🛩️ 🌅 🙎 كوادكوبتر - كيف بدأ كل شيء؟ 🧕🏻 🧑🏾‍🤝‍🧑🏽 🍷

المروحية الرباعية الحديثة (سداسي ، أوكتو) هي جهاز "حوسبة" قوي إلى حد ما يمكن التحكم فيه من هاتف ذكي عبر شبكة WiFi ، والتعليق في نقطة واحدة ، والطيران على طول الطريق ، وما إلى ذلك. يمكن لأي شخص شراء مثل هذا الجهاز الآن. كيف بدأ كل شيء؟

كيف تطير quadrocopter؟

لفهم جوهر الحلول التقنية ، سوف نفهم قليلاً كيف يطير quadrocopter. في الواقع ، quadrocopter هو نظام غير مستقر. إذا كنت تأخذ 4 محركات ، وقمت فقط بتوصيلها بالبطارية ، فلن تطير quadrocopter في أي مكان ، بل ستدور ببساطة. لن تكون قوة الجر للمحركات متطابقة أبدًا. ثم تدخل الإلكترونيات حيز التنفيذ. يوجد على متن الطائرة quadrocopter "لوحة تحكم" مركزية ، الجزء الرئيسي منها هو وحدة الاستشعار. في أبسط الحالات ، هذا هو جيروسكوب ثلاثي المحاور. يقرأ المتحكم الدقيق باستمرار البيانات من الجيروسكوبات ، وبمجرد أن "يستشعر" الجيروسكوب الميل على طول أي محور ، يوجه جهاز التحكم المحرك المقابل إلى زيادة السرعة أو تقليلها قليلاً لتعويض الميل. بشكل عام ، المنطق كله - باستثناء مجموعة من كل شيء (وحدات تحكم PID ، نظرية التحكم ، مرشحات Kalman) ،لا يوجد شيء معقد (مزحة). حسنًا ، بالنسبة للمستخدم كل شيء شفاف حقًا. لا توجد أجزاء متحركة باستثناء المحركات في quadrocopter ، ويتم إجراء كل التحكم حصريًا عن طريق تغيير دوران دورات المحرك (بالتناوب بالمثل - نغير سرعة الدوران ، نحصل على عزم الدوران). عاد الآن إلى القصة.

تنبيه المرور.

Mikrokopter

الشركة الألمانية الأسطورية بفضل مهندسيها الذين ظهر أول جهاز عام 2006. تحتوي وحدة التحكم على معالج Atmega644 مع ذاكرة 4K وتردد يصل إلى 20 ميجاهرتز ، 3 جيروسكوبات على كل محور ، ومقياس تسارع (للطيران الأفقي) ومقياس للحفاظ على الارتفاع (دقة مقياس MPX4115A حوالي 1 م). في وقت لاحق ، ظهرت وحدات إضافية ، على سبيل المثال GPS لشغل منصب.

الآن يمكنك العثور على مقطع فيديو على موقع يوتيوب حول كيف طار كل شيء (2007).

بشكل عام ، كان النظام ناجحًا جدًا. لم تكن منتجاتهم رخيصة أبدًا ، وبدأ سعرها في مكان ما من 1500 يورو. الشركة موجودة الآن ، ينتجون أجهزة احترافية ، فئة السعر المقابلة. ونقطة أخرى مهمة - في البداية ، جعل مبدعو Microcopter كود المصدر مفتوحًا. بالطبع ، في المستقبل القريب بدأت استنساخ مختلف (بما في ذلك تلك المصنوعة في الاتحاد الروسي) في الظهور ، وهذا بالطبع أثر سلبًا على المبيعات ، ثم تم إغلاق الرمز. ولكن مع ذلك ، أعتقد أن هذا كان بمثابة دافع كبير لإنشاء نوع مختلف من الطائرات المروحية.
نحن MikroKopter لم يكن شائعًا بسبب السعر ، ولم يكن هناك الكثير من المالكين. ومع ذلك ، تم إعطاء الزخم للمجتمع العالمي ، وبدأت أنظمة مختلفة في الظهور.

Kaptainkuk

تم إنتاجه من أبسط الأنظمة (في إصدارات مختلفة) من عام 2010 حتى الوقت الحاضر. تحتوي لوحة التحكم على 3 جيروسكوبات فقط ، وتستخدم المقاومات المتغيرة العادية لضبط المعلمات.

(صورة من Hobbyking.com)

هذه اللوحة تكلف الآن حوالي 15 دولارًا فقط ، كما ترى ، على متن الطائرة ، بالإضافة إلى الجيروسكوبات والمعالج الضعيف ، بشكل عام ، لا يوجد شيء. يتوفر البرنامج الثابت في شفرة المصدر لـ KK مجانًا على الإنترنت ، ويمكن لأي شخص تنزيله عن طريق كتابة اسم الملف "kk2_1V1.zip" في بحث Google (الحجم هو 90 كيلوبايت فقط). من المحتمل أن يكون هذا هو الإصدار الأول والأحدث من البرامج الثابتة لمروحية ، مكتوبًا في المجمع.

Multiwii

كان المعلم التالي في تطوير المروحيات نظام MultiWii. جاء الاسم من اللاعب نينتندو وي ووي نونتشوك ، اللذين فككهما الحرفيان ، وشهدا لوحة بها أجهزة استشعار من هناك. تم استخدام Arduino Nano كمعالج مركزي.
تحول مظهر اللوحة إلى شيء من هذا القبيل (صورة من موقع rcgroups ، 2010):

ومع ذلك ، في غضون سنوات قليلة تطور النظام ، واللوحات الأخيرة (يتم بيعها الآن ، السعر هو 20-30 دولارًا) تبدو كالتالي:

(صورة من الموقع Hobbyking.com)

تحتوي أحدث إصدارات MultiWii على مستشعرات جيدة جدًا ، ويمكن أن تتوقف عند نقطة على نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، وتحمل الارتفاع والعودة إلى المنزل. لان تمت كتابة Multiwii لـ Arduino ، وقد ظلت جميع اللوحات متوافقة مع Arduino ، ويمكن تنزيل شفرة المصدر على Github. أحد عيوب MultiWii هو معالجها الضعيف ، الذي يحد من القدرات الحسابية للخوارزميات ؛ بدأت النسخ المستنسخة لاحقًا في STM32 في الظهور ، لكنها لم تجعل الطقس ، كما من حيث الأجهزة ، أي كوادروكوبتر بسيط للغاية ، 95 ٪ من التعقيد يكمن بالضبط في الكود. في الوقت نفسه ، أنا متأكد من أن مصادر MultiWii أصبحت أساس جميع الأنظمة التجارية اليوم.

Arducopter

ذهب نظام آخر قائم على أردوينو إلى أبعد الحدود. الآن هو نظام مع إمكانية الطيران من نقطة إلى نقطة مبرمجة ، ودعم أجهزة المودم اللاسلكية ونقل القياس عن بعد ، وتخزين السجلات المختلفة ، وما إلى ذلك.
تبدو

برامجهم

على النحو التالي : تطورت المجالس من هذه: إلى مثل هذه

اللوحات تباع الآن ، السعر من 50 دولارًا (لكل استنساخ) إلى 250 دولار للنسخ الأصلية. تتوفر أيضًا رموز مصدر Ardupilot بالكامل على github ، وبالحكم من خلال عدد الالتزامات ، فإن المشروع يتطور بنشاط. هذا النظام ليس أقل شأناً من القدرات على الأجهزة الاحترافية ، ويمكن رؤية جودة الطيران في الفيديو:

كل شيء رائع هنا ، باستثناء "واحد" واحد - إنه مفتوح المصدر ، مع كل العواقب المترتبة عليه. النظام مفتوح ، تم وضع اللمسات الأخيرة عليه من قبل المتحمسين ، ولا أحد يضمن أي شيء ، بما في ذلك عدم وجود أخطاء في البرامج. إذا سقطت quadrocopter على سيارة BMW لشخص آخر ، فلن يكون هناك أحد يشكو منها.

انحراف فرش

بالتوازي مع quadrocopters ، تم تطوير تقنية أخرى مثيرة للاهتمام للغاية - انحراف بدون فرشاة لكاميرا الصور / الفيديو. هذه لوحة منفصلة مع مستشعراتها ، والتي تحافظ على الكاميرا في الموضع المطلوب بسبب محركين ، وتعوض عن الدوران في المحاور المقابلة. تم تطويرها من قبل مواطننا ، كيف يعمل التعليق ، يمكن رؤيتها على الفيديو (العام 2013).

يمكن ملاحظة أن المروحية تتأرجح ، لكن محور الكاميرا ليس كذلك.

الآن لم يكن الأمر مفاجئًا لأي شخص ، ثم كان إنجازًا حقيقيًا في جودة تصوير الفيديو.

النظم التجارية

الكتابة عنها ليست مثيرة للاهتمام ، لأنه المبدأ هنا بسيط ، "ادفع وحلق." كانت الأولى هي MicroKopter المذكورة أعلاه ، وكانت المحاولة التالية (وغير الناجحة جدًا) هي XAircraft ، وكانت أجهزة Gaui شائعة في قطاع الميزانية (كان هذا أول جهاز ميزانية بسعر حوالي 400 دولار للمروحية الجاهزة). وأخيرًا ، الشركة الأكثر نجاحًا هي DJI ، التي لم يكتب عنها سوى الكسلان ، لذلك لا معنى للتكرار هنا. لقد دخلوا السوق مع وحدات تحكم DJI Naza (بسعر 200-400 دولار ، مع إمكانية شغل منصب ، والعودة إلى المنزل) ، وكان هناك سلسلة DJI Wookong احترافية منفصلة (بسعر حوالي 1000 دولار واستقرار طيران أكبر). أخيرًا ، دخلت DJI سوق الأجهزة الجاهزة للطيران (RTF ، Ready to Fly) ، حسنًا ، الجميع يعرفها بالفعل.

وأحدث مقاطع الفيديو.
أول ميزانية quadrocopter Gaui 330. سعر الإصدار 400 دولار ، 2010 ، لا وظائف إضافية.

Dji Naza v2 ، سعر الإصدار هو نفس 400 دولار ، والقدرة على الاحتفاظ بمركز ، والعودة إلى المنزل ، والطيران على جانبي الطيار (وضع الهم).

Dji Phantom 3 - مع انحراف الكاميرا المدمج ، وعناصر التحكم في الهاتف الذكي وغيرها من الأشياء الجيدة.

هذا كل شيء الآن ، آسف للعدد الكبير من مقاطع الفيديو ، ولكن بدونها لا شيء ، وإلا سيكون غير مثير للاهتمام. دعونا نرى ما سيحدث بعد 5 سنوات ...

كوادكوبتر - كيف بدأ كل شيء؟