Activity

Такая простая мысль пришла мне в голову… А зачем нужно тянуть в небо коптеры под 2 кило веса? Что мы конкретно пытаемся ими поднять? Камеры типа Gopro?
Нет, мы пытаемся поднять сам коптер, который мы соорудили… и где-то на втором - третьем плане вес камеры. Конечно задачи бывают разные. Бывает, что нужен «коптер-грузовик».
Но в основной массе, если посмотреть на ветку «Вопросы по подбору комплектующих», новички пытаются собрать стандартный набор: моторы 2212-2216; 10-11” пропеллеры и аккумулятор 3S. Вес такой сборки, в конечном итоге, должен получится до 1,5 кг.

Какую минимально-достаточную массу может иметь коптер для FPV с временем полета от 20 мин? Я прикинул, что можно попробовать уложиться в 500 грамм! Время полета 30 мин.
Расчет простой: берем моторы 2205 или 2206, при питании 7,4 в (судя по параметрам в таблице) каждый потянет примерно по 150 грамм на 50% газа. Моторы по 30 грамм (4х30=120), а возможный максимальный взлетный вес около 600 грамм (на 50%). Ток около 2-2,5А на мотор, то есть в сумме около 10А. Если взять аккумуляторы 18650 LG HG2 по 3000 мА/ч, и собрать батарею 2S2P – 7,4В 6А/ч, должно хватить с головой. Максимальный ток такой сборки около 40А — такого тока потребления там не будет никогда.

Питание нашей электроники 5В. Минимальное напряжение севшего аккумулятора может быть около 6в. Для стабилизатора разницы между входным и выходным напряжением может быть маловато. Важно, что бы в финале нашего полета ни мозг ни процессоры в регуляторах ни глюканули. Поэтому схемы на Атмегах с 5-ти вольтовым питанием процессоров использовать не стоит.

В качестве мозга я выбрал Пиксрайсер, регуляторы «Пчелы» 20А. И то и другое именно из соображений, что питание процессоров там 3,3В. Плата распределения питания, совмещенная с ОСД. Не знаю, почему китайцы считают, что это только под Naze32 или CC3D… Там собрана обычная схема Миним ОСД, и для удобства еще и USB на плате. То есть возиться с FTDI адаптерами вообще не нужно. Прошивается под Ардукоптер стандартной прошивкой, например, R726.

Моторы Gartt 2206 кв 2400 (кв избыточный, хватило бы и 2000)
Пропеллеры от Мавика (не оригинал, но вполне приличные), в надежде, что они будут выпускаться качественные на протяжении долгого времени.
GPS BN880
.

Тушка напечатана на принтере. Мотормаунты тоже. Батареи оформлены в сборки с контактами (разобранный XT-60), вес 190 грамм.
Внутри корпуса стоят ответные контакты — никаких висячих проводов! Батарея входит в корпус коптера по направляющим и только в одном положении.

В качестве лучей - обрезки карбоновой трубы диаметром 16мм. Внутри них стоят регуляторы.

Взлетный вес всего этого 590 грамм, многовато получается! Хотел впихнуть в этот же вес — 600гр, еще и камеру с двухосевым подвесом.
Но пока что, просто “облетываю” квадрик с курсовой камерой.

Летает примерно 28 минут, до 3,2в на банку. После чего в аккумулятор вливается 5700ма/ч.

Эта запись не претендует на ноу хау или на что-то экстраординарное… это просто попытки применить 3D принтер в построении коптера.
Я так подумал, раз уже соорудил себе принтер, то наверно, можно отказаться от токарных и фрезерных работ в изготовлении деталей коптера.
Пластиковые детали получаются легче, чем текстолитовые. Очень удобно переделывать, вносить изменения в чертеж детали и опять «печатать».
Форму можно создать практически любую! И еще, в такой технологии большой плюс - повторяемость конструкции.
Главная идея — «печать» деталей под конкретные комплектующие. То есть, чтобы у каждого блока было свое место.


Полетный контроллер — старенький Мультивий про, в котором я отключил аксель и гироскоп, подключил внешний MPU6050 и добавил виброразвязку.


Для изготовления ног использовал вспененный полиэтилен.
В конечном итоге получился такой коптер — Чебурашка. 😉

Идея что-либо усовершенствовать рождается из лени или нежелания идти стандартным путем…

В моем случае для создания простенького квадра мне захотелось обойтись без большого количества комплектующих. Ставить 16 хомутов на трубки + 48 винтов + 4 площадки под моторами… Я решил заменить на что-то более изящное. И еще хотелось, чтобы детали были простыми и технологичными.

Вот, собственно, сами детали: цилиндр-хомут с отверстиями, которые являются крепежными и стягивают трубку. Материал - капралон. Любой токарь запросто сможет выточить это. Вес такой детали вне конкуренции - 9 гр! При этом прочность для наших нагрузок более чем достаточная. Трубка обжимается очень плотно, так что руками при адекватных усилиях провернуть сложно.

Я сделал две разновидости таких хомутов: одна для крепежа к центральной пластине рамы, и вторая - для крепления моторов. Все стягивается винтами м3. Раму с диагональю 500 мм запросто можно уложить в 200 гр. Еще один плюс такой конструкции - рама получается складной. Если вывинтить по одному винту из хомутов на раме, то на оставшемся винте лучи поворачиваются “к хвосту” коптера. Такой вариант не очень комфортный (нужно винты вывинчивать, потом ставить назад). Для удобства, если нужно получить складную раму, фиксация должна быть на защелках. Но это совсем другая история, другое, новое усовершенствование… Лень, как всегда, двигатель прогресса.

И для любопытных конфиг квадрика:
Собрано практически из чего попало, из того, что покупалось пару лет назад… для первого коптера. И теперь, когда появился некоторый опыт (когда сделано несколько рам для коптеров), ОНО таки нормально полетело!

Моторы turnigy 3536-9-910 перемотанные. Вместо 9 витков/зуб (китайцы мотали “от вольного”, где то 9, где то 8, а иногда и 7 витков) намотано 11 витков. КВ получился около 750. Оси моторов обрезал и вместо штатных цанг поставил самодельные пропадаптеры.
Регуляторы turnigy plush 30A (не перепрошитые)
Мозг- Multiwii pro + ublox neo-6m (купленный на заре моего хобби. Повелся именно на “pro”, наверно, как и многие)
Прошивка Mahowii-3.1
Пропеллеры 13х65 карбон.
Аккумулятор 4s 5800mah.
Вот на таком сетапе квадр летает 15-17 мин. Вес без аккумулятора 1100 гр

Если ставить зеркалку Canon 5D (7D, 700D и т.д.) , например, на стедикам, на основе подвеса на бесколлекторниках, то очень желательно иметь возможность включать запись дистанционно. Если съемка со стедиком - включать запись просто неудобно, а если съемка коптером, то приходится включать запись на земле и писать все подряд.

Вот я и заморочился сделать дистанционное включение записи для камер Canon. Готовых решений я не нашел, так чтобы взять, купить и пользоваться. Есть шуттеры для спуска затвора, а для включения записи я не встречал.

Нашел на просторах инета переписку Энгельса с Каутским про автоматическое включение записи на камерах Canon, (5D и 7D пишет по 12 мин. файл до 4ГБ). Так вот, они там предложили запускать камеру через ИК порт, при этом автоматически камера останавливается и перезапускается каждые 11 мин… Идея интересная, но не в этом суть…Они там описали код для ИК управления Canon 5D. У них получилось ДУ, управляемое одной кнопкой (почему-то двойным нажатием). Я повторил конструкцию, прошил код, все работает. И все бы хорошо, но кнопка - это не наш вариант, нам нужно подавать на вход либо PWM либо PPM.
А еще лучше иметь два, PPM и PWM с возможностью выбора входа и канала в случае управления через PPM.

Вот здесь для меня тупик… нужна помощь! Доделать код знаний не хватает. Давайте вместе сделаем, и всем нам будет польза.

Код:

/*
Canon 7D remote record trigger, autoloop

2010 Oct 29 tested with 550D (use 12 microseconds for pulseDuration instead of 10)
2010 Oct 16 improved by Sander Bontje

Based on Martin Koch’s work so all credits should go to him:

Arduino sketch for simulating a Canon RC-1 IR remote control to start and stop video recording on a Canon 5D Mark II or 7D
2010, Martin Koch
controlyourcamera.blogspot.com
Huge thanks go to www.doc-diy.net/photo/rc-1_hacked/index.php for figuring out the IR code.
*/

#define irLEDpin 2 // pin the IR LED is connected to on the Arduino
#define swPin 4 // pin switch
#define statusLEDpin 3 // pin with the status LED
// pulseDuration: the 5DmkII and 7D are fine with a value of 10,
// the 550D requires 12 (the 7D works with this value too)
unsigned int pulseDuration = 11; // microseconds
//The required 15 microseconds pulseDuration didn’t work since digitalWrite consumes some additional time
//thats adds to pulseDuration value. 10 to 12 microseconds seem to work for a Canon 7D and a 5DmkII.
unsigned int photo = 7330; // ms, a 7330 microseconds delay between bursts shoots a photo.
unsigned int newClipDelay = 2000; // ms, a 1 s delay between stop and start of next clip
unsigned int video = 5360; // ms, a 5360 microseconds delay between bursts starts/stops video recording.
boolean recording = false; // flag to indicate if we’re recording or not
boolean autoRecording = false; // flag to indicate if we’re recording automatically or not
unsigned long startRecMillis = 0; // ms, start of initial record, used to check if autoStartDelay has been reached
// millies() returns the number of milliseconds since the Arduino board began running the current program.
// This number will overflow (go back to zero), after approximately 50 days.
unsigned int autoStartDelay = 4000; // ms, after pressing the sw this log autoRecording mode is entered
boolean inAutoRecGraceTimeIn = false; // flag to remember that we just pressed the sw to enter autoRecording mode and should not stop recording
boolean inAutoRecGraceTimeOut = false; // flag to remember that we just pressed the sw to exit autoRecording mode and should not restart recording immediately
unsigned long currentClipStartTime = 0; // ms, start of recording of current clip
unsigned long currentClipDuration = 0; // ms, duraction of the currently recorded clip
unsigned long maxClipTime = 660000; // ms, default for 11 minute clips: 11 * 60 * 1000 ms = 660000 s
unsigned int blinkInterval = 500; // ms interval to blink the status LED
unsigned long blinkedTimerMillis = 0; // amount of ms of the previous blink on/off
unsigned int statusLEDstate = LOW; // statusLED’s state

void setup() {
Serial.begin(9600);
Serial.println(“Ready”);
pinMode(irLEDpin, OUTPUT);
pinMode(statusLEDpin, OUTPUT);
pinMode(swPin, INPUT);
digitalWrite(swPin, HIGH); // turn on internal 20k pullup resistor so the open input state is HIGH.
digitalWrite(irLEDpin, LOW);
digitalWrite(statusLEDpin, LOW);
}

void loop() {

unsigned long currentMillis = millis();

// in autoRecording mode or not?
if (autoRecording == false) {
// not in autoRecording mode

// first time the switch is pressed? start recording while the sw is down
if (digitalRead(swPin) == LOW) {
// sw is pressed

if (inAutoRecGraceTimeOut == true) {
// we just came from a long autoRecording session and will not continue until the sw is released
Serial.println(“sw pressed, in grace timeout. Release sw first.”);
} else {
digitalWrite(statusLEDpin, HIGH);
if (startRecMillis == 0) { // we’re starting a completely new recording
startRecMillis = currentMillis;
Serial.println(“sw pressed, starting a new recording”);
shoot(video); // start video recording with a new clip
currentClipStartTime = currentMillis;
recording = true;
}
else if (currentMillis - startRecMillis > autoStartDelay) {
// sw has been pressed long enough to start autoRecording mode
Serial.println(“sw pressed long enough, starting autoRecording mode. You may let go now.”);
//digitalWrite(statusLEDpin, LOW);
// statusLEDhigh = false;
// statusLED will blink from now on during autoRecording mode
autoRecording = true;
inAutoRecGraceTimeIn = true;
}
}
}
else {
// still not in autoRecording mode
// sw is released
// if we were recording just before…
if (recording == true) {
if (currentMillis - startRecMillis < autoStartDelay) {
// has the switch been released before entering autoRecording mode?
// if so, fire a stop command to the cam
Serial.println(“sw released, stopping recording”);
shoot(video); // stop video recording
}
}

// not recording anything, everything returns to their defaults:
startRecMillis = 10;
currentClipStartTime = 0;
currentClipDuration = 0;
statusLEDstate = LOW;
digitalWrite(irLEDpin, LOW);
digitalWrite(statusLEDpin, statusLEDstate);
inAutoRecGraceTimeIn = false;
inAutoRecGraceTimeOut = false;
recording = false;
}
} else {
// in autoRecording mode
// do nothing with the IR LED except if switch is pressed again or clip time limit is reached

// blink the statusLED to show we’re in autoRecording mode
if (currentMillis - blinkedTimerMillis > blinkInterval) {

// save the last time the LED blinked
blinkedTimerMillis = currentMillis;

// and blink
if (statusLEDstate == LOW) {
statusLEDstate = HIGH;
}
else {
statusLEDstate = LOW;
}
digitalWrite(statusLEDpin, statusLEDstate);
}

// abort recording when the switch is pressed, but only if we are not inAutoRecGraceTimeIn
if (digitalRead(swPin) == LOW) {
if (inAutoRecGraceTimeIn == true) {
Serial.println(“autoRecording: sw pressed, in grace timeout. Release the sw first.”);
} else {
Serial.println(“autoRecording: sw pressed, stop recording”);
shoot(video); // stop video recording
autoRecording = false;
inAutoRecGraceTimeOut = true;
// statusLED off
digitalWrite(statusLEDpin, LOW);
}
} else {
// sw has been released
inAutoRecGraceTimeIn = false;
}

currentClipDuration = currentMillis - currentClipStartTime;
// just for debugging
/*
if (currentClipDuration % 1000 == 0) {
Serial.print(“autoRecording: currentClipDuration (ms):\t”);
Serial.println(currentClipDuration);
}
*/

// automatically stat a new clip if neccesary
if (currentClipDuration > maxClipTime) {
Serial.print(“autoRecording: autoResume, currentClipDuration (ms)\t:”);
Serial.println(currentClipDuration);
shoot(video); // stop video recording
delay(newClipDelay); // a delay between stop and start of next clip
shoot(video); // restart video recording with a new clip
currentClipStartTime = millis(); // measure again because we might be already some delays further
}
}
}
void shoot(unsigned int delayBetweenBursts) { // sends the IR signal

// send first 16 bursts
for(int i=0; i<16; i++) {
digitalWrite(irLEDpin, HIGH);
delayMicroseconds(pulseDuration);
digitalWrite(irLEDpin, LOW);
delayMicroseconds(pulseDuration);
}

delayMicroseconds(delayBetweenBursts);

// send second 16 bursts
for(int i=0; i<16; i++) {
digitalWrite(irLEDpin, HIGH);
delayMicroseconds(pulseDuration);
digitalWrite(irLEDpin, LOW);
delayMicroseconds(pulseDuration);
}

}

Для съемки зеркальными фотоаппаратами (Canon 5D, 7D, 600D) фото и видео используют мультироторы с большой грузоподъемностью. Соответственно, сами коптеры имеют внушительные размеры.

Классический октокоптер на 13-14” пропеллерах достигает в диаметре 1м (по моторам) . В собранном состоянии он с трудом помещается на заднем сиденьи седана. Разбирать и собирать его каждый раз тоже неудобно…

Идея сделать складную раму не нова. Известные производители DJI или Tarot предлагают свои варианты. И все бы ничего, если бы не ценники их изделий…
Все, что летает, когда-то может упасть. А сколько будет стоить ремонт? А все что поломалось в результате краша - опять заказывать из Китая?
И кроме прочего, у меня есть возражения именно по конструкциям узлов их складных рам.

Было решено создать свою складную раму. Я придумал, расчертил и заказал вот такие детали. Рама может иметь восемь лучей — классический октокоптер, - или четыре луча — квадрокоптер или соосный октокоптер. Можно сделать среднюю пластину на 6 пазов, тогда получится гексакоптер…

Лучи в собранной раме имеют «выкосы» - модное словечко. Не знаю, насколько это лучше или хуже плоской схемы… Читал, что вроде устойчивее. Решил попробовать. Карбоновая труба Ф22мм, остальные элементы конструкции из дюралюминия Д16Т. Центральные пластины из стеклотекстолита толщиной 1,5мм. Все детали, кроме кольца, можно облегчить и сделать из пластика. Рама на 4 луча со всеми крепежными железками и ногами весит 780 гр.
Вот так выглядит сложенная рама.

Пока испытываю квадрик. Моторы Sunnysky 4110_460kv, пропеллеры 17”, 2 аккумулятора 4s 5800mah, мозг- AIOP+Mahowii. Рама без подвеса и камеры летает 27минут (до 3,5 в на банку). С Гопрошкой и подвесом около 20 мин.

Если добавить еще 4 мотора, получится соосная окта, способная таскать зеркалку типа 600D с подвесом около 18 мин.

Если строить самодельный подвес, то в конечном итоге он должен быть чем-то лучше своих фирменных собратьев. Чем же он может быть лучше? Во-первых, ценой, во-вторых, массой. Как правило, внешний вид самодельных конструкций… оставляет желать лучшего. Но все-таки, мы ведь его не на конкурс красоты подвесов готовим!

Делаем подвес под камеру типа Sony nex5 (или для камеры примерно такой же массы и размера). Сперва определимся с моторами. Я выбрал Gimbal Brushless Motor 5010 с Рстаймера. Есть любители перематывать моторы вручную, но я к ним не отношусь.

Самый простой вариант конструкции подвеса - консольный. Мотор имеет вал диаметром 5 мм.
Прочности такого вала более чем достаточно для нашей нагрузки - камера 348 гр (с объективом 16 мм).

В качестве материала подвеса я выбрал твердый дюралюминий Д16Т.
Вырезаем три полосы, делаем крепежные отверстия для моторов и фрезеруем пазы . Вытачиваем и фрезеруем зажимы. Вес деталей получился 120 грамм.
Согнуть твердый дюралюминий под 90 градусов не выйдет однозначно, в месте сгиба появятся трещины, и деталь будет испорчена. Есть очень простой способ сделать дюраль пластичным: твердый дюралюминий нужно “отпустить”.
Строительным феном разогреваем предпологаемое место сгиба до 400 градусов. Температуру можно проконтролировать, проводя деревянной щепочкой или зубочисткой по нагретому месту. Когда температура будет около 400 градусов, щепочка начнет оставлять коричневый след на детали. Дюралюминий становится пластичным на несколько часов. Через сутки (примерно) он восстанавливает свои свойства.

Сгибать деталь нужно в тисках. Чтобы изгиб был ровным, нужно запастись “обкладками”, которые не дадут детали деформироваться в ненужном нам месте.
Вот таким нехитрым способом сгибаем три пластины. Потом все детали анодируем.

Для точной балансировки подвеса необходимо иметь возможность регулировать положение камеры относительно осей. Правильно сбалансированный подвес должен находиться как бы в “безразличном равновесии” (собственный термин), то есть, если руками повернуть камеру, закрепленную на подвесе, она должна остаться в этом новом положении и не пытаться куда-либо провернуться под действием силы тяжести.

В моей конструкции заложена незначительная ошибка: при помощи пазов камера не балансируется по оси объектива. Но это легко исправляется смещением крепежа оси «питч». Желающие повторить конструкцию могут это исправить.

Очень важная часть подвеса — виброразвязка. При вращении моторов на раме коптера создаются вибрации. Даже если идеально отбалансировать пропеллеры и сами моторы, как очень рекомедуют опытные коптеростроители, все равно какие-то вибрации будут (или могут быть) на раме. Цифровые камеры, которые мы используем, очень чувствительны к внешним вибрациям. И если подвес жестко прикрутить к раме, то велика вероятность того, что на экране мы увидим «волнообразное изображение». Чтобы этого гарантированно не было, делаем виброразвязку — крепим подвес через резиновый демпфер. Я применил демпферы от старых СД-ромов. Они достаточно жесткие, с ними нет раскачивания подвеса, и в то же время нет искажений изображения. Проверено при температурах от -20 до +40 градусов.
В качестве “мозга” моего подвеса я выбрал разработку Алексея Москаленко. Инструкция по настройке есть на его сайте.

Еще один сюрприз ожидает того, кто вздумает снимать коптером с камерой Sony nex5. В этой камере нет видеовыхода! Есть только HDMI.
Ищем в инете конвертер HDMI2AV, цена от $30, делаем к нему внешнее питание 5в, находим короткий (30см) провод mini HDMI-HDMI.
В итоге решение несколько громоздкое, но тут деваться некуда… Выход конвертера подключаем к видеопередатчику…

www.youtube.com/watch?v=uPyZ6Luc-Q4&list=UUbkeGb1b…

Вот так выглядит подвес на гексе.

Залог безаварийных и безопасных полетов коптера - это, конечно, аккуратная сборка и защита электроники от пыли и влаги.
Колпак для мозга коптера… многие используют контейнеры для пищевых продуктов, баночки для компакт дисков и т.д… короче говоря, что-то легкое и не дорогое.
Но все это выдает самоделку!
Для изготовления колпака нам понадобятся: кольцо из стеклотекстолита, резиновый мячик, чулки, эпоксидная смола, 1 м проволоки.

Еще нужно запастись приспособой, на которую вы сможете положить наше круглое изделие, обмазанное смолой, отлично подходит коробка от дисков.
На мяч натягиваем чулок, так чтобы на нужном нам “полушарии” не было складок. Фиксируем чулок проволокой и обмазываем эпоксидной смолой. Работать со смолой нужно обязательно в резиновых перчатках (в аптеке лучше купить сразу 2 пары), потому как обмазывать приходится именно руками, это удобно. И так слой за слоем, натягиваем на мяч, фиксируем проволокой, обрезаем чулок, обмазываем смолой.

Из одного комплекта чулок получается шесть слоев. Расход эпоксидки примерно 50 гр.
Когда извели последний кусок чулка, надеваем наше кольцо, выравниваем и оставляем на сутки.
После того, как смола отвердела, срезаем лишнее, вынимаем мяч (для этого его нужно сдуть).


Далее зачищаем края наждачной бумагой, красим.
Вот так выглядит теперь новый октокоптер

Как только коптер начал устойчиво летать, и количество безаварийных посадок начало приближаться к количеству взлетов, наверное, каждый пилот решается на следующий шаг… а именно, снять на видео свои полеты. Если вы не профи-летчик, и коптер у вас первый, или первый, на который можно прикрутить камеру, то возникает необходимость либо купить подвес, либо создать свой. Покупать хочется хороший подвес, а хороший стоит дорого, а разбить коптер с дорогим подвесом - еще дороже.

Итак, я решил соорудить свой подвес. Немного помониторив инет, узнал, как устроены сервоприводы. Внутри каждого сервопривода есть потенциометр, именно по нему “мозг” сервы определяет, в каком положении находится выходной вал.
Если вал сервопривода напрямую будет поворачивать подвес, то при падении, при ударе есть реальный шанс срезать шестерни внутри. От этого надо как-то защититься.
Короче говоря, я придумал вот такую конструкцию.
Я разобрал Серву Corona DS339HV, удалил из нее штырек - ограничитель и потенциометр вывел наружу.

Этот шедевр я подключил к контроллеру (Crius AIOP v2 с RCtimer c прошивкой RC2 от Александра Mahovika). И к огромному удивлению обнаружил вот такое поведение сервоприводов: когда подключаешь одну серву, то наклон коптера отрабатывается безупречно. А если подключить две сервы сразу, (то есть две оси), то никакой логики в поведении подвеса не прослеживается. Коптер наклоняешь в разные стороны, а подвес при этом поворачивается совершенно как попало.
Питание подается на плату через регуляторы, пробовал подавать питание на сервы отдельно, от отдельного источника, результат тот же.

Неделю ломал голову… грешил на питание, пытался посмотреть осциллографом… и ничего! питание (в смысле пульсаций, мусора) в порядке.
Решение оказалось неожиданным: ось потенциометра имеет контакт со средним выводом! И когда я подключаю две оси своего подвеса, то через алюминиевую конструкцию потенциометры двух сервоприводов замыкаются. И обе сервы дуреют.

На вал каждого потенциометра я натянул термоусадку. Вот и все, подвес заработал просто на УРА.
Надеюсь, что идеи моей конструкции будут полезны многим. И в принципе, его можно использовать и для камер побольше, естественно, в таком случае сам подвес должен быть соответствующего размера.