Үн менен башкарылган 3D басылган трикоптер: 23 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:42

Бул Raspberry Pi тарабынан башкарылуучу жердеги станция аркылуу Amazon'дун Alexa аркылуу үн көзөмөлү менен учууга жана башкарууга боло турган толугу менен 3D басылган Tricopter учкучсуз учагы. Бул үн менен башкарылуучу трикоптер Оливер Три деп да аталат.

Квадрокоптердин учкучсуз башкарылган конфигурациясынан айырмаланып, үч винти бар. Башкаруунун бир аз даражасын толтуруу үчүн роторлордун бири сервопривод менен кыйшайып турат. Оливер Три Pixhawk Autopilot, негизинен изилдөөдө же өнүккөн пилотсуз индустрияда колдонулган өнүккөн автопилот системасы менен өзгөчөлөнөт. Бул автопилоттук система артынан учуу режимдеринин ар кандай түрлөрүнө жөндөмдүү, анын ичинде мени ээрчүү, маршрут боюнча навигация жана жетектелген учуу.

Amazonдун Alexa жетектөөчү учуу режимин колдонот. Бул үн буйруктарын иштеп чыгат жана аларды MAVLinkке (Micro Air Vehicle Communication Protocol) картага салып, телеметрия аркылуу Pixhawkка жөнөтүүчү жер станциясына жөнөтөт.

Бул трикоптер кичине болсо да күчтүү. Анын узундугу болжол менен 30 см жана салмагы 1,2 кг, бирок биздин тирөөч жана мотор комбобубуз менен ал 3 кг чейин көтөрө алат.

1 -кадам: материалдар жана жабдуулар

Tricopter

• 3 Brushless DC Motors
• 3 мотор шахталары
• 3 40A Электрондук ылдамдыкты жөнгө салуучу
• 8x4 курама пропеллер CCW
• Электр бөлүштүрүү башкармалыгы
• Зымдар жана туташтыргычтар
• TGY-777 Servo Motor
• Батарея жана батарея туташтыргычы
• 6x 6-32x1 "Болт, гайкалар*
• 3M кош кулпу*
• Zip галстуктары*

Автопилот

• Pixhawk Autopilot комплект
• GPS жана тышкы компас
• 900 МГц телеметрия

Коопсуздук RC Control

• Бергич жана алуучу жуп
• PPM Encoder

Үн менен башкарылуучу жер станция

• Raspberry Pi Zero W комплект же Raspberry Pi 3
• Amazon Echo Dot же Amazon Echo Products

Жабдуулар жана шаймандар

• Soldering Station
• 3D принтер
• Ийнелердин кычкачтары*
• Бурагычтар*
• Аллен ачкыч топтому*

* Жергиликтүү жабдуулар дүкөнүнөн сатылып алынган

2 -кадам: Мазмунду уюштуруу

Бул абдан татаал жана узак мөөнөттүү долбоор болгондуктан, мен бул курулушту бир эле учурда аткарылышы мүмкүн болгон үч негизги бөлүмгө уюштуруунун жолун сунуштайм:

Техникалык жабдыктар: Трикоптердин физикалык алкагы жана кыймыл системасы.

Автопилот: Учуунун контролери PWM сигналын эсептейт, ошону менен 3 щеткасыз моторду жана сервоприводду колдонуучунун буйругунан камсыздайт.

Үн менен башкаруу: Бул колдонуучуга дронду үн буйруктарын колдонуп башкарууга мүмкүндүк берет жана MAVLINK протоколу аркылуу Pixhawk тактасына байланышат.

3 -кадам: Tricopter Frame тетиктерин түшүрүү

Трикоптердин бүт алкагы 3D Ultimaker 2+ басылган. Ultimaker 2+ конструкциясынын тактайчасына туура келүү үчүн жана конкреттүү тетиктер авариядан бузулган учурда кайра басып чыгарууну жана оңдоону жеңилдетүү үчүн рамка 5 негизги компонентке бөлүнгөн. Алар:

• 2 Алдыңкы мотор куралдары (main-arm.stl)
• 1 Куйрук колу (tail-arm.stl)
• 1 Куйругу менен эки алдыңкы мотору ортосундагы туташтыруучу бөлүк (tail-arm-base.stl)
• 1 Куйрук мотору (motor-platform.stl)

4 -кадам: Tricopter алкагын 3D басып чыгаруу

Бул бөлүктөрдү жок дегенде 50% толтуруу менен басып чыгарыңыз жана толтуруу үлгүсү катары сызыктарды колдонуңуз. Кабыктын калыңдыгы үчүн дубалдын калыңдыгы 0,7 мм, үстүнкү/асты 0,75 мм. Пластинанын адгезиясын кошуп, 8 мм четин тандаңыз. Бул алкак PLA пластикалык жип менен басылган, бирок сиз ABS пластикалык жипти колдонсоңуз болот, эгер сиз күчтүү, бирок оор трикоптерду кааласаңыз. Бул орнотуулар менен, бардыгын басып чыгарууга <20 саат убакыт кетти.

Эгерде 3D принтердин басып чыгаруучу бетине чеке жабышпаса, чаптама таякчаны колдонуңуз жана этегин басып чыгаруу бетине чаптаңыз. Басып чыгаруунун аягында, конструкцияны алып салыңыз, ашыкча клейди жууп, кайра принтерге салардан мурун кургатыңыз.

5 -кадам: Колдоолорду жана четтерди алып салуу

3D басылган бөлүктөр бардык жерде таянычтар менен басып чыгарылат жана аларды чогултуудан мурун алып салуу керек.

Чети ПЛАнын бир катмары жана аны кол менен оңой бөлүп алууга болот. Экинчи жагынан, таянычтарды алып салуу кыйла кыйын. Бул үчүн сизге бир жуп ийне бурагыч жана жалпак баш бурагыч керек болот. Жабык мейкиндикте болбогон таянычтар үчүн таяктарды майдалап, сууруп алуу үчүн ийне мурундун кычкачын колдонуңуз. Ичиндеги тешиктерди же жабык мейкиндиктерди ийне менен кычкач менен жетүү кыйын болсо, тешик аркылуу бургулаңыз же тегиз бурагыч менен капталынан сууруп алыңыз, андан кийин ийне мурундун кычкачы менен сууруп алыңыз. Колдоолорду алып салууда 3D басылган бөлүгү менен аяр мамиле кылыңыз, анткени эгер сиз аны өтө эле баса белгилесеңиз, ал үзүлүп кетиши мүмкүн.

Тиректерди алып салгандан кийин, таянычтар болгон тегиз жерлерди кум менен тазалаңыз же калган таянычты хобби бычагы менен кылдаттык менен оюп алыңыз. Бурама тешиктерди тегиздөө үчүн тегиздөөчү же майдалоочу битти жана дремелди колдонуңуз.

6 -кадам: Tricopter Frame чогултуу

Чогултуу үчүн, раманы бириктирүү үчүн сизге алты болт керек (6-32 же жука, 1 узунураак).

Main-arm. STL жана tail-arm-base. STL деп аталган 3D басылган бөлүктөрдү алыңыз. Бул компоненттер табышмак сыяктуу өз ара байланышта, куйрук-колтук базасы эки негизги куралдын ортосуна кысып турат. Төрт бурама тешикти тегиздеңиз, анан болтторду өйдө жактан салыңыз. Эгерде бөлүктөр оңой эле бири -бирине батпай калса, аларды мажбурлабаңыз. Алар кылганга чейин куйрук-кол-базасын кум.

Андан кийин, бурама тешиктер тегизделмейинче, куйрук-колду куйрук-колдун базасынын чыгып турган учуна жылдырыңыз. Дагы, ал туура келгиче кум менен сүртүш керек болушу мүмкүн. Аны жогору жактан бекиткиле.

Мотор платформасын чогултуу үчүн, биринчи кезекте артты каратып, куйрук колундагы тешикке servo салыңыз. Эки горизонталдуу тешик сервонун бурама тешиктери менен тизилиш керек. Эгерде сүрүлүү жетишсиз болсо, анда аны бул тешиктер аркылуу беките аласыз. Андан кийин башкаруу мүйүзүн сервого коюңуз, бирок аны бурап койбоңуз. Бул бир заматта келет.

Мотор платформанын огун куйрук колунун эң аягындагы тешикке жана мүйүздүн экинчи жагына жылдырыңыз. Мүйүз платформанын ичине жакшы батышы керек. Акырында, мүйүз бурамасын жогорудагы сүрөттө көрсөтүлгөндөй платформанын тешигинен жана мүйүздөн өткөрүңүз.

7 -кадам: Моторлорду орнотуу

Чотсуз кыймылдаткычтар пропеллердин огу жана алдын ала тиркелген кайчылаш табак менен келбейт, андыктан биринчиден бурап коюңуз. Андан кийин мотор платформасына жана трикоптердун негизги колдоруна аны менен кошо келген бурамаларды же M3 машинасынын бурамаларын жана гайкаларын колдонуңуз. Бул кадамга сиз пропеллерди тиркеп, колуңузга суктана аласыз, бирок учуу алдындагы тестирлөөдөн мурун алып салсаңыз болот.

8 -кадам: Автопилоттук тактаны зымга өткөрүү

Жогорудагы диаграммада көрсөтүлгөндөй сенсорлорду Pixhawk Autopilot тактасына туташтырыңыз. Алар ошондой эле автопилоттук тактада белгиленген жана туташуу абдан оңой, б.а. баззер Буззер портуна, которгуч которуштуруу портуна, электр модулу кубат модулунун портуна, телеметрия телем1 портуна туташат. GPS жана тышкы компастын эки туташтыргычы болот. Көбүрөөк пинс менен GPS портуна, кичинесин I2Cге туташтырыңыз.

Pixhawk Autopilot Boardтун ичине кирген бул DF13 туташтыргычтары өтө морт, ошондуктан зымдарды тартпаңыз жана пластикалык корпусту түз эле түртө бериңиз.

9 -кадам: Радио байланыш системасынын зымдарын тартуу

Радио башкаруу байланыш системасы жер станциясында же Alexa иштебей калганда же башка командага ката кетиргенде квадрокоптерду башкаруу үчүн коопсуздук камдык катары колдонулат.

PPM коддогучту жогорудагы сүрөттө көрсөтүлгөндөй радио кабыл алуучуга туташтырыңыз. PPM коддогучу да, алуучусу да белгиленген, андыктан S1ден S6га алуучуңуздун 1ден 6га чейин туташтыргычтарына туташтырыңыз. S1де ошондой эле жерге жана чыңалуу зымдары болот, ал PPM коддогуч аркылуу кабыл алуучуга кубат берет.

10 -кадам: Электр бөлүштүрүү тактасын ширетүү

PDB литий полимеринин (LiPo) батарейкасынан 11.1V жана 125А чыңалуусу жана агымы менен кириш алып, аны үч ЭСКке бөлүштүрөт жана Pixhawk Autopilot тактасын электр модулу аркылуу кубаттайт.

Бул күч модулу досу менен биргеликте жасалган мурунку долбоордон кайра колдонулган.

Мурда, зымдарды ширетүүдө, жылуулукту кыскартуучу зымдардын ар бирине туура келет, андыктан ал кыска туташууну болтурбоо үчүн кийинчерээк ачык турган ширетилген учуна жылдырылышы мүмкүн. Эркек XT90 туташтыргычы биринчи кезекте PDB блокторуна, андан кийин ESCsке 16 AWG зымдары, андан кийин XT60 коннекторлору бул зымдарга алып барат.

Зымдарды ПДБ төшөмөлөрүнө ширетүү үчүн, аны тикесинен ширетүү керек, андыктан жылуулуктун кысылышы терминалдарга сиңип, жылууланып калышы мүмкүн. Зымдарды тик кармап (айрыкча чоң XT90 кабели) жана столдун үстүндө жаткан ПДБнын үстүнө коюу үчүн жардам колун колдонуу оңой деп таптым. Андан кийин зымды PDB төшөгүнүн айланасына ширетүү. Андан кийин, жылуулукту кичирейтүү менен жылдырып, схеманы жылуулаңыз. Муну ESC зымдарынын калган бөлүгүндө кайталаңыз. XT60ты ширетүү үчүн, ESC батарея терминалын XT60s менен кантип алмаштыруу боюнча мурунку кадамды аткарыңыз.

11 -кадам: Моторлорду жана электрондук ылдамдыкты жөнгө салуучу зымдарды орнотуу

Биз щеткасыз DC моторлорун колдонуп жаткандыктан, алар үч зым менен келет, алар электрондук ылдамдыкты жөндөгүчтүн (ESC) үч зымдуу терминалына туташат. Кабелдик туташуунун тартиби бул кадам үчүн мааниге ээ эмес. Биз муну трикоптерди биринчи жолу иштеткенде текшеребиз.

Бардык үч мотордун айлануусу саат жебесине каршы болушу керек. Эгерде мотор саат жебесине каршы айланбаса, анда ESC менен мотордун ортосундагы үч зымдын экөөнү тең буруңуз.

Алардын баарына электр энергиясын берүү үчүн бардык ЭСКны электр бөлүштүрүү тактасына туташтырыңыз. Андан кийин алдыңкы оң ESCти pixhawkтын негизги чыгуусуна туташтырыңыз 1. Алдынкы сол ESCти pixhawkтын негизги 2ге, сервону негизги 7ге, калган куйрук ESCти 4 негизгиге туташтырыңыз.

12 -кадам: Autopilot камтылган программасын орнотуу

Бул трикоптерду куруу үчүн тандалган камтылган программа - Arducopter Tricopter Configuration менен Arducopter. Чебердин кадамдарын аткарыңыз жана микроб программадагы трикоптер конфигурациясын тандаңыз.

13 -кадам: Ички сенсорлорду калибрлөө

Активдүү чакырыкта экинчи орун