Инструкции по подключению PPM-Sum приемника тут. Шаг за шагом за пиратом! Монтаж силовой части
Прежде чем сделать свой первый полет даже в ручном режиме мне потребовалось достаточно долго повозиться с настройкой Ardupilot APM 2.8. Надо сразу отметить, что данная версия имеет отличия от предыдущей 2.6 по расположению разъемов и их назначению. Особенно это касается подключения внешнего компаса.
После загрузки прошивки уже можно устанавливать соединение с Ardupilot и делать дальнейшие настройки через USB.
Первое что я делал в настройке Ardupilot APM 2.8 - это калибровка акселерометра и калибровка радиопередатчика. Эти настройки одни из самых простых, никаких проблем и нюансов там не возникает. Поэтому подробно описывать процесс смысла нет. Все инструкции даны на сайте разработчиков:
Чуть менее понятная, хотя на деле все так же нетрудная, калибровка регуляторов хода ESC. Чтобы подружить плату APM 2.8 с регуляторами хода и добиться точного управления моторами потребуется несложная последовательность действий:
Во-первых, снять пропеллеры с моторов из соображений безопасности.
Моторы должны быть установлены на раме, подключены к регуляторам, те в свою очередь подключены к плате Ardupilot.
Плату APM не нужно подключать к компьютеры ни по USB, ни по радиоканалу.
1. Включаем передатчик радиоуправления (на момент калибровки регуляторов радиоуправление должно быть уже откалибровано). Высталяем ручку газа на максимум.
2. Берем Li-Po аккумулятор и подключаем к разъему Power-модуля для включения автопилота. Питание регуляторов соответственно тоже будет обеспечивать этот аккумулятор.
3. После включения APM будет мигать своими синими и красными светодиодами как полицейская машина. Этим он сигнализирует готовность к калибровке при следующем включении. Отключаем аккумулятор от Power-модуля.
4. Включаем питание заново. Регуляторы издают стандартный звуковой сигнал (обычно количество сигналов равно количеству банок в батарее) и через некоторое время дважды издает короткий сигнал, что подтверждает калибровку по максимальному газу.
5. Опускаем ручку газа в минимальное положение. Регуляторы издают один долгий сигнал, что подтверждает калибровку по минимальному газу.
6. С этого момента калибровка регуляторов для APM 2.8 завершена и можно проверить работоспособность моторов.
7. Убираем газ на минимум и выключаем питание Ardupilot.
Данная процедура проводит калибровку регуляторов по схеме "все за раз", что достаточно для большинства моделей ESC.
Что касается калибровки компаса, то тут все посложнее. На плате APM 2.8 есть встроенный внутренний магнитометр, который, в принципе, может быть использован как основной компас. Но т.к. у меня имеется внешний магнитометр в одном корпусе с GPS приемником, мне лучше использовать его. Важный момент в подключении внешнего компаса: на плате APM 2.8 для него предусмотрен отдельный разъем прямо под разъемом для GPS антенны. Поэтому подключаем его туда, а не в разъем 12C, как на более старых версиях.
Сначала я попытался провести калибровку компаса APM 2.8 по стандартной схеме, не задумываясь о совместимости внешнего и внутреннего компаса. Этого сделать не удалось. Сам процесс калибровки хоть и не выдавал ошибки и значения в трехмерной системе координат появлялись на экране, все же набор этих значений был абсолютно некорректным, я бы даже сказал неадекватным. Для нормальной калибровки потребовалось отключить внутренний компас APM 2.8 . Это делается просто: нужно вынуть перемычку справа от разъема GPS. Просто избавиться от нее.
С этого момента внутренний компас перестает работать и в калибровке участвует только внешний.
Без внутреннего компаса на экране показывает ошибку Compass 1 error: 99 , но это никак не мешает процессу калибровки внешнего.
Для первой калибровки отключите галочку Use Auto Accept внизу окна, чтобы собрать побольше значений. Набрав 2000 -2500 значений по всей сфере, можно заканчивать калибровку.
На этом основные настройки связанные с оборудованием закончены. Вся дальнейшая работа предстоит в основном по настройке параметров для корректного поведения в полете.
Это руководство быстрого старта для пользователей. прошивка квадрокоптер уже загружена на APM 2.6
установите Mission Planner
перейдите на страницу загрузки и выберите самую последнюю версию.
установите программу
Следуйте инструкциям до завершения установки программы. В процессе установки программа автоматически установит необходимые драйвера. Если у Вас возникает ошибка DirectX , то необходимо его обновление. Если вы получаете предупреждение, как показано на картинке ниже, выберите Установить драйвер для продолжение установки программы.
После установки программы запустите её, она автоматически информирует вас, если есть обновления. Пожалуйста используйте по возможности самую последнюю версию Mission Planner
подключите радиоприемник: PWM или PPM сигналы
После скачивания и установки Mission Planner на вашу наземную станцию, подключите APM к компьютеру используя микро-USB провод. Не подключайте провод к USB-хабу, подключайте провод к компьютеру.
После установки Mission Planner подключите через micro-USB APM с системой Windows, которая автоматически определит и предоставит драйвера для устройства, запустите программное обеспечение и выберите порт который будет указан в списке, выберите необходимую скорость (по умолчанию это 115200 бод/с) как показано на рисунке
Выберите “соединение” в правом вверхнем углу экрана, что бы загрузить параметры MAVLINK в APM , Mission Planner будет показывать окно с параметрами загрузки данных.
Когда инициализация параметров пройдёт окно загрузки пропадёт.
Включите передатчик и убедитесь, что он в режиме самолета (Полетному контроллеру необходим режим полета, независимо от платформы на эксперементальной основе) и установите все стики по центру.
Левая ручка будет контролировать газ (THR) и рысканья (Yaw), правая будет контролировать крен (Roll) и тангаж (Pitch) . Трехпозиционный переключатель будет контролировать режимы полета.
В Mission Planner выберите “Radio Calibrating” , нажмите на “калибровка” и правом нижнем углу, Mission Planner выведет окно, что батарея не должна быть подключена, как и моторы с пропеллерами.
Нажмите “ок” и начните двигать стиками в каждую из сторон до предела, а так же трехпозиционный тумблер. наблюдайте за результатами, красные линии установят пределы минимамльного и максимального значения вашего радиопередатчика.
Когда все значения каналов радио смогли показать свой минимум и максимум нажмите в программе “Done”. Данные вам отобразятся в отдельном окне, нормальное значение около 1100 для минимума и 1900 для максимума.
Крепление пропеллеров
Винты должны быть прекреплены в соотвествии с конфигурацией, они устанавливаются в самую последнюю очередь, после того, как все настроено. ниже приводится схема и направление пропеллеров и стороны кручения моторов.
Конфигурация квадрокоптер X и Plus Конфигураци
Квадрокоптер H рама Конфигурация
Трикоптер Y Конфигурации
Гексакоптер и октакоптер Конфигураци
трикоптер Y6
Предполетная информация
Безопасность это ключ в успешном полете. Пожалуйста изучите информацию по безопасным полетам перед полетами. Выберите безопасную площадку для полетов подальше от людей и всегда проверяйте работу всех органов управления и крепления перед подключением батареи. Прочтите вики раздел «первый полет» по снятию с охраны (arming) и постановке на охрану (disarm) квадрокоптера, так же по управлению и вариантам полетов.
Когда все готово для полетов, установите квадрокоптер на взлетной площадке лицом от вас. Подключите заранее заряженную LiPO батарейку к разъемам. Следуйте безопасному снятию с охраны, что бы это не повлекло «сумаcшедший полет» (вики)
Последнее это подключение батарейки (предварительно включив аппаратуру со стиком газа утопленного в минимум)
Не каждый собранный комплект GPS+APM способен сразу и полноценно выполнять авто пилотирование, имею ввиду режимы RTL, полет по точкам или лойтер. Можно встретить много жалоб и вопросов в интернете "включил режим loiter, а коптер улетел в неизвестном направлении". У меня была другая ситуация: самолет - включил возврат домой, а он резко направился в землю (без FPV). Выгрузил лог из APM и выяснилось, что показания высоты GPS сильно менялись каждые 2-3 минуты, с начало 450 м затем 660 м и количество видимых спутников скакало с 6 до 10, т.е. в режиме возврата домой полетный контроллер опирается на данные со спутников, вот и решил, что высота запуска (дом) 450 м, а был самолет на высоте 660 м (это город у нас на возвышенности, полет проходил на высоте 20 м от земли) и решил вернуть его на нужную высоту. Пробовал просто ходить по стадиону c GPS+APM затем смотрел лог, записаные данные - ужас, то якобы на 2 метра под землей, а затем за 2 минуты как по лестнице поднялся на 80 метров! То, что GPS модуль не работает нормально это понятно, но хотелось бы, без опасения, пользоваться другими функциями APM которые не связаны с ним.
Поэтому тестируя новый (еще не опробованный) APM с GPS будет удачно использовать следующие режимы в определенной последовательности:
- MANUAL - без него никуда,
- STABILIZE - необязателен если радиоуправление не поддерживает большое количество режимов,
- CIRCLE - режим полета "по кругу" по данным встроенного гироскопа, барометра, акселерометра (доступен режим без GPS),
- LOITER или RTL - режимы навигации по ранее заданным точкам или в точку запуска,
Чтоб избежать резких смен высоты в режиме RTL необходимо в конфигурацию внести параметр ALT_HOLD_RT=-1 означающий - сохранять текущую высоту в режиме полета домой.
Возможно не все знают что, начиная с APM 2.5 можно устанавливать "вверх ногами", точнее устанавливать можно любой стороной, это очень удобно в условиях ограниченного пространства. Параметр отвечающий за положение (ориентированность) APM в пространстве AHRS_ORIENTATION.
Чтобы установить APM 2.6 вверх ногами:
В Mission Planner - Config/Tuning - Full Parameter List - Искать (find), ищем AHRS_ORIENTATION и устанавливаем значение AHRS_ORIENTATION=8
Одна из популярнах на сегодняшний день моделей самолета для FPV это Bixler (Skywalker). Легко собирается, легок в управлении, легко поддается самому сложному ремонту. Обладая "скошенным", полукруглым дном фюзеляжа установка APM весьма неудобна. Большая часть свободного места фюзеляжа как правило уходит под аккумуляторы (основной и для видео передатчика). Особенно удобно устанавливать APM на Бикслер вверх ногами, под крышку "кабины".
APM поддерживает различные GCS.
В настоящее время доступны для загрузки следующие варианты:
- APM Mission Planner : Windows. Эта утилита позволяет настраивать автопилот, планировать маршрут, наблюдать и управлять полетом.
- HappyKillmore GCS : Windows. Это полноценная GCS поддерживающая множество автопилотов, разработанная совместно с командой DIY Drones полной совместимости с APM.
- QGroundControl : Мощная настраиваемая GCS от группы разработавшей протокол MAVLink который используется в APM. Поддержка Linux, Windows, Mac.
APM Mission Planner
- ARTIFICIAL HORISON - искусственный горизонт, помним, что он реверсивен по отношению к крену самолета.
- AIR SPEED - воздушная скорость, при наличии датчика.
- GROUND SPEED - наземная скорость
- BATTERY STATUS - состояние батареи
- ALTITUDE - высота, голубая метка - скорость снижения
- GPS STATUS - состояние модуля спутниковой навигации
- CURRENT AUTOPILOT MODE - режим работы автопилота, RTL означает возврат к точке запуска.
- DISTANCE TO CURRENT WAYPOINT ">" CURRENT WAYPOINT NUMBER - растояние до следующей точки, номер следующей точки
- СROSSTRACK ERROR AND TURN RATE ошибка следования треку и скорость поворота
- HEADING DIRECTION - курс
- BANK ANGLE - крен
- WIRELESS TELEMETRY CONNECTION - качество связи по телеметрии, зависит от числа потерянных пакетов
- GPS TIME - время полученное от системы спутниковой навигации
- КРАСНАЯ ЛИНИЯ - направление оси самолета, курс
- ЗЕЛЕНАЯ ЛИНИЯ - курс назначения, включая курсовую коррекцию
- ЧЕРНАЯ ЛИНИЯ - курс получаемый от приемника спутниковой навигации, зачастую ему нельзя доверять
- ЖЕЛТАЯ ЛИНИЯ - направление на очередную маршрутную точку (в данном случае самолет в круге над этой точкой)
APM Mission Planner программа позволяющая настраивать и управлять БПЛА на основе APM .
Подробно о том как ее использовать тут.
Режимы автопилота
Ardupilot имеет ряд встроенных полетных режимов, и будет иметь еще больше по мере развития. Ardupilot может выступать в качестве простой системы стабилизации полета или выполнять сложное автоматическое пилотирование. Режимы полета контролируется по радио или с помощью логики, заложенной в events.pde файл.
Для настройки соответствия переключателей на радиопередатчике режимам автопилота следует настроить "Flight Modes", используя программу "Mission Planner" или через текстовый терминал : (Setup/Modes).
Режимы:
Ручное управление. Каналы с радиоприемника передаются напрямую на приводы.
STABILIZE
Режим стабилизации, в этом режиме управление по крену и тангажу ассистируются от автопилота, если отпустить эти ручки - самолет автоматически придет в состояние горизонтального полета, Газ управляется напрямую с приемника.
FLY BY WIRE_A
Автопилот отклоняет самолет на точно на углы отклонения рычагов управления креном и тангажем, газ управляется вручную, но ограничен значениями определенными в параметрах THR_MIN и THR_MAX, по умолчанию THR_MIN = 0. но при желании вы можете это значение увеличить, однако следует понимать что если вы активируете режим FLY BY WIRE_A (даже на земле) то мотор будет запущен. Этот режим отлично подходит для обучения новичков пилотированию.
FLY BY WIRE_B
Требует наличие сенсора воздушной скорости, автопилот автоматически управляет пикированием и газом для достижения постоянного эшелона, сменить эшелон возможно рычажком тангажа.Режим отлично подходит для тестирования настроек контролирующих высоту.
Автоматическое следование по предварительно запрограммированным точкам, допускает возможность настройки допускающей ручное подруливание. При прерывании режима продолжает выполнение миссии, следует к очередной точке, если все точки однажды пройдены то переходит в режим RTL, для повтора маршрута требуется перезапуск контроллера/команда по радио
Самолет автоматически возвращается к точке запуска и встает в круг на определенной высоте, допускается ручное подруливание.
Самолет становится в круг в текущей позиции, определенной данными системы спутниковой навигации. Это позволяет компенсировать снос ветром.
* "Подруливание": Предположим, модель самолета летит в одном из автоматических режимов и при этом возникает ситуация требующая срочного маневра. Вы можете использовать рычаги управления креном и тангажем для совершения маневра, после того как рычаги отпущены самолет продолжает управляться автоматически.
Дополнительные режимы
Автоматический взлет может быть задан при планировании миссии и активирован выбором режима AUTO. Автоматически удерживает взлетный тангаж, горизонтальное положение по крену. В последних версиях прошивки существует возможность настройки использования руля направления и привода рулевого колеса на этапах взлета и посадки. Метод управления газом определяется версией прошивки. Газ ограничен параметром THR_MAX. Самолет сохраняет этот режим до тех пор пока не будет достигнута высота указанная при планировании миссии, а затем переходит в автоматическую фазу следования по точкам.
Примечание от переводчика: В ранних версиях прошивок, начиная с ардупилот-мини (ardupilot legacy) управление газом на этапе взлета было действительно вручную что соответствует описанию в английской версии википедии, что логично и безопасно. тем не менее в arduplane2.6.8 актуальной на момент перевода установлена логика значение использовать полный газ на этой стадии.
Автоматическая посадка может быть задана при планировании миссии и активирована при достижении последней маршрутной точки. Газ контролируется автопилотом. При вхождении в радиус последней точки фиксируется текущий курс самолета, а при достижении высоты 3м над высотой указанной для точки посадки (или за 2 секунды до достижения координат посадочной точки) отключается газ. Тактика управления креном, тангажем определяется наличием датчика воздушной скорости, настроек параметров и версии прошивки.
в свежих прошивках появился параметр RUDDER_STEER Если включен то элероны работают на соблюдение горизонта в ходе взлета и посадки, руль направления (и рулевое колесо если есть) отклоняются для контроля курса