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Topic: Quadricottero low cost (Read 17934 times) previous topic - next topic

supergiox

Salve a tutti,
mi sto cimentando nell'impresa di costruire un quadricottero nano con Arduino, limitando il più possibile i costi (sto cercando di rientrare nel budget di 30€).
Per fare la centralina sto usando un atmega standalone, un ponte H (L293D) per controllare i motori, giroscopio e accelerometro (MPU6050) per stabilizzarlo e un modulo bluetooth HC-05 per il controllo remoto da smartphone (al posto del telecomando).
Ho visto che molti utilizzano gli ESC per il controllo dei motori, e vorrei capire qual è il vantaggio rispetto al ponte H (dato che costano molto di più).
Inoltre, dalle prime prove con il bluetooth a 115200 baud ho notato una latenza non trascurabile (circa mezzo secondo) e vi chiedo se esiste qualche modo per ridurla.
Qualsiasi altro consiglio è ben accetto ;)

astrobeed


mi sto cimentando nell'impresa di costruire un quadricottero nano con Arduino, limitando il più possibile i costi (sto cercando di rientrare nel budget di 30€).


Direi che è praticamente impossibile spendere così poco, solo i quattro motori costano di più, con il L293 non vai da nessuna parte perché i motori richiedono molta più corrente di quanto regge quel ponte, servono almeno 3A per motore.
Sopratutto scordati di realizzare con Arduino un mezzo volante controllato da smartphone, serve molta più potenza di calcolo per via della maggiore stabilità richiesta, serve una imu 9 d.o.f., meglio se il controllo è tramite WiFi perché il bluetooth ha troppa latenza.



pitusso

..a attenzione che il modulo BT da te segnalato è classe 2, quindi hai copertura di 10 metri.
Ragione in più per preferire wifi, come detto da astro.

supergiox

#3
Nov 06, 2013, 03:48 pm Last Edit: Nov 06, 2013, 04:01 pm by supergiox Reason: 1
Per quanto riguarda i costi io penso di rientrarci più o meno (ho già comprato il 90% delle cose). Vi elenco i costi approssimativi:
Atmega328: 3€
Bluetooth HC-05: 5€
L293D: 1€
4 Motori brushed: 10€ (li ho trovati anche a meno)
IMU 6DOF: 7€
Lipo 3.7V 150mAh: 3€

Mancano alcune cose tipo le eliche e il frame, ma quest'ultimo lo costruirò io stesso con materiali economici.
Come avevo detto si tratta di un nano quadricottero, quindi i motori sono molto piccoli e assorbono poca corrente (circa 800mA a motore).
Per quanto riguarda il controllo ero consapevole dei limiti di distanza del bluetooth, ma speravo che si potesse fare qualcosa per la latenza. Ho preso in considerazione i moduli nRF24L01, ma in quel caso dovrei anche costruire il telecomando e sforerei sicuramente il budget... stesso discorso vale per il wifi

astrobeed

#4
Nov 06, 2013, 04:44 pm Last Edit: Nov 06, 2013, 04:50 pm by astrobeed Reason: 1

4 Motori brushed: 10€ (li ho trovati anche a meno)


Questo è uno dei commenti per quei motori
Code: [Select]

can diameter: 7mm can length: 16mm shaft diameter: 0.8mm All 4 motors of one package are the same. Brush construction for these motors indicate they are all CCW rotating. On the HK Pocket Quad board, polarity is reversed on two motor connectors, so these two will rotate CW. Its debatable if that harms the brushes ad hinder performance. After going through about 50 of them, I found reliability and performance of these motors terrible.


Ovvero sono la classica cineseria che vale meno di quello che paghi.
La IMU 6 dof non è sufficiente, serve da 9 dof se vuoi farlo volare tramite un device mobile, con 6 dof sei obbligato ad usare un vero radiocomando, Arduino non è in grado di gestire la stabilità come serve per un quad comandato da device mobile, serve molta più potenza di calcolo.
Se ti guardi i vari progetti similari, che costano tutti oltre 100 Euro, tutti quanti usano processori da 32 bit con core ARM o PIC32.

supergiox

I miei motori non sono quelli. Li ho presi da degli elicotteri guasti, ma non penso che siano meno cinesi di quelli... vedremo!
Il fatto della potenza di calcolo invece non l'avevo mai considerato! Davo per scontato che l'atmega fosse sufficiente perché ho visto centraline già "pronte" che lo utilizzano (non proprio il 328p, ma siamo lì), anche con 6DOF... ma probabilmente non sono abbastanza stabili da funzionare anche con gli smartphone.
Potrei delegare la parte onerosa dal punto di vista delle risorse di calcolo allo smartphone, ma a quel punto rientra in gioco il problema della latenza bluetooth!   :smiley-roll:

supergiox

Consigli / soluzioni alternative (sempre low cost) per il controllo?

CarloMaragno

low cost: wi-fi
medium- cost: xbee ho costruito un trattorino falciaerba e funziona alla perfezione......

supergiox

Di che prezzi stiamo parlando? E' possibile utilizzare qualche chiavetta wi-fi usb con arduino?

lesto

no, niente chiavette, arduino ino non regge l'usb host.

Stai ignorando astro, che ti assicuro che ne sa, in particolare il fatto che puoi usare il motore che vuoi, ma con 3A di picco (a 12v) ci sollevi FORSE un pacchetto di sigarette.

Fai conto che il mio quad, che in teoria solleva 4kg di massimo, consuma di massimo teorico 90A, il che a 12V (3 celle) fa circa 1kWh...

Secondo me la cosa più low-cost che puoi trovare è il parrot drone, perchè essendo costruito in serie costa meno.

I motori brushed che vuoi usare sono poco efficienti e molto pesanti, che io sappa solo uno dei primi quad li usava.

Con una battera a 150mAh (0.15Ah), ed un consumo dei motori diciamo di 2A (mica puoi spienge il ponte H sempre al massimo, lo friggi!), vuol dire che la batteria dura 0.15Ah/2A = 0.075h , x 60 = 4.5 minuti. diviso 4 motori................. fa 1 minuto equalche secondo. Senza contare alimentazione dell'eletrronica e della ricevente e che la batteria non va mai scaricata del tutto

diviso 4 motori perchè servono 4 ponti h (e già quì sfori dal budget direi), ogni motore deve essere INDIPENDENTE, altrimenti come fai a muoverti/stabilizzare?

Per la 6DOF sono in disaccordo con astro; non riesci a gestire in automagico solo lo yaw, il che non pregiudica la stabilità in se, solo la semplicità di utilizzo.

l'atmega basta per gestire la stabilizzazione, ma arrivi ai suoi limiti. Usa un secondo atmega per gestire la connessione wireless (io consiglio xbee pro o rx/tx cinese, le trovi a 25/30€ e copri parecche centinaia di metri)
perchè
Quote
a attenzione che il modulo BT da te segnalato è classe 2, quindi hai copertura di 10 metri.


la struttura come la fai? se non troci pezzi di scarto, solo le aticelle di alluminio/legno le pagherai un 10€
Le eliche servono un paio roteanti e un paio controroteanti, della misura adatta ai motori. E devi fare la scorta, sopratutto agli inizi. Costo 5/10€ + spedizione

quindi in generale al momento:
avrai un mezzo che con i motori probabilmente non solleva neanche il suo peso, si scarica in meno di 1 minuto e non puoi far volare a più di 10 metri...

Se vuoi volare un centone COME MINIMO ce lo devi mettere.
sei nuovo? non sai da dove partire? leggi qui: http://playground.arduino.cc/Italiano/Newbie

Testato

la cosa piu' interessante della tua lista e' che poi vorresti far volare il tutto con una batteria da 0,1A  XD
- [Guida] IDE - http://goo.gl/ln6glr
- [Lib] ST7032i LCD I2C - http://goo.gl/GNojT6
- [Lib] PCF8574+HD44780 LCD I2C - http://goo.gl/r7CstH

supergiox

#11
Nov 07, 2013, 06:41 pm Last Edit: Nov 07, 2013, 06:47 pm by supergiox Reason: 1
Grazie a tutti dei consigli, sono preziosi soprattutto perché è il mio primo quadricottero.
Ho capito che devo rivedere il progetto, ma non vorrei stravolgerlo.

Per quanto riguarda la batteria sono d'accordo con voi. In realtà ho preso questa LiPo da un elicottero guasto (che aveva un'autonomia di quasi 15 minuti con 3 motori simili ai miei e pesava circa 30g) e quindi la userò solo per gli "esperimenti" iniziali.. diciamo che mi interessa solo che riesca a volare inizialmente, anche dentro casa e anche per un minuto. Discorso simile vale per il bluetooth. Avevo già questo modulo e il fatto che la portata sia di pochi metri per il momento non è grave; mi interessa invece che la latenza non comprometta eccessivamente il controllo, che l'imu da 6dof sia sufficiente a renderlo stabile e soprattutto che l'atmega riesca a gestirla (quindi spero che lesto abbia ragione). Mi piaceva l'idea del bluetooth perché mi consentiva di fare a meno del telecomando, ma in caso di necessità posso cambiare sistema.
Quote
(io consiglio xbee pro o rx/tx cinese, le trovi a 25/30€ e copri parecche centinaia di metri)

Tempo fa ho comprato 2 moduli nrf24l01. Come potrei sfruttarli se non riuscissi a risolvere il problema del bluetooth?

Per i ponti H: perchè ne servono 4? Ho già fatto delle prove con un solo L293D e apparentemente è tutto ok, nel senso che riesco a gestirli tutti e 4 indipendentemente.

Per il corpo del quadricottero ho già provveduto. Un'asticella forata di alluminio, spessa circa 3mm e lunga 1m (basta per 4 nano quadricotteri!) ho speso 1.60€. Le eliche le ho trovate tutte e 4 (2+2) a 3.50€ in un negozio nella mia città. Per il resto (ad esempio per i supporti dei motori) devo ancora trovare un modo ma penso che li realizzerò io.

Quote
avrai un mezzo che con i motori probabilmente non solleva neanche il suo peso, si scarica in meno di 1 minuto e non puoi far volare a più di 10 metri...

Se solo riuscirò a superare il primo limite potrò ritenermi soddisfatto! La scelta di avere un budget così basso non è una necessità, ma una sfida. Ovviamente non saranno i 10-20€ in più a fermare il progetto e sicuramente in totale ne spenderò molti di più tra prove e incidenti di percorso (ne ho già avuti diversi), ma quello che mi interessa è si possa replicare spendendo il meno possibile!

lesto

Quote
2 moduli nrf24l01

ottimo! dicono siano molto buoni! usa quelli direttamente...

Quote
L293D e apparentemente è tutto ok

hai ragione, colpa mia, pensavo gestisse 1 solo motore.

Quote
aveva un'autonomia di quasi 15 minuti con 3 motori simili


dipendea quanto andavano. In oltre 1 elica grande è moolto meglio di più eliche più piccole.

contreolla anche la corrente di scarica (fai i conti)

per il resto direi che ci siamo. Sopratutto se vuoi fare qualcosa di piccolo.
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Subsea

#13
Nov 08, 2013, 03:20 pm Last Edit: Nov 08, 2013, 03:22 pm by Subsea Reason: 1
Scusate l'intromissione, ma per il controllo non basta la multiwii? e quindi una 6dof? perchè anche a me sarebbe piaciuto controllare il mio tramite xbee e non con gli RF. Inoltre le modifiche per il codice sono molte?

lesto

ripeto, la 6dof non da controllo sullo yaw, il che va bene finchè si pilota a vista e senza troppe latenze
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