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Contruccion de un cuadricopter con arduino.

La construcción de un cuadricóptero (con Arduino procesador). Para construir un cuadricóptero no sólo tiene que utilizar material de modelado común y servir como giroscopios ( tricopter ), pero los cuatro rotores tienen que ser gestionados por un microprocesador que asegura el equilibrio del empuje de los motores y permite la rotación de la aeronave (guiñada). Después de mucha investigación en línea y el más barato de microprocesador de bricolaje se utiliza como ‘ Arduino . Existen numerosos modelos de Arduino que difieren en función del número de salidas / entradas, la memoria y la velocidad del procesador. Mi elección recayó en la versión compacta del “ Nano ”, que integra el puerto mini USB para la programación. Sin embargo, el procesador sin sensores sin embargo, no se puede descartar el cuadricóptero, requieren de giroscopios y acelerómetros opcionalmente. La opción menos costosa es utilizar los accesorios de la consola Nintendo Wii: – Motion Plus = el giroscopio de tres ejes – El   NUNCHUCK = acelerómetro de tres ejes Para la conexión al procesador, no hay problemas porque la fuente de alimentación es 5/3, 3 v y el bus de comunicación es un estándar I2C . En cuanto a la programación dell’arduino ya existe un programa de divulgación pública y utlizzato por los modeladores numerosas en el mundo y lo podemos encontrar en:http://www.multiwii.com /. Lo bueno de este software para Arduino es que está completamente comentado a la perfección e incluso un programador no puede activar las características individuales sólo actuando sobre las líneas del frente. Además, hay varias actualizaciones para reparar los bugs y agregando numerosas de código para manejar los nuevos dispositivos y / o la funcionalidad. PIEZAS USADAS Esta es la lista de componentes que he utilizado para la construcción:

N º 4 - TURNIGY de peluche de 10 amperios Regulador 9gram Especificaciones: Cont. de corriente: 10A Burst actual: 12A BEC modo: Lineal BEC: 5 V / 2 Las células Lipo: 2-4 NiMH: 5-12 Peso: 9 g Tamaño: 27x17x6mm   N º 4 - FC 28-12 1534kv Outrunner sin escobillas Especificaciones: Peso: 39g (con alambres, etc y etiqueta) Del eje: 3 mm Duración del motor: 46 mm Diámetro: 28 mm Tamaño del estator: 22x10mm Sugerido hélice: 7×4 o 7x6inch Voltaje: 11.1V o 14.8V (3-4S) KV: 1534RPM / V N º 4 - Hélice Airscrew Maestro 7×4 : 2 para las rotaciones horarias normales y 2 “ de empuje ”para la rotación en sentido antihorario. N º 4 - Adaptadores de hélices guardar N º 1 - barra cuadrada de madera (1,5 cm x 1), la madera contrachapada de 3 mm y hoja de tornillos o tuercas de 3 mm Electrónicos usados: N º 1 Arduino Nano procesador V3.0 AVR ATmega328-20AU P Especificaciones:  

Microcontroladores ATmega328
Voltaje de funcionamiento 5V
Voltaje de Entrada (recomendado) 7-12V
Voltaje de entrada (los límites) 6-20V
Digital pines I / O 14 (6 de los cuales proporcionan salida PWM)
Pines analógicos de entrada 6
Corriente de I / S de CC Pin 40 mA
De corriente continua de 3,3 V Pin 50 mA
Memoria Flash 16 KB (ATmega168) o 32 KB (ATmega328) de los cuales 2 KB utilizado por gestor de arranque
SRAM 1 KB (ATmega168) o 2 KB (ATmega328)
EEPROM 512 bytes (ATmega168) o de 1 KB (ATmega328)
Velocidad de reloj 16 MHz

# 1 – en baquelita matriz de placa 72x48x1, 6 mm SF Vers.KR2, los conectores de la Franja con macho / hembra cables de extensión funcionarios (para cortar)


# 1 – Nintendo Wii MotionPlus (WMP)


# 1 – Nintendo Nunchuk Controller (NK)   ESTRUCTURA: Estas son las imágenes de la construcción de la estructura donde las piezas de madera están debidamente pintado y fijado con tornillos y tuercas con una Nilon 3 mm:

 

Para la conexión al receptor que usa las extensiones de servo estándar, cortar y soldar a las clavijas correctas. Mientras Esc para conectar los motores que sueldan los conectores de la tira de base.

Como las imágenes desde el sitio MULTIWII este es el diagrama esquemático de la cuadricóptero a X:

EL SOFTWARE

Es ‘posible descargar el software desde el sitio http://www.multiwii.com / donde usted debe utilizar siempre la versión más reciente.
Descarga el paquete se comprime programa de código del arduino y otra carpeta “conf Multiwii”, que es simplemente un panel de configuración de Quadicopter. Por supuesto, usted debe utilizar el “paquete de Multiwii” para la versión de carga sull’arduino y se parecen a esto: 

Es s puede observar los parámetros por defecto (parte superior izquierda) de la PID es decir, el conjunto de valores que determinan la respuesta del procesador para que toda la operación de la aeronave. Estos parámetros se cambian sólo en caso de inestabilidad de la aeronave y variaciones pequeños e individuales, ya que pueden conducir a situaciones de inestabilidad y caídas.

El gráfico muestra los valores del WMP y (si está conectado) de las células NK para que pueda comprobar el funcionamiento, mientras que las barras de navegación en la esquina superior derecha indican el estado de la radio y seguir con sus salidas conectadas a la ESC.Con este último, es posible comprender la variación de los motores en comparación con el desplazamiento de los sensores sin conectar los motores evitando así posibles daños a la modelo y la identificación de la posición correcta del giroscopio y el acelerómetro.

CALIBRACION

Antes de la prueba de vuelo es una necesidad “mano” del cuadricóptero.CALIBRACIÓN

Sosteniendo en la mano si se intenta con el PID de la aeronave predeterminada responde correctamente a pegarse a la radio, si la resistencia al movimiento que es bueno y sobre todo si hay un comportamiento anormal, como ondulaciones o temblorosos.

Mediante la realización de esta prueba me encontré con que se invirtieron en el balanceo y guiñada y lo hice con el TX radio y luego también hubo un ligero eje ondeggimento ROLLO. A esto conecta el Arduino a la PC y me marcan el factor P es que en el Cuadro de pitch 4 a 3,6.

Para invertir la orientación es un parámetro en la configuración de dell’arduino (Ver7), pero su uso me di cuenta de que genera una deriva no estar controladas por PID y que hace que el vehículo incontrolable y luego usé la inversión por la radio.

Esta es la configuración final:

Una excelente guía para el cambio de la PID se encuentra en RCGROUPS aquí traducida al italiano:

Teoría de sintonización PID y guía de configuración para MultiRotorCraft

Proporcional - Integral - Derivativo

Cuando la orientación MultiRotor ‘se cambia en cualquier eje de cabeceo / rollo / guiñada, los giroscopios indican un cambio en el ángulo de su posición inicial.
El controlador de MultiRotor registra la posición original y con un ciclo de ”PID” del programa, impulsa los motores de los intentos para devolver el MultiRotor a su posición inicial.
Esto se hace mi una combinación de desviación de la medición angular, el muestreo de la evolución en el tiempo y para predecir la posición futura. Esto proporciona suficiente información para el controlador para accionar los motores deretorno de equilibrio.

P es la parte dominante de la PID y te lleva hacia el estadio de béisbol de las buenas características de vuelo.

Sintonización PID básico – en el suelo

Establecer parámetros de PID por defecto diseñadores recomendados
Mantener la MulitiRotor de manera segura en el aire
Aumento de gas flotando en el punto de que usted comienza a sentir la luz
Trate de colocar el MultiRotor abajo en cada eje
Usted debe sentir una reacción contra la presión de cada eje.
Cambiar P hasta que es difícil moverse en contra de la reacción. Sin la estabilización se sienten para navegar durante un período de tiempo. Eso está bien
Ahora trate de mover el MultiRotor. Aumentar la P hasta que comience a oscilar y luego un toque más baja.
Rrepeat al eje de guiñada.

Los ajustes ahora debe ser adecuado para la afinación de vuelo.

Ajuste avanzado – la comprensión del impacto de la P, I y D

P – esta es la cantidad de fuerza aplicada a devolver el MultiRotor correctivas en su posición inicial.
La cantidad de fuerza es proporcional a una combinación de desviación desde la posición inicial, neto de cualquier comando para cambiar de dirección desde el controlador de entrada.
A mayor P creará una mayor fortaleza para resistir cualquier intento de cambiar su posición.
Si el valor de P es demasiado alto, el retorno a la posición inicial, será exceso y, a continuación fuerza opuesta es necesaria para compensar. Esto crea un efecto de flotación hasta que la estabilidad se alcanza finalmente, o en casos más severos se convierte completamente desestabilizado.

El aumento en el valor de P:
Se volverá más sólida / estable hasta P es demasiado alto, donde comienza a tambalearse y perder el control
Usted notará una fuerza muy fuerte resistencia a cualquier intento de mover el MultiRotor

Disminuya el valor de P:
Usted va a comenzar a la deriva en el control hasta que P es demasiado baja, se vuelve muy inestable.
Habrá menos resistentes a cualquier intento de cambiar la orientación

acrobacias aéreas: Se requiere un poco más alto P
Vuelo suave sin problemas: requiere un bajo contenido de P ligeramente más bajo

Yo – este es el período de tiempo durante el cual se muestrea la variación angular y los medios.
La cantidad de fuerza aplicada para volver a la posición inicial se incrementa siempre que la desviación que existe hasta un valor de la fuerza máxima se alcanza
Un número mayor de que aumenta la capacidad de tomar la voz

El aumento en el valor de I:
Aumentar la capacidad de mantener la posición inicial general y reducir la dispersión, sino también aumentar el retardo en el retorno a la posición inicial
También disminuirá la importancia de P.

La disminución en el valor para:
Mejorar la reacción a los cambios, pero el aumento deriva y reducir la capacidad de mantener la posición
También aumentan la importancia de P.

acrobacias aéreas: Requiere un poco de menos me
Vuelo suave suave: Requiere un poco más alto que

D – esto es la velocidad a la cual se devuelve la MultiRotor a su posición original.
Un alto D (ya que es un valor negativo, esto significa un menor número – que es el más cercano a cero) significa MultiRotor wil complemento a su posición inicial muy rápidamente

Aumente el valor de Q: (recuerde, lo que significa un número menor, ya que es un valor negativo)
Mejora la velocidad con la que las desviaciones se recuperan
Con velocidades de recuperación rápida es más probable que sobreimpulso y oscilaciones
También aumentará el efecto de P

disminuyendo el valor de D: (recuerda, esto significa que un número mayor debido a que es un valor negativo – que está más lejos de cero)
Reduce las oscilaciones de la devolución de cualquier desviación con respecto a su posición inicial
La recuperación de la posición inicial se hace más lento
También se reducirá el efecto de la P

acrobacias aéreas: Aumenta el D (recuerde, lo que significa un número menor, es un valor negativo – que es el más cercano a cero)
Vuelo suave suave: D Disminución (recuerda, esto significa que un número mayor, ya que es un valor negativo – que es más de cero)

Advanced Tuning – la aplicación práctica

Para el vuelo acrobático:
Aumente el valor de P hasta los oscilaciones de empezar, a continuación, ir un poco más
Cambiar el valor de I llega hasta el vuelo estacionario no es aceptable, entonces aumentará ligeramente
Aumente el valor de D (recuerde, lo que significa un número menor, es un valor negativo – que es el más cercano a cero) hasta la recuperación de los resultados en los cambios dramáticos de control de la recuperación de las oscilaciones inaceptables
P ahora se puede reducir ligeramente

Para la estabilidad de vuelo (RC):
Aumente el valor de P hasta los oscilaciones de empezar, a continuación, ir un poco más
Cambie el valor de la I a la recuperación de la desviación es inaceptable, un ligero aumento
Disminuir el valor de D (recuerde, esto significa que un número mayor, ya que es un valor negativo – que está más lejos de cero). Hasta la recuperación de los dramáticos cambios de control se vuelve muy lento D A continuación, aumentar ligeramente (recuerde – bajo)
P ahora se puede reducir ligeramente

Para la estabilidad del vuelo (AP / FPV):
Aumente el valor de P hasta los oscilaciones de empezar, a continuación, ir un poco más
Cambie el valor de la I a la recuperación de la desviación es inaceptable, un ligero aumento
Disminuir el valor de D (recuerde, esto significa que un número mayor, ya que es un valor negativo – que está más lejos de cero). Hasta la recuperación de los dramáticos cambios de control se vuelve muy lento D A continuación, aumentar ligeramente (recuerde – bajo)
P ahora se puede reducir ligeramente

El cuadricóptero es muy estable y responde muy bien al palo. La única excepción es un ligero bamboleo cuando se quedó en pie en cierne. Para ello voy a intentar de nuevo para disminuir la P para ROLL y PITCH.

Vuelo de prueba con P a 3,5:

Fuente:  http://www.centrodigravita.it

Construcción e información sobre este tema en la etiqueta “Copter”.

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