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Author Topic: Quadricottero low cost  (Read 7680 times)
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In questi giorni ho letto un po' di cose per capire di cosa parlate. Da ingegnere ho "qualche" nozione di algebra lineare, controlli automatici, teoria dei segnali, ma purtroppo non avevo mai studiato argomenti come filtro di Kalman, DCM e PID.
Prima di approfondire questi argomenti volevo chiedervi quali sono i pro e i contro degli algoritmi (di cui ho visto varie implementazioni su Arduino) e se mi consigliate di procedere in una direzione in particolare... in modo tale da cominciare a studiare quello che mi servirà.

Quoto una domanda di elettronica che avevo già fatto, sperando di ricevere risposta:
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attualmente utilizzo una batteria per alimentare i motori e il ponte H, ed una per Arduino e il bluetooth (e d'ora in poi anche l'IMU). Come posso fare per utilizzarne una sola? Per quanto riguarda la tensione, con 3.7V dovrei mettere tutti d'accordo, eventualmente utilizzando l'Atmega in configurazione standalone a 8Mhz (ammesso che riesca a far girare lo sketch). Ma restano i problemi di induzione dei motori!
« Last Edit: November 18, 2013, 07:35:53 pm by supergiox » Logged

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Da ingegnere ho "qualche" nozione di algebra lineare, controlli automatici, teoria dei segnali,

Questa è una cosa buona, vuol dire che hai sia il metodo di studio che le basi per apprendere autonomamente argomenti complessi come Kalman, DCM e PID.

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Prima di approfondire questi argomenti volevo chiedervi quali sono i pro e i contro degli algoritmi (di cui ho visto varie implementazioni su Arduino) e se mi consigliate di procedere in una direzione in particolare... in modo tale da cominciare a studiare quello che mi servirà.

Il punto è che non ci sono pro e contro perché non parliamo di algoritmi autoescludenti, anche se è possibile usare solo la DCM o solo il Kalman i risultati migliori si ottengono impiegandoli tutti e due, il PID può essere sostituito da altri metodi di controllo, p.e. il controllo robusto, però per questa applicazione il PID va benissimo, è inutile complicarsi la vita quando non serve smiley
Il vero problema è sempre la limitata potenza/risorse di calcolo di Arduino, è vero che esistono vari software per quadricotteri che girano su Arduino con buoni risultati, però è anche vero che sono pensati per il pilotaggio diretto con radiocomando, non permettono nessuna funzione di controllo autonomo, la stabilità non esiste, è tutto a carico del pilota e della bontà della meccanica, gli algoritmi implementati in questi software sono solo delle pallide imitazioni di quelli realmente necessari.

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attualmente utilizzo una batteria per alimentare i motori e il ponte H, ed una per Arduino e il bluetooth (e d'ora in poi anche l'IMU). Come posso fare per utilizzarne una sola? Per quanto riguarda la tensione, con 3.7V dovrei mettere tutti d'accordo, eventualmente utilizzando l'Atmega in configurazione standalone a 8Mhz (ammesso che riesca a far girare lo sketch). Ma restano i problemi di induzione dei motori!

Se fai funzionare Arduino a 8 MHz, per via della bassa tensione di alimentazione, credo proprio che puoi scordarti di riuscire a far volare il quadri, anzi sarebbe meglio se lo fai girare a 20 MHz.
La questione tensione di alimentazione non è un reale problema, devi usare due regolatori di tensione in cascata, il primo da 5V 500 mA tramite il quale alimenti Arduino, il secondo da 3.3V 100 mA con il quale alimenti la IMU e il bluetooth.
Per collegare la IMU ad Arduino non ci sono problemi, basta che colleghi SDA e SCL al .3.3V tramite due pullup da 1.5k, ricordati di disattivare le pull up interne del ATmega perché la libreria della I2C le attiva (erroneamente) di default.
Per collegare il Blutooth mandi il suo Tx direttamente al Rx di Arduino, colleghi il Tx di Arduino al Rx del Bluetooth tramite un partitore composto da una 18k e una 10k in modo da abbassare i 5V a 3V.
Sulla linea di alimentazione dei ponti H devi inserire un filtro a pi greco composto da due condensatori da almeno 220 uf e un induttore da 1-2 mh (deve essere in grado di reggere tutti gli Ampere richiesti dai motori), in questo modo blocchi tutti i disturbi generati dai motori.

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per l'arduino a 3v (quindi 8MHz) è possibile facendo un doppio carpiato all'indetro con avvitamento della morte; la board KapitanKuk, ge usa solo 3 assi di giroscopio (quindi assolutamente NON stabile) funziona a 8MHz, ma la limitazione, oltre all'assistenza al pilota ridotta la minimo, è anche che il software è scritto in assembly, anche se si trova l'equivalente in C di una delle prime versioni, credo in grado di funzionare(è passato tanto), fa capire quanto bisogni scendere a compromessi
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altre strade piu' sporche,
- puoi usare il micro a 3,3v ma sempre a 16MHz (un po' overcloccato)
- puoi evitarti un regolatore sul bluetooth usando un paio di diodi in serie ai 5V

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- [GUIDA] IDE1.x - Nuove Funzioni - Sketch Standalone - Bootloader - VirtualBoard
http://arduino.cc/forum/index.php/topic,88546.0.html
- [LIBRERIA] ST7032i LCD I2C Controller Library
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non è stabile 16MHz a 8MHz,  magari funziona, ma stiamo parlanbdo di un aggeggio volante con 4 eliche rotanti.. non mi pare una buona idea.
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Probabilmente é un´intromissione troppo al di fuori di quello che volete raggiungere peró quando lavoravo a Zurigo (in ETH al PixHawk Lab dove i quadricotteri hanno piú ore di volo di quelle di cammino delle persone) un ragazzo cercava di hackerare questo:
http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__24650__Walkera_QR_Ladybird_Ultra_Micro_Quadcopter_Bind_and_Fly_.html

Qualcuno di voi ci ha provato?

PErché sarebbe una soluzione abbastanza low cost. Io li ho visti volare sti cosini e sono molto divertenti, se si potesse accedere al firmware sarebbe stupendo smiley.
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L'impossibile...richiede solo piu' tempo!

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io l'ho guardata tempo fa quando era ancora solo arduino, e aveva già queste capacità.
Se per te quella è stabilità siamo messi proprio bene  smiley-mr-green

Quoto Astro. La stabilitá di un quadricottero al momento é quando un quadricottero é appeso a un filo ....... ma il filo non c´é.

Vi assicuro che con un budget di 200/400€ questa cosa é fattibile, ma non semplice!
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quello che mi servirà.

obiettivo finale ?
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Astro pero' c'e' anche da dire che 6 motori sono meglio che 4
Sì, ma sia per il costo (oltre 30-40 euro per motori e esc non proprio top) e soprattutto per consumo, almeno per me, è preferibile un quadri. Poi è innegabile sia più stabile, anche se credo che l'algoritmo per controllare 6 motori al posto di 4 richieda più potenza, e sul 328 non ne abbiamo proprio in abbondanza.

Su questo argomento, Astro, avevi citato l'STM32. Ho visto che ha prezzi abbastanza accessibili (questo, questo, questo e l'F3 da te citata). Vanno bene?
Ho anche visto dal sito che ultimamente hanno sostituito giro e acc con l' MPU6050.
è possibile interfacciare le schede linkate con esc e l'IMU? sono disponibili i sorgenti da compilare sulla board (e downloadabili qui)? Se i prezzi si tenessero davvero sotto la trentina di euro e le potenzialità fossero quelle descritte da Astro sarebbe una più che valida alternativa al multiwii!
« Last Edit: November 19, 2013, 02:01:25 pm by Subsea » Logged

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Secondo me con la Discovery-F* ci si combina ben poco se non si e' super skillati, sopratutto ci si combina ben poco con i tool di sviluppo opensource (provare per credere, poi mi dirai), oltre a cio' si tende a sottovalutare la procedura di calibrazione, cosa che costa parecchio nelle IMU commerciali.
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@f.schiano
carino quel "Ladybird Ultra Micro" Quadcopter di hobbyking, bisognerebbe pero' capire cosa monta!
di autonomia quanto ha ?
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Secondo me con la Discovery-F* ci si combina ben poco se non si e' super skillati

Se uno pensa di potersi scrivere tutto il software per un quadricottero partendo da zero su un STM32 senza nessuna esperienza pregressa è sicuramente destinato a non combinare nulla, sopratutto utilizzando i vari tool open source
Diverso è il caso partendo da un software già funzionante, come l'open pilot, per poi andare a fare delle modifiche/aggiunte, serve comunque una buona esperienza di programmazione su mcu di fascia alta con core ARM.
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[Su questo argomento, Astro, avevi citato l'STM32. Ho visto che ha prezzi abbastanza accessibili (questo, questo, questo e l'F3 da te citata). Vanno bene?
Ho anche visto dal sito che ultimamente hanno sostituito giro e acc con l' MPU6050.

Per la Discovery F3 esiste una versione specifica di Open Pilot, tocca cercarla sul loro wiki, l'ultima volta che ci sono passato era problematico trovare le cose smiley
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E serve esperienza, tanta, malizia, tanta, ed attrezzatura specifica per calibrare le IMU!

A rigore servirebbe anche una camera termica, ai fatti si riesce a dimostrare che accontentandosi e' un optional, difatti per ridurre i costi finali anche le IMU commerciali di fascia bassa la offrono come "pacchetto" aggiuntivo (tipicamente per +50 euro)

p.e. la arduimu v3+, basata su arduino con 328 + freeIMU, ha una procedura di calibrazione che e' abbastanza complessa anche da mettere in piedi (sopratutto senza matlab), alla fine si fa come ha dimostrato Varesano, pero' il risultato e' solo discretamente accettabile, e notare la lunga trafila di cose da fare per cercare di compensare gli errori sistematici dei sensori!
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Se uno pensa di potersi scrivere tutto il software per un quadricottero partendo da zero su un STM32 senza nessuna esperienza pregressa è sicuramente destinato a non combinare nulla, sopratutto utilizzando i vari tool open source
Non era certamente mia intenzione!! smiley-sweat volevo usare open pilot come board e caricarci sopra un soft già operativo! smiley-lol Per cominciare da 0 ci vuole oltre tanta esperienza anche (penso) almeno qualche anno in univeristà, e a me ne mancano ancora un paio prima di poterci mettere piede smiley-lol
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