Səslə idarə olunan 3D Çaplı Trikopter: 23 Adım (Şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:48

Bu, Raspberry Pi tərəfindən idarə olunan yerüstü stansiya vasitəsilə Amazon -un Alexa -dan istifadə edərək səslə idarə oluna bilən və idarə oluna bilən tam 3D çaplı Tricopter pilotsuz uçuş aparatıdır. Bu Səs İdarə Edilən Trikopter, Oliver Tri olaraq da tanınır.

Bir Quadcopterin daha çox yayılmış dron konfiqurasiyasından fərqli olaraq bir trikopterin yalnız 3 pervanesi var. Daha az bir idarəetmə dərəcəsini ödəmək üçün rotorlardan biri servo motor tərəfindən əyilir. Oliver Tri, əsasən tədqiqat və ya qabaqcıl dron sənayesində istifadə olunan inkişaf etmiş bir avtopilot sistemləri olan Pixhawk Avtopilotuna malikdir. Bu avtopilot sistemi təqib, yol nöqtəsi naviqasiyası və idarə olunan uçuş daxil olmaqla müxtəlif uçuş rejimlərinə malikdir.

Amazon -un Alexa idarə olunan uçuş rejimindən istifadə edəcək. Səs əmrlərini emal edəcək və bu əmrləri MAVLink (Micro Air Vehicle Communication Protocol) ilə əlaqələndirən və telemetriya vasitəsi ilə Pixhawk'a göndərən yer stansiyasına göndərəcək.

Bu trikopter kiçik də olsa güclüdür. Təxminən 30 sm uzunluğunda və 1,2 kq ağırlığında, ancaq bizim dayaq və motorlu kombo ilə 3 kq -a qədər qaldıra bilir.

Addım 1: Materiallar və Avadanlıqlar

Trikopter

• 3 Fırçasız DC Motor
• 3 Motor Mili
• 3 40A Elektron Sürət Nəzarətçisi
• 8x4 Kompozit Pervaneler CCW
• Güc paylama lövhəsi
• Tellər və bağlayıcılar
• TGY-777 Servo Motor
• Batareya və Batareya Bağlayıcısı
• 6x 6-32x1 "Qayçı Cıvataları, Fındıq*
• 3M ikili kilid*
• Zip bağları*

Avtopilot

• Pixhawk Avtopilot dəsti
• GPS və Xarici Kompas
• 900 MHz telemetriya

Təhlükəsizlik RC Nəzarəti

• Verici və Alıcı Çifti
• PPM kodlayıcı

Səslə idarə olunan yerüstü stansiya

• Raspberry Pi Zero W dəsti və ya Raspberry Pi 3
• Amazon Echo Dot və ya hər hansı bir Amazon Echo Məhsulu

Avadanlıq və Alətlər

• Lehim stansiyası
• 3D printer
• İğne Burun Kəlbəti*
• Tornavidalar*
• Allen açar dəsti*

* Yerli bir hardware mağazasından alınıb

Addım 2: Məzmun Təşkilatı

Bu olduqca mürəkkəb və uzunmüddətli bir layihə olduğundan, bu quruluşu eyni vaxtda yerinə yetirilə bilən üç əsas hissəyə təşkil etmək üçün bir yol təqdim edirəm:

Avadanlıq: Trikopterin fiziki çərçivəsi və hərəkət sistemi.

Avtopilot: Uçuş nəzarətçisi istifadəçi əmrindən müvafiq olaraq 3 fırçasız mühərrikin və servo motorun hər birini təmin etmək üçün PWM siqnalını hesablayır.

Səs İdarəetmə: Bu istifadəçiyə səsli əmrlərdən istifadə edərək dronu idarə etməyə və Pixhawk lövhəsi ilə MAVLINK protokolu vasitəsi ilə əlaqə qurmağa imkan verir.

Addım 3: Tricopter Çərçivə Parçalarının Yüklənməsi

Trikopterin bütün çərçivəsi Ultimaker 2+ üzərində 3D çapdır. Ultimaker 2+ -ın quruluş lövhəsinə uyğun olması və qəza nəticəsində zədələnməsi halında xüsusi hissələrin yenidən çap olunmasını və təmirini asanlaşdırmaq üçün çərçivə 5 əsas komponentə ayrılmışdır. Onlar:

• 2 Ön motor qolları (main-arm.stl)
• 1 Quyruq qolu (tail-arm.stl)
• 1 Quyruq am və iki ön motor qolu arasındakı bağlayıcı parça (tail-arm-base.stl)
• 1 quyruqlu motor montajı (motor-platform.stl)

Addım 4: Trikopter Çərçivəsinin 3D Çapı

Bu hissələri ən az 50% doldurma ilə çap edin və doldurma nümunəsi olaraq xətlərdən istifadə edin. Kabuk qalınlığı üçün 0,7 mm divar qalınlığı və 0,75 mm yuxarı/aşağı qalınlığı istifadə edirəm. Yapışqan lövhəyə yapışqan əlavə edin və 8 mm kənarını seçin. Bu çərçivə PLA plastik filamentlə çap edilmişdir, lakin daha möhkəm, lakin daha ağır trikopterə üstünlük verirsinizsə ABS plastik filamentdən istifadə edə bilərsiniz. Bu parametrlərlə hamısını çap etmək <20 saat çəkdi.

Ağzı 3D printerin çap səthinə yapışmırsa, bir yapışqan çubuq istifadə edin və ətəyi çap səthinə yapışdırın. Çapın sonunda tikinti lövhəsini çıxarın, artıq yapışqanı yuyun və yenidən printerə qoymadan əvvəl qurudun.

Addım 5: Dəstəklərin və ağzın çıxarılması

3D çaplı hissələr hər yerdə dayaqlarla və montajdan əvvəl çıxarılması lazım olan xarici kənar ilə çap olunacaq.

Ağız bir qat PLA -dır və hissədən əl ilə asanlıqla soyula bilər. Digər tərəfdən dayaqları çıxarmaq çox çətindir. Bunun üçün bir cüt iynə kəlbətin və düz başlı tornavida lazımdır. Qapalı yerlərdə olmayan dəstək üçün, dayaqları əzmək və çəkmək üçün iynə burun kəlbətinlərindən istifadə edin. İğne burun kəlbətinlə çatmaq çətin olan çuxurların içərisindəki dayaqlar və ya qapalı yerlər üçün ya çuxurdan qazın, ya da yandan düz bir tornavida istifadə edərək kənardan çıxarın, sonra iynə burun pensləri ilə çıxarın. Dəstəkləri çıxardarkən, 3D çaplı hissə ilə yumşaq davranın, çünki həddindən artıq gərginləşdirsəniz qopara bilər.

Dəstəklər çıxarıldıqdan sonra, dayaqların istifadə edildiyi kobud səthləri zımpara edin və ya qalan dəstəyi hobbi bıçağı ilə diqqətlə kəsin. Vida deliklərini hamarlaşdırmaq üçün zımpara və ya daşlama biti və dremel istifadə edin.

Addım 6: Trikopter Çərçivəsinin Montajı

Montaj üçün, çərçivəni bir-birinə bağlamaq üçün altı bolt (tercihen 6-32 və ya daha incə, 1 uzunluğunda) lazımdır.

Main-arm. STL və tail-arm-base. STL adlanan 3D çaplı hissələri götürün. Bu komponentlər bir yapboz kimi bir-birinə bağlanır, quyruq qolu əsası iki əsas qolun ortasına sıxışdırılır. Dörd vida çuxurunu hizalayın, sonra boltları yuxarıdan daxil edin. Parçalar bir -birinə asanlıqla uyğun gəlmirsə, onları məcbur etməyin. Kuyruk-qoltuq bazasını düzəldənə qədər zımparalayın.

Sonra, vida delikləri hizalanana qədər quyruq qolunu quyruq qolunun alt hissəsinin çıxan ucuna sürüşdürün. Yenə uyğunlaşmadan əvvəl zımpara etməyiniz lazım ola bilər. Yuxarıdan bərkidin.

Motor platformasını yığmaq üçün əvvəlcə geriyə baxaraq servoyu quyruq qolundakı boşluğa daxil etməlisiniz. İki üfüqi delik servoda vida delikləri ilə üst -üstə düşməlidir. Sürtünmə kifayət deyilsə, onu bu deliklərdən vidalayın. Sonra idarəetmə buynuzunu servonun üzərinə qoyun, ancaq vidalayın. Bu bir anda gəlir.

Motor platformasının oxunu quyruq qolunun ən ucundakı çuxura və digər tərəfi buynuzun üzərinə sürüşdürün. Buynuz platformanın iç hissəsinə yaxşı oturmalıdır. Nəhayət, buynuz vidasını yuxarıdakı şəkildə göstərildiyi kimi həm platformadakı çuxurdan, həm də buynuzdan keçirin.

Addım 7: Motorların quraşdırılması

Fırçasız mühərriklər əvvəlcədən bərkidilmiş pervane oxları və montaj çarxı ilə birlikdə gəlməyəcək, buna görə də əvvəlcə onları vidalayın. Bundan sonra, onları birlikdə gələn vintlər və ya M3 maşın vintləri və qoz -fındıqları istifadə edərək trikopterin motor platformasına və əsas qollarına bərkidin. Bu işdə rəsmiləşdirməni təmin etmək və əl işlərinizə heyran olmaq üçün pervaneleri bağlaya bilərsiniz, ancaq uçuş əvvəli sınaqdan əvvəl çıxarın.

Addım 8: Avtopilot lövhəsinin naqilləşdirilməsi

Sensorları yuxarıdakı diaqramda göstərildiyi kimi Pixhawk Avtopilot lövhəsinə qoşun. Bunlar eyni zamanda avtopilot lövhəsinin özündə etiketlənir və qoşulmaq olduqca sadədir, yəni buzzer Buzzer portuna, keçid keçid portuna, güc modulu güc modulu portuna və telemetri telem1 portuna qoşulur. GPS və xarici kompas iki dəst bağlayıcıya sahib olacaq. Daha çox sancağı olanı GPS portuna, kiçikini isə I2C -yə qoşun.

Pixhawk Avtopilot lövhəsinə daxil olan bu DF13 bağlayıcıları çox kövrəkdir, buna görə də telləri çəkməyin və birbaşa plastik korpusa itələyin və çəkin.

Addım 9: Radio Rabitə Sisteminin Kabelləşdirilməsi

Radio nəzarət rabitə sistemi yer stansiyası və ya Alexa nasazlıqları və ya başqasının əmrini səhv etməsi halında quadcopteri idarə etmək üçün təhlükəsizlik ehtiyatı olaraq istifadə ediləcək.

PPM kodlayıcısını yuxarıdakı şəkildə göstərildiyi kimi radio qəbuledicisinə qoşun. Həm PPM kodlayıcısı, həm də qəbuledicisi etiketlidir, buna görə S1 -dən S6 -ya alıcınızın 1 -dən 6 -a qədər olan siqnal pinlərinə qoşun. S1 -də alıcıya PPM kodlayıcısı vasitəsilə güc verən torpaq və gərginlik telləri də olacaq.

Addım 10: Güc Dağıtım Kartına lehimləmə

PDB, 11.1V və 125A gərginlikli və cərəyanlı Lityum Polimer (LiPo) batareyasından giriş alacaq və onu üç ESC -ə paylayacaq və güc modulu vasitəsi ilə Pixhawk Avtopilot lövhəsinə enerji verəcəkdir.

Bu güc modulu, bir dostunuzla birlikdə edilən əvvəlki bir layihədən yenidən istifadə edildi.

Telləri lehimləməzdən əvvəl, hər bir telə uyğun istilik büzüşməsini kəsin, beləliklə qısa qapanmanın qarşısını almaq üçün açıq lehim ucuna sürüşdürülə bilər. Kişi XT90 konnektoru əvvəlcə PDB yastiqciklərinə, daha sonra 16 AWG telini ESC -ə, sonra XT60 bağlayıcılarını bu tellərə aparır.

Kabelləri PDB yastiqciqlərinə lehimləmək üçün, istilik büzülməsinin terminallərə daxil olması və izolyasiya etməsi üçün dik bir şəkildə lehimləməlisiniz. Telləri dik tutmaq (xüsusilə böyük XT90 kabeli) və masanın üstündə dayanan PDB -nin üstünə qoymaq üçün kömək əllərindən istifadə etməyi ən asan gördüm. Sonra teli PDB yastığının ətrafına lehimləyin. Sonra istiliyi azaldın və dövrəni izolyasiya etmək üçün qızdırın. Bunu ESC tellərinin qalan hissəsində təkrarlayın. XT60 -ı lehimləmək üçün ESC batareya terminalının XT60s ilə necə dəyişdirildiyinə dair əvvəlki addımı izləyin.

Addım 11: Mühərriklərin və Elektron Sürət Nəzarətçilərinin Kabellənməsi

Fırçasız DC mühərriklərindən istifadə etdiyimiz üçün, elektron sürət tənzimləyicisinin (ESC) üç telli terminalına bağlanacaq üç tellə gələcəklər. Kabel bağlantısının sırası bu addım üçün əhəmiyyətli deyil. Trikopteri ilk dəfə işə salanda bunu yoxlayacağıq.

Hər üç mühərrikin fırlanması saat əqrəbinin əksinə olmalıdır. Bir motor saat əqrəbinin əksinə dönmürsə, fırlanmanı geri çevirmək üçün ESC və motor arasındakı üç teldən ikisini dəyişdirin.

Hər birinə enerji vermək üçün bütün ESC -ləri enerji paylama lövhəsinə qoşun. Sonra ön sağ ESC -ni pixhawk -ın əsas çıxışına qoşun 1. Ön sol ESC -ni pixhawkın əsas 2 -ci çıxışına, servoyu əsas -7 -yə, qalan quyruq ESC -ni isə 4 -ə qoşun.

Addım 12: Autopilot Firmware qurmaq

Bu trikopterin qurulması üçün seçilmiş firmware, Ardupilotun Tricopter Konfiqurasiyasına malik Arducopteridir. Sihirbazdakı addımları izləyin və firmware proqramında trikopter konfiqurasiyasını seçin.

Addım 13: Daxili Sensorların Kalibrlənməsi

Səs Aktivləşdirilmiş Mübarizədə İkincidir