एक क्वाडॉप्टर का निर्माण, भाग दो

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इसलिए, हम इस महान विचार पर पैसा-समय-ऊर्जा खर्च करने के लिए उत्साही और तैयार हैं।

चलो सेंसर के साथ शुरू करते हैं

तीन अक्षों में मल्टीकोप्टर के झुकाव / रोटेशन कोणों को निर्धारित करने के लिए (और यह हवा में डिवाइस को स्थिर करने के लिए एक महत्वपूर्ण कार्य है), आप विभिन्न सेंसर का उपयोग कर सकते हैं: ऑप्टिकल (कैमरे से वीडियो प्रसंस्करण), पाइरोमेट्रिक (ऑप्टिकल का थोड़ा छोटा संस्करण), संकेतों के अनुसार इनमें से चार सेंसर से आप क्षितिज को ट्रैक कर सकते हैं), चुंबकीय और जड़त्व। आदर्श विकल्प सभी को एक साथ उपयोग करना होगा, लेकिन हमारे पास माइक्रोकंट्रोलर की बेहद कम कंप्यूटिंग क्षमता है, इसलिए हम एयर नेविगेशन के लिए पारंपरिक गायरोस्कोप पर ध्यान केंद्रित करेंगे।



माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक में आधुनिक प्रगति ने 5x5 मिमी के मामले में एक यांत्रिक (अधिक सटीक एमईएमएस ) जाइरोस्कोप को इकट्ठा करना संभव बना दिया है। एसटी और एनालॉग डिवाइसेस हर स्वाद और संवेदनशीलता के लिए माइक्रोस्कोपिक गायरोस्कोप और एक्सेलेरोमीटर की एक पूरी लाइन प्रदान करते हैं।



सैद्धांतिक रूप से, केवल गायरोस्कोप का उपयोग कोणों को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है, लेकिन कई समस्याएं हैं। गायरोस्कोप रोटेशन के कोणीय वेग (इस गति के अनुपात में वोल्टेज के एक निश्चित स्तर तक) को दिखाते हैं, लेकिन उनके पास बहाव जैसी एक घटना है: शून्य मूल्य की एक यादृच्छिक पक्ष की शिफ्ट (मेरे हाथों में यह सेंसर के "चक्कर" के रूप में प्रकट होने के बाद मैंने इसे बंद कर दिया) घुमाने)। त्रुटियों का तेजी से संचय अन्य सेंसर के बिना नहीं करेगा।



एक्सेलेरोमीटर भी हैं जो इसी तरह उन्हें लागू त्वरण के बारे में जानकारी प्रदान करते हैं। एक महत्वपूर्ण बिंदु: एक्सेलेरोमीटर वास्तव में लागू त्वरण और सामान्य जी के बीच का अंतर दिखाते हैं, और इसलिए, सरल गणना द्वारा, तीन एक्सेलेरोमीटर से अलग-अलग अक्षों से निर्देशित संकेतों से, आप पृथ्वी को ठंडा करने की प्रणाली के सापेक्ष हमारे तंत्र के शीतलन की प्रणाली के रोटेशन के कोण प्राप्त कर सकते हैं (शायद मैं इसे कुटिल रूप से डालूं,) मूल में यह संदर्भ का फ्रेम है)। लेकिन जैसे ही हमारे डिवाइस को किसी प्रकार का त्वरण प्राप्त होता है, कोणों के प्राप्त मान गलत हो जाएंगे (और यदि त्वरण बड़ा है - पूरी तरह से गलत)।



दोनों प्रकार के सेंसर से प्राप्त मूल्यों से संबंधित होने के लिए, कलमन फ़िल्टर का उपयोग पारंपरिक रूप से किया जाता है, जो समझने में लंबा समय है, लेकिन यह एक उत्कृष्ट परिणाम देता है, और इसके कार्यान्वयन के उदाहरण इंटरनेट पर भरे हुए हैं।

सेंसर के लिए एक बोर्ड का उत्पादन

सिद्धांत रूप में, पहले से ही लिखित सॉफ़्टवेयर के साथ तैयार किए गए जड़त्वीय नेविगेशन मॉड्यूल में से एक को तुरंत खरीदना संभव था, लेकिन यह खेल नहीं है , है ना? इसलिए, हमने डिजिटल के एक जोड़े को खरीदा ( हमें एनालॉग की आवश्यकता क्यों है? I2C स्टीयर! ) एमईएमएस विवरण और उनके विनिर्देशों को पढ़ना शुरू किया ताकि उनके लिए एक बोर्ड मिलाप किया जा सके।





हालांकि, यह जल्दी से स्पष्ट हो गया कि बोर्ड को एक अज्ञात डिवाइस (यहां तक ​​कि पैरों के निशान - टांका लगाने वाले टेम्पलेट्स - आपको खरोंच से खींचने की आवश्यकता है) के नीचे रखने के लिए बहुत उबाऊ और लंबा था। एक तैयार-किए गए सेंसर मॉड्यूल को लागू करने की कोशिश करना बेहतर है, इसके लिए पहले से ही एक वायरिंग है, बस लें और प्रिंट करें ( खरीदें! नहीं, $ 70 का भुगतान क्यों करें और इसे लाने के लिए प्रतीक्षा करें! )। उसी समय, हम एक लेजर लोहे की विधि में महारत हासिल करेंगे, काम में आते हैं।





हम टेम्पलेट प्रिंट करते हैं (एक से अधिक बार, क्योंकि हम लगातार दर्पण को भूल जाते हैं)





एक दर्जन बार आयरन करें जब तक कि हमें ब्रेक के बिना स्पष्ट ट्रैक न मिलें





हम टोनर को जहर और पोंछते हैं। हम आश्वस्त हैं कि कुछ खोदा नहीं गया है, हम उपरोक्त चरणों को दोहराते हैं।





समानांतर में, हम त्रिकोणमिति के साथ आलसी संकल्पों को नियंत्रित करते हैं और एक नियंत्रण एल्गोरिथ्म "आविष्कार" करते हैं। हम (हा, इस बार कम से कम खरीदे गए) मोटर नियंत्रकों को आर्डिनो से जोड़ते हैं। कंप्यूटर से बिजली की आपूर्ति एक अनलोड मोटर को मध्यम गति से बिजली नहीं दे सकती है। फोर्स।



यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि यह एक दिन नहीं, और एक सप्ताह नहीं किया गया था। जब आप भागों के लिए बाजार में चार बार जाएंगे (आप हमेशा कुछ भूल जाएंगे या नहीं), तो आप अमेरिका से एक्सेलेरोमीटर लाएंगे जो उपलब्ध नहीं था ...



और फिर अचानक यह एहसास हुआ कि सर्किट बोर्ड में छेदों को चढ़ाना घर पर नहीं किया जा सकता है, क्योंकि छेद सीधे क्यूएफएन-आवास में गायरोस्कोप और एक्सेलेरोमीटर के पेट के नीचे स्थित होते हैं, जो सीधे सर्किट बोर्ड से सटे होते हैं। इसे हल्के ढंग से रखने के लिए, हमें दुख हुआ। मुझे कारखाने में शुल्क का आदेश देना पड़ा, जिसकी लागत दो दर्जन टुकड़ों (न्यूनतम आदेश) के लिए $ १ fee थी। एक और बाधा हमारे लिए इंतजार कर रही थी जब पैरों के बिना इन समान मामलों में मिलाप भागों की कोशिश कर रही थी, क्योंकि हमारे पास सोल्डरिंग स्टेशन नहीं था। हालांकि, एक मामूली शुल्क के लिए, जिनके साथ यह निकला, इससे हमें मदद मिली। मैं इस तथ्य के बारे में भी चुप रहता हूं कि लंबे समय तक मुझे यह सर्किट काम करने के लिए नहीं मिला, क्योंकि मुझे विनिर्देश को ध्यान से पढ़ना था।





ऐसा लगता है, है ना?



तो, अंत में, हमारे पास एक्सेलेरोमीटर और जाइरोस्कोप के साथ एक तैयार बोर्ड है, आप सॉफ्टवेयर लिखना शुरू कर सकते हैं। और यह विचार कि इलेक्ट्रॉनिक्स को अस्वीकार्य आदतों के साथ करना मेरे सिर में रेंगना शुरू होता है - बल्कि एक कठिन कार्य। लेकिन अभी शुरू हो रहा है।

हमें डेटा मिलता है

डिबगिंग के लिए, हम एक साधारण एडीसी के साथ कुछ प्रकार के आर्दुनो-शील्ड इकट्ठा करते हैं





तुम भी यह सब एक शक्तिशाली नापने के लिए एक परीक्षण पैड घूर्णन से संलग्न कर सकते हैं, यह मानते हुए कि शक्ति नापने का यंत्र हमें एक "ईमानदार" कोण दिखाता है। संदर्भ के लिए, यह मामला नहीं है।





सब कुछ है कि संकलित है, व्याख्या की, या bytecode में परिवर्तित पर सतही प्रोग्रामिंग कौशल, हम सेंसर से मूल्यों को प्राप्त करने के लिए एक कार्यक्रम की तरह कुछ बाहर निकालना, उन्हें उत्कृष्टता प्रसंस्करण के लिए एक CSV फ़ाइल में संग्रहीत, और एक 3 डी मॉडल भी प्रदर्शित करने और रेखांकन प्रदर्शित वास्तविक समय में



सबसे पहले, हम गतिहीन झूठ बोलने वाले सेंसर के मूल्यों को प्राप्त करते हैं:





जब आप सेंसर को स्थानांतरित करने की कोशिश करते हैं, तो शोर बढ़ जाता है। यह सोचना डरावना है कि 6 मोटर्स से क्या शोर होगा।



बोर्ड को चालू करें:



स्वाभाविक रूप से, प्रत्येक सेंसर के लिए रोटेशन कोणों के प्राप्त मूल्य भिन्न होते हैं। हालांकि, दूसरा आंकड़ा स्पष्ट रूप से एक्सीलरोमीटर के संस्करण के अनुसार और पोटेंशियोमीटर के अनुसार कोण मानों के विचलन को दर्शाता है, और उन्हें कमोबेश यही होना चाहिए।



यह पता चला है कि पोटेंशियोमीटर का प्रतिरोध रोटेशन के कोण के आधार पर गैर-रैखिक रूप से भिन्न होता है। मैं यहां तक ​​कहूंगा कि चॉटिकली।





सभी ग्राफिक्स के थक गए। हम पोटेंशियोमीटर बाहर फेंकते हैं, कलमन फ़िल्टर कार्यान्वयन को C से C # तक लिखते हैं, हमें घुमावों के लिए अधिक या कम पर्याप्त प्रतिक्रिया मिलती है।



(यहां दोनों विंडो एक ही चीज़ दिखाती हैं, लेकिन विज़ुअलाइज़ेशन हाथ में सेंसर की वास्तविक स्थिति के बहुत करीब है)। सब कुछ काम करता है।



युपीडी

सोवियत संघ लिखते हैं:

मुझे लगता है कि यह छोटे नोटों में विभाजित होने के लायक नहीं है, इतनी गति से, 20-30 भाग अभी भी Wii मोशन प्लस (जो मैंने dx के साथ आदेश दिया था, उसके काम का एक उदाहरण) और Wii Nunchack - एक गायरोस्कोप और एक्सेलेरोमीटर के बारे में उल्लेख करने लायक है, जिस पर लोगों का एक समूह उड़ता है: मल्टीविआई .com और कभी-कभी सब कुछ आसान होने जा रहा है ... सटीकता बिल्कुल सही नहीं है, लेकिन कीमत सस्ती है, इसे प्राप्त करना आसान है और आपको बोर्डों को जहर देने की आवश्यकता नहीं है।



जारी रखा जाए।



यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि एक्सीलरोमीटर (और अन्य नेविगेशन सेंसर) के साथ थीम अब एआर और ड्रोन के संदर्भ में, लोकप्रियता हासिल करेगी। मैं क्या कह सकता हूं, यहां तक ​​कि सेगवे में भी समान जड़त्वीय प्रणाली का उपयोग किया जाता है। जो मेटन के दोस्त हैं, वे अधिक कुशल और विश्वसनीय एल्गोरिदम विकसित कर सकते हैं।



और आप रिकॉर्ड की एक जोड़ी के साथ शुरू कर सकते हैं डायटल ए।