Калибровка гироскопа квадрокоптера. Триммирование и калибровка квадрокоптера

Эта инструкция по настройке и калибровке квадрокоптера H8 mini написана для «чайников» - опытным авиамоделистам большинство описанных здесь действий хорошо знакомо!

В безветренную погоду правильно настроенный квадрокоптер неподвижно «висит» в воздухе! Он не вращается вокруг оси и никуда не отклоняется!
Добиться такого «зависания» довольно просто с помощью калибровки датчиков и триммирования (точной подстройки) квадрокоптера.

Для настройки и калибровки квадрокоптера H8 mini прежде всего определите, какого типа пульт вы используете: MODE 1 или MODE 2?
Это очень просто – переместите вверх-вниз оба джойстика и посмотрите, какой из них не возвращается в центральное положение!
Если этот джойстик (ручка «газа») находится справа – у вас пульт типа MODE 1, если слева - пульт типа MODE 2.

На пульте H8 mini типа MODE 1 кнопки триммера «влево-вправо» находятся под левым джойстиком! На пульте H8 mini типа MODE 2 – под правым!
Кнопки триммера «вперед» - «назад» расположены по центру пульта H8 mini – прямо между джойстиками!

Но прежде чем начать триммирование квадрокоптера H8 mini, произведите автоподстройку датчиков!
Для этого установите оба триммера в нулевое положение!
Как узнать, что триммер находится в нулевом положении? При прохождении через нулевое положение пульт издает длинный сигнал, а не короткий!
Таким образом, если нажать кнопку триммера «влево», и он издаст короткий сигнал, а при нажатии кнопки «вправо» - длинный, триммер находится в нулевом положении!

Для калибровки датчиков H8 mini, убедитесь, что квадрокоптер стоит на ровной поверхности и пульт расположен точно позади него!

Чтобы произвести настройку гироскопа H8 mini, переместите оба джойстика в левое нижнее положение!

Светодиоды квадрокоптера медленно мигнут несколько раз и засветятся опять – это значит, что гироскоп H8 mini уже откалиброван!

Чтобы настроить магнитный датчик H8 mini, переместите джойстики в правое нижнее положение!

Светодиоды квадрокоптера быстро замигают – когда они засветятся, магнитный датчик H8 mini откалиброван!

Внимание: чтобы режим «Headless mode»в квадрокоптере H8 mini работал правильно, перед его включением обязательно убедитесь, что пульт находится точно сзади квадрокоптера!

Если после калибровки датчиков, H8 mini всё-таки отклоняется – выполните точную подстройку (триммирование).
Например, вы видите, что квадрокоптер «тянет» влево! Чтобы выровнять его нажимайте кнопку триммера «вправо», до тех пор, пока не заметите, что квадрокоптер выровнялся! Аналогично при «уходе» квадрокоптера вперед – вам поможет кнопка триммера «назад»!

Если триммирование (точная настройка) H8 mini не дает никакого результата, и несмотря на установку триммера в крайнее положение, квадрокоптер продолжает «уводить», скорее всего, какой-то из двигателей расположен неточно!
Посмотрите, все ли двигатели расположены симметрично - нет ли перекоса! Не погнут ли какой-то из винтов!
Причина может быть и в том, что какой-то из моторчиков не обеспечивается тяги, достаточной для нормального полёта!

Если вы решили заменить моторчик в квадрокоптере H8 mini самостоятельно, обязательно обратите внимание на то, в каком направлении он должен вращаться! По часовой стрелке или против неё! Чтобы не возникало путаницы «минусовые» провода моторчиков H8 mini маркируют разными цветами!

Таким образом, мотор H8 mini типа CW (clockwise), рассчитанный на вращение по часовой стрелке, имеет красный и белый провода, а мотор типа CCW (counter-clockwise) рассчитанный на вращение против часовой стрелки – красный и черный провода!

Купить мотор для H8 mini можно конечно

Область применения этих летательных аппаратов в настоящее время значительно расширилась. Они стали необходимы везде – от осмотра катастроф в местности, куда невозможно добраться человеку, до использования их для съёмок различных развлечений. , благодаря имеющимся функциям (ГЛОНАСС, GPS), успешно применяются для получения фото- и видеосъёмок в чрезвычайных ситуациях в самых непредвиденных ракурсах.

Уже недалёк тот день, когда с помощью таких летательных аппаратов будет осуществляться доставка всевозможных видов груза. Большое значение для безаварийного их применения имеет своевременная калибровка квадрокоптера, которая так необходима для настройки различных полётных режимов.

Калибровка квадрокоптера на основных режимах полёта

Для того чтобы правильно произвести настройку квадрокоптера, надо знать основные режимы полёта:

• Stabilize. В этом режиме автопилот, без применения стиков сам убирает крен и тангаж и приводит квадрокоптер к горизонту.
• AltHold. Режим выдерживания высоты. Считывая показания барометра, дрон выдерживает заданную высоту, стиком газа её корректируют с начальными показателями.
• Acro. Если не трогать стики, тангаж и крен остаются неизменными, чтобы их выровнять нужно перемещать стики в противоположную сторону.
• Auto. По данным GPS перемещение по путевым точкам.
• Loiter. Режим зависания. Аппарат выдерживает заданные координаты и высоту.
• Position. Режим зависания с помощью газа.
• Guided. Перелёт в заданный waypoint и нахождение в этой точке.
• Circle. Сохраняя радиус, перемещение вокруг заданной точки.
• RTL. Режим возврата на точку старта с посадкой или зависанием на двухметровой высоте над этой точкой.
• OF Loiter. Используя OpticalFlowSensor, выполняется режим зависания с ещё большей точностью.
• Drift. Самолётный режим с выдерживанием заданного курса.
• Sport. При выполнении съёмки, высота выдерживается автоматически вместе с углом крена.
• Land. Выполнение посадки.

Теперь зная основные режимы полёта, вполне понятно для чего необходима тщательная калибровка квадрокоптера.

Калибровка квадрокоптера и регуляторов скорости моторов ESC

Калибровка летательных аппаратов включает в себя настройку аппаратуры управления, компаса, акселерометра и регуляторов оборотов. В этой статье более подробно рассмотрим калибровку регуляторов скорости двигателей ESC.

Полётные контроллеры регулируют обороты моторов, а электронные регуляторы задают скорость вращения двигателей. В зависимости от сигнала полётного контроллера, регуляторы скорости должны быть настроены так, чтобы определить уровень сигнала по крайним значениям ШИМ.

В зависимости от марки регуляторов производится и их калибровка. Для этого надо внимательно изучить документацию и только после этого приступать к настройке ESC.

Способ калибровки «всех сразу» применим практически ко всем регуляторам оборотов ESC, если настроить этим методом не удастся, необходимо сделать «поочерёдную калибровку моторов».

Калибровка квадрокоптера методом «все сразу»

Перед началом действий проверьте, что все пропеллеры сняты, отсутствует подключение АРМ и компьютера проводом USB и аккумулятор не подсоединён.

• Поставьте стик газа вверх до упора и включите пульт управления.
• Подсоедините батарею, светодиоды начинают мигать АРМ сообщает о готовности.
• Выключите аккумулятор Lipo и вновь подсоедините.
• Начинают поочерёдно зажигаться красный и синий светодиоды — это запущен режим калибровки.
• После музыкального тона сигнала, количеством раз равным числу банок в вашем Lipo и потом ещё двух раз переведите стик газа в нижнее крайнее положение.
• Продолжительный сигнал указывает, что минимум газа определён и режим калибровки заканчивается. Увеличьте газ, проверьте вращение двигателей, двигая стики газа туда и обратно.
• Поставьте стик газа до упора вниз и отсоедините аккумулятор.

Калибровка квадрокоптера методом «поочерёдной настройки ESC»

• Подсоедините один регулятор оборотов к каналу газа.
• Стик газа поднимите до упора и включите пульт управления.
• Соедините аккумулятор с коптером.
• Сначала будет музыкальный тонированный сигнал, затем ещё два сигнала, после них переместите стик газа до конца вниз. Количество сигналов равное числу банок в аккумуляторе и один продолжительный гудок указывают, что процесс калибровки закончился.
• Отсоедините батарею и повторите процесс для каждого следующего регулятора оборотов двигателей ESC.
• Если калибровка не проходит, то, вероятно, канал газа пребывает в инверсии и его требуется настроить.
• Когда во время калибровки возник непрерывный сигнал, уменьшите триммер газа на 50 процентов.

Вот так поэтапно проводится калибровка квадрокоптеров и определяется пригодность их к полётам.

Квадрокоптер представляет собой летающую платформу на радиоуправлении с четырьмя оснащенными пропеллерами. В состав таких аппаратов включается летающая многороторная платформа. В полете квадрокоптер занимает относительно поверхности земли горизонтальное положение, способен зависнуть над выбранным местом, перемещается в стороны, вверх и вниз. Наличие специального дополнительного оборудования позволяет квадрокоптеру осуществлять практически автономные полеты.

Этот прибор оснащен четырьмя роторами, которые осуществляют вращение диагонально в противоположных направлениях. Роторами управляет процессор, который сообщает данные с трех гироскопов, предназначенных для определения и фиксации положения в пространстве во всех трех плоскостях. Благодаря акселерометру удается занять абсолютно горизонтальное положение. Фиксация квадрокоптера на нужной высоте осуществляется благодаря оснащению бародатчиком. Прибор смещается в пространстве за счет того, что изменяется скорость вращения той или иной двойки моторов. Происходит крен квадрокоптера с его дальнейшим перемещением.

Первые приборы

Это направление начало развиваться в 2006 году. Разработчики из Германии Инго Бускер и Хольген Бусс создали квадрокоптер своими руками. Вокруг него собралось огромное сообщество увлеченных людей - RC-моделистов, программистов, конструкторов. В середине 2007 года квадрокоптеры стали парить и вполне устойчиво перемещаться в воздухе. Такие приборы отличаются от радиоуправляемых вертолетов в положительную сторону благодаря гибкости конструкции и дешевизне. Необходимое для квадрокоптера оборудование можно приобрести, а дальше есть огромный простор для творчества. Помимо этого, в случае падения обычно ремонт такого прибора обходится гораздо дешевле, чем радиоуправляемого вертолета.

Как собрать квадрокоптер своими руками: инструкция

Раму для устройства вполне можно сделать самостоятельно. Для этого потребуется не так уж много материалов. Среди них кусок фанеры 150 х 150 мм, квадратный алюминиевый профиль 14 х 14 мм. Лучи можно прикрутить посредством винтов по диагоналям квадрата. Тонкую алюминиевую ленту можно использовать для создания посадочных лыж и держателя для Каждый луч от центра имеет длину 300 мм, а каждая балка - 250 мм. Отверстия для двигателей на концах лучей можно сделать уже после сборки, разметив все по двигателям.

Радиоуправляемый квадрокоптер: список необходимых запчастей

• Аппаратура Turnigy 9x.
• Управляющая плата.
• Аккумулятор для аппаратуры.
• Силовой аккумулятор на сам квадрокоптер.
• Пропеллеры.
• Зарядные устройства.

Сборка квадрокоптера

Сначала требуется установить управляющую плату, и постараться поместить ее максимально близко к центру платформы. То есть тут лучше все заранее вымерять, чтобы потом не получилось каких-то проблем с балансом и прочих моментов. Отверстия сверлятся сквозь установленную ранее фанеру, прямо в концы алюминиевых лучей. Длинные саморезы по металлу используются для того, чтобы прикрутить плату непосредственно к лучам. Говоря о том, как собрать квадрокоптер своими руками, следует отметить, что лучи не стоит сверлить насквозь, так как тут аккумулятор прилегает к ним максимально плотно.

В непосредственной близости с платой требуется установить приемник. Его можно закрепить посредством суперклея. Если назначение каналов у приемника в точности совпадает с таковыми у управляющей платы, то можно сделать для них упрощенное соединение посредством двух трехжильных шлейфов.

Размещение двигателя

Если рассуждать о том, как сделать квадрокоптер своими руками, то необходимо разметить лучи и просверлить отверстия под двигатель. Расстояние от краев до оси вращения во всех случаях должно быть в точности одинаковым. Отверстие, предназначенное для хвоста вала, который торчит из дна двигателя, необходимо сверлить насквозь на всю ширину квадрата, что позволит видеть, не цепляется ли вал за его края.

Разборки с проводкой

На данном этапе пришло время произвести следующие операции. Сначала делается «паук» из четырех регуляторов скорости, а их провода питания необходимо соединить параллельно посредством специальных переходников. Использовать стоит только в одном месте - где осуществляется подключение батареи к «пауку». Все остальное необходимо спаять, а потом затянуть в термоусадку, так как в полете от вибрации могут случиться разные неожиданности. Теперь нужно подключить сигнальные провода драйверов в соответствии с на управляющей плате.

Когда все будет собрано, можно переходить к тестированию и решению возникающих проблем.

Альтернативный вариант

Первое, что стоит сказать тем, кого интересует, как собрать квадрокоптер своими руками: не стоит экономить на деталях. Существует большое число прошивок, вариантов датчиков, готовых контроллеров, но в нашей статье будет описан вариант использования Arduino Mega, прошивки MegaPirate, а также относительно дешевых датчиков.

Детали

Для начала вам потребуется 4 мотора плюс 1 запасной. Пропеллеры тоже стоит взять с запасом, должно быть минимум 2 стандартных и 2 - обратного вращения. 4 регулятора скорости, плюс несколько запасных. В качестве источника питания не стоит брать один суперёмкий аккумулятор, так как он будет только придавать лишний вес устройству. Правильнее всего предпочесть несколько мелких, чтобы менять их по очереди. Рама должна быть максимально прочной и легкой. Вариант, описанный выше, можно назвать вполне подходящим. В качестве мозгов и датчиков устройства можно использовать программируемый микроконтроллер, плата - AllInOne, акселерометр, гироскоп, управляющая арматура, аккумуляторы, зарядное устройство, а также многое другое. Под последним следует понимать необходимое количество болтиков, винтиков, проводочков, стяжек. Вам потребуются также инструменты для работы, такие как паяльник и принадлежности для работы с ним, дрель, а также умелые руки.

Сборка железа и его настройка

Если все, описанное выше, у вас имеется, то вполне можно начинать процессы сверления, паяния и скручивания. Раму можно делать так же, как было описано ранее, а можно проявить фантазию. Но тут важен лишь один момент: следите, чтобы расстояние от центра до концов лучей было абсолютно одинаковым, при этом пропеллеры во время вращения не должны задевать друг друга и центральную часть из фанеры, так как на ней размещаются все датчики, мозги, а также камера, если вы пожелаете. Установку датчиков следует производить на толстый скотч, резину или силикон, чтобы уменьшить вибрацию. В середине или на концах лучей можно закрепить пенопласт, плотный поролон или резиновые маячки, которые возьмут на себя функции шасси в момент приземления.

Датчики и способы их добыть

Наиболее простым из вариантов можно назвать покупку готовой платы с четырьмя основными датчиками: гироскопом, предназначенным для измерения углового ускорения; акселерометром для измерения гравитации и ускорения; барометром, который определяет высоту и удерживает квадрокоптер на ней; магнитометром, который фиксирует направление движения.

На данный момент в продаже можно найти и такие платы, на которых кроме четырех указанных датчиков есть еще и GPS-приемник, активно используемый для автономных полетов.

Сборка мозгов

Чтобы процесс монтажа стал максимально удобным, стоит все разместить на какой-то плате, выполняющей функции прототипа. Распиновка подключения зависит от типа прошивки, актуальной на момент сбора устройства, поэтому в каждом отдельном случае все следует подключать в соответствии с инструкциями.

Настройка прошивки и загрузка

Найти нужную прошивку на данный момент не представляет сложности, поэтому следует скачать подходящий архив и распаковать его. После того как прошивка в Arduino будет успешно загружена, можно осуществлять закачивание программы настройки, а потом замыкать контакт A5 с GND. Когда программа будет запущена, в меню Option следует выбрать COM-порт Arduino, а в меню Action - AC2 Setup. Важно, чтобы настройка квадрокоптера прошла успешно, а для этого вам необходимо четко следовать инструкциям, которые появятся перед вами после нажатия на огромную кнопку. В одном окошке от вас потребуется двигать ручки на пульте до максимальных и минимальных значений, а в другом окне появится просьба убедиться, что прибор стоит ровно, чтобы верно откалибровать датчики.

Дальнейшие работы

Управление квадрокоптером настраивается после калибровки. После того как вы завершите настройку, A5 с GND можно разомкнуть, а потом в меню найти пункт AC2 Sensor, где вы сможете проверить, правильно ли работают датчики, во вкладке Raw Sensor. Каждый поворот платы с датчиками должен отрабатываться максимально четко, то есть как повернули, так стрелка и становится, если она не дотягивает или переходит нужное значение, то у вас проблемы либо с датчиком, либо с коэффициентами в коде.

Нужно проверить и работу приемника. Делается это в соседней вкладке. Если движение уровней правильное, то при отклонении джойстика газа на 2 секунды вниз вправо должен светиться красный светодиод. При медленном движении того же манипулятора вверх в левом столбце должно происходить примерно одинаковое отклонение уровней.

Результат

Когда все прошло проверку, можно крепить пропеллеры, а потом попробовать взлететь. Для этого квадрокоптер стоит разместить подальше от себя, наклонить вниз и вправо левую ручку, а потом медленно добавить газа. Если прибор взлетел, это очень хорошо, а если он трясется, то придется настраивать PID. Это осуществляется в пункте PID Config. Делается это все в каждой ситуации индивидуально, то есть нет какого-то универсального решения. Теперь вам известно, как собрать квадрокоптер своими руками.

Как настроить и откалибровать квадрокоптер

Квадракоптер давно превратился в весьма популярный летательный аппарат, в основе которого лежит принцип работы простой механики. Полет полностью координируется замедлением или наоборот ускорением пропеллеров. Согласно общепризнанным законам аэродинамики квадракоптер не сможет самостоятельно стабилизировать свое положение в воздухе. Для этого в его конструкции предусмотрено наличие бортового компьютера. Этот продуманный контроллер позволяет конструкции занимать определенное положение в пространстве, основываясь на информации, которую обеспечивают акселерометры и MEM-гироскопы.

Почему Вашему квадракоптеру нужна качественная настройка?

Обычно после покупки квадракоптера большинство счастливых обладателей делают ошибочный вывод о том, что управлять им будет чрезвычайно легко. И с первых минут начинают испытывать его на прочность, следя за креном и без понимания замедляя моторы. Они забывают выполнить процесс триммирования, который еще называют калибровкой.

Конечно, большинство купленных моделей продаются в состоянии Ready to Fly, но в процессе перевозки или после первого запуска настройки могут с легкостью сбиться. Результат легко увидеть воочию — квадракоптер будет иметь крен на одну из сторон и точно не полетит в указанное владельцем место. Пока дилетанты начнут сетовать на производителя и низкое качество квадракоптера, на самом деле нужно провести калибровку устройства.

Без качественно проведенной калибровки квадракоптер будет абсолютно неуправляемым и Вы получите больше шансов на то, чтобы уничтожить его. Никакого удовольствия от полета не ждите!

С чего начать?

На первом этапе нужно исследовать функционал пульта управления. Обычно все производители помещают в левый сток функцию вертикального передвижения, а в правом — боковые крены и наклон вперед. Не следует забывать, что триммирование обязательно проводят в тот момент, когда квадракоптер оторвался от земли и завис в воздухе. Оптимальная высота для настройки устройства — 1-2 метра. Слишком большая высота не позволит откалибровать его без кренов.

Как понять, с каким джойстиком проблема? Правый или левый?

1. Видите ярко выраженный крен квадракоптера на одну из сторон? Нужно позаботиться о правом джойстике, проведя регулировку по крену.

2. Квадракоптер со всей силы летит вперед или наклонился назад? Калибровка по тангажу нужна левому джойстику.

3. Видите и крен, и наклон вперед за несколько секунд? Настройка нужна обоим джойстикам.

Начинаем настройку квадракоптера!

На первом этапе включаем пульт дистанционного управления и само устройство. Второй шаг — поднимаем конструкцию на высоту от 1 до 2 метров. Часто уже в первые секунды Вы увидите, насколько сильно устройство кренится на одну из сторон и хочет ли оно лететь вперед. Как только для зависания дрона в одном положении нужны дополнительные усилия — нужна калибровка.

Механическая или автоматическая калибровка? Делаем выбор!

Механическая настройка выполняется только тогда, когда отклонения практически незаметны, но могут быть ощутимы на большой высоте. Как только надо смещать триммер больше, чем на 5-6 позиций, владельцам дрона советуют провести настройку с пульта управления.

Механическая калибровка заключается в подкручивании регулятора тяги между так называемым сервоприводом дрона и тарелкой конструкции. Автоматический метод предполагает использование специальных переключателей.

Квадракоптер летит вперед? Триммер тангажа должен быть в нижнем положении. Если имеете дело с наклонении коптера назад, триммер ставят в верхнее положение и пытаются выровнять конструкцию, которая зависла в воздухе прямо перед Вами.

Квадракоптер периодически уносит влево? Триммер должен задержаться в правом положении. Уносит в правую сторону? Триммер — в левую.

Всегда стоит получить консультации у специалистов, если Вы понятия не имеете, как правильно осуществить калибровку квадракоптера, поскольку дорогая вещь может просто упасть с большой высоты или же столкнуться с фасадом дома или столбом. Неуправляемый квадракоптер — это настоящая проблема. Решите ее задолго до появления с помощью своевременной настройки выбранного Вами дрона.

В этой статье мы расскажем вам, как триммировать квадрокоптер. Процесс триммирования можно назвать проще и понятнее – по своей сути, это калибровка устройства. 90% моделей выпускается уже откалиброванными и попадает вам в руки в комплектации Ready to Fly, но в ходе транспортировки от ударов эти настройки могут сбиться. Поэтому, если при полёте ваш коптер имеет крен на какую-то из сторон или вовсе летит не туда, куда вы указываете, не спешите сдавать его как брак – просто произведите триммирование.

Первое, что нужно сделать перед триммированием, — это разобраться с функционалом джойстиков пульта дистанционного управления. Как правило, левый стик отвечает за перемещение дрона в вертикальной оси, а правый – за крены вбок и наклоны вперед. И второе, о чем стоит знать — это то, что процесс триммирования лучше всего производить только в воздухе.

Если устройство не наберет высоту хотя бы в 0,5 метра, то тянуть его будет создаваемая винтами воздушная подушка. Если же он наберет большую высоту, то вы сможете откалибровать его для зависания в воздухе без кренов и наклонов. Триммирование может быть необходимо как левому, так и правому джойстику. Как понять, с каким из рычагов управления проблема у вас?

• Если квадрокоптер постоянно кренится на левый или правый бок, то триммировать необходимо правый рычаг и производить регулировку по крену.
• Если квадрокоптер самостоятельно наклоняется то вперед, то назад – триммирование требуется для левого стика, регулировка которого будет производиться по тангажу.
• Если квадрокоптер одновременно и кренится на бок, и наклоняется, то вам придется откалибровать оба стика.

Для начала стоит понять, в каком из случаев квадрокоптеру требуется калибровка. Итак, вот поэтапный процесс:

• Первый этап – включение пульта ДУ и квадрокоптера.
• На втором этапе квадрокоптер запускается и поднимается на высоту минимум в 50 сантиметров. Уже на этом этапе возможно понять, в какую из сторон кренится дрон. Если на этом этапе вам для зависания приходится выполнять дополнительные маневры, можно сразу сказать, что триммирование квадрокоптеру необходимо.
• На третьем этапе вам предстоит выбрать между механической калибровкой и автоматической.

Теперь рассмотрим, чем отличаются механическая и автоматическая калибровка. Механическая используется в случае, когда отклонения значительные. Если же калибровка требует смещения положения триммера максимум на 5 позиций, воспользуйтесь автоматической калибровкой с пульта.

Процесс механической калибровки заключается в повторении одного и того же пункта – постепенного подкручивания регулятора тяги между тарелкой и сервоприводом. Автоматическая же калибровка подразумевает перечень действий со специальными переключателями в зависимости от проблемы. Так, если вертолет постоянно наклоняется вперед, поставьте триммер тангажа в нижнее положение. Повторяйте это несколько раз, пока коптер не достигнет желаемого положения.

Та же процедура необходима и в случае, если коптер наклоняется назад – только триммер ставится в верхнее положение. Аналогичные действия совершаются и в случае, если нужно откалибровать коптер влево или вправо. Если дрон уносит влево, установите триммер в крайнее правое положение, а если вправо, то в крайнее левое. Процесс настройки квадрокоптера для новичков показан на видео ниже.