TeHoTaMy
Стабилизация и Управление

Долго следил за тем, как народ борется с подвесами камер заставляя сервоприводы двигаться как можно быстрее, точнее, плавнее …, решая одновременно две задачи - стабилизация камеры и управление ею.
В моем пытливом мозгу, после долгой борьбы с ленью делать дорогой и сложный “классический” подвес, возникла идея, как говорится, отделить мух от котлет. Котлеты должны стабильно лежать, а мухи - четко летать .
Сначала - добиваемся стабильности, потом - управляем ею.
Про хорошо настроенный коптер говорят “висит как прибитый!”.
Если жестко прикрутить к нему камеру, то и она будет также красиво висеть и держать картинку.
Получается, что основная задача стабилизации камеры уже решена сложными алгоритмами управления в мозгу коптера, скоростными регуляторами, мощными моторами и легкими пропеллерами. Тут и делать уже ничего не надо. Нужно лишь заставить эту “прибитую” систему двигаться куда надо и направлять камеру на кого надо.
Что нужно, чтобы управлять камерой? Нужна независимая и плавная механика поворота по двум осям. Все это реализуется с помощью несложного подвеса с двумя маломощными сервами и отдельным каналом управления. Тоже - легко.
Осталось решить задачу управления полетом коптера. Что требуется от пилота во время съемки? - Вести коптер точно и плавно. Никаких рывков и больших ускорений! Стало быть - здесь тоже не требуется мощных и скоростных механизмов.
В общем, возникла идея - управлять коптером наклоняя только раму с моторами в нужную сторону с помощью двух сервоприводов, напрямую связанных с ручкой пульта управления, минуя мозг коптера. Мозг будет стоять отдельно от рамы, по крену и тангажу управляться не будет. Основная его задача стабилизация самого себя в пространстве по горизонту, высоте и курсу. Плавный наклон рамы с моторами на небольшой угол относительно себя не должен ему особо мешать.
Фактически, сервы управления будут пытаются наклонить мозг тоже, но система стабилизации сработает гораздо быстрее и выровнит его, изменяя обороты моторов и наклоняя всю конструкцию.

Октокоптер 4+4x . Первый полет.

Накануне провел первые испытания “в поле” опытного образца октокоптера, состоящего из двух независимых квадрокоптеров, расположенных друг над другом и соединенных между собой карданным шарниром.
Конструкция предназначена для аппарата, несущего видеокамеру, и позволяет очень, на мой взгляд, эффективно решить две проблемы - стабилизация подвеса камеры и повышение надежности всего аппарата.
Как видно на фото, квадрокоптеры одинаковые по конструкции, размерам и системе электронной стабилизации. Разница лишь в настройках системы управления.
Задача нижнего квадрокоптера - нести часть веса камеры (и остальной полезной нагрузки) и стабилизировать горизонт. По крену и тангажу он не управляется, а лишь триммируется двумя отдельными каналами.
Верхний квадрокоптер берет на себя вторую половину веса полезной нагрузки, а также перемещает весь аппарат в горизонтальной плоскости за счет изменения крена и тангажа.
По рудеру и газу оба они управляются синхронно от одного стика пульта.
Поскольку коптеры совершенно независимы, то в случае полного отказа одного из них, второй будет должен спасти ситуацию с минимальными потерями для себя, камеры, людей и их собственности.

Не забудьте выключить передатчик!

Мой передатчик Spektrum DX7 подвел меня в очередной раз.
Выехал я за город плетать на коптерах, а он мертвый совсем - не выключен был и высадил аккумулятор в ноль. Пищал об этом, наверное, ночью в чемодане, но кто его слышал!? Благо зарядку с собой взял - не пропал день даром.
Это случилось не впервой и как я ни старался следить за его выключением - не получается, нету у него внятного индикатора питания (ЖК-дисплей без подсветки не в счет).
В новой модели DX8 все продумано на этот случай - и тебе звук, и тебе вибра. Мне б и звука достаточно было.
Поэтому решил сделать передатчику небольшой апгрейд - маленький девайс-напоминалочку, чтобы сигналил в случае, если ручки или тумблеры не двигаются в течение продолжительного времени.
Основное, в таком деле, не навредить. Поэтому пойдем по пути минимального вмешательства. Использовать будем всего три точки подключения: “земля”, питание 3.3V и сигнал PPM.
Самое простое, на мой взгляд, использовать микроконтроллер младшего семейства AVR, чтобы он декодировал сигнал PPM, анализировал его изменение и отсчитывал время “простоя”.
Еще неплохо иметь какой-нибудь индикатор, который бы показывал работоспособность - помигивал при движении стиков или переключателей передатчика.

XBee телеметрия

Летая на коптере с FPV, не раз испытал неприятное ощущение, когда на несколько секунд пропадает видеосигнал. На частоте 5,8 Ghz это происходит довольно часто даже при небольшом удалении и остается только молиться, чтобы связь быстрее восстановилась. Вместе в видеокартинкой пропадает и телеметрия, так как OSD установлен на борту.
Чтобы снизить стресс от таких ситуаций, решил перенести OSD в комплект наземной аппаратуры, а телеметрию передавать с борта в цифровом виде с помощью модулей XBee. Тогда при пропадании видео можно будет какое-то время лететь “по приборам” и вернуть коптер в зону уверенного приема, с учетом того, что дальность связи телеметрии должна быть значительно больше.

Для этого выбрал модули XBee-Pro 2,4GHz с увеличенной дальностью связи (до 3200м).

This site will not work without javascript!
This site will not work if cookies are completely disabled.
Site is offline