понедельник, 23 сентября 2013 г.

Работа над ошибками (завершение)

Изменена компановка фюзеляжа, заменен процессор бортового контроллера на Arduino Pro Mini, изменена конструкция шасси, модули управления двигателями нашли свое место, силовой кабель стал короче и легче, общий вес уменьшался более чем на 200 грам.






воскресенье, 22 сентября 2013 г.

БАНО или Бортовые Авиа-Навигационные Огни

Столкнулся с проблемой контроля питания, а также с ущербностью MultiWii в плане иллюминации. Решил объединить эти проблемы и решить одним разом.
Коротко.
Мне понравилось небольшое устройство (не помню где и по чем купил), которое надевается на балансировочный разъем АКБ и контролирует каждую банку по отдельности.
Что планируется...


На базе Arduino Pro Mini будет собран модуль контроля напряжения на двух аккумуляторах, он же будет управлять иллюминацией. К нему подключается вывод Status от полетного контроллера с Meltiwii.
Иллюминация по аналогии с БАНО: справа красный, слева зеленый, посредине сверху и снизу - оранжевый мигающий в равных промежутках, на концах лучей (сверху и снизу каждого) белый мигающий. Последний планируется использовать как индикатор статуса и заряда батарей.


воскресенье, 15 сентября 2013 г.

Работа над ошибками (продолжение)

Такая компановка позволит сэкономить еще и на силовом кабеле (пауке).

... Взвешиваем полетный контроллер.



Мега - хорошо, но слишком "толстая и жирная". В корзину, или как говорит один мой знакомый: "В топку..."

В донной части "фюзеляжа" коптера каркас жесткости из квадратной  алюминиевой трубки 10х10. Этого "кармана" оказалось достаточно, чтобы разместить там новую плату на базе Arduino Nano V3 с барометром, магнитометром и прочим ....

Сэкономили еще около 70 гр.


Теперь займемся "ногами". Пока есть только мысли, потому как вес тоже не "детский"...




Работа над ошибками

Насладился впечатлениями от первых полетов, эмоции улеглись, пришло время для анализа.
Учитывая формулу модели (параметры двигателей, пропеллеров, емкость аккумулятора и пр.) вес коптера желательно уложить в 1, 8 кг (без дополнительного навесного оборудования), с тем, чтобы оставить побольше резерва на FPV и навесную камеру.
Если руководствоваться техническими параметрами моторов, то предел эффективной нагрузки (принятой за 50%) составляет 420 гр.  Моторов 6, значит суммарно это составит 2520гр. Я еще не знаю сколько будет весить навесное оборудование, но когда взвесил своего коптера - погрустнел ... Более 2кг....

Начал с компановки. Беки, которые я втулил в носовую часть, экономили место, но не давала покоя слишком сложная схема прокладки кабелей. Кроме того, была плохая их вентиляция.
Далее сам процесс кастомизации...
Каркас имеет избыточную жесткость, можно немного облегчить...
Скрепляем обе половинки и режем...
Неплохо... 77 против 116 

На этом этапе пришла мысль как и куда разместить Беки. 



воскресенье, 8 сентября 2013 г.

Где теряем? И как этого избежать?

Пока это только размышления на тему...
Для начала пример. Как я уже говорил на борту (пора его как то назвать, пусть это будет Dardan-Y6) коптера установлено два вольтметра. Верхний ряд моторной группы подсоединен к одной батарее, нижний - к другой. После полетов верхняя группа посадила АКБ до 9.1, в то время как нижняя до 10.9. Аккумуляторы новые. Тест проводился несколько раз и есть некоторая закономерность. Если полет был более-менее активный - то разница в районе 1 вольта, если (как в крайний раз) коптер большее время висел в воздухе (тестировался бародатчик) то разница на банках составила 1.8 вольта. Завтра отпишусь сколько это будет в ампер-часах.
В чем причина?
Давайте разберемся. Контроллер дает команду на двигатели. В статичном состоянии (коптер просто висит) скорость вращения всех моторов будет практически одинакова. Так сказал контроллер, точнее программа, о которой я забыл сказать - это Multiwii 2+.


Верхний двигатель тратит силы на вращение лопастей, преодалевающих сопротивление воздуха, разрезающих и закручивающихся ими в воздушную массу. Чем медленнее этот процесс тем больше потерь на "проскальзывание" лопастей в этом штопоре.
Что-теряем и мы в наших экспериментах. Сколько это? - ответить не смогу.
Нижний винт, как мне кажется,  в нашем случае лишь компенсирует потери верхнего и не более. Это не порядок.
Вариантов решения этой проблемы два:
1. Подобрать свой шаг винтов для верхней и нижней группы.
2. Увеличить скорость вращения нижней группой относительно верхней.
Как я уже писал выше - в разных режимах работы потери разные. Бороться первым вариантом с этим не получится, и винтов с изменяемым шагом для коптеров еще не придумали.
Упор планирую делать на второй вариант, но конечно с учетом первого.

В заключении еще один аспект (я не профессионал и опишу как понимаю) - увеличение площади опоры.


Планирую провести исследования изменяя угол соосносности. Но это пока глубоко в мыслях.....

Выбор бортового контроллера

В самом начале поставил себе блок - жесткий контроль веса каждого элемента будущей птички. Ну разве не грациозна конструкция HEX-Y6?
После долгих размышлений остановился на Arduino-Mega. Основное - это широкий функционал, и возможность дальнейшего самостоятельного апгрейда софта (задумок скопилось много). Прежде всего - это оптимизация управления винтомоторными группами. Всем известна байка (я уверен, что это именно так) про низкую производительность соосного расположения движков на коптерах. Но об это немного позже.
Блок управления (полетный контроллер) задуман так, чтобы его можно было легко снимать для проведения тестовых процедур. На нем размещены: Arduino - Mega, баро-датчик, акселерометр+магнетометр+гироскоп, Bluetooth, приемник дистанционного управления, элементы управления иллюминацией и пр.

Планируем место под приемник



На фото видны два вольтметра. Последующие испытания подтвердили их необходимость. Подозрения о низкой производительности Y6 из-за неравномерного распределенной нагрузки на моторах - подтвердилось. Об этом позже.


Печатная плата:

Конструкция фрэйма

Почему Y6?
Год назад меня впечатлил ролик YouTube с феноменальными полетами трикоптера.... Ну так огонек и зажегся. Чтение форумов помогло определиться с местом покупки комплектующих. В основном пользовался услугами HobbyKing. Приобрел эту раму и все, что предлагалось к ней по цепочке...
Долгие ожидания, затем сборка, наладка, полевые испытания. Опыта ноль. Куча поломанных пропеллеров, а потом и крутое пике в ботву немного научили как обращаться с Трикоптером.
Дальше больше...
Пришла камера Sony. Пара выходных и что-то похожее на FPV попыталось оторваться от земли. Вот здесь и появились первые сомнения. Далее анализ опыта и соответствующие выводы.
Главный вывод - рама трикоптера придумана бездарными конструкторами (большой удельный вес в общем весе коптера прежде всего). Нужно искать что-то более совершенное.
Понизить удельный вес можно увеличением количества винтомоторных групп. Но строить классическую HEX, а уж тем более OCTO не хотелось из-за габаритов.
Начал с поиска моторов с наилучшими показателями цена-качество-производительность. Не сразу, скорее случайно попал на этого производителя.
Демонстрационный ролик во многом и стал определяющим в выборе бушующей конструкции рамы.
Вот что получилось на бумаге: