanje izlaznih kanala

4. Napravite naprednije podešavanje prolaskom kroz listu parametara (slika 2)

   • senzor napona i struje
   • mapiranje kanala
   • LED diode
5. Napravite probnu vožnju i podesite parametre za gas i upravljanje (slika 3)

I bum, imate rover koji se sam upravlja. Naravno, svi ti koraci i postavke zahtijevaju neko vrijeme, a stvari poput kalibriranja kompasa mogu biti prilično dosadne, ali uz pomoć dokumenata, ArduPilot foruma i YouTube vodiča na kraju možete doći do toga.

ArduPilot vam daje napredno igralište sa hrpom parametara koje možete koristiti za izradu gotovo bilo kojeg samovozećeg vozila kojeg se sjetite. A ako vam nešto nedostaje, možete se angažirati sa zajednicom kako biste to izgradili jer je ovaj veliki projekt otvorenog koda. Mogu vas samo ohrabriti da isprobate, jer je ovo vjerovatno najlakši način da uđete u svijet autonomnih vozila. Ali evo malo profesionalnog savjeta: Isprobajte s jednostavnim vozilom prije nego izgradite divovski RC čamac.

Evo kratkog popisa naprednih postavki koje sam napravio za određeno hardversko postavljanje:

• Promijenjeno mapiranje kanala u RC MAP -u

  • Nagib 2-> 3
  • Ručica gasa 3-> 2
• Aktivirane I2C RGB LED diode
• Vrsta okvira = Brod

• Postavite Skid Steering

  • Kanal 1 = Lijevo lijevo
  • Kanal 2 = ThrottleRight
• Kanal 8 = FlightMode
• Kanal 5 = Naoružavanje/razoružavanje

• Postavite Monitor struje i baterije

  • BATT_MONITOR = 4
  • Zatim ponovo pokrenite sistem. BATT_VOLT_PIN 12
  • BATT_CURR_PIN 11
  • BATT_VOLT_MULT 11.0

Korak 9: Mozak: Prilagođeni LED kontroler

Prva nagrada na takmičenju Make it Move 2020