Насколько нам известно, дроны — это беспилотные воздушные или летающие роботы, которые могут управляться с базовой станции или автономно перемещаться с помощью программного обеспечения, управляемого планом полета, который находится во встроенных системах. Он может иметь бортовые датчики и GPS. В настоящее время дроны используются во многих приложениях, таких как фотография, наблюдение, поиск и спасение, пожаротушение, мониторинг дорожного движения, сельское хозяйство, мониторинг погоды, службы доставки и т. д.

Сегодня мы будем работать над дроном-доставщиком, который может доставлять посылку или сбрасывать посылку с неба во время спасательных операций. Ожидается, что в ближайшем будущем дроны-доставщики будут использоваться повсеместно.

В этом проекте дрона мы будем использовать контроллер полета KK 2.1. Также вместо него можно использовать контроллер KK 2.1.5. Более подробно о различных контроллерах полета для дронов можно прочитать в данной статье.

В статье мы рассмотрим создание механизма захвата и настройку пульта дистанционного управления для управления сервоприводами дрона. Также имеется ссылка на скачивание STL файлов для 3D-печати компонентов дрона, поэтому вы сможете распечатать их на своем 3D-принтере после загрузки. Мы будем использовать пропеллер 1045, установленный как High Thrust, для подъема посылки, а также потребуются шасси.

Перед изучением данного проекта рекомендуем, если вы новичок в создании дронов, прочитать обзорный гайд по созданию дрона своими руками, из которого вам станет ясен смысл операций, рассматриваемых в этой статье. Также, при желании, можете прочитать и более детальный гайд по созданию дрона своими руками.

Ранее на нашем сайте мы рассматривали проект управляемого по WiFi бюджетного дрона на ESP32.

Компоненты, необходимые для беспилотного летательного аппарата

1. Рама квадрокоптера 450.
2. A2212 1000 кВ БЭПТ - 4 шт.
3. ESC30 А - 4 шт.
4. Контроллер полета KK2.1 (или KK2.1.5).
5. Серводвигатель MG-90 - 2 шт.
6. Аккумулятор Li-Po 2200 мАч 11,1 Вольт 3s 30c.
7. Радиопередатчик FS-i6 с приемником.
8. Пропеллер 1045 - 2 комплекта.

Примечание: я рекомендую купить 2 дополнительных комплекта пропеллеров, так как они могут сломаться, если вы новичок.

Электрическая схема дрона-доставщика

Если вы новичок, вы должны знать, как работает flysky FS-i6. Как мы знаем, FS-i6 имеет 6 каналов для сигналов PWM и PPM, а также i-bus и s-bus в качестве дополнительных функций. Мы будем использовать выводы PWM. Мы будем использовать 4 канала для управления дроном и 2 канала для управления сервоприводами. Теперь, для управления сервоприводами нам потребуется реверсировать канал (либо 5, либо 6), чтобы оба серводвигателя могли работать в противоположном направлении.

Дополнительные требования к настройке передатчика FS-i6

Сначала включите передатчик, а затем следуйте инструкциям.

• Длительное нажатие кнопки «ОК».
• Перейдите в «СИСТЕМА», снова нажав «ОК».
• Перейдите к «Настройке RX» (‘RX Setup’), нажмите «ОК» еще раз.
• Теперь перейдите к «Servo Freq».
• Установите значение 78, затем нажмите «ОК».
• Вернитесь снова в «Меню».
• Теперь перейдите в «Настройка функций» (‘Function Setup’).
• Затем перейдите в «Reverse Option» и установите каналы 2,4,5 в обратном порядке (см. изображение ниже).

• Затем перейдите в «Дополнительный канал» (‘Aux. Channel’) и установите «Источник» (‘Source’) каналов 5 и 6 как «SwD».
• Теперь перейдите в «Дисплей» (‘Display’) из предыдущего «Меню».
• Вы можете видеть, что переключатель D управляет каналами Ch5 и Ch6.

Дрон доставки с двумя серводвигателями MG-90

Мы собираемся сконструировать дрон-доставщик с двумя серводвигателями MG-90. Итак, начнем.

Захваты дрона

Я предпочитаю использовать Tinkercad для всех таких базовых проектов, поэтому я спроектировал захватные рога для сервопривода с помощью этого онлайн-инструмента. Эти рога можно напрямую прикрепить к рогам сервопривода с помощью винтов.

Эти рога предназначены для серводвигателей MG-90. Крепления сервоприводов можно установить в пустоты захватного крюка и прикрепить винтами. Я прилагаю файлы STL обоих управляющих рогов. Вы можете скачать их по этой ссылке.

Крепление рогов серводвигателя с помощью держателей, напечатанных на 3D-принтере

Здесь рога, которые идут с серводвигателем MG-90, могут быть закреплены в пустоте. Прикрепите их с помощью винтов, предоставленных в упаковке. Это будет выглядеть так, как показано ниже.

Установка серводвигателей на дрон

Теперь оба серводвигателя будут прикреплены к нижней части дрона лицом друг к другу. Просто помните, что каждый серводвигатель будет прикреплен симметрично, чтобы не нарушить балансировку дрона. Сейчас я использую кабельные стяжки среднего размера, чтобы связать двигатели. 

Сборка коробок для дрона-доставщика

Я сделал картонную коробку для захватного механизма. Вы можете оформить ее по своему собственному креативному вкусу. Вы можете видеть, что я прикрепил стержень горизонтально, чтобы его можно было удерживать крючками держателя дрона. 

Крепление держателей на серводвигателе

Чтобы прикрепить его правильно, вам нужно включить дрон и передатчик. При этом оба серводвигателя перейдут в нейтральное положение. Теперь проверьте, управляются ли сервоприводы, переключив переключатель D вашего передатчика. Теперь мы прикрепим наши 3D-печатные держатели к серводвигателю с помощью предоставленных винтов.

Примечание: Вам придется синхронизировать движения держателей таким образом, чтобы при переключении переключателя D захватывающий крюк блокировался или разблокировался. 

На этом первая часть статьи закончена, перейдем ко ее второй части, где более детально обсудим различные аспекты конструирования нашего дрона-доставщика.

Предпосылки

В части 1 этого руководства мы увидели, как собрать и настроить квадрокоптер. В этом руководстве мы собираемся управлять нашим квадрокоптером и обсудим проблемы, с которыми мы столкнулись во время полета. Перед тем, как управлять квадрокоптером, вам необходимо проверить правила для БПЛА, выпущенные местными властями в вашем регионе. Мы собираемся использовать контроллер полета KK2.1.5 для нашего квадрокоптера, и мы также объяснили разницу между контроллерами полета KK2.1 и KK2.1.5 в этом руководстве позже. Здесь мы собираемся использовать  передатчик FS-i6 и приемник FS-iA6B для управления нашим квадрокоптером. 

Вам необходимо собрать свой квадрокоптер в соответствии с Частью 1 этого руководства. Вам следует использовать защиту пропеллера и шасси для безопасности пропеллеров, а также вам необходимо установить правильные значения P&I в редакторе PI. Такие компоненты, как батареи, передатчики и контроллеры полета, должны быть размещены в правильном положении, в противном случае квадрокоптер станет нестабильным. Вам необходимо запустить свой квадрокоптер на травянистом поле, если вы новичок или у вас мало опыта полетов. 

Разница между контроллерами полета KK2.1.5 и KK2.1

Между двумя полетными контроллерами огромная разница. У обоих разные функции и стабильность, и KK2.1.5 обеспечивает большую стабильность по сравнению с KK2.1. Вы можете отличить их по следующим характеристикам:

• Оба контроллера полета очень похожи внешне, но мы можем различить их по цвету кнопок. Кнопки в контроллере KK2.1.5 красного цвета, а кнопки в контроллере KK2.1 - черного цвета.
• В KK2.1.5 мы можем подключить провод трикоптера либо к M4, либо к M7, но в KK2.1 мы можем подключить провод трикоптера только к M4.
• KK 2.1.5 имеет большое значение P&I в редакторе PI, а KK2.1 имеет малое значение P&I в редакторе PI, поэтому KK2.1.5 обеспечивает плавный полет дрона, но контроллер полета KK2.1 поворачивается очень быстро.
• Настройка самовыравнивания является одной из самых важных настроек для любого контроллера полета, используя настройку самовыравнивания, мы можем самостоятельно сбалансировать наш дрон, что увеличивает его устойчивость. В настройках самовыравнивания контроллера полета KK2.1 у нас есть только параметры stick и aux, но в KK2.1.5 у нас есть больше параметров, таких как stick, aux, always и none.
• Мы не можем управлять серводвигателем (для подвеса) в полетном контроллере KK2.1, но в полетном контроллере KK2.1.5 мы можем управлять 2 серводвигателями.

На изображении ниже вы можете видеть, что левый — это KK2.1.5, а правый — это контроллер полета KK2.1. Теперь, когда мы знаем разницу между двумя контроллерами, мы настроим контроллер полета KK2.1.5. 

Настройка контроллера полета KK2.1.5

Методы настройки полетных контроллеров KK2.1.5 и KK2.1 не одинаковы. Здесь мы собираемся настроить полетный контроллер KK2.1.5, вы не можете использовать этот метод для KK2.1. Во-первых, выполните все необходимые соединения в соответствии с частью 1 этого руководства. Теперь подайте питание на полетный контроллер через ESC. Выполните следующие шаги, чтобы настроить квадрокоптер.

Шаг 1. Нажмите кнопку S4 (Меню) и перейдите к параметру сброса к заводским настройкам, выберите его, затем выберите параметр Yes (Да). Теперь ваш контроллер полета сброшен. Теперь нажмите параметр back (Назад) и выберите режим квадрокоптера X. Теперь нажмите кнопку next (Далее) и проверьте направление всех пропеллеров, затем нажмите кнопку Назад.

Шаг 2. Нажмите кнопку S4 (меню) и перейдите к опции калибровки аккумулятора, выберите ее, затем нажмите continue («Продолжить») и подождите 5 секунд. Калибровка аккумулятора завершена, теперь нажмите «Продолжить». Держите квадрокоптер на ровной поверхности перед выполнением калибровки аккумулятора, иначе полет дрона будет нестабильным.

Шаг 3. Нажмите кнопку S4 (меню), перейдите в редактор PI и сохраните значения P&I без изменений.

Шаг 4. Нажмите кнопку S4 (меню) и выберите опцию Receiver Test. Теперь включите передатчик и установите все значения (элерон, руль высоты, газ, руль направления) на ноль с помощью кнопки Trims в передатчике.

Шаг 5. Теперь перейдите в раздел Misc. Setting («Разные настройки») и установите значение сигнала тревоги 1/10 вольта 105 (Alarm 1/10 volts value 105). Если вы не знаете, почему мы выбрали значение 105, см. часть 1 этого руководства.

Шаг 6. Теперь перейдите к настройке режима и выберите опцию AUX. Теперь вам следует выполнить калибровку ESC после настройки полетного контроллера KK2.1.5. Поэтому сначала поверните передатчик с дросселем на минимум, затем переместите дроссель на максимум и продолжайте нажимать переключатели S1 и S4, а затем подключите аккумулятор к квадрокоптеру, теперь мы услышим два звуковых сигнала, и мы опустим дроссель, что приведет к одному звуковому сигналу. На этом процесс калибровки завершен.

Теперь держите дроссель с левой стороны, и вы увидите текст ARMED на дисплее контроллера полета KK2.1.5. ARMED означает, что ваш квадрокоптер готов к полету. В приведенном ниже видео вы можете увидеть полет квадрокоптера на разных этапах. Надеюсь, вам понравился проект и вы узнали что-то полезное.

Тестирование дрона-доставщика

Мы отметили место доставки белой плиткой. Мы попробуем посадить дрон на эту плитку и оставить посылку там. А затем мы снова полетим, чтобы вернуться на место запуска.

Высадка в зонах спасения

Теперь мы попробуем сбросить посылку на заданное место с неба. Таким образом, мы попытаемся имитировать сброс посылок с воздуха в спасательной зоне. Теперь дрон полетит к месту спасения и сбросит посылку с медицинскими и необходимыми принадлежностями.

Эти моменты тестирования дрона вы можете посмотреть в видео, приведенном ниже.

Заключение

Мы создали свой собственный дрон-доставщик, который может сбрасывать посылку во время полета, а также в определенной отмеченной точке. Поскольку мы не используем GPS или дорогой контроллер полета, нам приходится управлять дроном вручную, что потребует больше практики.

Видео, демонстрирующее процесс сборки и полет дрона

12 просмотров