Ovoz bilan boshqariladigan 3D bosma trikopter: 23 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:28

Bu Raspberry Pi tomonidan boshqariladigan er usti stantsiyasi orqali Amazon -ning Alexa yordamida ovozli boshqaruv yordamida uchish va boshqarish mumkin bo'lgan to'liq 3D bosilgan Tricopter droni. Ovozli boshqariladigan trikopter Oliver Tri nomi bilan ham tanilgan.

Trikopter uchuvchisiz uchuvchisiz konfiguratsiyadan farqli o'laroq, faqat 3 ta pervanelga ega. Kamroq boshqaruv darajasini to'ldirish uchun rotorlardan biri servo dvigatel tomonidan egilgan. Oliver Tri -da Pixhawk avtopiloti, asosan tadqiqot yoki ilg'or dronlar sanoatida ishlatiladigan ilg'or avtopilot tizimlari mavjud. Ushbu avtopilot tizimi turli xil parvoz rejimlarini o'z ichiga oladi: kuzatuv, yo'nalish bo'yicha navigatsiya va boshqariladigan parvoz.

Amazonning Alexa boshqariladigan parvoz rejimidan foydalanadi. U ovozli buyruqlarni qayta ishlaydi va ularni yer stantsiyasiga yuboradi, u bu buyruqlarni MAVLink (Micro Air Vehicle Communication Protocol) bilan bog'laydi va telemetriya orqali Pixhawk -ga yuboradi.

Bu trikopter kichik bo'lsa ham kuchli. Uning uzunligi taxminan 30 sm va og'irligi 1,2 kg, lekin bizning tayanch va motorli kombinatimiz bilan u 3 kg gacha ko'tarishi mumkin.

1 -qadam: Materiallar va uskunalar

Trikopter

• 3 ta cho'tkasi bo'lmagan shahar motorlari
• 3 dvigatel vallari
• 3 40A elektron tezlikni boshqaruvchi
• 8x4 kompozit pervanellar CCW
• Quvvat tarqatish paneli
• Simlar va ulagichlar
• TGY-777 Servo dvigateli
• Batareya va batareya ulagichi
• 6x6-32x1 dyuymli murvat, yong'oqlar*
• 3M ikki tomonlama qulf*
• Zip aloqalari*

Avtopilot

• Pixhawk avtopilot to'plami
• GPS va tashqi kompas
• 900 MGts telemetriya

Xavfsizlik RC nazorati

• Qabul qilgich va uzatuvchi juftligi
• PPM kodlovchi

Ovoz bilan boshqariladigan er stantsiyasi

• Raspberry Pi Zero W to'plami yoki Raspberry Pi 3
• Amazon Echo Dot yoki har qanday Amazon Echo mahsulotlari

Uskunalar va asboblar

• Lehimlash stantsiyasi
• 3D printer
• Igna pense*
• Tornavidalar*
• Allen kalitlari to'plami*

* Mahalliy apparat do'konidan sotib olingan

2 -qadam: Kontentni tashkil qilish

Bu juda murakkab va uzoq muddatli loyiha bo'lgani uchun, men bir vaqtning o'zida bajarilishi mumkin bo'lgan uchta asosiy bo'limga qurilishni tashkil qilish usulini taqdim etaman:

Uskuna: trikopterning jismoniy ramkasi va harakat tizimi.

Avtopilot: Parvoz boshqaruvchisi PWM signalini hisoblab chiqadi, shuning uchun 3 ta cho'tkasi bo'lmagan dvigatel va servo dvigatelning har birini foydalanuvchi buyrug'i bilan ta'minlaydi.

Ovozli boshqaruv: Bu foydalanuvchiga dronni ovozli buyruqlar yordamida boshqarishga imkon beradi va MAVLINK protokoli orqali Pixhawk taxtasida aloqa o'rnatadi.

3 -qadam: Tricopter ramka qismlarini yuklab olish

Trikopterning butun ramkasi Ultimaker 2+ da 3D bosilgan. Ultimaker 2+ konstruktsion plastinkasiga mos kelishi va avariya paytida shikastlangan bo'lsa, uning qismlarini qayta chop etish va ta'mirlashni osonlashtirish uchun ramka 5 ta asosiy komponentga bo'lingan. Ular:

• 2 Old motorli qo'llar (main-arm.stl)
• 1 dumli qo'l (tail-arm.stl)
• 1 Quyruq am va ikkita oldingi vosita qo'llari orasidagi biriktiruvchi qism (tail-arm-base.stl)
• 1 dumli dvigatelni o'rnatish (motor-platform.stl)

4 -qadam: Trikopter ramkasini 3D bosib chiqarish

Ushbu qismlarni kamida 50% to'ldirish bilan chop eting va to'ldirish namunasi sifatida chiziqlardan foydalaning. Qobiq qalinligi uchun devor qalinligi 0,7 mm va yuqori/pastki qalinligi 0,75 mm. Plitka yopishqoqligini qo'shing va 8 mm chekkani tanlang. Bu ramka PLA plastmassa filament bilan bosilgan edi, lekin agar siz yanada mustahkam, lekin og'irroq trikopterni afzal ko'rsangiz, siz ABS plastmassa filamentidan foydalanishingiz mumkin. Bu sozlamalar yordamida hammasini chop etish uchun <20 soat kerak bo'ldi.

Agar chekka 3D printerning bosib chiqarish yuzasiga yopishmasa, yopishtiruvchi tayoqdan foydalaning va yubkani chop etish yuzasiga yopishtiring. Bosib chiqarish tugagandan so'ng, plastinkani olib tashlang, ortiqcha yopishqoqni yuving va uni printerga qaytarishdan oldin quriting.

5 -qadam: Qo'llab -quvvatlash va chekkalarni olib tashlash

3D bosilgan qismlar hamma joyda tayanchlar bilan va montajdan oldin olib tashlanishi kerak bo'lgan tashqi qirrasi bilan chop etiladi.

Chegara bir qatlamli PLA bo'lib, uni qismdan qo'l bilan osongina olib tashlash mumkin. Boshqa tomondan, tayanchlarni olib tashlash ancha qiyin. Buning uchun sizga ignali burun pensi va tekis tornavida kerak bo'ladi. Yopiq joylarda bo'lmagan tayanchlar uchun tayanchlarni maydalash va tortib olish uchun igna burun pensini ishlating. Igna qisqichlari yordamida erishish qiyin bo'lgan teshiklar yoki yopiq joylar uchun teshikdan burg'ilang yoki tekis tornavida yordamida yon tomondan chiqarib oling, so'ngra igna pense bilan chiqarib oling. Qo'llab -quvvatlovchini olib tashlaganingizda, 3D bosma qismi bilan muloyimlik bilan muomala qiling, chunki agar siz uni haddan tashqari kuchaytirsangiz, u uzilib qolishi mumkin.

Qo'llab -quvvatlagichlarni olib tashlaganingizdan so'ng, avvalgi tayanchlar bo'lgan qo'pol yuzalarni qum bilan tozalang yoki qolgan tayanchni sevimli pichoq bilan ehtiyotkorlik bilan o'yib oling. Vida teshiklarini tekislash uchun silliqlash yoki silliqlash biti va dremeldan foydalaning.

6 -qadam: Trikopter ramkasini yig'ish

O'rnatish uchun sizga ramkani bir-biriga mahkamlash uchun oltita murvat kerak bo'ladi (tercihen 6-32 yoki ingichka, 1 dyuymli boltlar).

Main-arm. STL va tail-arm-base. STL deb nomlangan 3D bosilgan qismlarni oling. Bu komponentlar jumboq kabi bir-biriga bog'langan bo'lib, dumi-tayanch qismi ikkita asosiy qo'lning o'rtasiga o'ralgan. To'rt vintli teshikni tekislang, so'ngra murvatlarni yuqoridan joylashtiring. Agar qismlar bir -biriga osongina mos kelmasa, ularni majburlamang. Qo'l-qo'ltiq tayanchini ular qilmaguncha qumlang.

Keyin, vint teshiklari tekislanmaguncha, quyruq qo'lini dum-tayanchning chiquvchi uchiga siljiting. Shunga qaramay, sizga mos kelguncha zımpara qilish kerak bo'lishi mumkin. Uni yuqoridan mahkamlang.

Dvigatel platformasini yig'ish uchun avval servoni dumg'aza qismidagi teshikka, orqaga qaragan holda kiritish kerak. Ikkita gorizontal teshik servo ustidagi vint teshiklari bilan bir qatorda bo'lishi kerak. Agar ishqalanish mos kelmasa, uni bu teshiklar orqali mahkamlang. Keyin boshqaruv shoxini servoga qo'ying, lekin uni burama. Bu bir zumda keladi.

Dvigatel platformasining o'qini quyruq qo'lining oxiridagi teshikka, shox ustidagi boshqa tomonga siljiting. Shox platformadagi teshikka yaxshi joylashishi kerak. Nihoyat, yuqoridagi rasmda ko'rsatilgandek, shox vintini platformadagi teshikdan ham, shoxdan ham o'tkazing.

7 -qadam: dvigatellarni o'rnatish

Cho'tkasi bo'lmagan dvigatellar vintlar o'qlari va oldindan o'rnatilgan plitalari bilan birga kelmaydi, shuning uchun avval ularni burab qo'ying. Keyin ularni dvigatel platformasiga va trikopterning asosiy qo'llariga vintlardek yoki M3 dastgoh vintlari va yong'oqlari bilan mahkamlang. Siz bu bosqichda pervanellarni biriktirishingiz va qo'l mehnatingizga qoyil qolishingiz mumkin, lekin ularni parvozdan oldingi sinovdan oldin olib tashlashingiz mumkin.

8 -qadam: Avtopilot kartasini ulash

Datchiklarni yuqoridagi diagrammada ko'rsatilgandek Pixhawk avtopilot platasiga ulang. Ular, shuningdek, avtopilot taxtasida etiketlanadi va ulanishi juda oddiy, ya'ni buzzer Buzzer portiga, kalit kalit portiga, quvvat moduli quvvat moduli portiga va telemetriya telem1 portiga ulanadi. GPS va tashqi kompas ikkita ulagichga ega bo'ladi. Ko'proq pinli bittasini GPS portiga, kichikini esa I2C ga ulang.

Pixhawk avtopilot platasiga kiradigan bu DF13 ulagichlari juda mo'rt, shuning uchun simlarni tortmang va to'g'ridan -to'g'ri plastik korpusga torting va torting.

9 -qadam: Radioaloqa tizimini ulash

Radio boshqaruvi aloqa tizimi, agar yer osti stansiyasi yoki Alexa ishlamay qolsa yoki boshqasiga buyruq xato qilsa, kvadrokopterni boshqarish uchun zaxira sifatida ishlatiladi.

PPM enkoderini yuqoridagi rasmda ko'rsatilgandek radio qabul qilgichga ulang. PPM kodlovchi ham, qabul qilgich ham etiketlangan, shuning uchun S1 dan S6 ni qabul qilgichingizning 1 dan 6 gacha bo'lgan signal pimlariga ulang. S1 shuningdek, qabul qilgichni PPM enkoderi orqali quvvatlaydigan topraklama va kuchlanish simlariga ega bo'ladi.

10 -qadam: Quvvat taqsimlash kartasini lehimlash

PDB lityum polimer (LiPo) batareyasidan 11.1V va 125A kuchlanishli tokni oladi va uni uchta ESCga tarqatadi va quvvat moduli orqali Pixhawk avtopilot kartasini quvvatlaydi.

Bu quvvat moduli do'sti bilan hamkorlikda tuzilgan oldingi loyihadan qayta ishlatilgan.

Oldin, simlarni lehimlashda, issiqlik o'tkazgichini har bir simga to'g'ri keladigan qilib kesib oling, shunda u qisqa tutashuvni oldini olish uchun ochiq lehimli uchiga o'tishi mumkin. Erkak XT90 konnektori birinchi navbatda PDB yostiqchalariga, so'ng ESClarga 16 AWG simlari, so'ngra XT60 ulagichlari bu simlarga olib keladi.

Simlarni PDB yostiqchalariga lehimlash uchun siz uni tik holda lehimlashingiz kerak, shunda issiqlik qisqarishi sig'adi va terminallarni izolyatsiya qiladi. Men simlarni tik ushlab turish (ayniqsa, katta XT90 kabeli) va stol ustidagi PDB tepasiga joylashtirish uchun yordam qo'llarini ishlatishni osonlashtirdim. Keyin simni PDB yostig'i atrofiga lehimlang. Keyin, issiqlik o'tkazgichini pastga siljiting va sxemani izolyatsiya qilish uchun qizdiring. Buni ESC simlarining qolgan qismida takrorlang. XT60 -ni lehimlash uchun ESC akkumulyator terminali XT60 -lar bilan qanday almashtirilgani haqidagi oldingi bosqichni bajaring.

11 -qadam: Dvigatellar va elektron tezlikni boshqarish moslamalarini ulash

Biz cho'tkasi bo'lmagan doimiy dvigatellardan foydalanayotganimiz uchun, ular uchta tezlikda elektron tezlikni nazorat qilish moslamasining (ESC) uch simli terminaliga ulanadigan uchta simdan iborat bo'ladi. Kabelni ulash tartibi bu qadam uchun muhim emas. Trikopterni birinchi marta ishga tushirganimizda buni tekshiramiz.

Barcha uchta dvigatelning aylanishi soat sohasi farqli o'laroq bo'lishi kerak. Agar dvigatel soat sohasi farqli o'laroq aylanmasa, aylanishni teskari yo'naltirish uchun ESC va dvigatel orasidagi uchta simning ikkitasini almashtiring.

Ularning har biriga quvvat berish uchun barcha ESClarni quvvat taqsimlash kartasiga ulang. Keyin oldingi o'ng ESCni pixhawk -ning asosiy chiqish manbaiga ulang 1. Old chap ESC -ni pixhawk -ning asosiy chiqishiga 2 -ga, servo -ni asosiy -7 -ga, qolgan -quyruqli ESC -ni asosiy -4 -ga ulang.

12 -qadam: Avtopilot dasturiy ta'minotini o'rnatish

Ushbu trikopterni yaratish uchun tanlangan dasturiy ta'minot - bu Ardupilotning trikopter konfiguratsiyali Arducopteri. Sehrgarning qadamlarini bajaring va dasturiy ta'minotdagi trikopter konfiguratsiyasini tanlang.

13 -qadam: ichki sensorlarni kalibrlash

Ovozli faollashtirilgan tanlovda ikkinchi o'rinni egalladi