Stavba lodi s vlastním pohonem (ArduPilot Rover): 10 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:18

Projekty Fusion 360 »

Víte, co je skvělé? Bezpilotní samořiditelná vozidla. Ve skutečnosti jsou tak cool, že jsme si je (moji uni kolegové a já) začali sami stavět už v roce 2018. Proto jsem se také letos vydal, abych to ve svém volném čase konečně dokončil.

V tomto Instructable se s vámi chci podělit o tento projekt a přimět vás, abyste si postavili vlastní samořídící vozidlo. Vytvořil jsem také malé video z YouTube, které škrábe povrch projektu a rychle vám poskytne přehled o všech nehodách na cestě. Tento Instructable je korelační průvodce, který vysvětluje, jak tato věc ve skutečnosti funguje.

Pro koho je tento návod určen a jak jej číst

Tento Instructable má ve skutečnosti dva účely. V první řadě se chci podělit o to, co jsem vybudoval a naučil, a přimět vás, abyste se zajímali o stavbu vozidel s vlastním pohonem. Sekundárním účelem je dokumentovat projekt a většinu jeho podrobností, aby další studentská skupina na mé staré univerzitě, která projekt vyzvedne, věděla, o co jde.

Pokud jste tady jen pro zábavu, můžete ignorovat detaily, jako jsou seznamy parametrů a přesná schémata zapojení. Pokusím se na začátku ponechat kroky velmi obecné, aby je bylo možné aplikovat na jakoukoli loď ArduPilot RC a podrobnosti uvést na konec.

Projekt byl dokončen ve dvou částech a Instructable má stejnou strukturu. První část budu odkazovat na „svaly“, protože zahrnuje veškerou výkonovou elektroniku a trup lodi. Pak půjdu přes „Mozek“, což je malá krabička nahoře na lodi, která obsahuje hlavní ovladač a všechny věci z vysílače přijímače.

Počátky Kenterprise

Dobře, tady je příběh tohoto projektu, pokud jste to už ve videu neslyšeli. Tento projekt začal v roce 2018, když jsem byl ještě na univerzitě. Byli jsme na konci 4. semestru směrem k 5. ročníku. Na naší univerzitě budete dělat týmový projekt asi 6 měsíců. Buď si můžete vybrat ze seznamu připravených projektů (dobrá šance na dobrou známku), nebo začít s vlastním projektem (nikdo to podle mých znalostí nikdy předtím neudělal). Za tento projekt také získáte 12 kreditních bodů, což znamená, že má stejnou hodnotu jako bakalářská práce. Tímto způsobem může neúspěch skutečně změnit váš celkový prospěch.

Samozřejmě jsem se rozhodl začít projekt od nuly a našel jsem 4 chudé duše, které mě budou následovat na této cestě do popelnicového ohně týmového projektu. Začali jsme s minimální požadovanou velikostí týmu 5 lidí, ale 2 z nás později odešli. Dostali jsme také 1 500 EUR, ALE nesměli jsme je utratit v žádném z těch krásných čínských internetových obchodů, které mají vždy nejnovější a nejlepší elektroniku. Místo toho jsme byli vázáni na staré dobré německé dodavatele elektroniky. Spoiler: Je trochu nemožné získat komponenty pro samořiditelné lodě tímto způsobem.

Původní myšlenka

Když jsme přemýšleli o nápadu na projekt, přemýšleli jsme o tom, že uděláme něco, co souvisí s drony, protože drony jsou prostě ta nejlepší věc vůbec. Nicméně normální létající drony jsou už věcí a my jsme chtěli postavit něco více románového. Rozhodli jsme se tedy postavit dronový člun. Tento nápad jsme dostali kvůli nedalekému jezeru.

Jezero se rozkládá na ploše 12 km^2 a je většinou jen 1,5 m hluboké. To znamená, že se v letním měsíci zahřívá, přičemž je v něm také méně vody. Víte, jaká forma života miluje teplé vody: Sinice, v Německu označovaná také jako modrá řasa. Za správných podmínek se tyto věci dokážou reprodukovat během chvilky a pokrývají velké oblasti a produkují toxiny, které mohou škodit lidem i zvířatům. Účelem lodi bylo pravidelně zametat hladinu jezera a měřit koncentraci řas. Shromážděná data pak lze vytisknout na tepelnou mapu, aby bylo možné porozumět, za jakých okolností se začínají vytvářet algea, a také vydávat varování v reálném čase pro místní obyvatele a turisty.

Další spoiler: Nikdy jsme nebyli schopni postavit měřicí sestavu pro modrou řasu a namontovat ji na loď, protože takové sestavy jsou velmi nákladné a obvykle jsou umístěny na stojanu 1mx1mx2m na lodi, což je nepraktická velikost na 1m dlouhý loď. Nové zaměření je automaticky a levně vytvářet hloubkové mapy jezera, aby místní biolog mohl vidět, jak se dno jezera v průběhu času mění. Právě teď je skenování velmi nákladné kvůli nutné ruční práci.

Spirála dolů

Zpět k příběhu. V prvních dvou měsících shromažďování znalostí a plánování jsme zvažovali, co taková loď bude potřebovat: trup, elektrický pohon, schopnosti vlastního řízení, ovládání internetu,…. Tehdy jsem se rozhodl, že bychom si měli téměř vše postavit sami se zaměřením na autonomní řízení. Byl to špatný nápad, nápad, který byl do značné míry odsouzen k neúspěchu a hádejte, co to udělalo? Přesně o 6 měsíců později jsme nalili čas a pot do obrovské RC lodi, Kenterprise (Infographic na obrázku 4). Cestou jsme bojovali s omezenými penězi, bez dostupné elektroniky a špatného vedení týmu, za které přebírám většinu zodpovědnosti.

Takže tam to bylo, Kenterprise, autonomní měřicí vozidlo, které nebylo ani autonomní, ani nic neměřilo. Není to příliš úspěšné, jak vidíte. Během naší závěrečné prezentace jsme se grilovali. Naštěstí náš profesor uznal naši vyslyšenou práci a přesto nám dal známku v pořádku, horší než jakákoli jiná projektová skupina za posledních několik let, ale v pořádku.

Aktualizace 2020

Považoval bych tento studentský projekt za absolutní popelnicový oheň, ale jak praví staré přísloví: „jizvy v popelnicovém ohni tě posílí“. Tato zkušenost mi opravdu pomohla vhodně škálovat mé cíle a soustředit se na všechny mé následující projekty. Stále se mi také líbí myšlenka bezpilotního vozidla, které může biologům pomoci provádět průzkumy jezer a obecná přitažlivost stavby samořiditelného člunu. Proto jsem to teď, o rok později, chtěl dokončit pomocí svých nově získaných znalostí o dronu FPV, krásného projektu Open Source Project ArduPilot a síly levných webů s elektronikou.

Cílem nebylo z něj udělat plnohodnotnou měřicí loď, ale zprovoznit všechny systémy a nainstalovat autopilota. Nemusí to být dokonalé. Chtěl jsem jen vidět samotný pohon této lodi jako důkaz konceptu.

Poté předám PRACOVNÍ autonomní loď univerzitě pro budoucí projekty, jako je mapování mořského dna. Mimochodem, nebyl jsem sám. S testováním lodi mi pomohl můj přítel Ammar, který byl také v roce 2018 v projektové skupině.

Bez dalších okolků se do toho pusťme

Krok 1: Svaly: trup

Trup je největší částí lodi. Nejen kvůli obrovským rozměrům (100 cm*80 cm), ale také proto, že vybudování této vlastní struktury zabralo mnoho času. Pokud bych to udělal znovu, určitě bych šel po částech polic. Mimořádná RC loď pro nás bohužel nebyla v kartách, protože tyto lodě mají velmi omezenou kapacitu užitečného zatížení. Něco jako bodyboard nebo surf nebo jen pár PVC Pipes z železářství by bylo mnohem jednodušší řešení, které mohu jen doporučit.

Náš trup každopádně začínal s 3D modelem ve Fusion 360. Vytvořil jsem velmi podrobný model a prošel několika iteracemi, než jsme ho vlastně začali stavět. Ujistil jsem se, že každé součásti v modelu dám patřičné hmotnosti, a dokonce jsem vymodeloval interiér. To mi umožnilo znát přibližnou hmotnost lodi, než ji postavím. Provedl jsem také několik kalibrací vztlaku vložením „vodního potrubí“, rozříznutím vozidla a výpočtem objemu, který byl pod vodou. Loď je katamarán, protože tento druh vozidla slibuje vyšší stabilitu, pak loď s jediným trupem.

Po tuně hodin modelování jsme začali oživovat loď vyřezáním základního tvaru obou trupů z polystyrenových desek. Poté byly nařezány do tvaru, byly vyplněny otvory a provedli jsme hodně pískování. Most, který spojuje oba trupy, je jen velká dřevěná bedna.

Vše jsme pokryli 3 vrstvami skleněného vlákna. Tento krok trval asi 3 týdny a zahrnoval dny ručního broušení, aby se získal slušně hladký povrch (0/10 nedoporučuje). Poté jsme to pěkně namalovali žlutou barvou a přidali název „Kenterprise“. Název je kombinací německého slova „kentern“, které v překladu znamená potopení, a vesmírné lodi Star Trek „USS Enterprise“. Všichni jsme si mysleli, že toto jméno je naprosto vhodné pro zrůdnost, kterou jsme vytvořili.

Krok 2: Svaly: Pohonný systém

Člun bez motorů nebo plachet má jízdní vlastnosti kusu naplaveného dřeva. Proto jsme do prázdného trupu potřebovali přidat pohonný systém.

Rád bych vám dal další spoiler: Motory, které jsme vybrali, jsou příliš silné. Popíšu současné řešení a jeho nedostatky a také navrhnu alternativní pohonný systém.

Aktuální řešení

Nevěděli jsme, jak velký tah loď potřebovala, a tak jsme dostali dva z těchto motorů závodních lodí. Každý z nich je určen k napájení 1m dlouhého RC závodního člunu a odpovídající elektronický regulátor rychlosti (ESC) může dodávat nepřetržitě 90A (tato spotřeba by vybila velkou autobaterii za hodinu).

Vyžadují také vodní chlazení. Obvykle byste jednoduše spojili ESC a motor pomocí nějaké hadice, vložili vstup do přední části lodi a výstup před vrtuli. Vrtule tak táhne vodu z jezera přes chladicí systém. Dotyčné jezero však není vždy čisté a toto řešení může ucpat chladicí systém a způsobit poruchu motoru při pobytu na jezeře. Proto jsme se rozhodli jít do vnitřní chladicí smyčky, která čerpá vodu přes výměník tepla v horní části trupu (obrázek 3).

Prozatím má loď jako rezervoár dvě lahve s vodou a žádný výměník tepla. Nádrže jednoduše zvyšují tepelnou hmotnost, takže zahřívání motorů trvá mnohem déle.

Hřídel motoru je spojena s podpěrou dvěma univerzálními klouby, osou a takzvanou záďovou trubkou, která má zadržovat vodu. Na druhém obrázku můžete vidět boční pohled na tuto sestavu. Motor je namontován pod úhlem pomocí 3D tištěného držáku a jsou také vytištěny rekvizity (protože jsem zlomil staré). Byl jsem docela překvapen, když jsem se dozvěděl, že tyto rekvizity mohou odolat silám motorů. Abych podpořil jejich pevnost, vytvořil jsem čepele o tloušťce 2 mm a potiskl je 100% výplní. Navrhování a tisk rekvizit je vlastně skvělá operace vyzkoušet různé druhy rekvizit a najít tu nejefektivnější. Připojil jsem 3D modely svých rekvizit.

Možná alternativa

Testování ukázalo, že člun potřebuje k pomalému pohybu (rychlostí 1 m/s) pouze 10–20% rozsahu plynu. Přejít přímo na 100% škrticí klapku způsobí obrovský proudový špic, který zcela vyřadí celou loď. Také požadavek na chladicí systém je docela nepříjemný.

Lepším řešením by mohly být takzvané trysky. Hnací motor má motor přímo připojený k vrtuli. Celá sestava je poté ponořena, a proto ochlazena. Zde je odkaz na malý trysek s odpovídajícím ESC. To může poskytnout maximální proud 30 A, což se jeví jako vhodnější velikost. Pravděpodobně vytvoří mnohem menší proudové špičky a plyn nemusí být tolik omezen.

Krok 3: Svaly: řízení

Pohon je skvělý, ale loď se také musí otočit. Existuje několik způsobů, jak toho dosáhnout. Dvě nejběžnější řešení jsou kormidla a diferenciální tah.

Kormidla vypadala jako zjevné řešení, tak jsme do toho šli. Namodeloval jsem sestavu směrovky ve Fusion a 3D vytiskl kormidla, závěsy a servo držák. Pro serva jsme vybrali dvě velká 25 kg serva, abychom měli jistotu, že relativně velká kormidla odolávají odporu vody. Poté bylo servo umístěno dovnitř trupu a spojeno s kormidlem zvenčí otvorem pomocí tenkých drátů. Připojil jsem video kormidel v akci. Je docela příjemné sledovat pohyb této mechanické sestavy.

Přestože kormidla vypadala skvěle, první testovací jízdy odhalily, že poloměr otáčení s nimi je kolem 10 m, což je prostě strašné. Kormidla mají navíc tendenci se odpojovat od serva, takže loď nemůže řídit. Poslední slabou stránkou je otvor pro tyto dráty. Tato díra byla tak blízko vody, že couvání způsobilo, že byla ponořena, a proto zaplavila vnitřek trupu.

Místo toho, abych se pokoušel tyto problémy vyřešit, jsem odstranil kormidla dohromady, zavřel otvory a šel na řešení diferenciálního tahu. Při diferenciálním tahu se oba motory otáčejí v opačném směru, aby se vozidlo otočilo. Jelikož je loď téměř stejně široká jako krátká a motory jsou umístěny daleko od středu, umožňuje otáčení na místě. Vyžaduje pouze trochu konfigurační práce (programování ESC a hlavního ovladače). Mějte na paměti, že loď, která používá diferenciální tah, se bude otáčet v kruzích, pokud jeden z motorů selže. Možná jsem to jednou nebo dvakrát zažil kvůli aktuálnímu problému s hrotem popsaném v předchozím kroku.

Krok 4: Svaly: baterie

Zdá se mi, že RC komponenty, jako jsou ty, které se používají v této lodi, mohou být napájeny téměř čímkoli, od baterie hodinek až po jadernou elektrárnu. Očividně je to trochu nadsázka, ale mají poměrně široký rozsah napětí. Tento rozsah není zapsán do datových sheatsů, alespoň ne ve voltech. Skrývá se v hodnocení S. Toto hodnocení popisuje, kolik bateriových článků v sérii zvládne. Ve většině případů se jedná o články Lithium Polymere (LiPo). Ty mají napětí 4,2 V při plném nabití a napětí kolem 3 V při prázdném stavu.

Lodní motory tvrdí, že jsou schopné zvládnout 2 s až 6 s, což znamená rozsah napětí 6 V až do 25,2 V. I když bych vždy nevěřil horní hranici, protože o některých výrobcích je známo, že na své desky umísťují součástky, které vydrží jen nižší napětí.

To znamená, že existuje široká škála použitelných baterií, pokud mohou dodávat požadovaný proud. A ve skutečnosti jsem prošel několika různými bateriemi, než jsem postavil správnou. Zde je rychlý přehled tří iterací baterie, kterými loď prošla (zatím).

1. LiPo baterie

Když jsme plánovali loď, neměli jsme tušení, kolik energie spotřebuje. Pro první baterii jsme vybrali sestavu ze známých lithium -iontových článků 18650. Pájili jsme je do 4S 10P balení pomocí niklových pásků. Tento balíček má rozsah napětí od 12 do 16,8V. Každý článek má 2200mAh a je dimenzován na maximální rychlost vybíjení 2C (dost slabá), takže 2*2200mA. Protože je zde 10 článků paralelně, může dodávat špičkové proudy pouhých 44A a má kapacitu 22Ah. Balíček jsme také vybavili deskou pro správu baterie (více o BMS později), která se stará o vyvážení nabití a omezuje proud na 20A.

Při testování lodi se ukázalo, že 20 A maximálního proudu je waaaaay méně, než spotřebují motory, a BMS neustále přerušoval napájení, pokud bychom nebyli opatrní s klapkou. Proto jsem se rozhodl přemostit BMS a připojit baterii přímo k motorům, abych získal plných 44 ampérů. Špatný nápad!!! Zatímco baterie dokázaly dodat o něco více energie, niklové pásy, které spojovaly články, to nezvládly. Jedno ze spojů se roztavilo a způsobilo, že dřevěný interiér lodi produkuje kouř.

Jo, takže tahle baterie opravdu nebyla vhodná.

2. Autobaterie

Pro svůj důkaz koncepce do roku 2020 jsem se rozhodl použít větší baterii. Nechtěl jsem však utratit žádné peníze navíc, takže jsem použil starou autobaterii. Autobaterie nejsou určeny k úplnému vybití a dobití, měly by být vždy udržovány při plném nabití a používány pouze pro krátkodobé roztržení ke spuštění motoru. Proto se jim říká startovací baterie. Jejich použití jako baterie pro RC vozidlo výrazně snižuje jejich životnost. Existuje další typ olověné baterie, která má často stejný tvarový faktor a je speciálně navržena pro několikanásobné vybití a dobití, což se nazývá baterie hlubokého cyklu.

Dobře jsem si byl vědom nedostatků své baterie, ale chtěl jsem loď rychle vyzkoušet a baterie byla stejně stará. Přežilo to 3 cykly. Nyní napětí klesá z 12 V na 5 V, kdykoli sešlápnu plyn.

3. Sada baterií LiFePo4

Říká se „potřetí je kouzlo“. Protože jsem stále nechtěl utrácet vlastní peníze, požádal jsem o pomoc svoji univerzitu. Určitě měli celou dobu moji vysněnou baterii. Naše Uni se účastní soutěže „Formula Student Electic“, a proto má závodní elektrické auto. Závodní tým dříve přešel z článků LiFePo4 na články 18650 LiPo, protože jsou lehčí. Takže mají skrýš více použitých článků LiFePo4, které již nepotřebují.

Tyto články se liší od článků LiPo nebo LiIon svým napěťovým rozsahem. Mají jmenovité napětí 3,2 V a pohybuje se od 2,5 V do 3,65 V. Sestavil jsem 3 z těch 60Ah článků do 3S balení. Tento balíček může dodávat špičkové proudy 3C aka. 180A a má maximální napětí pouhých 11V. Rozhodl jsem se jít na nižší systémové napětí, abych snížil proud motoru. Tento balíček mi nakonec umožnil řídit loď déle než 5 minut a vyzkoušet schopnosti vlastního řízení.

Slovo o nabíjení baterie a bezpečnosti

Baterie koncentrují energii. Energie se může přeměnit na teplo a pokud toto teplo nabude tvaru ohně baterie, máte na ruce problém. Proto byste měli s bateriemi zacházet s respektem, který si zaslouží, a vybavit je správnou elektronikou.

Bateriové články mají 3 způsoby umírání.

1. Jejich vybití pod úroveň minimálního napětí (studená smrt)
2. nabíjení nad jejich maximální jmenovité napětí (může způsobit bobtnání, požár a výbuchy)
3. příliš mnoho proudu nebo je zkrátit (takže opravdu musím vysvětlit, proč by to mohlo být špatné)

Systém správy baterie všem těmto věcem brání, a proto byste je měli používat.

Krok 5: Svaly: zapojení

Na prvním obrázku je znázorněno zapojení svalové části. Na spodní straně máme baterii, která by měla být jištěna vhodnou pojistkou (právě teď žádná není). Přidal jsem dva externí kontakty pro připojení nabíječky. Bylo by dobré je nahradit správným konektorem XT60.

Pak máme velký přepínač baterie, který spojuje zbytek systému s baterií. Tento přepínač má skutečný klíč a řeknu vám, že je tak uspokojivé otočit jej a vidět, jak loď ožívá.

Mozek je připojen k uzemnění baterií, zatímco ESC a serva jsou odděleny zkratovým odporem. To umožňuje měřit proud přes malé oranžové připojení, protože způsobí malý pokles napětí přes bočníkový odpor. Zbytek kabeláže je pouze červený až červený a černý až černý. Protože serva se již ve skutečnosti nepoužívají, lze je jednoduše ignorovat. Chladicí čerpadla jsou jedinou součástí lodi, která vyžaduje přesně 12V a nezdá se, že by fungovala dobře, pokud je napětí vyšší nebo nižší. Proto potřebují regulátor, pokud je napětí baterie vyšší než 12 V, nebo zesilovač, pokud je nižší než tento.

Při řízení kormidla by oba signální vodiče ESC směřovaly do stejného kanálu v mozku. Loď však nyní používá diferenciální tah aka. smykové řízení, takže každý ESC musí mít svůj vlastní samostatný kanál a serva nejsou vůbec potřeba.

Krok 6: Mozek: Součásti

Mozek je velká krabice plná zajímavé elektroniky. Mnoho z nich lze nalézt v závodních dronech FPV a některé z nich byly skutečně odstraněny z mého vlastního dronu. První obrázek zobrazuje všechny elektronické moduly. Jsou úhledně naskládány na sebe pomocí mosazných distančních desek plošných spojů. To je možné, protože komponenty FPV přicházejí ve zvláštních formátech označovaných jako místo zásobníku. Odspodu nahoru náš zásobník obsahuje následující:

Deska pro distribuci energie (PDB)

Tato věc dělá přesně to, co název napovídá, a distribuuje sílu. Přicházejí dva vodiče z baterie a nabízí několik pájecích podložek pro připojení různých modulů k baterii. Tento PDB také nabízí regulátor 12V a 5V.

Ovladač letu (FC)

Letový ovladač spouští firmware ArduPilot Rover. Dělá různé věci. Řídí regulátory motoru prostřednictvím několika výstupů PWM, monitoruje napětí a proud baterie, připojuje se k různým senzorům a vstupním a výstupním zařízením a má také gyroskop. Dalo by se říci, že tento malý modul je skutečný mozek.

RC přijímač

Přijímač je připojen k dálkovému ovládání. V mém případě je to dálkový ovladač FlySky pro RC letadla, který má deset kanálů a dokonce navazuje obousměrnou komunikaci, takže dálkový ovladač může také přijímat signály z přijímače. Jeho výstupní signály jdou přímo do FC jediným vodičem pomocí takzvaného protokolu I-bus.

Video vysílač (VTX)

Mozkový box je vybaven malou analogovou kamerou. Videosignál kamery je předán do FC, který do video streamu přidává zobrazení na obrazovce (OSD) obsahující informace, jako je napětí baterie. Poté je předán do VTX, který jej vysílá do speciálního přijímače 5,8 GHz na druhém konci. Tato část není nezbytně nutná, ale je skvělé vidět, co loď vidí.

V horní části krabice je spousta antén. Jeden je z VTX, dva z RC přijímače. Další dvě antény jsou následující součásti.

Telemetrický modul

Anténa 433 MHz patří k telemetrickému modulu. Tento malý vysílač je vstupním/výstupním zařízením, které spojuje letový ovladač s pozemní stanicí (notebook s 433MHz USB donglem). Toto připojení umožňuje operátorovi vzdáleně měnit parametry a získávat data z interních a externích senzorů. Tento odkaz lze také použít k dálkovému ovládání lodi.

GPS a kompas

Velká kulatá věc nahoře na lodi ve skutečnosti není anténa. Je to tak trochu, ale je to také celý modul GPS a modul kompasu. Díky tomu může loď vědět o své poloze, rychlosti a orientaci.

Díky růstu trhu s drony je pro každý modul na výběr široká škála komponent. Nejpravděpodobnější, že budete chtít přepnout, je FC. Pokud chcete připojit více senzorů a potřebujete více vstupů, existuje řada výkonnějších hardwarových možností. Zde je seznam všech FC, které ArduPilot podporuje, dokonce je tam i malinové pi.

A tady je malý seznam přesných komponent, které jsem použil:

• FC: Omnibus F4 V3S Aliexpress
• RC přijímač: Flysky FS-X8B Aliexpress
• Sada vysílače telemetrie: 433MHz 500mW Aliexpress
• VTX: VT5803 Aliexpress
• GPS a kompas: M8N Aliexpress
• Kryt: 200x200x100 mm IP67 Aliexpress
• Dálkové ovládání: FLYSKY FS-i6X Aliexpress
• Přijímač videa: Skydroid 5, 8 Ghz Aliexpress

Krok 7: Mozek: Zapojení

Mozek získává své provozní napětí přímo z baterie. Rovněž získává analogové napětí z proudového zkratu a vydává řídicí signály pro oba motory. To jsou vnější spojení, která jsou přístupná zvenčí mozkové schránky.

Vnitřek vypadá mnohem zamotaněji. Proto jsem na prvním obrázku udělal malé schéma zapojení. Toto ukazuje spojení mezi všemi různými součástmi, které jsem popsal v předchozím kroku. Také jsem vytvořil několik prodlužovacích kabelů pro výstupní kanály PWM a port USB a vedl jsem je k zadní části skříně (viz obrázek 3).

K připevnění stohu ke krabici jsem použil 3D tištěnou základní desku. Protože komponenty (zejména VTX) produkují teplo, připojil jsem také 40mm ventilátor s dalším 3D tištěným adaptérem. K okrajům jsem přidal 4 černé plastové dílky, abych krabici přišrouboval na loď bez nutnosti otevírat víko. Soubory STL pro všechny 3D tištěné části jsou přiloženy. Použil jsem epoxid a nějaké horké lepidlo, abych vše nalepil.

Krok 8: Mozek: Nastavení ArduPilot

Ardupilot Wiki velmi podrobně popisuje, jak nastavit rover. Zde je dokumentace Rover. Tady se chystám jen poškrábat povrch. Poté, co je vše správně zapojeno, v zásadě existují následující kroky k uvedení ArduPilot Rover do provozu:

1. Firmware Flash ArduPilot do FC (Tip: můžete k tomu použít Betaflight, běžný software pro drony FPV)
2. Nainstalujte si software Ground Station jako Mission Planner a připojte desku (viz uživatelské rozhraní plánovače misí na obrázku 1)

3. Proveďte základní nastavení hardwaru

   • kalibrovat gyroskop a kompas
   • kalibrovat dálkové ovládání
   • nastavení výstupních kanálů

4. Proveďte pokročilejší nastavení procházením seznamu parametrů (obrázek 2)

   • snímač napětí a proudu
   • mapování kanálů
   • LED diody
5. Proveďte zkušební jízdu a vylaďte parametry plynu a řízení (obrázek 3)

A bum, máte samořiditelný rover. Všechny tyto kroky a nastavení samozřejmě nějakou dobu trvají a věci, jako je kalibrace kompasu, mohou být docela únavné, ale s pomocí dokumentů, fór ArduPilot a tutoriálů na YouTube se tam nakonec dostanete.

ArduPilot vám nabízí pokročilé hřiště s mnoha parametry, které můžete použít k vybudování téměř jakéhokoli samořiditelného vozidla, na které si vzpomenete. A pokud vám něco chybí, můžete se zapojit do komunity, abyste to vytvořili, protože tento skvělý projekt je open source. Mohu vás jen povzbudit, abyste to zkusili, protože toto je pravděpodobně nejjednodušší způsob, jak se dostat do světa autonomních vozidel. Ale tady je malý pro tip: Zkuste to s jednoduchým vozidlem před stavbou obří RC lodi.

Zde je malý seznam pokročilých nastavení, která jsem provedl pro konkrétní nastavení hardwaru:

• Změněno mapování kanálu v RC MAPĚ

  • Rozteč 2-> 3
  • Škrtící klapka 3-> 2
• Aktivované LED diody I2C RGB
• Typ rámu = loď

• Nastavení smykového řízení

  • Kanál 1 = ThrottleLeft
  • Kanál 2 = ThrottleRight
• Kanál 8 = FlightMode
• Kanál 5 = aktivace/deaktivace

• Nastavte Monitor proudu a baterie

  • BATT_MONITOR = 4
  • Poté restartujte. BATT_VOLT_PIN 12
  • BATT_CURR_PIN 11
  • BATT_VOLT_MULT 11.0

Krok 9: Mozek: Vlastní ovladač LED

První cena v soutěži Make it Move 2020