Design and implementation of a low cost quadcopter

È passato un po’ di tempo dall’ultimo articolo, da ottobre ho iniziato la specialistica a Pisa e non ho avuto più la possibilità di giocare con arduino e co.

Fortunatamente però per un esame ho potuto portare il mio quadricottero e presentarlo come progetto.

Ed ecco che ho scritto un elaborato in inglese su ciò che concerne l’elettronica di questi multirotori. Naturalmente si tratta di informazioni complementari alla guida che trovate sul resto del blog, ma mi fa piacere se qualcuno troverà qualche risposta qui dentro..

Qui sotto trovate il pdf, alla prossima.

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Design and implementation of a low cost quadcopter – Luca Silvestri

Scheda quadricottero work in progress

No, non sono sparito dalla circolazione, sto lavorando ancora al quadricottero e in particolare alla scheda, il nostro obbiettivo è collegare arduino pro mini, il ricevitore della radio e i 4 esc.
La imu non verrà saldata sulla scheda perchè ha bisogno di essere ricoperta da gomma piuma per migliorare la lettura delle vibrazioni.
Per riuscire a fare la scheda single side ho avuto qualche difficoltà a causa dei pin della ricevente e di arduino che sono inversi, ma usando 3 fili ho risolto la questione.
Prossimo step: realizzazione della scheda col bromografo.

schda quadricottero

schda quadricottero

Ps: Se volete i file eagle fatemelo sapere nei commenti

Come costruire un quadricottero. Parte I

Dopo molti slittamenti e impegni vari ho finalmente trovato il periodo giusto per cominciare a costruire sul serio un quadricottero. (per chi non l’avesse ancora capito si tratta di una specie di elicottero con 4 rotori).
A lungo ho cercato nei meandri della rete un buon posto dove acquistare il materiale necessario, evitando i tempi biblici delle spedizioni cinesi, e cercando di acquistare tutto nello stesso sito.
La mia scelta è ricaduta su giantshark sito inglese e con prezzi abbastanza competitivi. ( altre possibilità erano hobbyking o sdmodel).
Devo dire che ho cercato di spendere il meno possibile cercando comunque di avere un buon compromesso qualitativo per chi è alle prime armi.

Ecco quindi la lista della spesa:

# 4 motori: Keda 20-50S 8A 1088kv


Per la scelta dei motori dovete affidarvi un po’ a quello che leggete in giro, ricordate solo che un basso kv permette di avere un modello più stabile e meno nervoso (l’ideale è sui 800-900 kv)

# 4 eliche: 0845 CW CCW


La dimensione delle eliche è normalmente consigliata nella descrizione del motore, in caso contrario fate sempre riferimento a configurazioni già funzionanti. Attenzione al fatto che a noi servono eliche rotanti e controrotanti (CW e CCW)

# 4 esc: HobbyWing Pentium 12A


Nella scelta degli esc ( i regolatori dei motori) dovete prestare attenzione al fatto che devono avere più ampere di quanti ne assorbano i motori.

# batteria: Gens Ace 2200 3S 40C


Il tipo di batteria viene solitamente indicato nella descrizione dei motori (in questo caso 3s), la cappacità di scarica deve superare l’assorbimento dei motori (40C), e deve avere un buon compromesso capacità/peso al fine di aumentare la durata del volo (2200 mah).

# frame:

Esistono in commercio molti tipi di frame già pronti all’uso, io ho deciso che lo costruirò con dei profilati da 1cm di lato presi al brico, giusto per risparmiare qualche soldo. Userò poi dei quadrelli in legno, vetronite o alluminio per costruire una croce robusta.

# IMU: IMU 10DOF LLC


No, questa volta non è colpa di Monti, l’acronimo inglese sta per unità di misura inerziale, e consiste in una serie di sensori che permettono al controllore di sapere la posizione del modello e le forze agenti su di esso.
Ciò che vi serve è almeno un giroscopio e un accelerometro agenti su tre assi, quindi potete spendere anche meno usando le 6dof che ci sono in quel sito o addirittura i sensori dei telecomandi della wii. (vedi articolo)

NB: se userete un micro controllore a 5V vi servirà un LLC cioè un convertitore di livelli logici perchè la IMU funziona a 3.3V.

# MCU:

Questo è il vero cervello del modello, deve leggere i dati della IMU, usare un algoritmo per la comprensione di questi dati e comunicare ai motori il da farsi. Esistono varie schede in commercio con vari software allegati, per quanto mi riguarda ho deciso che la produrrò in casa con il mio bromografo creando una scheda Arduino-like e utilizzerò il software Multiwii per programmarla. Un’alternativa è usare direttamente una Arduino Pro Mini.

# radioSpektrum DX6i

Questa radio mi è stata regalata ed è veramente un ottimo modello, se volete spendere di meno e la userete solo per il quadricottero esistono alternative più convenienti specie su hobbyking.

opzionali

# scheda di programmazione: Hobbywing Program Card


Molti esc sono programmabili, ed in particolar modo è possibile precisare il loro comportamento in particolari condizioni come ad esempio l’improvvisa mancanza di alimentazione.

# fili vari: Wire 20AWG


Serviranno vari fili della giusta sezione.

Naturalmente a questa lista bisogna aggiungere tutta una serie di viteria e bulloneria che immagino non sarà difficile recuperare.
Il prossimo appuntamento vergerà sulla messa a punto dei motori e in particolare sull’inversione dell’albero motore.
Se avete domande o consigli su come migliorare questa guida non esitate a commentare 🙂

Tricopter, perchè l’elicottero ha tutto tranne un solo rotore

Si fa forte la presenza in internet di questi copters, ora è il turno dell’elicottero a tre motori costruito in due versioni, micro e normal, per tutte le esigenze.

Ma la cosa più bella di tutto ciò è che è disponibile una bella guida dettagliata per costruire entrambi e divertirci a farli volare.

L’equipaggiamento è sempre lo stesso, una manciata di sensori per l’IMU, arduino mega per il cervello, e tre propeller brushless per le pale, se la cosa dovesse interessarvi non esitate a cliccare qui 🙂

Incredibile elicottero a sei rotori

Ultimamente apprezzo tantissimo il lavoro di questi personaggi che costruisco questi elicotteri con vari rotori, vedi arducopter, quadrotor ecc..  è incredibile la stabilità e la velocità di questi RC, e pensare che dietro c’è il nostro solito amico Arduino 🙂

Stavolta però viene in soccorso uno shield, ardupilot o attopilot, con vari sensori tipo accelerometri, giroscopi e magnetometri i quali letti e interpretati con il filtro di Kalman permettono di bilanciare i movimenti del drone.

Veri e propri capolavori come questo qui sotto, che mi ha lasciato veramente stupefatto.

Avete notato la velocità, il peso che riesce ad alzare, la stabilità, l’uso del gps… inutile dire che ne voglio costruire uno.. e voi?