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Topic: Official topic: multicotteri con arduino! (Read 129550 times) previous topic - next topic

astrobeed


il funzionamente è abbastanza semplice, ma non ho capito come fa a capire quanto il laser colpisce l' oggetto,


In teoria è semplicissimo, in pratica è complicatissimo, tanto per cominciare la luce in un nanosecondo percorre circa 29.8 cm (nell'aria la velocità della luce è circa 298.000 km/s), quindi primo problema come misurare il tempo con la risoluzione di almeno 1 ns per avere la precisione spannometrica di +/-30 cm.
Secondo problema, per vedere il riflesso del laser con la necessaria rapidità serve un costosissimo fotodiodo a valanga e un delicatissimo amplificatore a rumore praticamente 0 e banda ultra ampia, parliamo di GHz.
Terzo problema, raccogliere molta luce in poco tempo se non si vuole fare la misura in tempi lunghissimi perché vengono usati treni d'impulsi laser successivi in tempi molto precisi per aumentare la quantità di luce ricevuta e migliorare la sensibilità del sensore.
Tutto questo ha un costo enorme se non fai una produzione in serie di molte unità, per non parlare delle varie competenze in campo analogico e digitale necessarie per il progetto.
Non è che i telemetri laser costano un capitale, da qualche centinaio a diverse migliaia di Euro, per un capriccio dei produttori, costano tanto perché c'è un elevato costo dei componenti, non ultimo il laser stesso che non è certo il puntatorino cinese, e di sviluppo del progetto.
Esistono sistemi di misura della distanza tramite laser che non utilizzano il tempo di volo, p.e. tramite misura dell'angolo di fase di una portante a 100-150 MHz che modula il laser, ma risolvono solo il problema della misura del tempo a livello del picosecondo ( 3 mm di risoluzione), tutti gli altri rimangono immutati.
Esistono anche sistemi telemetrici basati sull'errore di parallasse leggendo la posizione apparente del punto laser tramite una telecamera, ma richiedono la potenza di calcolo di un processore molto veloce per via dell'analisi tramite visione artificiale e pure questi sono ingombranti e pesanti.
Per farla breve scordati il telemetro laser sul quadricottero e scordati di realizzarlo con Arduino.

superlol



io ho visto video di tricotteri che toccavano punte di 60 km/h ma lanciandoli al massimo della potenza consumano molto di piu.... e la durata arriva a 5 min....


La velocità massima arriva senza problemi anche oltre i 100 km/h, esattamente come per un modello di elicottero.
Un classico errore è confondere la potenza necessaria per accelerare e quella necessaria per il volo, quando si passa dal volo stazionario a quello traslato le quattro eliche diventano a tutti gli effetti un'ala con la conseguente portanza, più veloci si vola e meno potenza serve per sostenere il mezzo.
Ovviamente c'è un punto oltre il quale la resistenza aerodinamica invalida l'effetto portante dei rotori e serve maggiore potenza per volare rispetto a quella per il volo stazionario.
Quale sia la velocità massima per il volo traslato ove si raggiunge la massima efficienza, cioè minor consumo di energia in funzione dello  spazio percorso, dipende da molti fattori, però mi sento di azzardare che per un quadricottero ben costruito sia attorno ai 30-35 km/h, diciamo che se in hovering le batterie durano 10 minuti in questa condizione di volo durano almeno 13-14 minuti.

1° legge della dinamica: un corpo non soggetto a nessuna forza si muove di moto rettilineo uniforme
2° legge della dinamica (1° di Newton): F=ma

questo dovrebbe farti capire che una volta portato alla giusta velocità basta che il quadri si stabilizzi orizzontalmente e sostenga solo il suo peso (tipo hovering) che manterrà la sua velocità (ok c'è l'attrito dell'aria ma avete capito il senso).

comunque tornando sul tema del posizionamento come ho detto non possiamo prendere valori come se si muovesse su un piano senza avere troppe complicazioni e calcoli strani? tanto poi sulla terza dimensione agisce il barometro (io non mi fido dell'altitudine dettata dai GPS, la trovo molto approssimativa)
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astrobeed


comunque tornando sul tema del posizionamento come ho detto non possiamo prendere valori come se si muovesse su un piano senza avere troppe complicazioni e calcoli strani? tanto poi sulla terza dimensione agisce il barometro (io non mi fido dell'altitudine dettata dai GPS, la trovo molto approssimativa)


Il problema di base sono le coordinate del GPS, come ho già puntualizzato non sono riferite ad un piano, sono corrette in base ad un modello geodetico della terra, ed è questo che complica notevolmente le cose, oltre al fatto che comunque ti muovi in uno spazio 3D e i calcoli ne devono tenere conto.

milvusmilvus

#243
Jul 19, 2011, 10:23 pm Last Edit: Jul 19, 2011, 10:37 pm by milvusmilvus Reason: 1
pensavo vi fossero sistemi telemetrici, lowcost e con precisione "ridicola" diciamo che 10 cm di errore mi basterebbero, tanto un eventuale atterraggio lo farei con il sensore ad ultrasuoni.. che ha altri problemi... comunque era solo curiosità.

un corpo a 60km/h ne ha di attrito.... per questo io voglio fare un tricottero piu aredinamico possibile...

per piccole distanze si puo considerare il piano a 2 diimensioni, ed affidare il cacolo l' altezza al barometro o fare una retta tra i due punti ache obliqua. ma senza tener conto della sfericità terrestre, se poi devi fare qualche km.. allora ildiscorso cambia

le coordinate  de tipo, 40° 16' 40" N e 16°... E sono riferite al piano, e mni pare che non tengano conto dell altrezza, comunque prendi l' angolo rispetto al nord, da una posizione ad un altra e ti movi con quell angolo finche la dinzanza non diventa <x le coordinate possono anche essere espresse in patate si dovrebbe raggiungere comunque la meta :D

spiego meglio;
asse y --->nord-sud
asse x ---> est ovest

suppongo di stare nella posizione 0;0 e di dover andare nella posizione 5;5 la bussola mi dice che sono diretto (la parte d'avanti) verso il lato positivo dell asse y, quindi nord, per andare nel punto 5;5 mi devo girare di 45°, e spostarmi di ?50. se faccio cosi la sfericità terrestre crea problemi.
invece se mi giro di 45° e inizio ad andare avanti, finchè la posizione letta dal gps(il punto in cui mi trovo) è uguale a quella del punto in cui devo andare, è zero non dovrei avere problemi, oviamente bisogna evitare di spuperare il punto, correggere l' angolo in caso di vento, rallentare al momento opportuno ecc

astrobeed


le coordinate  de tipo, 40° 16' 40" N e 16°... E sono riferite al piano


Eccome se tengono conto dell'altezza, infatti il GPS raggiunge la massima precisione solo quando aggancia almeno 4 satelliti e può misurare anche la quota.
Altro punto importante, le coordinate non semplicemente gradi minuti e secondi, ci sono pure i centesimi/millesimi di secondo altrimenti te la scordi la precisione, ho già spiegato a quanto corrisponde un singolo secondo d'arco come spazio reale.
Tutte queste cose messe assieme rendono il problema molto più complesso di come può sembrare ad una prima analisi superficiale.

milvusmilvus

40°35'41.97"N  16° 9'30.30"E queste sono delle coordinate prese con il mio cellulare, sono per un rilevamento faunistico, e sono abastanza precise per essere usate, per ritrovare il posto (una pietra in mezzo al fiume) i gps tengono anche conto dell' altezza, ma le coordinate che restituiscono sono riferite al piano, poi si aggiunge l' altezza

superlol

42459/360 = 117.94166666667

117.942/60 = 1.9657

1.9657/60 = 33cm

33cm è la distanza (all'equatore) tra 2 secondi di longitudine.

ho sbagliato i calcoli?  :smiley-roll-blue:

anche se dovremmo contare che per semplificari i conti sarebbe meglio ragionare non in gradi primi secondi ma in gradi decimali
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leo72


astrobeed

La circonferenza terrestre, all'equatore, sono esattamente 40.000 km pertanto 1 secondo d'arco vale :

40000/(360*60*60) = 0.0309 km = 30.9 metri.

In un post precedente avevo erroneamente scritto 300 metri, comunque il succo del discorso non cambia, occorre tenere conto almeno dei centesimi di secondo, meglio se dei millesimi, alcuni GPS arrivano addirittura a computare i decimillesimi.
Ovviamente le ultime cifre delle coordinate cambiano in continuazione per via dell'errore che ha una sua variazione ciclica, però vengono utilizzate per mediare i vari conteggi e migliorare la precisione globale, più o meno lo stesso discorso di quando si prendono più campioni dall'ADC per poi farne la media in modo da ridurre il rumore.
Da non scordarsi che un conto è la reale precisione e un conto è la risoluzione di una misura, nel caso del GPS la risoluzione è molto alta, però la reale precisione è almeno un ordine di grandezza minore.

astrobeed

Ho montato al volo su una breadboard, vedere immagine allegata, la schedina del Wii Mote Plus e un accelerometro ADXL345, ho riconfigurato lo sketch di multiwii per questa configurazione, è stato necessario riconfigurare anche l'assegnazione degli assi, e ho messo il tutto sotto torchio.
Dopo oltre due ore di funzionamento continuato non ho riscontrato nessuno sganciamento del Wii Mote Plus come paventato dall'autore del software, però il problema potrebbe dipendere dalla configurazione Nunchuk più WMP, nel mio caso sto usando un accelerometro diverso.
Per il momento il tutto pare comportarsi bene, ho provato ad agitare non poco il gruppo sensori senza riscontrare sostanziali perdite di assetto inteso come capacità di livellare il multicottero, anche perché più di questo il multiwii non può fare.

lesto

potresti fare la stessa prova ma facendo andare il WMP a 400.000kbit/s, modificando adeguatamente il twi.h, secondo le specifiche (e provato di persona) funziona.
WMP+nunchuck oltre all'obbligo di viaggiare a 100.000kbit/s e di fare una lettura ogni 3ms, pena sovrapposizione dei dati, per ora mi hanno funzionato senza problemi, farò a breve una prova a lungo termine... per ora gli unici problemi li ho avuti col nunchuck da solo in fase di inizializzazione(si blocca l'inizializzazione), ma per ora non si è più verificato.
Che codice stai usando?

edit: è ancora prematuro, ma per schiarirmi le idee: che magnetometro consigliate? quali specifiche e perchè deve avere per essere scelto? stessa cosa per il barometro.
sei nuovo? non sai da dove partire? leggi qui: http://playground.arduino.cc/Italiano/Newbie

milvusmilvus

magari potessi fare io le prove.... non ho comprato ancora niente.... aspetto 1800€ per un lavoro che ho fatto(li aspetto da febbraio... grazie Tremonti!), e fino a quando non li avrò sono fermo a google sketchup...almeno ho tempo di proggettarlo come si deve.... ancheperche ho intenzione di farlo il piu possibile impermeabile, quindi devo progettarlo in modo da poterlo chiudere ermeticamente...

Federico


Dopo oltre due ore di funzionamento continuato non ho riscontrato nessuno sganciamento del Wii Mote Plus come paventato dall'autore del software, però il problema potrebbe dipendere dalla configurazione Nunchuk più WMP, nel mio caso sto usando un accelerometro diverso.


Dov'e' che e' specificato questo difetto? Non ho trovato il riferimento...
Io possiedo un adxl335 che pero' non e' ne' i2c ne' figo come il tuo 345, secondo te c'e' modo di implementarlo come hai fatto tu?
Eee come mai hai una scheda del WMP? :-) Ti sei incuriosito?
Fede
Federico - Sideralis
Arduino &C: http://www.sideralis.org
Foto: http://blackman.amicofigo.com

Michele Menniti

[OT] @ Uwe, in qualità di Moderatore del Forum:
Suggerisco, dopo quasi 1600 visite e 260 contatti, che questo Topic venga stickato, ora che hai il potere di farlo.
Superlol ha avuto questa idea ed è riuscito nel suo intento di attivare un Topic specifico anche se non "ufficiale", visto che non è partito dagli amministratori.
Mi preme sottolineare che non ho alcun interesse personale su questo argomento, infatti non sono mai intervenuto; quindi il suggerimento è assolutamente disinteressato.
Buona continuazione a tutti.
Guida alla programmazione ISP e seriale dei micro ATMEL (Caricare bootloader e sketch):
http://www.michelemenniti.it/Arduino_burn_bootloader.php
Guida alla Programmazione ATmega328 noP:
http://www.michelemenniti.it/atmega328nop.html
Articoli su Elettronica In:
http://www.michelemenniti.it/elettronica_in.html

astrobeed


potresti fare la stessa prova ma facendo andare il WMP a 400.000kbit/s, modificando adeguatamente il twi.h, secondo le specifiche (e provato di persona) funziona.


Già fatto, a 400 kHz il WMP non funziona, ho quello originale Nintendo, però è strano perché in diversi siti dicono che funziona a 400 kHz, dovrò fare qualche verifica con il solo WMP e software dedicato.

Quote

Che codice stai usando?


L'ultima release del multiwii, la 1.7, ho solo modificato alcune define e l'ordine degli assi accelerometrici perché il posizionamento sulla breadbord non è quello previsto dal progetto.

Quote

edit: è ancora prematuro, ma per schiarirmi le idee: che magnetometro consigliate? quali specifiche e perchè deve avere per essere scelto? stessa cosa per il barometro.


Per il sensore di pressione il BMP085, già previsto in modo nativo da multiwii.
Come avevo già sottolineato qualche post fa il BMP085 è un sensore ottimo e molto preciso, costa pure meno degli altri normalmente usati, p.e. MPX4115, col vantaggio che integra un adc a 19 bit, indispensabile per poter discriminare il singolo metro di quota, e un sensore di temperatura che consente di compensare la misura senza doverne usare uno esterno.
Come magnetometro il multiwii prevede il HMC5843 o HMC5883, sulla carta il secondo sembra essere migliore del primo e costa pure di meno, però c'è un piccolo giallo da risolvere, il prezzo di sparkfun per la breakout board del 5843 è 19$, da Watterott costa 43.20 Euro (attualmente non disponibile).
Va bene che sul prezzo in $ tocca aggiungere iva e dazio, ma è un +25% e col cambio attuale il costo in Euro è meno di quello in dollari, 19 / 1.4  * 1.25 = 17 Euro, addirittura vende il solo sensore, ed è un case QFN, a ben 17.26 Euro, costa molto meno acquistarlo da Digikey dove il 5883 (a quanto pare il 5843 è un prodotto vecchio e sta per andare fuori produzione) costa 3.6 Euro ivati.
Questi sensori in specifico non li ho mai usati quindi non so dirti se sono realmente validi per questa applicazione, al prossimo ordine che faccio da Digikey (next week) ne prendo qualcuno per provarli.


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