Твой первый квадрокоптер, теория и практика, Яценков В.С., 2016

Твой первый квадрокоптер, Теория и практика, Яценков В.С., 2016.

Детально изложены практические аспекты самостоятельного изготовления и эксплуатации квадрокоптеров. Рассмотрены все этапы: от выбора конструкционных материалов и подбора компонентов с минимизацией финансовых затрат до настройки программного обеспечения и ремонта после аварии. Уделено внимание ошибкам, которые часто совершают начинающие авиамоделисты. В доступной форме даны теоретические основы полета мультироторных систем и базовые понятия работы со средой Arduino IDE. Приведено краткое описание устройства и принципа работы систем GPS и Глонасс, а также современных импульсных источников бортового питания и литий-полимерных батарей. Подробно изложен принцип работы и процесс настройки систем OSD, телеметрии, беспроводного канала Bluetooth и популярных навигационных модулей GPS Ublox. Рассказано об устройстве и принципах работы интегральных сенсоров и полетного контроллера. Даны рекомендации по подбору оборудования FPV начального уровня, приведен обзор программ для компьютеров и смартфонов, применяемых при настройке оборудования квадрокоптера.




Принцип работы квадрокоптера.
Квадрокоптеры, которым посвящена эта книга, являются частным случаем мульти-коптеров — многороторных устройств, которые держатся в воздухе, управляются и перемещаются только за счет несущих пропеллеров. В этом мультикоптеры схожи с вертолетами. Для простоты и краткости в обиходной речи мультикоптеры часто называют просто коптерами. Мы тоже будем использовать этот термин в случаях, когда количество роторов не играет роли.

Классический квадрокоптер представляет собой крестообразную раму, на концах лучей которой вертикально закреплены моторы (рис. 1.1).
Воздушные винты, расположенные на диагональных лучах рамы, создают суммарную вертикальную тягу. Синхронно регулируя обороты моторов, можно заставить квадрокоптер подниматься вверх, зависать или опускаться. Если изменить обороты моторов неравномерно, то квадрокоптер отклонится от горизонтального положения и полетит в сторону отклонения. Например, при увеличении оборотов двух задних моторов его задняя часть приподнимется и квадрокоптер полетит вперед. За счет неравномерного изменения оборотов всех моторов квадрокоптер способен лететь в произвольном направлении.

Оглавление.
От автора.
ЧАСТЬ I. ТЕОРИЯ.
Глава 1. Принцип работы квадрокоптера.
Глава 2. Обязательные компоненты квадрокоптера.
Рама.
Полетный контроллер.
Принцип работы интегрального гироскопа.
Принцип работы интегрального акселерометра.
Принцип работы интегрального магнитометра (компаса).
Устройство интегрального барометра.
Устройство ультразвукового сонара.
Аппаратура радиоуправления.
Функция Failsafe.
Модуляция сигнала PPM.
Формат сигналов РСМ.
Совместимость аппаратуры стандартов DSM2/DSMX.
Сопряжение приемника и передатчика (биндинг).
Импульсы PWM, триммеры и субтриммеры.
Расходы и экспоненты.
Конвертер PPM-SUM.
Приемник-сателлит.
Встроенная телеметрия.
Антенны.
Ненаправленные антенны.
Направленные антенны.
Системы слежения за направлением.
Диверсификация антенн.
Двигатели.
Воздушные винты.
Регуляторы оборотов.
Батарея и зарядное устройство.
Обозначения параметров силовой литиевой батареи.
Зарядка литиевых батарей.
Особенности эксплуатации и хранения.
Подготовка батарей к хранению.
Источник бортового питания.
Последовательный линейный стабилизатор.
Импульсные стабилизаторы-преобразователи.
Индикатор разряда батареи.
Глава 3. Дополнительные компоненты квадрокоптера.
Оборудование видеоканала FPV.
Видеокамеры.
Видеокоммутатор.
Стабилизированный подвес.
Видеопередатчик и видеоприемник.
Видеомонитор и видеоочки.
Приемники GPS.
Принцип определения координат.
Геометрический фактор.
Альманах и эфемериды.
"Холодный" старт.
"Теплый" старт.
"Горячий" старт.
Технология A-GPS.
Антенны GPS.
Поток данных GPS, протокол NMEA.
Протокол U-BLOX (UBX).
Адаптер Bluetooth.
Телеметрия и OSD.
Универсальный радиоканал (радиомодем).
Бустеры и репитеры.
Жидкокристаллические и OLED-дисплеи.
Средства поиска: биперы, маячки, GPS-трекеры.
Сервомашинки.
ЧАСТЬ II. ПРАКТИКА.
Глава 4. Подготовка к изготовлению квадрокоптера.
Подбор силовых компонентов.
Расчеты и оптимизация.
Стойкость конструкции к авариям.
Конструкционные материалы.
Виброзащита.
Избыточное демпфирование.
Демпфирование подвеса камеры.
Фиксация резьбовых соединений.
Крепление моторов и винтов.
Магнитоизоляция.
Глава 5. Сборка и настройка квадрокоптера.
Изготовление рамы.,.
Балансировка воздушных винтов.
Балансировка моторов.
Сборка квадрокоптера.
Настройка опций и параметров прошивки.
Подключение платы контроллера к компьютеру.
Среда разработки Arduino IDE.
Настройка базовых опций кода прошивки.
Тип рамы.
Минимальный рабочий газ.
Максимальный рабочий газ.
Минимальный газ при включении.
Скорость шины I2С.
Тип стандартной платы.
Независимые сенсоры.
Активация моторов (арминг).
Модификации радиоприемника.
Скорость портов.
Фильтр гироскопа.
Функция Failsafe.
Мертвая зона и нейтральная зона.
Магнитное склонение.
Альтернативная прошивка MahoWii.
Функциональные режимы контроллера.
Конфигуратор MultiWiiConf.
Калибровка акселерометра.
Конфигуратор MultiWii WinGUI.
Терминал для работы с СОМ-портами.
Программы для мобильных устройств.
EZ-GUI Ground Station.
NAZE32 Configurator.
MultiWii Configuration Tool.
Калибровка регуляторов оборотов.
Настройка канала радиоуправления.
Первое включение и первый взлет.
Триммирование акселерометров.
Настройка PID.
Базовая настройка параметра Р.
Настройка I и D для плавного стабильного полета.
Настройка I и D для активного пилотирования и акро.
Глава 6. Подключение и настройка внешних модулей.
Подключение адаптера USB-COM.
Подключение источника питания.
Подключение звукоизлучателя.
Подключение ультразвукового сонара.
Подключение светодиодной подсветки.
Подключение посадочных огней.
Подключение приемника по шине S-BUS.
Подключение и настройка адаптера Bluetooth.
Настройка модулей НС-06 и НС-07.
Настройка модулей НС-05.
Установка связи модуля с компьютером.
Подключение радиомодема.
Подключение модемов к компьютеру, проверка и настройка.
Подключение наземного модема к мобильным устройствам.
Подключение бортового модема к полетному контроллеру.
Подключение модема к порту SERIAL3 полетного контроллера.
Подключение и настройка приемника GPS.
Подключение приемника к компьютеру.
Получение доступа к сервису AssistNow Online.
Изменение текущих настроек.
Подключение приемника к полетному контроллеру.
Подключение приемника GPS с прошивкой MahoWii.
Подключение дисплея.
Монохромный OLED дисплей CRIUS СО-16.
Настройка параметров через меню дисплея.
Проблемы с подключением дисплеев CRIUS OLED и их решение.
Самодельный цветной дисплей.
Запись прошивки в контроллер дисплея.
Настройка прошивки.
Монтаж и подключение оборудования FPV.
Видеокамера.
Видеопередатчик и приемник.
Видеоочки и монитор.
Подключение подвеса к контроллеру.
Настройка при помощи EZ-GUI Ground Station.
Настройка подвеса при помощи конфигуратора MultiWiiConf.
Настройка подвеса в прошивке MahoWii.
Настройка модуля MinimOSD.
Структура экрана KV_Team_OSD v.2.3.
Служебное меню прошивки KV_Team_OSD.
Подключение датчиков тока и напряжения к модулю OSD.
Подключение датчиков тока и напряжения к контроллеру.
Настройка аппаратного измерителя тока и потребленной энергии.
Настройка программного измерителя потребленной энергии.
Глава 7. Обслуживание и ремонт квадрокоптера.
Предполетная проверка.
Характерные неполадки.
Ремонт квадрокоптера после аварии.
Осмотр и поиск дефектов.
Ремонт двигателей.
Разборка двигателя.
Проверка и замена вала.
Проверка и замена подшипников.
Чистка и смазка подшипников.
ПРИЛОЖЕНИЯ.
Приложение 1. Управление коптером со смартфона.
Приложение 2. Сетка частот каналов видеотракта.
Приложение 3. Команды управления и конфигурирования при помощи рукояток пульта.
Приложение 4. Описание электронного архива.
Предметный указатель.

Купить .





Теги: учебник по электронике :: электроника :: электротехника :: Яценков :: квадрокоптер