Комплект автопилота![]() Описание комплекта, перечень модификаций ссылка МОНТАЖ, НАСТРОЙКА, ТЕСТИРОВАНИЕ, ТЮНИНГ
Тезисы по основным этапам сборки настройки и тестирования мультироторного аппарата на базе контроллера APM с прошивкой Arducopter![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Нарушение порядка настройки аппарата зачастую приводит к авариям и поломкам. Пропуск любого из этих этапов может стать причиной «улета» или аварии аппарата.
Монтаж силовой части.Установка платы «платы распределения питания» (PDB) на новой раме.1. Для сборки силовой части питания мультироторного аппарата Вам потребуется:
2. Припаяйте провода питания ESC к плате распределения питания. 4. Припаяйте провода модуля питания автопилота к плате распределения питания. 5. Установите плату распределения питания на пластиковые стойки в центральной части рамы. практические наблюдения: кусок двустороннего фольгированного текстолита с плюсом на одной стороне и минусом на другой, при соблюдении симметрии в пайке пар проводов дает лучшие показания по показателю влияния индуцируемых магнитных полей на компас. При этом, желательно, чтобы компас находился ровно по оси платы распределения питания, как можно выше. При аккуратном монтаже и расстоянии от PDB свыше 5см удается достичь менее 3% влияния индуцируемых магнитных полей на компас при полной мощности моторов ~500вт. (Это практически идеальный показатель). 7. установите полетный контроллер в центре рамы, таким образом, чтобы чип компаса оказался по осевой линии над платой распределения питания в соответствие с выбранной конфигурацией «икс» или «плюс». Необходимо постараться обеспечить максимальное расстояние от платы распределения питания и силовых проводов до компаса. При симметричной плате распределения питания достаточно 5см, при плохом качестве платы распределения может оказаться слишком мало и 10см. Практические наблюдения: В связи с тем что современные прошивки Arducopter используют инерциальную систему для прогнозирования положения - задача защиты контроллера от вибраций обрела особую важность. с точки зрения размещения полетного контроллера, на наш взгляд, лучшее решение - использование утяжеленной плиты вибрационной развязки. основные компоненты такой конструкции: стеклотекстолитовая рессора, силиконовые амортизаторы, корпус батарейного отсека (служит опорой для монтажа автопилота) при этом батареи работают в качестве утяжелителя. автопилот крепится к виброзащищенной плите на два слоя двустороннего скотча на вспененной основе на 4 квадратика 1,5 * 1,5 см. Пример такой конструкции в серии фото http://sites.google.com/site/talon2v2/hexa-dji-800 Прозрачная пластиковая крышка над контроллером APM2 может уменьшить ущерб, а в случае аварии и защитить от влаги в условиях плохой погоды. При этом если вы решите сделать корпус герметичным - в нем следует предусмотреть отвод для выравнивания давления – в контроллере используется датчик давления 8. Установите приемник на раму и выведите антенну наружу. Как правило, у мультироторных аппаратов антенну следует ориентировать вниз. Вставьте пять соединителей в каналы 1 - 5 приемника. ОСТОРОЖНО: "HV приемники". В инструкциях к подобным приемникам сказано, что допускается подключать питание этих приемников напрямую к батарее. При использовании этого приемника на моделях с полетными контроллерами категорически запрещается подавать на рейку входов напряжение свыше 5,5 вольт. При подаче напряжения батареи на питание приемника и соединения питания приемника со входами автопилота высокое напряжение выведет автопилот из строя полностью. АПМ, на питание которого было подано напряжение батареи нецелесообразен в ремонте и требует полной замены. 9. Подключите управляющих шлейфы регуляторов моторов (ESC) в разъемы выходов (OUTPUTS) сигнальный провод светлого тона должен быть в сторону центра платы. 10. Существует мнение, что некоторые модели регуляторов оборотов с импульсными регуляторами напряжения 5 вольт могут некорректно работать, если соединены все плюсовые провода в сигнальных шлейфах, для чего средний провод на всех регуляторах, обычно отключают. 11. Ваш RC передатчик должен быть первоначально настроен для мультироторного аппарата по схеме, применяемой для управления самолетом:
Загрузка прошивки и начальная инициализация1. Перейдите на http://firmware.ardupilot.org/Tools/MissionPlanner/ ,загрузите самую последнюю версию "Mission Planner" и установите ее на ваш компьютер.
2.Запустите "Mission Planner" и подключите USB кабель между ПК и полетным контроллером.
4. В "Mission Planner", убедитесь, что в правом верхнем углу экрана, 115200 - выбрана скорость передачи данных и новый номер Com порта, который появился после установки драйвера (Но не TCP или UDP).
5. Инициализация начальных параметров Если вы купили комплект заказав на нашем сайте под конкретный тип ЛА - сохраните настройки полетного контроллера в файл. (меню «config/tuning" пункт "advanced parameters" кнопка сохранить "SAVE") (мы загружаем наиболее стабильные версии прошивок, делаем установку настроек по умолчанию и первичную калибровку инерциальной системы и компаса) В случае если вы заменили предустановленную версию прошивки или приобрели автопилот не у нас, то первое, что следует сделать: · загрузить свежую версию прошивки под ваш тип летательного аппарата. · выполнить сброс настроек по умолчанию (в терминале setup - reset - y ) В прошивке версии 3.2 и старше терминал для контроллера APM не поддерживается, установка начальных параметров осуществляется из экрана "полный список параметров" Предупреждение: невыполнение процедуры установки параметров по умолчанию - основная причина широкого круга неполадок на всех стадиях настройки и полета (могут не работать некоторые входные и выходные каналы, не приниматься данные GPS, неправильно работать ориентация). Если вы не уверены что сделали сброс настроек, повторите эту процедуру. 6. Для просмотра состояния контроллера, настройки параметров - нажмите кнопку Connect - в правом верхнем углу экрана, при этом начнется установка соединения MavLink. 7. В случае необходимости загрузки программного обеспечения под другой тип аппарата, укажите порт, скорость 115200 но не нажимайте подключить, перейдите на вкладку Inital setup - inslall Firmware где можно выбрать тип и версию загружаемой прошивки
КалибровкиКалибровка сигналов радиоуправления1. Включите передатчик с настройкой на вашу модель, Убедитесь что триммеры в центральном положении. 2. В "Radio Calibration" выберите "Calibrate radio" и двигайте ручки управления до упора.
Убедитесь что полученные калибровчные значения по каждому из каналов не выходят за пределы диапазона 1000-2000мс (это важно) желательно иметь небольшой запас, к примеру если по каждому из каналов вы получили 1100 -1900 с триммером ровно 1500 - это будет идеальным случаем 6. Настройте радиоприемник таким образом, чтобы при выключении передатчика сигнал в канале газа составлял 900мс, в INITAL SETUP - FAILSAFE следует включить опцию enabled always RTL. Эта опция будет означать что в случае потери сигнала радиоуправления аппарат будет возвращаться к точке взлета. В случае если в момент пропажи сигнала аппарат будет в полете, но ниже 15м, аппарат предварительно наберет эту высоту. настроенную систему следует проверить, Уровень сигнала в канале 3 должен падать ниже чем занчение FS pwm - при отключении передатчика на главном полетном экране должна появляться надпись Failsafe.
Калибровка компаса:Функционал калибровки компаса находится во вкладке «Initial Setup», раздел «Mandatory Hardware» , «Compass». Включение компаса - «Enable», опция «Auto Dec» разрешает рсчитывать автоматически магнитное склонение. При использовании встроенного компаса в поле «Orientation» следует выбрать «APM with OnBoard Compass» Вкладка настройки компаса Далее необходимо провести калибровку. Для этого следует выбрать пространство подальше от металлических предметов (рабочий стол с инструментом, ножницы, магнитные отвертки) , нажать кнопку «Live Calibration». Появится окно хода калибровки компаса, в ходе калибровки необходимо вращать аппарат в плоскости горизонта на 360 градусов, удерживая поочередно каждую из осей XYZ полетного контроллера в вертикальном положении. Видео процесса калибровки (на английском): По окончании отсчета в 60 секунд появится окно, с результатом калибровки. Результатом могут быть два типа сообщений успех или неудача. Если вы получили сообщение что недостаточно данных, то процедуру следует повторить еще раз. В случае успешной калибровки, будут показаны результирующие офсеты (они должны быть не хуже +-150). Если отклонения больше, то следует искать источник магнитного поля, вносящий ошибку в показания компаса. Иногда на сенсор магнитного поля влияют соседние компоненты, размещенные рядом с ним на печатной плате. Самыми хорошими считаются значения, близкие к нулю. Существует специальное оборудование для размагничивания намагниченных предметов находящихся вблизи сенсора магнитного поля. 17. Выберите «Initial Setup», открываем раздел «Mandatory Hardware» «Accel calibration». устанавливайте поочередно аппарат в требуемые положения и подтверждайте действие нажатием клавиши на клавиатуре (пробел) будут запрошены следующие положение горизонтальное, на левый бок, на правый бок, носом вниз, носом вверх, вверх ногами. Для достижения идеальной калибровки, необходимой для точной работы инерциальной системы, рекомендуем при калибровке акселерометра использовать ровную поверхность с проверенной горизонтальностью при помощи пузырькового строительного уровня. В момент нажатия подтверждающей клавиши контроллер должен быть зафиксирован в состоянии покоя, нельзя его держать в руках или пытаться калибровать на поверхности подверженным даже минимальным вибрациям. Проверка компаса на предмет влияния на его показания мощности моторов: Если в ходе полетных тестов при удержании позиции происходит разгон аппарата по дуге - одной из наиболее вероятных причин является отклонение компаса при работе моторов под нагрузкой. для того чтобы убедиться в отсутствии такого влияния следует надежно закрепить аппарат и в режиме контроля направления красной линии в программе «Mission Planner» следует поочередно давать полную мощность на каждый из моторов. Если в ходе проверки при мощной нагрузке красная линия отклоняется более 5 градусов следует пересмотреть конструкцию платы распределения питания, попытаться закрепить контроллер дальше от проводов или использовать выносной компас. В ходе теста моторы должны работать под нагрузкой т.е. с установленными пропеллерами. Некоторые моделисты вместо того чтобы закрепить аппарат изменяют направления вращения моторов или переворачивают винты с тем чтобы винты не отрывали аппарат от земли а наоборот воздействовали вниз. Тест опасен. Берегите пальцы. Изолируйте домочадцев и питомцев. Берегитесь занавесок, они проявляют удивительные летные способности в ходе этого теста. Использование внешнего компаса В случае когда из за конструктивных особенностей летательного аппарата не удается исключить влияния магнитных полей создаваемых проводкой на встроенный компас, существует возможность подключить внешнее устройство. В случае приобретения комплекта APM нашего производства внешний компас уже имеется на плате навигационного приемника. Перед его подключением следует отключить встроенный, для этого необходимо вскрыть корпус APM и разрезать перемычку. После разрезания перемычки убедитесь что встроенный компас перестал функционировать (на экране Mission planner вы увидите сообщение BAD COMPASS HEALTH). Рис."Место разреза перемычки отключения встроенного компаса" Соедините гнездо I2C контроллера с гнездом "compass" навигационного модуля при помощи шлейфа входящего в комплект. Укажите конфигурацию компаса "external" в настройках Mission Planner. Для контроллера APM эта настройка эквивалентна установке компаса с поворотом roll 180 и предусматривает выбор этой опции поворота (для контроллеров F4BY, Pixhawk иная трактовка, при указании external следует оставлять 0 поворот) Калибровка ESC Настройка диапазонов управляющего сигнала регуляторов оборотов двигателей (в просторечие калибровка ESC) имеет важное значение для правильной работы. Признаком неверной калибровки регуляторов может быть не одновременный старт моторов при медленном добавлении газа после арминга.
Попробуйте сначала настройку в автоматическом режиме, если это не удается, тогда используйте второй способ. 1. Автоматическая настройка регуляторов двигателей (все сразу)Требуется снять пропеллеры или обеспечить безопасность при случайном включении моторов иным способом
При последующих включениях, всякий раз перед включением питания аппарата следует убедиться, что передатчик включен, газ в минимуме. Иначе может начаться процедура повторной калибровки.
2. Ручная калибровка ESC (Каждый ESC калибруется индивидуально).
4. Иногда, даже после того, когда выполнена ручная калибровка, ESC могут оставаться не инициализированными при включении (непрерывный громкий звуковой сигнал).
Проверка включения двигателейПеред включением питания обеспечьте неподвижность аппарата, не следует аппарат включать удерживая в руках т.к. это может привести к обнаружению ошибки калибровки гироскопов. После включения питания после того как двигатели пропищали, индикаторные светодиоды указали что процесс калибровки завершен, позиция GPS захвачена, переведите ручку управления газом двигателей, удерживая все время вниз и вправо 4 секунды. При этом красный светодиод должен прийти из мигающего состояния в постоянное свечение. Это режим «вооружения» («Arming»), он используется для предотвращения травм от случайного включения моторов, только в этом режиме возможен запуск двигателей. 9. После «Arming», двигатели должны стартовать одновременно и набирать обороты пропорционально перемещению ручки газа. Если это не так, вы должны повторить калибровку ESC снова.
Установка направления вращения пропеллеров и проверка правильной работы датчиков.1.На мультироторные летательные аппараты устанавливаются попарно пропеллеры левого и правого вращения, не используйте пропеллеры разного шага, диаметра. Если вы еще не определились с выбором - обратите свое внимание на пропеллеры производителя APC серии MR 2. До установки пропеллеров включите передатчик, подключите батарею и проверьте, и в случае необходимости исправьте направление вращение каждого из двигателей, так чтобы они вращались в направлениях как показано на схеме, а затем установите винты. Для изменения направления вращения мотора следует поменять местами любые две из трех фаз соединения двигателя с регулятором.
3. Для мультироторных аппаратов крайне важно использовать идеально отбалансированные пропеллеры. Такие пропеллеры создают минимум вибраций для полетного контроллера.
Порядок подключения каналов и установки винтов мультироторных аппаратовстрелка по центру рамы указывает направление "вперед" у полетного контроллера CW – пропеллер, вращающийся по часовой стрелке, CCW - против квадрокоптер икс и плюс схемы квадрокоптер "H-образной рамы"
гекса и октакоптер, икс и плюс схемы , 6 моторная конфигурация соосной схемы 8 моторная конфигурация соосной схемы "октаквайд" Предполетные проверки
При отключенной батарее, подключите кабель USB, запустите «Mission Planner» и выберите «Connect» и выполните осмотр индикаторов.
Эта проверка подтверждает, что датчики работают нормально, и контроллер верно установлен на раме, если двигатели и пропеллеры подключены правильно, аппарат можно считать способным к первому пробному полету. Проверка управляемости аппарата в режиме малого газа.
Перед первым полетомКАТЕГОРИЧЕСКИ ВАЖНО: · Не летайте над людьми, даже если аппарат весит менее килограмма, в случае аварии травмы неминуемы. · Сделайте до первого полета табличку с номером мобильного телефона и прикрепите к модели. В случае причинения ущерба другим лицам нужно уметь отвечать за свои действия. В случае находки вы сможете договориться с нашедшим о вознаграждении. · В процессе сборки, отладки и запуска берегитесь винтов, жесткие винты диаметром свыше 8 дюймов серьезно опасны. · Законодательство многих стран позволяет запуск моделей не выше 100м, существенно превышая эту высоту вы рискуете не только потерять модель но и спровоцировать авиа происшествие с человеческими жертвами. Прим. законодательство РФ не предусматривает запуск авиамоделей с радиоуправлением, тем самым граница полетов по высоте не определена. Существуют ограничения запрещающие полеты вблизи аэропортов и других закрытых для полетов зонах. · Литиевые батареи взрыво-пожаро-опасны. Причиной взрыва может быть замыкание силовых проводов, перезаряд, переразряд, механическое повреждение внешней оболочки, внутреннее замыкание. Не носите и не храните батареи без индивидуального чехла, может произойти замыкание о металлический предмет. Не пытайтесь разобрать или проткнуть вздувшуюся батарею там водород, она взорвется. Тушить батарею водой все равно, что машину бензином – литий горит в воде. Возгоревшиеся или дымящие батареи лучше отбросить в безопасное место.
I Этап полетных настроекнастройка PID стабилизации и их проверка.STABILIZE является основным 3. Если в вышеописанном тесте ваш аппарат не достаточно хорошо стабилизировался, был подвержен раскачке - отсоедините батарею, подключите USB кабель между APM2 и вашим компьютером, запустите «Mission Planner» и нажмите «Connect», выберите вкладку «Config / tuning», «Extended tuning», а затем в списке PID следует найти параметр « rate roll P» « rate pitch P». Уменьшайте его значение, но не более 10% за один раз, одновременно с этим увеличивайте значение « rate roll D» « rate pitch D» также по 10% за один раз от исходного. Более подробно процесс настройки PID описан ниже, в разделе тюнинг. 4. Повторите эту проверку несколько раз, добавив проверку управляемости по ролу и питчу, совершите несколько коротких полетов на небольшие расстояния.
Возможные проблемы, возникающие в ходе настройки режима стабилизация и их решенияМодель удерживает позицию отличающуюся от горизонтальной, аппарат уносит вперед, назад и ли в сторону при безветрии.
Закрепите контроллер горизонтально или используйте параметры AHRS TRIM для компенсации наклона полетного контроллера относительно рамы. следует учесть что угол AHRS TRIM задается в радианах. На ардукоптере категорически запрещается использовать триммер пульта управления для компенсации сноса аппарата.
II Этап полетных настроекПроверка уровня вибраций, и проба режима удержания высоты Для того чтобы оценить какова диаграмма вибраций на вашем аппарате включите логгирование RAW значений, совершите 30 секундный полет в режиме стабилизация, скачайте логи, загрузите скачанный файл через функцию просмотра логов и выведите параметры accel x y z в диаграмму. В новых прошивках лог вибраций называется IMU включение логгированния перед полетом: следует выбрать «IMU»
в «full parameters list» следует найти ins_mpu6k_filter и задать значение 43гц
Для скачивания полетных логов в компьютер в прошивке Arducopter 3.1 возможно использовать функционал окна терминал, для прошивки 3.2 и старше для контроллера АПМ терминал не доступен, скачивание логов возможно через протокол «MAVLINK» В результате анализа полученного лога получаем такие диаграммы
На верхней картинке приведены крайне недопустимые вибрации, на нижней - рекомендованный. Ширина каждой из линий, "пушистость" определяет уровень вибраций. Для режима удержания высоты основной является диаграмма по оси z (показана синим) В случае если вибрации на вашей раме слишком высоки полетный контроллер не сможет обеспечить удержание высоты, используя инерциальную систему, до устранения причин возникновения вибраций и установки полетного контроллера на виброзащитную платформу включение режима ALT HOLD и других автоматических режимов может быть опасным. В случае если вибрации невелики, то для большинства аппаратов мы рекомендуем установить аппаратное подавление шумов от вибраций ins_mpu6k_filter=20 , для полетов не связанных с измерением уровня вибраций Автоматический анализатор логов
Установка полетного контроллера на виброзащитную платформу В результате такого демпфирования в ходе тестового полета были сняты следующие показания акселерометра данная диаграмма была снята при низкой фильтрации данных акселерометров (ins_mpu6k_filter = 43гц) Более подробно о конструкции системы виброзащиты в статье http://megapilot.ru/index.php/typography/97-kontseptsiya-vibrorazvyazki
III Этап полетных настроекПроверка качества удержания позиции (GPS координаты + высота) будьте внимательны, нельзя приступать к тестированию режимов удержания высоты, позиции, возврата не завершив предыдущие этапы полетных настроек! Качество удержания позиции зависит:
В случае если аппарат не удерживает позицию и иногда вместо удержания позиции начинает разгоняться по дуге - наиболее вероятная причина неверная работа компаса в условиях полета. Слишком большой радиус удержания позиции - перемещение аппарата в произвольных направлениях. Тут два фактора.
Общие проблемы:
после замены прошивки контроллера войдите в терминал и выполните процедуру инициализации начальных параметров (терминал, setup, reset) . без этого могут не включаться моторы, криво показывать уровень, не работать телеметрия и многое другое - совершенно любые проблемы.
вес аппарата и его винтомоторная группа должны быть подобраны так чтобы он висел на 50% газа, рекомендуемый диапазон уровня газа висения от 43% до 57%, при уровне газа висения 30-40% аппарат недогружен и очень сильно реагирует на управление, как правило, требуется загрубление за счет настроек. При уровне газа висения свыше 70% аппарат, как правило, не способен быстро стабилизироваться, склонен к раскачке, неспособен удерживать высоту в условиях турбулентности, нисходящих потоков. Посмотреть какой у вас газ висения возможно грубо по ручке управления, точно по параметру «throttle trim» после полета, там это значение должно быть 430 - 570 , чем ближе к 500 тем лучше.
Пример, что бывает если тяга неверно подобрана к весу аппарата: 2кг аппарат с рамой 550, ax4008, apc14*4.7 сначала с батареей 2S – высокие значения PID, аппарат стабилизируется по крену и питчу, но был приличный ветерок 5-7 м/с причем из за рваной облачности с ниспадающими потоками. так вот один такой поток его прихватил и прижал к земле с приличной высоты, по логам высота падает, газ полный, два мотора на минимуме, два работают на 100% (их задувает боковой ветер) аппарат в горизонте но идет к земле. в результате мягко впечатался в снег. параметр throttle trim оказался порядка 800. после поставил 3S батарею снизил rate p и d аппарат стал управляться как пушинка. throttle trim оказался порядка 450 т.е. на будущее можно догрузить более тяжелой батареей
за уровень курсовой стабилизации отвечает коэфициент - rate yaw p. Слишком большой параметр стабилизации по курсу может вызывать нарушения стабилизации по уровню, поэтому на начальной стадии настройки указанный по умолчанию параметр желательно уменьшить. Это особенно актуально если на раме установлены максимально допустимые размеры пропеллеров - например, если на раме с диагональю 550 установить 14-дюймовые пропеллеры то уменьшают вдвое - иначе аппарат может даже кувыркнуться на старте. Если впоследствии если вы сочтете что курсовое управление не достаточно интенсивно - этот параметр можно увеличить. Рекомендации по установке параметровAHRS_GPS_GAIN,0 Параметр дает указание системе коррекции горизонта о том сто необходимо корректировать центрифугальные ускорения в крутых виражах на скорости. Значение 1 = включена коррекция, 0 = выключена. Следствием включенного этого параметра является подергивание линии горизонта при неподвижном аппарате, если GPS не идеально захватил позицию и дрейфует. При сильных скачках позиции GPS крен может достигать критических значений. INS_MPU6K_FILTER,20 аппаратный «виброподавитель», включают после того как измерили вибрации на раме, убедились что они в норме , а затем включают «шумодав». Значение 43 означает что используется низкий уровень подавления (43гц) это значение следует использовать для тестового полета с включенным логированием вибраций. Если амплитуда вибраций в пределах 2 единиц по 10 ед шкале - можно включить фильтрацию 20 для большинства рам. Исключение могут составлять очень быстрые, маневренные, спортивные аппараты для 3д пилотажа. 4. Настройка управляемости и стабильности по питчу и крену: RATE коэффициенты- регулировка зависимости коррекции мощности моторов от угловой скорости (в осях питч, крен, курс) roll pitch rate p - определяет сколько мощности дать на преодоления инерции рамы - угловой скорости по питчу и ролу - чем инертнее рама и меньше тяга вмг тем больше порядок значения для большинства конфигураций 0,10 - 0,15
STAB коэффициентыroll pitch stab p параметр определяющий резкость управления от пульта и автомата навигации. для спортивных моделей порядок значения 4.5; для аэрофото и учебных 3.5
присутствуют в большинстве коэффициентов. P - основной пропорциональный коэффициент. D - уровень первоначального, краткосрочного воздействия (как как правило направлен на преодоление инерции ) IMAX - уровень коррекции долгосрочно сохраняемой ошибки I - величина (скорость) нарастания величины ограниченной IMAX |
Идеи и решения > Ардуино в моделизме >
APM2 arducopter
Selection | File type icon | File name | Description | Size | Revision | Time | User |
---|---|---|---|---|---|---|---|
ċ
|
Скачать |
Руководство по настройке APM, версия для печати | 1546 кб | версия 1 | 10 февр. 2015 г., 06:47 | Alexey Kozin |