TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL Mehhaanika teaduskond Mehhatroonikainstituut

Mehhatroonika projekt: Quadcopter

Üliõpilane: Markus Felert 120744 Ilja Opikov 120827 Ervin Kohver Anton Markov Oleksandr Dimitrashko

Õppejõud: Ahti Põlder Maido Hiiemaa Dmitry Shvarts

2013

Siseldis Eesmärk ........................................................................................................................................................... 3 Omadused: ...................................................................................................................................................... 3 Detailid: ........................................................................................................................................................... 3 Aruanne: Markus Felert ...................................................................................................................................... 3 Töö käimine ..................................................................................................................................................... 3 Programm lõpp töötamine .............................................................................................................................. 3 Programm laadimine: ...................................................................................................................................... 3 Kalibreerimine ................................................................................................................................................. 4 Seadistus ......................................................................................................................................................... 4 Flight mode käivitamine: ................................................................................................................................. 4 HC-SR04 sonar ................................................................................................................................................. 4 Probleemid: ..................................................................................................................................................... 5 Aruanne: Ilja Opikov ............................................................................................................................................ 6 MultiWiiWinGUI kasutamine .......................................................................................................................... 6 Arduino ............................................................................................................................................................ 6 Aruanne: Anton Markov...................................................................................................................................... 7 Arduino ............................................................................................................................................................ 7 Kokkuvõtte ...................................................................................................................................................... 8

2

Eesmärk On vaja teha programm et kopter lendas vähemalt 10 sekundit. Selleks oli vaja Arduino sketsh kirjutamine, ja Multiwiiwingui seadistuse jaoks.

Omadused: Kiirus CPU: 16MHz Flash mälu suurus: 32KB (3.3kB saadaval laadur) Sisendid: 5 high-res RX (1 x AUX kanal) Propelleri suurus: 45mm Mõõtmed: 70x70x9mm Mass: 30g Lennu stabiliseerimise süsteemi gyroskope ja accelerometer MPU-6050, protsessor Atmega324. On võimalik seotuda puldiga DSM2

Detailid: Quadcopteri raam DSM2 sateliit 4 x 7mm mootor 2 x aku 3.7V 250mAh 4 x 45mm Propeller USB kaabel

Aruanne: Markus Felert Töö käimine Paneksin kõik detailid kokku, propellerit oli vaja panna õiges suunas, et diagonaalselt pöördusid nad ühes suunas. Leidsin programm selleks, et ühendama puldiga ja programm, et motorid töötasid.

Programm lõpp töötamine Valisin programmis õige kopteri tüüp (quadx), mootori maksimaalne ja minimaalne kiirus, güroskoob ja kiirendusmõõtur MPU6050.

Programm laadimine:

3

Ühendasin kopter arvutiga ja valisin port menüüs Tools->Serial port ja plaadi tüüp Tools->Board (leonardo). Seejärel valisin File->Upload to I/O Board, et alla laadida programm. Laadimine toimub umbes 30-50 sekundit.

Kui programm oli kopteris, ühendasime puldiga. Kopter hakkas lendama, muutusime WinGuis mõõtmet et lend oli stabiilne.

Kalibreerimine Selleks, et kalibreedada accelerometer paneksin kopter paraleelsed horisontiga ja vajutada nupp CALIB_ACC, pärast seda peavad olema ROLL ja PITCH paraleelsed.

Seadistus RC rate: muutub kopteri PITCH ja ROLL tunndlikkus RCexpo: muutub PITCH ja ROLL sujuvatus

Flight mode käivitamine:

Iga kord enne lendamist puldis on vaja flight mode lülitada ja pärast välja lülitada. See funktsioon on kaitsmiseks (arming, disarming).

HC-SR04 sonar

4

Sonari tööprintsiib on lihtne. Kui mikrokontroller annab teada, et on vaja saama andmed, sonar genereerib ultraheli signaal ja hakkab oodata peegeldatav signaal mis tuleb tagasi ja annab loogika ühe. Pärast teeb töö kontroller. Paneksin sonar tööle leonardo plaadiga. Kirjutasin programm et sonar mõõtis kaugus sentimeetrites.

Probleemid: Õige programm leidmine Ühendus pult kopteriga Kopteri seaded Aku juhe katkes Pult oli 1 kogu grupile

5

Aruanne: Ilja Opikov MultiWiiWinGUI kasutamine Kasutasin MultiWiiWinGUI programm, et muutuma kopteri käitumist õhus. See on võimalik, kui muutuda PID parameetreid. P - korrigeeriva jõude väärtus, mis tagastab kopterit tagasi oma algasendisse. I - aeg, mille jooksul on registreeritud keskmised nurga kõrvalekaldeid. D - kiirus, millega kopter tagastab algasendisse. Kõige tähtsamad PID parameetid on Pitch, Roll ja Yaw. Pitch muutub pöörlemist teljel, mis on suunatud vasakult paremale. Kopter lendab ettepoole või tagapoole. Roll muutub pöörlemist teljel, mis on suunatud ettepoolest tagapoole. Kopter lendab vasakule või paremale. Yaw muutub pöörlemist vertikaalsel teljel. Kopter pöörleb päripäeva või vastupäeva. Et kopter lendas sujuvalt, PID parameetrid peavad olema korralikult valitud. P peab olema vähem. I peab olema suurem. D peab olema vähem. Kõik parameetrid valitakse eksperimentaalselt, et saavutada kõige rahuldava tulemust.

Arduino Kasutasin ka Arduino programmit, mis annab võimalust kopterit programmeerida kasutades arvutit. Arduino kasutab programmeerimiskeelt Processing, mis põhineb programmeerimiskeelel С++

6

Aruanne: Anton Markov Arduino

Мa testin kuidas töötab Arduino meie quadrocopteriga,ma kasutan arduino sketch kood. Sellega kondiga on võimalik kasutada quadrocopter ja kontoll tema puldiga. See kood aitab analiseerida kuidas töötab quadrocopteri emaplaat. Kõik testid me teegime tuundidel ja pärast analiseerime Kuidas meie quadrocopter töötab. Ma kasutasin oma laptop. Ma kasutan veel WinGUI 2.2, see programm töötab puldiga. Selles programmis on võimalik vaadata kuidas töötavad quadrocopteri kompodendid.Kuidas leendab quadrocopter.

7

Kokkuvõtte See projekt oli huvitav. Õppisime ise tekkitud probleemid lahendada. Töö andis uued oskused, mis aitavad teistes projektis. Kui saime kopteri oli selline tunne, et see on lihtne ülesanne. Kui saime lahendada ülesanne tunne muutus. Oli väga raske leida õiget programmi. Kui oli laetut programm, kopter hakkas lendama, aga see kestis 1-2 nädalat. Pärast juhtus midagi kopteriga ja me ei saanud leida probleem. Kontrollisime mootorid, et nad töötavad, laadisime uued programmid. Nüüd kopter lendab hästi.

8