Official topic: multicotteri con arduino!

Interessante questo topic!! Stavo proprio per provare l'accoppiata nunchuck-motion plus.. solo che qualche volta mi fa fatica a leggere il nunchuck..

Mi hanno sempre appassionato e interessato i topic sugli oggetti volanti, ma non ho mai neanche provato a costruirne uno perche' non ho visto siti che spieghino anche a un principiante in materia (cioe' uno che ne sa 0) cosa gli serve e come dovrebbe fare... Ho una vaga idea di cosa sia una imu, ma non ho la + pallida idea di come si controlli, e di cosa controlli la imu stessa ad esempio. E non ho la + pallida idea di come si piloti poi tramite telecomandi (quali?).
Spero magari che in questo topic vengano fuori info interessanti anche per i niubbissimi.
F

domani creo una piccola guida allora, magari la mettiamo pure nel playground

ad ogni modo brevemente i telecomandi da noi usati soo telecomandi da modellismo che hanno almeno 2 stick che si muovono in 4 direzioni (4 assi o canali) e generano un'onda quadra in uscita dalla ricevente che viene interpretata dai servi (segnale PPM).

la IMU può interfacciarsi per I2C, sensori analogici od altro a seconda di che chip sono montati, nel nostro caso usiamo chip I2C per motivi di pin

domani chiarisco il tutto

buonanotte XD

io penso che mi butterò nella costruzione dopo l' estate, vorrei sapere piu o meno i prezzi di un tricottero autocostruito, vedendo un po di guide ho calcolato 50€ per i motori, 30€ per arduino, altri 30 € per il controller wii, piu 50 per i regolatori di velocità per i motori, quanto costa un radiocomando, ne ho trovati molti, ma con la possibilità di comandare fino a 15 elicotteri, a me serve uno con mermoria singola.... sarebbe possibile implementare una cloche(tipo quelle che si usano per i simulatori di volo) con arduino e qualche potenziometro??

allora vediamo di fare chiarezza:
spiegherò tri e quadricotteri

un tricottero è un veivolo che necessita di 3 motori, 3 eliche, 3 regolatori, 1 servo (di coda), 1 scheda di controllo (o semplicemente 4 gyroscopi da elicottero radiocomandato) e se vi è la scheda anche dei sensori giroscopici (e accelerometri se si vuole maggiore stabilità).

un quadricottero necessito di 4 motori, 4 regolatori, 4 eliche (di cui 2 controrotanti), una scheda di controllo con sensori (gli stessi di sopra).

entrambi i mezzi sempre necessitano di una batteria e di una ricevente nonchè trasmittente e batterie.

una tramsittente è uno strumento che vi starà affianco nella vita, quindi è meglio spenderci qualche soldino in più, per un paragone la mia si trova in 2.4GHz a circa 200€ ma anche le trasmittenti da 70$ turingy mi dicono che vanno bene, una trasmittente potrete anche usarla per creare altri progetti come auto, aerei, elicotteri ecc...

i motori sono una parte delicata in quanto (come tutto il mezzo) devono essere leggeri, a bassi KV (come ho detto in precendenza si sceglie tra 800-1200KV) e a bassi consumi.
quelli che vanno per la maggiore sono i keda 20-22L (http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/uh_viewItem.asp?idProduct=4700) e regolatori vanno quelli di hobbyking (io ho preso quelli da 30A blu).

le eliche vanno scelte in base al motore, assorbimenti, payload. intendiamo che maggiore è il diametro e passo di un'elica possimao dire che maggiore è la spinta ma anche i consumi, se quindi vogliamo portare in volo solo il veivolo è inutile scegliere eliche che danno alti assorbimenti, se invece vogliamo portare in volo una videocamera (gopro mettiamo) ci serviranno anche 200g di spinta in più.

dai calcoli sarebbe meglio tenere una spinta di almeno 1.5 volte il peso del veivolo completo di payload, ad ogni modo le eliche vanno provate.

per i regolatori ufficialmente dovrebbero reggere i 400Hz per essere compatibili, ad ogni modo la maggior parte dei regolatori va bene, io come ho detto ho preso da hobbyking quelli blu ma anche gli altri vanno bene. andrebbero scelti con un amperaggio tale da coprire con ampio margine il consumo del motore, se il motore consuma 15A è meglio prendere regolatori da 20-25-30A perchè altrimenti si rischia il surriscaldamento del regolatore (e non è piacevole).

la scheda di controllo può essere di diverso tipo, quelle per eccellenza sono della mikrokopter, poi vi sono quelle sviluppate dal foxteam come la multipilot32 (si basa su un arm 32 bit) e poi vi è la MultiWii basata su arduino. creare da 0 un codice per una scheda non è cosa facile in quanto utilizza equazioni non di poco conto e non semplici.
i sensori abbinati alla MultiWii sono o i sensori della wii (nunchuck come accelerometri e wii motion plus per gyroscopi) e funziona già con soli gyroscopi (ma no ha la modalità stabile, tuttavia vola bene comunque) o i sensori di vario tipo che comunichino in I2C, in Italia e non vanno molto le FreeIMU sviluppate da Fabio Varesano (http://www.varesano.net/) che vende su prenotazione, adesso sta sviluppando le 0.3.5 in differenti versioni (con o senza barometro ecc...).

ricevente si consiglia una 5 canali: motore, pitch, roll, yaw, stable mode. se poi si vuole fare un supporto cam coi servi si necessita di una ricevente 7 canali (sempre se non si usi l'uscita servo del programma che stabilizza la cam).

batterie:
si differenziano per celle (parlo di lipo), capacità, corrente di scarica.
le celle vanno in base alla tensione richiesta dai motori, in genere 3 celle sono le più usate (11.1V nominali, 12.6V effettivi da carica).
capacità sono gli ampere che contiene e anche li varia in base a motori e peso, è inutile una 5A in quanto il peso è maggiore e non è detto stia quindi in volo più a lungo. io ho delle 2.8A flightmax della zippy e ci si vola 10-15 minuti circa (sabato faccio prove sulla durata con e senza payload).
la corrente di scarica dipende dai motori, personalmente ho scelto delle 30C, ma motli dicono che anche coi quadricotteri 20C sono sufficenti.
per capire la corrente di scarica in ampere si moltiplica la corrente contenuta nella batteria per il fattore di scarica (10C-20C-25C-30C ecc...)
per le batterie lipo si necessita di un caricabatterie apposito e ricordo che sono batterie delicate e potrebbero anche esplodere per un corto.

servo di coda:
non ne ho idea :sweat_smile: purtroppo io mi occupo di multirotori solo pari :wink: ma un giro sul fuorum di baronerosso.it vi schiarirà le idee (http://www.baronerosso.it/forum/modelli-multirotori/)

davvero interessante, facendo un tricottero carenato, ci potrebbero essere problemi di surriscaldamento??? ovvimente usando dei regolatori maggiorati?? o magari dovuto al sole?? con delle prese d'aria si risolverebbe??

per la batteria, una di quele al piombo, da 6A è troppo pesante??

milvusmilvus:
davvero interessante, facendo un tricottero carenato, ci potrebbero essere problemi di surriscaldamento??? ovvimente usando dei regolatori maggiorati?? o magari dovuto al sole?? con delle prese d'aria si risolverebbe??

per la batteria, una di quele al piombo, da 6A è troppo pesante??

solo con questo dovresti capire la differenza di peso tra Pb-Gel o anche Pb-Acido e li-po o li-fe
tipo densità di energia immagazzinata....(Wh/Kg)
Li-Po 130/200
Li-Fe 110/160
Pb 30/50

le batterie al piombo sono ASSOLUTAMENTE troppo pesanti, conta che le batterie che ho io pesano 230g :wink:

con carenao che intendi?
una copertura ci vuole, spesso vengono usate le custodie dei CD, quelle dei pacchi cd da 10 o 25 in genere.

conta che i sensori devono essere separati dalle vibrazioni dei motori che sono tante per avere dati accurati

mni sa che vado di Li-Po :smiley: comunque carenato intendevo una careba un po ppiu rastremata, e e aereodinamica, come ne ho viste parecchie in giro.. diciamo con la "testa da elicottero" e il resto carenato tipo aereo, per il telaio volevo farlo in carbonio, come devono isolati i sensori?? dalle vibrazioni?? va bene nel nastro adesivo in "spugna"

io ho messo un gommino dove attacco la "scatola" che tiene l'elettronica e poi 2 strati di nastro biadesivo per attaccare il sensore.

ma poi ci sono metodi migliori :wink:

per la questione di surriscaldamento non dovrebero esserci problemi, i miei regolatori non scaldano niente (sono da 30A) ma attento che io dalle lipo per alimentare ricevente e arduino (che strano ma vero sembra la ricevente occupi più di 200mah) uso un 7805 e quello è quello che scalda più di tutti.

chiedevo ai più esperti a parità di carico un 78S05 (quello da 1.5A) scalderebbe di meno?

occhio al peso se lo fai carenato!

in teoria no...
nel senso che l'energia dissipata è sempre la stessa ...
se hai 12V e ne ricavi dal regolatore 200mA
sono (12V-5V)0.2A=70.2=1.4W
indipendentemente che il regolatore sia da 1A o 10A
a livello pratico però credo che usandone uno un pò più grossi si riesca a guadagnare qualche °C in meno... l'unica sarebbe sennò di usare uno switching....
hai un rendimento moolto più alto e calore generato quasi nullo....

ma uno switching pesa mooolto di più.

beh grazie è esattamente come pensavo allora :wink:

non proprio...
dipende da cosa vuoi spendere... un LM7805 peserà circa quanto 8-9 grammi ?
forse meno...
questo non so cosa pesi ma non credo superi i 15 grammi...
non è fatto di piombo o uranio in fondo :wink:

un 7805 pesa mooolto meno, peserà sui 2-3 grammi, uno switching pesa di più.

il quadri completo di per se pesa poco, circa 1160g e ormai essendo alla fine anche 20g in più per me fanno la differenza :wink:

infatti se va la scheda nuova vi sono chip in meno, taglio tutti i cavi a lunghezza giusta e facco delle piccole accortezze k risparmiano peso (tolgo spinotti, nastro adesivo il meno possibile, saldature quanto basta e il meno possibile, cavi di sezione giusta, taglio le viti alla giusta lunghezza ecc...)

conto di andare sotto i 1100g :smiley:

a quel punto fai tutto SMD e sei apposto :stuck_out_tongue:
usi un LM1117-5.0 e pesa meno di 1 grammo :slight_smile:

superlol:
un 7805 pesa mooolto meno, peserà sui 2-3 grammi, uno switching pesa di più.

il quadri completo di per se pesa poco, circa 1160g e ormai essendo alla fine anche 20g in più per me fanno la differenza :wink:

infatti se va la scheda nuova vi sono chip in meno, taglio tutti i cavi a lunghezza giusta e facco delle piccole accortezze k risparmiano peso (tolgo spinotti, nastro adesivo il meno possibile, saldature quanto basta e il meno possibile, cavi di sezione giusta, taglio le viti alla giusta lunghezza ecc...)

conto di andare sotto i 1100g :smiley:

Cosa cambiano 20 grammi di peso?

Beh sicuramente sgraffignando un grammo in qua ed uno in la poi pesa molto meno e probabilmente si riducono i consumi.... anzi di sicuro....

forse 20 grammi sembrano pochi, ma in un quadricottero dove tutto è preso al grammo sono importanti XD

per farvi capire 20g su 1000 sono il 2% del peso complessivo, sotto l'1% che per me è trascurabile :stuck_out_tongue:

il peso è stato ottimizzato al massimo e per le sue dimensioni credo di aver fatto un quadri mooolto leggero.

se poi mi metto anche a tagliare i cavi a lunghezza giusta, elimino gli spinotti e saldo tutto con termoretraibile (e qui si guadagnano anche 50g) e vedo che cavi di sezione x sono fin troppo dimensionati e prendo cavi di dimensione x/2 i cavi pesano la metà, e un cavo pesa :wink:

volevo farlo SMD ma dovrei fare un circuito doppia faccia che non sono capace e poi non ho un saldatore con l'aria calda giusto per gli smd :sweat_smile:

Scusate se insisto ma non capisco ancora il problema. Cioe' capisco che il peso sia una variabile in gioco, ma ho visto filmati di quadricotteri che portavano magari pesi da 1kg senza problemi... Per quei modelli il peso mi pare di capire non fosse un problema...

superlol:
un tricottero è un veivolo che necessita di 3 motori, 3 eliche, 3 regolatori, 1 servo (di coda)

Sul tricottero non occorre nessun servo di coda, semmai serve un algoritmo di controllo vettoriale a 120°, i due rotori anteriori sono destrorsi, quello posteriore sinistrorso e munito di un elica con maggiore passo, il tutto va preventivamente calcolato.
Come ho già spiegato, i mezzi con rotori dispari sono instabili mentre quelli con rotori pari sono auto stabili, va da se che è molto meglio realizzare un quadricottero piuttosto che un tricottero.

entrambi i mezzi sempre necessitano di una batteria e di una ricevente nonchè trasmittente e batterie.

Se è un vero UAV non ti serve un radiocomando, serve solo un RTx di bordo per ricevere la telemetria e inviare comandi operativi, ovvero non lo piloti tu.

i motori sono una parte delicata in quanto (come tutto il mezzo) devono essere leggeri, a bassi KV (come ho detto in precendenza si sceglie tra 800-1200KV)

Mi giustifichi tecnicamente questa tua affermazione ?

e a bassi consumi.

La parola "bassi consumi" non ha alcun senso in questo contesto, il consumo dipende dalla potenza necessaria che a sua volta è legata all'efficienza del sistema motore+elica, non esistono motori elettrici a basso consumo, semmai esistono motori con differente efficienza e differente rapporto potenza erogata e peso.

le eliche vanno scelte in base al motore

E' esattamente l'opposto, l'elica si sceglie in base al mezzo e alle prestazioni desiderate e poi si abbina il giusto motore all'elica, tra parentesi l'elica è la parte più importate del mezzo, sbagliare il tipo di elica vuol dire perdere moltissimo in prestazioni e autonomia di volo.

, assorbimenti, payload. intendiamo che maggiore è il diametro e passo di un'elica possimao dire che maggiore è la spinta ma anche i consumi.

Ovvio che la spinta richiede potenza, ma è anche ovvio che se devo sostenere in volo 1kg la potenza sarà la stessa sia che uso un'elica con poco passo e molti giri oppure un'elica con molto passo e pochi giri.
Quello che fa la differenza è il rendimento dell'accoppiata motore+elica, ovvero il loro coefficiente totale di efficienza e la relativa curva spinta in funzione dei giri, poi poco importa se la spinta massima ottenibile è poco maggiore del peso totale del mezzo, ovvero decolla a fatica, oppure è molto maggiore del peso complessivo.

per i regolatori ufficialmente dovrebbero reggere i 400Hz per essere compatibili, ad ogni modo la maggior parte dei regolatori va bene,

La stragrande maggioranza degli ESC commerciali per BLDC è già un miracolo se arrivano a poco più di 100 Hz, i 400 HZ te li scordi se non usi regolatori progettati per tale frequenza.