Innehållsförteckning:

Bygga en självkörande båt (ArduPilot Rover): 10 steg (med bilder)
Bygga en självkörande båt (ArduPilot Rover): 10 steg (med bilder)

Video: Bygga en självkörande båt (ArduPilot Rover): 10 steg (med bilder)

Video: Bygga en självkörande båt (ArduPilot Rover): 10 steg (med bilder)
Video: Tesla bygger helt självkörande bilar 2024, November
Anonim
Bygga en självkörande båt (ArduPilot Rover)
Bygga en självkörande båt (ArduPilot Rover)
Bygga en självkörande båt (ArduPilot Rover)
Bygga en självkörande båt (ArduPilot Rover)
Bygga en självkörande båt (ArduPilot Rover)
Bygga en självkörande båt (ArduPilot Rover)

Fusion 360 -projekt »

Vet du vad som är coolt? Obemannade självkörande fordon. De är så coola faktiskt att vi (mina uni -kollegor och jag) började bygga en själv redan 2018. Det är också därför jag bestämde mig för i år att äntligen avsluta den på fritiden.

I den här instruktionsboken vill jag dela detta projekt med dig och få dig att bygga ditt eget självkörande fordon. Jag gjorde också en liten YouTube -video som repar projektets yta och ger dig en snabb genomgång av alla olyckor längs vägen. This Instructable är den korrelerande guiden som förklarar hur den här saken faktiskt fungerar.

Vem är den här instruerbar för och hur man läser den

Denna instruerbara har faktiskt två syften. Först och främst vill jag dela med mig av det jag har byggt och lärt mig och få er intresserade av att bygga självkörande fordon. Det sekundära syftet är att dokumentera projektet och de flesta detaljerna så att nästa studentgrupp på mitt gamla universitet som tar upp projektet vet vad som händer.

Om du bara är här för skojs skull kan du ignorera detaljer som parameterlistor och exakta kopplingsscheman. Jag ska försöka hålla stegen väldigt generiska i början, så att de kan appliceras på vilken ArduPilot RC -båt som helst och sätta detaljerna i slutet.

Projektet avslutades i två delar och Instructable följer samma struktur. Jag kommer att hänvisa till den första delen som "musklerna" eftersom den inkluderar all kraftelektronik och båtarnas skrov. Sedan ska jag gå över "Brain" som är en liten låda ovanpå båten, som innehåller huvudkontrollen och alla mottagarsändargrejer.

Ursprunget till Kenterprise

Okej, här är bakgrunden till det här projektet, om du inte redan har hört det i videon. Detta projekt startade 2018 när jag fortfarande var på universitetet. Vi var i slutet av den fjärde terminen på väg mot den femte. På vårt universitet får du göra ett teamprojekt i cirka 6 månader. Du kan antingen välja från en lista med förberedda projekt (god chans till bra betyg) eller starta ditt eget projekt (ingen har gjort detta förut såvitt jag vet). Du får också 12 poäng för detta projekt, vilket gör det värt lika mycket som kandidatexamen. Detta sätt att misslyckas kan verkligen göra skillnad i ditt övergripande betyg.

Jag bestämde mig naturligtvis för att starta ett projekt från grunden och hittade 4 stackars själar som skulle följa mig på denna resa in i en soptippbrand i ett lagprojekt. Vi började med minsta lagstorlek på 5 personer men 2 av oss lämnade senare. Vi fick också 1500 €, MEN vi fick inte spendera det på någon av de härliga kinesiska webbutikerna som alltid har den senaste och bästa elektroniken. Istället var vi bundna till gamla gamla tyska elektronikleverantörer. Spoiler: Det är liksom omöjligt att få självkörande båtkomponenter på detta sätt.

Originalidén

När vi tänkte på en idé för projektet tänkte vi på att göra något som är relaterat till drönare eftersom drönare bara är det coolaste någonsin. Men vanliga flygande drönare är redan en sak och vi ville bygga något mer nytt. Så vi bestämde oss för att bygga en drönare. Vi fick den här idén på grund av en närliggande sjö.

Sjön täcker ett område på 12 km^2 och är mestadels bara 1,5 m djupt. Det betyder att den värms upp under sommarmånaden, medan det också är mindre vatten i den. Du vet vad livsformen älskar varmt vatten: Cyanobakterier, även kallad blå alg i Tyskland. Under de rätta förhållandena kan dessa saker reproducera sig på nolltid och täcka stora områden samtidigt som de producerar toxiner som kan skada både människor och djur. Syftet med båten var att regelbundet sopa ytan av sjön och mäta algkoncentrationen. Sedan kan den insamlade informationen skrivas ut till en värmekarta för att förstå under vilka omständigheter algea börjar byggas upp och även för att ge varningar i realtid till lokalbefolkningen och turister.

En annan spoiler: Vi kunde aldrig bygga en mätsamling för blå algea och montera den på en båt, eftersom sådana sammansättningar är mycket kostsamma och ligger vanligtvis i ett 1mx1mx2m rack på ett fartyg, vilket är en opraktisk storlek för en 1m lång båt. Det nya fokuset är att automatiskt och billigt skapa djupkartor utanför sjön så att den lokala biologen kan se hur sjöbädden förändras över tiden. Just nu är det mycket dyrt att skanna på grund av det nödvändiga manuella arbetet.

En nedåtgående spiral

Tillbaka till historien. Under de första två månaderna av insamling av bakgrundskunskap och planering övervägde vi vad en sådan båt skulle behöva: ett skrov, ett eldrivet tåg, självkörande funktioner, internetstyrbarhet,…. Det var då jag bestämde att vi skulle bygga nästan allt själva med fokus på autonom körning. Det här var en dålig idé, en idé som var ganska dömd att misslyckas och gissa vad den gjorde? Exakt, 6 månader senare hade vi hällt vår tid och svett i en enorm RC -båt, Kenterprise (Infographic i bild 4). På vägen kämpade vi med begränsade pengar, ingen tillgänglig elektronik och dålig lagledning, vilket jag tar det mesta ansvaret för.

Så där var det, Kenterprise, ett autonomt mätfordon som varken var autonomt eller mätte någonting. Ingen större framgång som ni ser. Vi blev grillade under vår sista presentation. Lyckligtvis erkänner vår professor vårt hörda arbete och gav oss fortfarande ett ok betyg, sämre än någon annan projektgrupp de senaste åren men ok.

Uppgraderingen 2020

Jag skulle överväga att kalla det här studentprojektet för en absolut soptippbrand, men som det gamla ordspråket säger: "ärren från en soptunna gör dig starkare". Denna erfarenhet hjälpte mig verkligen att på rätt sätt skala mina mål och hålla mig fokuserad i alla mina följande projekt. Jag älskar också fortfarande tanken på ett obemannat fordon som kan hjälpa biologer att göra sjöundersökningar och den allmänna överklagandet att bygga en självkörande båt. Det var därför jag, ett år senare, ville avsluta det med min nyligen erhållna FPV -drönarkunskap, det vackra Open Source -projektet ArduPilot och kraften hos billiga elektroniksajter.

Målet var inte att göra den till en fullfjädrad mätbåt, utan att få igång alla system och installera en autopilot. Det behöver inte vara perfekt. Jag ville bara se den här båten köra sig själv som ett bevis på konceptet.

Jag ska sedan vidarebefordra den WORKING autonoma båten till universitetet för framtida projekt som att kartlägga havsbotten. Jag var förresten inte ensam. Min vän Ammar, som också var med i projektgruppen redan 2018 hjälpte mig med att testa båten.

Utan vidare, låt oss komma in i det

Steg 1: Muskler: skallen

Muskler: skallen
Muskler: skallen
Muskler: skallen
Muskler: skallen
Muskler: skallen
Muskler: skallen

Skrovet är den största delen av båten. Inte bara på grund av dess enorma dimensioner (100cm*80cm) utan också för att det tog mycket tid att bygga denna anpassade struktur. Om jag skulle göra det igen skulle jag definitivt gå på hylldelarna. En RC -båt från hyllan fanns tyvärr inte i korten för oss, eftersom dessa båtar har en mycket begränsad nyttolastkapacitet. Något som en bodyboard eller en surfbräda eller bara ett par PVC -rör från järnaffären hade varit en mycket enklare lösning som jag bara kan rekommendera.

Hur som helst, vårt skrov började med en 3D -modell i Fusion 360. Jag gjorde en mycket detaljerad modell och gick igenom flera iterationer innan vi faktiskt började bygga den. Jag såg till att ge varje komponent i modellen lämpliga vikter och till och med modellera interiören. Detta tillät mig att veta båtens ungefärliga vikt innan jag byggde den. Jag gjorde också några flytkalibreringar genom att sätta in en "vattenlinje", klippa fordonet med det och beräkna volymen som var under vattnet. Båten är en katamaran eftersom den här typen av fordon lovar högre stabilitet, sedan en båt med ett enda skrov.

Efter massor av modelleringstimmar började vi väcka båten genom att skära grundformen på de två skroven ur polystyrenplattor. De klipptes sedan till form, hål fylldes och vi utförde mycket slipning. Bron som förbinder de två skroven är bara en stor trälåda.

Vi täckte allt med 3 lager fiberglas. Detta steg tog cirka 3 veckor och involverade dagar med manuell slipning för att få en hyfsat slät yta (0/10 rekommenderar inte). Efter det målade vi det i en fin gul färg och lade till namnet "Kenterprise". Namnet är en kombination av det tyska ordet "kentern" som översätts till sjunkande och Star Trek -rymdskeppet "USS Enterprise". Vi trodde alla att detta namn är helt lämpligt för monstrositeten som vi skapade.

Steg 2: Muskler: Framdrivningssystem

Muskler: framdrivningssystem
Muskler: framdrivningssystem
Muskler: framdrivningssystem
Muskler: framdrivningssystem
Muskler: framdrivningssystem
Muskler: framdrivningssystem

En båt utan motor eller segel har köregenskaperna hos en bit drivved. Därför behövde vi lägga till ett framdrivningssystem till det tomma skrovet.

Jag skulle vilja ge dig ytterligare en spoiler: Motorerna vi väljer är alldeles för kraftfulla. Jag ska beskriva den nuvarande lösningen och dess brister och även föreslå ett alternativt framdrivningssystem.

Den nuvarande lösningen

Vi visste inte riktigt hur mycket drag båten behövde så vi skaffade oss två av dessa racingbåtmotorer. Var och en av dessa är avsedda att driva en 1 m lång RC -racerbåt och motsvarande elektroniska hastighetsregulator (ESC) kan leverera 90A kontinuerligt (denna förbrukning skulle tömma ett stort bilbatteri på en timme).

De kräver också vattenkylning. Vanligtvis skulle du helt enkelt ansluta ESC och motorn med några slangar, sätta inloppet på båtens framsida och placera utloppet framför propellern. På så sätt drar propellern sjövattnet genom kylsystemet. Sjön i fråga är emellertid inte alltid ren och den här lösningen kan täppa till kylsystemet och orsaka motorstörning när den är ute på sjön. Därför bestämde vi oss för en intern kylslinga som pumpar vattnet genom en värmeväxlare ovanpå skrovet (bild 3).

För tillfället har båten två vattenflaskor som reservoarer och ingen värmeväxlare. Reservoarerna ökar helt enkelt den termiska massan så att motorerna tar mycket längre tid att värma upp.

Motoraxeln är ansluten till stödet genom två universalkopplingar, en axel och ett så kallat akterrör, som är avsett att hålla vattnet ute. Du kan se en sidovy av denna enhet i den andra bilden. Motorn är monterad i en vinkel med ett 3D -tryckt fäste och rekvisita skrivs också ut (eftersom jag bröt de gamla). Jag blev ganska förvånad när jag fick veta att dessa rekvisita tål motorernas krafter. För att stödja deras styrka gjorde jag bladen 2 mm tjocka och skrev ut dem med 100% fyllning. Att designa och skriva ut rekvisita är faktiskt en ganska cool möjlighet att prova olika typer av rekvisita och hitta den mest effektiva. Jag bifogade 3D -modellerna av mina rekvisita.

Ett möjligt alternativ

Testning visade att båten bara behöver 10-20% av gasregistret för att långsamt röra sig (vid 1m/s). Att gå direkt till 100% gas orsakar en enorm strömspik, som helt avaktiverar hela båten. Kravet på ett kylsystem är också ganska irriterande.

En bättre lösning kan vara sk thrusters. En thruster har motorn direkt ansluten till propellern. Hela aggregatet är sedan nedsänkt och kyls därför. Här är en länk till en liten thruster med motsvarande ESC. Detta kan ge en maxström på 30 A, vilket verkar vara en mer lämplig storlek. Det kommer förmodligen att skapa mindre strömspikar och gasreglaget behöver inte begränsas så mycket.

Steg 3: Muskler: Styrning

Muskler: Styrning
Muskler: Styrning
Muskler: Styrning
Muskler: Styrning

Framdrivning är häftigt, men en båt måste också svänga. Det finns flera sätt att uppnå det. De två vanligaste lösningarna är roder och differentialkraft.

Roder verkade som en självklar lösning så vi gick på det. Jag modellerade ett roderaggregat i Fusion och 3D -tryckade rodren, gångjärnen och ett servomontage. För servon väljer vi två stora 25 kg Servos för att se till att de relativt stora rodren tål vattendrag. Sedan placerades servon inuti skrovet och kopplades till rodret på utsidan genom ett hål med hjälp av tunna trådar. Jag bifogade en video av rodren i aktion. Det är ganska glädjande att se denna mekaniska montering röra sig.

Även om rodren såg bra ut avslöjade de första provkörningarna att vändradien med dem är cirka 10 meter vilket är fruktansvärt. Dessutom tenderar rodren att koppla bort från servon, vilket gör att båten inte kan styra. Den sista svaga punkten är hålet för dessa ledningar. Det här hålet var så nära vattnet, att bakåtvändningen fick det att sänkas ned och därför översvämmade skrovets insida.

Istället för att försöka åtgärda dessa problem tog jag bort roder tillsammans, stängde hålen och valde en differentialkraftlösning. Med differentialkraft vrider de två motorerna i motsatt riktning för att få fordonet att svänga. Eftersom båten är nästan lika bred som den är kort och motorerna är placerade långt bort från mitten gör det möjligt att svänga på plats. Det kräver bara lite konfigurationsarbete (programmering av ESC: erna och huvudkontrollen). Tänk på att en båt som använder differentialkraft kommer att svänga i cirklar om en av motorerna misslyckas. Jag kanske har upplevt det en eller två gånger på grund av det aktuella spikproblemet som beskrivs i steget innan.

Steg 4: Muskler: Batteri

Muskler: Batteri
Muskler: Batteri
Muskler: Batteri
Muskler: Batteri
Muskler: Batteri
Muskler: Batteri

För mig verkar det som att RC -komponenter, som de som används i den här båten, kan drivas av i stort sett allt, allt från ett klockbatteri hela vägen till ett kärnkraftverk. Detta är uppenbarligen lite överdriven men de har ett ganska brett spänningsområde. Detta intervall skrivs inte in i dataskydden, åtminstone inte i volt. Det är dolt i S-betyget. Det här betyget beskriver hur många battericeller i serie den kan hantera. I de flesta fall hänvisar det till litiumpolymerceller (LiPo). De har en spänning på 4,2V när de är fulladdade och en spänning på cirka 3V när de är tomma.

Båtmotorerna hävdar att de kan hantera 2s till 6s vilket översätter till ett spänningsområde på 6V hela vägen till 25,2V. Även om jag inte alltid skulle lita på den övre gränsen, eftersom vissa tillverkare är kända för att placera komponenter på sina brädor som bara tål lägre spänningar.

Det betyder att det finns en mängd olika användbara batterier så länge de kan leverera den nödvändiga strömmen. Och jag gick faktiskt igenom ett par olika batterier innan jag byggde ett ordentligt. Här är en snabb översikt över de tre batteri iterationer som båten gick igenom (hittills).

1. LiPo batteripaket

När vi planerade båten hade vi ingen aning om hur mycket energi den skulle konsumera. För det första batteriet väljer vi att bygga ett paket av de välkända 18650 litiumjoncellerna. Vi lödde dem i ett 4S 10P -förpackning med nickelremsor. Detta paket har ett spänningsintervall på 12V till 16,8V. Varje cell har 2200mAh och har en maximal urladdningshastighet på 2C (ganska svag) så 2*2200mA. Eftersom det finns 10 celler parallellt kan den leverera toppströmmar på bara 44A och har en kapacitet på 22Ah. Vi utrustade också paketet med ett batterihanteringskort (mer om BMS senare) som tar hand om laddningsbalansering och begränsar strömmen till 20A.

Vid testning av båten visade det sig att 20A av maxström är waaaaay mindre än motorerna förbrukar och BMS ständigt stängde av strömmen om vi inte var försiktiga med gasreglaget. Det är därför jag bestämde mig för att överbrygga BMS och ansluta batteriet direkt till motorerna för att få hela 44 ampere. Dålig idé!!! Medan batterierna lyckades leverera lite mer kraft, kunde nickelremsorna, som förbinder cellerna, inte hantera det. En av anslutningarna smälte och orsakade att träets inre i båten producerade rök.

Ja, så det här batteriet var inte riktigt lämpligt.

2. Bilbatteri

För mitt 2020 proof of concept bestämde jag mig för att använda ett större batteri. Jag ville dock inte spendera några extra pengar så jag använde ett gammalt bilbatteri. Bilbatterier är inte avsedda att vara helt urladdade och laddade, de ska alltid hållas vid full laddning och endast användas för kortströmstopp för att starta en motor. Det är därför de kallas startbatterier. Att använda dem som ett batteri för ett RC -fordon minskar deras livslängd avsevärt. Det finns en annan typ av blybatteri som ofta har samma formfaktor och är speciellt utformad för att laddas ur och laddas flera gånger som kallas ett Deep Cycle -batteri.

Jag var väl medveten om de korta batterierna, men jag ville snabbt testa båten och batteriet var i alla fall gammalt. Tja, den överlevde 3 cykler. Nu sjunker spänningen från 12V till 5V när jag träffar gasreglaget.

3. LiFePo4 batteripaket

"Tredje gången är en charm" är vad de säger. Eftersom jag fortfarande inte ville spendera mina egna pengar, bad jag mitt universitet om hjälp. Visst nog hade de mitt drömbatteri hela tiden. Vår Uni deltar i tävlingen "Formula Student Electic" och har därför en elektrisk racerbil. Raceteamet bytte tidigare från LiFePo4 -celler till 18650 LiPo -celler eftersom de är lättare. Så de har ett lager av flera använda LiFePo4 -celler som de inte behöver längre.

Dessa celler skiljer sig från LiPo- eller LiIon -celler i sitt spänningsområde. De har en nominell spänning på 3,2V och den varierar från 2,5V till 3,65V. Jag samlade 3 av dessa 60Ah -celler i ett 3S -paket. Detta paket kan leverera toppströmmar på 3C aka. 180A och har en maxspänning på bara 11V. Jag bestämde mig för att gå på en lägre systemspänning för att minska motorströmmen. Detta paket tillät mig äntligen att köra båten i mer än 5 minuter och testa självkörningsförmågan.

Ett ord om batteriladdning och säkerhet

Batterier koncentrerar energi. Energi kan förvandlas till värme och om denna värme tar formen av en batterield har du ett problem på handen. Det är därför du bör behandla batterier med den respekt de förtjänar och utrusta dem med rätt elektronik.

Battericeller har tre sätt att dö.

  1. Urladdning av dem till lägsta spänning (kall död)
  2. ladda dem över sin maximala märkspänning (kan orsaka svullnad, brand och explosioner)
  3. dra för mycket ström eller kortsluta dem (så jag måste verkligen förklara varför det kan vara dåligt)

Ett batterihanteringssystem förhindrar alla dessa saker, det är därför du bör använda dem.

Steg 5: Muskler: Kabeldragning

Muskler: Kabeldragning
Muskler: Kabeldragning

Kabeldragningen för muskeldelen visas i den första bilden. På botten har vi batteriet som ska säkras med en lämplig säkring (just nu finns det inget). Jag lade till två externa kontakter för att ansluta en laddare. Det skulle vara en bra idé att ersätta dem med en riktig XT60 -kontakt.

Sedan har vi en stor batteribrytare som ansluter resten av systemet till batteriet. Den här omkopplaren har en verklig nyckel och låt mig berätta, det är så tillfredsställande att vrida den och se båten komma till liv.

Hjärnan är ansluten till batterierna jordade medan ESC: erna och servon separeras av ett shuntmotstånd. Detta gör att strömmen kan mätas genom den lilla orange anslutningen eftersom det orsakar ett litet spänningsfall över shuntmotståndet. Resten av ledningarna är bara röd till röd och svart till svart. Eftersom servon inte riktigt används längre kan de bara ignoreras. Kylpumparna är den enda komponenten i båten som kräver exakt 12V och de verkar inte fungera bra om spänningen är högre eller lägre än så. Därför behöver de en regulator om batterispänningen är över 12V eller en stegomvandlare om den är under det.

Med roderstyrning skulle båda ESC -signaltrådarna gå till samma kanal i hjärnan. Men båten använder nu differentialkraft aka. glidstyrning, så varje ESC måste ha sin egen separata kanal och servon behövs inte alls.

Steg 6: Hjärna: Komponenter

Hjärna: Komponenter
Hjärna: Komponenter
Hjärna: Komponenter
Hjärna: Komponenter

Hjärnan är en stor låda full av intressant elektronik. Många av dem finns i FPV -racingdrönare, och några av dem togs faktiskt ur min egen drönare. Den första bilden visar alla elektroniska moduler. De staplas snyggt ovanpå varandra med hjälp av mässingskort. Det är möjligt eftersom FPV-komponenter finns i speciella formfaktorer som kallas stapelplatsen. Från botten till toppen innehåller vår stack följande:

Power Distribution Board (PDB)

Denna sak gör precis vad namnet antyder och distribuerar kraften. Två ledningar från batteriet kommer in och det erbjuder flera lödkuddar för att ansluta olika moduler till batteriet. Detta PDB erbjuder också en 12V och en 5V regulator.

Flight Controller (FC)

Flygkontrollen kör ArduPilot Rover Firmware. Det gör en mängd olika saker. Den styr motorstyrenheterna via flera PWM -utgångar, den övervakar batterispänningen och strömmen, den ansluter till de olika sensorerna och in- och utgångsenheterna och den har också ett gyroskop. Man kan säga att den här lilla modulen är själva hjärnan.

RC -mottagare

Mottagaren är ansluten till en fjärrkontroll. I mitt fall är det en FlySky -fjärrkontroll för RC -plan som har tio kanaler och till och med upprättar tvåvägskommunikation så att fjärrkontrollen också kan ta emot signaler från mottagaren. Dess utsignaler går direkt till FC genom en enda tråd med det så kallade I-bus-protokollet.

Videosändare (VTX)

Hjärnboxen har en liten analog kamera. Kamerans videosignal överförs till FC som lägger till en skärmvisning (OSD) i videoströmmen, som innehåller information som batterispänning. Den skickas sedan vidare till VTX som sänder den till en speciell 5,8 GHz mottagare i andra änden. Denna del är inte absolut nödvändig men det är häftigt att kunna se vad båten ser.

Ovanpå lådan finns ett gäng antenner. En är från VTX, två från RC -mottagaren. De andra två antennerna är följande komponenter.

Telemetri -modul

433MHz -antennen tillhör en telemetri -modul. Denna lilla sändare är en in-/utgångsenhet som ansluter flygkontrollen till markstationen (en bärbar dator med en 433MHz USB -dongel). Denna anslutning gör det möjligt för operatören att på distans ändra parametrar och få data från de interna och externa sensorerna. Denna länk kan också användas för att fjärrstyra båten.

GPS och kompass

Det stora runda ovanpå båten är faktiskt inte en antenn. Det är väl så, men det är också en hel GPS -modul och en kompassmodul. Det är detta som gör det möjligt för båten att veta position, hastighet och orientering.

Tack vare tillväxten av drönarmarknaden finns det en mängd olika komponenter att välja mellan för varje modul. Det mest troliga att du kanske vill byta är FC. Om du vill ansluta fler sensorer och behöver fler ingångar finns det en mängd kraftfullare hårdvarualternativ. Här är en lista över alla FC: er som ArduPilot stöder, det finns till och med en hallon pi där.

Och här är en liten lista över de exakta komponenterna jag använde:

  • FC: Omnibus F4 V3S Aliexpress
  • RC-mottagare: Flysky FS-X8B Aliexpress
  • Telemetrisändarsats: 433MHz 500mW Aliexpress
  • VTX: VT5803 Aliexpress
  • GPS och kompass: M8N Aliexpress
  • Kapsling: 200x200x100 mm IP67 Aliexpress
  • Fjärrkontroll: FLYSKY FS-i6X Aliexpress
  • Videomottagare: Skydroid 5, 8 Ghz Aliexpress

Steg 7: Brain: Wiring

Hjärna: Kabeldragning
Hjärna: Kabeldragning
Hjärna: Kabeldragning
Hjärna: Kabeldragning
Hjärna: Kabeldragning
Hjärna: Kabeldragning
Hjärna: Kabeldragning
Hjärna: Kabeldragning

Hjärnan får sin driftspänning direkt från batteriet. Den får också en analog spänning från den aktuella shunten och den matar ut styrsignalerna för båda motorerna. Det är den externa anslutningen som är tillgänglig från utsidan av hjärnboxen.

Insidan ser mycket mer invecklad ut. Därför gjorde jag det lilla kopplingsschemat på den första bilden. Detta visar kopplingarna mellan alla de olika komponenterna som jag beskrev i föregående steg. Jag gjorde också ett par förlängningssladdar för PWM -utgångskanalerna och USB -porten och dirigerade dem till baksidan av höljet (se bild 3).

För att montera bunten på lådan använde jag en 3D -tryckt bottenplatta. Eftersom komponenterna (särskilt VTX) producerar värme anslöt jag också en 40 mm fläkt med ännu en 3D -tryckt adapter. Jag la till 4 svarta plastbitar i kanterna för att skruva fast lådan på båten utan att behöva öppna locket. STL -filerna för alla 3D -tryckta delar bifogas. Jag använde epoxi och lite hett lim för att hålla allt fast vid.

Steg 8: Brain: ArduPilot Setup

Brain: ArduPilot Setup
Brain: ArduPilot Setup
Brain: ArduPilot Setup
Brain: ArduPilot Setup
Brain: ArduPilot Setup
Brain: ArduPilot Setup

Ardupilot Wiki beskriver hur man ställer in en rover i detalj. Här är Rover -dokumentationen. Jag kommer bara att repa ytan här. Det finns i princip följande steg för att få en ArduPilot Rover igång när allt är korrekt anslutet:

  1. Flash ArduPilot Firmware to FC (Tipp: du kan använda Betaflight, en vanlig FPV -drone -programvara, för det)
  2. Installera en Ground Station -programvara som Mission Planner och anslut kortet (se användarplaneringsgränssnittet i bild 1)
  3. Gör en grundläggande hårdvaruinstallation

    • kalibrera gyro och kompass
    • kalibrera fjärrkontrollen
    • konfigurera utgångskanaler
  4. Gör en mer avancerad installation genom att gå igenom parameterlistan (bild 2)

    • spännings- och strömsensor
    • kanalkartläggning
    • Lysdioder
  5. Gör en provkörning och ställ in parametrarna för gas och styrning (bild 3)

Och bom, du har en självkörande rover. Naturligtvis tar alla dessa steg och inställningar lite tid och saker som att kalibrera kompassen kan vara ganska tråkiga men med hjälp av dokumenten, ArduPilot -forumen och YouTube -handledning kan du så småningom komma dit.

ArduPilot ger dig en avancerad lekplats med många parametrar som du kan använda för att bygga i stort sett alla självkörande fordon du kan tänka dig. Och om du saknar något kan du samarbeta med samhället för att bygga det eftersom detta fantastiska projekt är öppen källkod. Jag kan bara uppmuntra dig att prova, eftersom detta förmodligen är det enklaste sättet att komma in i en värld av autonoma fordon. Men här är ett litet proffstips: Prova med ett enkelt fordon innan du bygger en gigantisk RC -båt.

Här är en liten lista över de avancerade inställningarna som jag gjorde för min specifika hårdvaruinställning:

  • Ändrade kanalmappning i RC MAP

    • Pitch 2-> 3
    • Gasreglage 3-> 2
  • Aktiverade I2C RGB -lysdioder
  • Ramtyp = Båt
  • Installera skridstyrning

    • Kanal 1 = ThrottleLeft
    • Kanal 2 = ThrottleRight
  • Kanal 8 = FlightMode
  • Kanal 5 = Tillkoppling/avaktivering
  • Ställ in ström och batteriövervakare

    • BATT_MONITOR = 4
    • Starta sedan om. BATT_VOLT_PIN 12
    • BATT_CURR_PIN 11
    • BATT_VOLT_MULT 11.0

Steg 9: Brain: Custom LED Controller

Första priset i Make it Move Contest 2020

Rekommenderad: