квадрокоптер


Итак, что же такое квадрокоптер?


Квадрокоптер - это многомоторная летательная платформа, предназначенная, в первую очередь, для аэрофотосъемки (например: пробки на дорогах, высотные здания, пожары в лесах, ...).

Почему именно именно он? В отличии от самолёта, квадрокоптер способен зависать в воздухе и его при этом не трясёт так как вертолёт. Да и данный проект интереснее для сборки, т.к. необходимо реализовать систему управления 4-мя. моторами одновременно.


Конструкция:


1. Рама - самая оптимальная конструкция рамы для 4-х. моторов - крест, т.к. он обладает необходимой жесткостью и минимальным весом.

2. Моторы - 3-х.фазные, электрические, асинхронные, без щёток (выше скорость реакции), бесколлекторные, с вращающимся статором (выше крутящий момент).

3. Контроллер - ATMega 8, выбиралась исходя из тока потребления моторами (в данной ситуации не более 18 А).

4. "Мозг" - Arduino. Выбор обусловлен оптимальным сочетание простоты, доступности, ценой функционалом. Она чуть дороже чем "голый" AVR, но это законченный продукт, обвешенный всем необходимым для работы. Arduino уступает по вычислительной мощности ARM, но выигрывает в простоте, цене и практичности (существует несколько программных платформ).

5. Обвес:

- гироскоп - 3-х.осевой датчик угловых скоростей, нужен для определения угла наклона платформы.

- акселерометр - 3-х.осевой датчик ускорения (по 3-м. векторам), нужен для того, чтобы определить где низ (корректирует гироскоп, т.к. из-за его дискретности он накапливает погрешность). С некоторого времени реализуется в одном чипе с гироскопом.

- магнитометр - 3-х.осевой компас, нужен для определения вектора направления магнитного поля Земли (где север), определения положения платформы и корректировки погрешностей вышеописанных датчиков.

- барометр - нужен для определения давления, отсюда узнаём высоту (не ниже 5 метров, т.к. давление "прыгает", отсюда погрешность).

- сонар - нужен для определения высоты от 2 см, до 5 м. Используется так же для автопосадки и определения препятствий.

- оптический датчик движения - аналог датчика от оптической мыши с объективом от камеры. Нужен для позиционирования (замирания) в горизонтальной плоскости на низкой высоте. Используется очень редко.

- GPS - нужен для поправки скорости, направления и высоты, ну и для определения координат положения.

- радиомодем - нужен для передачи телеметрии и осуществления связи со станцией наземного контроля.


Видео испытаний: