Guida

Introduzione: I COMPONENTI

Per iniziare ad assemblare un quadricottero sono necessari molteplici componenti. Nel nostro sito è presente una pagina dedicata a ciò, che invitiamo a visitare.


Parte 2: I Motori

Al fine di rendere funzionanti i motori utilizzando la scheda Arduino, è necessario che essi vengano collegati ad un ESC (Electronic Speed Controller), per permettergli di ricevere i valori di velocità e direzione (CW clockwise e CCW counter clockwise). Per fare ciò abbiamo saldato i 4 motori ai rispettivi ESC, che sono stati a loro volta collegati alle porte PWM digitali di Arduino e alla batteria.

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Test 4 motori

Qui di seguito il codice necessario per testare i 4 motori utilizzando un joystick:

#include
Servo esc1; //Dichiara i nomi degli ESC
Servo esc2;
Servo esc3;
Servo esc4;

int input;

void setup()
{

esc1.attach(9); //Collega gli ESC ai rispettivi pin
esc2.attach(10);
esc3.attach(11);
esc4.attach(6);

Serial.begin(9600); //Inizializza la porta seriale
}

void loop()
{
input = analogRead(A0); //Valore dell'input joystick

Serial.print("Valore Input:"); //Riporta il valore analogico del joystick sulla seriale
Serial.print(input);
Serial.print(" | ");
delay(1);

input = map(analogRead(A0), 0, 1023, 0, 130); //Mappa il valore dal joystick (A0) per impstare il valore minimo e massimo degli ESC

Serial.print("Valore Input Mappato:");
Serial.print(input); //Riporta il valore mappato sulla seriale
Serial.print("\n");
delay(1);

esc1.write(input); //Il valore degli ESC sarà uguale allo stato del joystick
esc2.write(input);
esc3.write(input);
esc4.write(input);
}

  • Inserire il contenuto nel programma “Arduino IDE”
  • Caricare il codice tramite USB
  • Portare il joystick al valore massimo e collegare la batteria. I Motori emetteranno due bip veloci.
  • Terminati i 2 bip portare il joystick a metà corsa.

In questo modo i motori gireranno alla velocità richiesta dal joystick.


Parte 3: La Struttura

 

quadcopter-drone-frame-configuration

Per permettere al quadricottero di volare è necessario che tutti i componenti siano posizionati in maniera corretta, e per farlo si utilizza una struttura (o “Frame”). Nel nostro caso abbiamo deciso di optare per una struttura a X, disponendo i quattro motori in modo da formare un quadrato e posizionando i componenti sulla parte centrale.

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Grazie agli strumenti offerti dalla nostra scuola abbiamo avuto la possibilità di ottenere i pezzi della struttura ricavando il file STL da internet e di stamparlo in 3D, utilizzando il software gratuito Cura.

Cattura


Parte 4: Trasformare Arduino in un Flight Controller con MultiWii

Il principale componente di un quadricottero è il Flight Controller, e poiché la nostra “sfida” è quella di crearlo utilizzando Arduino, sono necessarie le librerie adatte: MultiWii è quella più utilizzata nel mondo dei droni fai-da-te, grazie ai frequenti aggiornamenti e alla sua configurazione user frendly.

Per caricarla su Arduino sono necessari vari step:

1) Sarichiamo la libreria dal seguente link

2) Apriamo il file “Multiwii.ino -> config.h” presente nella cartella “MultiWii”.

Il file config.h definisce tutte le variabili configurabili rimuovendo i due “//” (commento) sulla linea contenente l’impostazione adeguata alle proprie esigenze.

3) In “SECTION 1 – BASIC SETUP” andiamo a rimuovere il commento sulla stringa “#define QUADX“, poiché come scritto in precedenza andremo ad utilizzare una struttura a X.

quadx

4) In “Motor MinThrottle” andiamo a selezionare il valore che il nostro ESC deve assumere per permettere al motore di girare al mimimo regime. Nel nostro caso essendo un ESC per motori Brushless, rimuoviamo il commento su “#define MINTHROTTLE 1050

minthrottle

5) In “Combined IMU Boards“, come in precedenza, selezioniamo l’IMU che abbiamo acquistato (per questo quadricottero abbiamo scelto la GY-85) andando a rimuovere il commento.

gy_521

6) L’ultimo passaggio sarà quello di caricare la libreria all’interno di Arduino. Per farlo basta selezionare la porta COM di Arduino (Strumenti -> Porta) e premere il pulsante “Carica“.

carica


Parte 5: Il controllo via RC

Come scritto nella sezione Problemi Riscontrati il controllo del drone doveva essere svolto da una scheda Wi-Fi, ma la libreria MultiWii non abilità questo tipo di comunicazione. Per questo è stato necessario acquistare un kit di RX e TX radio:

RX

Per RX (ricevitore) si intende quel componente elettronico che va collegato direttamente alla scheda Arduino e permette di ricevere i segnali dal TX (trasmettitore). Il funzionamento è il seguente:

RC pinout

1) Va collegato il positivo ad uno degli ESC (non è rilevante quale dei 4)

2) Il negativo va a collegarsi a qualsiasi connettore di massa del quadricottero

4) i 4 canali (Throttle, Yaw, Pitch e Roll) sono riportati sul datasheet del proprio ricevitore, e vanno collegati a una delle qualsiasi porte digitali di Arduino

(N.B.: MultiWii è in grado di rilevare automaticamente a quali pin sono connessi i canali)

 

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