Mạch điện tử

Mạch cân bằng KK2.1.5

Quad copter là một loại máy bay không người lái (UAV) hoặc máy bay không người lái đang được sử dụng trên quy mô lớn. Chúng được sử dụng cho các mục đích hoạt động cứu hộ, giao hàng, giám sát, quốc phòng, y tế và nông nghiệp, v.v. Ưu điểm chính của máy bay không người lái là kích thước nhỏ gọn và dễ điều khiển. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu cách thiết kế máy bay quad copter (máy bay không người lái) sử dụng bộ điều khiển bay KK2.1.5 với sự hỗ trợ của động cơ, bộ điều khiển bay và khung gầm. 

Quadcopter là gì?

Máy bay quad copter là một máy bay không người lái nhiều cánh quạt có gắn 4 động cơ. Quadcopter ổn định chuyến bay bằng hệ thống điều khiển và cảm biến điện tử. Có hai loại tứ chương viz. 1- Máy photocopy quad cấu hình cộng và 2-copter quad cấu hình chéo. Trong hướng dẫn này, chúng tôi sẽ thiết kế một quad copter hình chữ X. Cả hai hình dạng đều ổn định nhưng trong chuyến bay phía trước, quad copter yêu cầu đầu vào điều khiển yaw trong chuyến bay phía trước. Quyền điều khiển yaw giống hệt nhau cho cả hai cấu hình nhưng quyền điều khiển cao độ và cuộn lớn hơn khoảng 30% trong trường hợp cấu hình chéo. Quad copter phụ thuộc vào các cảm biến điện tử như gia tốc kế và con quay hồi chuyển và hệ thống điều khiển để ổn định chuyến bay.

Các thành phần cần thiết để xây dựng Quadcopter

Khung:

Khung là cấu trúc cơ bản của máy bay không người lái mà trên đó tất cả các thành phần được gắn với nhau. Khung phải cứng để giảm thiểu rung động từ động cơ. Nó bao gồm một tấm trung tâm mà các thành phần điện tử và bốn cánh tay được gắn vào tấm trung tâm. Trong hình dưới đây, chúng ta có thể thấy khung của quad copter.

Chúng tôi sẽ sử dụng f450 với chiều rộng 450mm. Nó được làm bằng sợi thủy tinh và nylon bền. Nó có hai tấm, một tấm có PCB tích hợp, vì vậy chúng tôi có thể hàn trực tiếp các ESC. Các cánh tay của F450 được gia cố để ngăn chặn bất kỳ thiệt hại nào; chúng ta có thể dễ dàng đặt động cơ ở rìa cánh tay. Chúng tôi đang sử dụng loại vít có kích thước m2.5, là vít đầu ổ cắm hoặc vít allen.

Động cơ:

Chúng tôi đã sử dụng động cơ DC không chổi than (BLDC) ở đây. Động cơ DC bao gồm các cuộn dây và nam châm được sử dụng để truyền động trục và có một chổi quét trên trục đảm nhiệm việc chuyển hướng nguồn trong các cuộn dây. Động cơ không chổi than không có các chổi này. Chúng có các cuộn dây ở tâm của động cơ, được cố định vào giá đỡ. Chúng chứa một số nam châm được gắn vào một hình trụ ở mặt ngoài, được gắn vào trục quay. Vì vậy, các cuộn dây được cố định. Nó có nghĩa là, các dây có thể đi trực tiếp vào chúng và do đó không cần bàn chải. Động cơ DC không chổi than quay với tốc độ cao hơn nhiều và sử dụng ít năng lượng hơn động cơ DC (ở cùng tốc độ). Ngoài ra, không có mất điện do chuyển đổi chổi than. Trong hình ảnh được đưa ra dưới đây. chúng ta có thể thấy động cơ BLDC 1000KV có ba dây đầu vào. 

Động cơ không chổi than đi kèm với định mức Kv. Nó có nghĩa là động cơ sẽ quay ở tốc độ RPM nhất định (số vòng quay mỗi phút) nếu chúng ta cung cấp điện áp V cho động cơ mà không có bất kỳ tải nào.

RPM = Kv * V

Ở đây, chúng tôi đang sử dụng bốn động cơ không chổi than, có định mức 1000 Kv.

Cánh quạt:

Một Cánh quạt được gắn trên đầu mỗi động cơ không chổi than. Cánh quạt có nhiều kích cỡ và hình dạng. Chúng tôi đang sử dụng cánh quạt kích thước (10 * 4,5), có nghĩa là đường kính của nó là 10 và cao độ là 4,5 inch. Đường kính cho diện tích nhưng cao độ cho diện tích hiệu quả. Nếu chúng ta sử dụng một cánh quạt có kích thước cao hơn cho cùng một đường kính, cánh quạt sẽ tạo ra nhiều lực đẩy hơn và nâng được nhiều trọng lượng hơn nhưng nó cũng sẽ đòi hỏi nhiều năng lượng hơn. RPM cao cung cấp tốc độ và khả năng cơ động cao hơn nhưng lại nâng ít trọng lượng hơn.

Nếu chúng ta muốn bay máy bay không người lái ổn định với vật nặng thì chúng ta nên sử dụng động cơ đó quản lý ít vòng tua hơn nhưng cung cấp nhiều mô-men xoắn hơn để sử dụng cánh quạt ở độ cao. Để bay quad copter, chúng ta cần tỷ lệ 1: 2 cho trọng lượng và lực đẩy.

Công suất (watt) = Kp * D 4 * P * RPM 3

Ở đâu,

 Kp = đối với cánh quạt cỡ trung Giá trị Kp là 1,2

 D = Đường kính của cánh quạt

 P = Quảng cáo chiêu hàng

Vị trí của cánh quạt đóng vai trò quan trọng trong quá trình bay của máy bay không người lái. Chúng ta cần lưu ý về hình dạng của cánh quạt vì các cánh quạt có thể trông giống nhau nhưng thực ra không giống nhau, chúng có thể là hình ảnh phản chiếu của nhau như bàn tay của chúng ta là hình ảnh phản chiếu của nhau nhưng chúng không giống nhau.

Trong hình trên, các cánh quạt trông giống nhau nhưng cả hai đều khác nhau, cả hai đều là hình ảnh phản chiếu của nhau. Cánh quạt nên quay như vậy để chúng hút không khí xuống dưới, vì điều đó sẽ khiến máy bay không người lái bay lên. Nếu cánh quạt đang đẩy không khí lên trên thì máy bay không người lái sẽ bị đẩy xuống đất. Chúng ta nên đặt các cánh quạt sao cho chúng đang hút không khí xuống dưới. Bề mặt phẳng của cánh quạt phải theo hướng quay của động cơ. Nếu động cơ đang quay theo hướng khôn ngoan của đồng hồ thì bề mặt phẳng phải ở phía trước.

ESC (Bộ điều khiển tốc độ điện tử)

Động cơ không chổi than là động cơ 3 pha nên không thể hoạt động với nguồn điện một chiều. ESC tạo ra ba tín hiệu tần số, với các giai đoạn khác nhau nhưng có thể điều khiển liên tục để giữ cho động cơ quay. Nó có một đầu vào pin và đầu ra ba pha cho động cơ. Chúng tôi đang sử dụng ECS ​​30Amp ở đây. Trong hình ảnh dưới đây, chúng ta có thể thấy ESC trông như thế nào. Chúng tôi sẽ sử dụng bốn ESC cho bốn động cơ khác nhau.

Bộ điều khiển chuyển đổi kết nối với động cơ được kết nối và ngắt kết nối khoảng 2000 lần mỗi giây bằng Điều chế độ rộng xung (PWM). Bóng bán dẫn MOSFET được sử dụng như một công tắc thay vì một công tắc cơ học. Tốc độ chuyển đổi nhanh chóng và động cơ không thể phát hiện ra nó. Nếu mắc acquy 24V thì chỉ một nửa thời gian, động cơ thấy acquy giống như 12 V và đi với vận tốc bằng một nửa. Tốc độ chuyển mạch cũng ảnh hưởng đến độ tự cảm của động cơ, khiến dòng động cơ chạy liên tục. Tuy nhiên, dòng điện đó chỉ chạy một nửa thời gian từ pin, do đó, dòng điện của pin sẽ bằng một nửa dòng điện của động cơ. Trong hình ảnh dưới đây, chúng ta có thể thấy sơ đồ mạch bên trong của ESC và phản ứng dòng điện (Amps) của nó theo thời gian.

Ắc quy

Pin Lithium Polymer (LiPo) thường được sử dụng cho bốn chương vì trọng lượng nhẹ và đánh giá dòng điện cao. Ở đây, chúng tôi đã sử dụng 3 viên pin Cell LiPo. Một tế bào của pin LiPo có thể cung cấp lên đến 3,6 V.

Pin LiPo có dung lượng 2200mAh, điện áp 11V (3 cell) và tốc độ xả 30C. Trong hình ảnh dưới đây, chúng ta có thể thấy pin LiPo 2200mAH. Đây là hình ảnh của pin LiPo 2200mAH. 

Pin LiPo có hai thông số đặc điểm:

1-  Dung lượng – Nó cho biết lượng năng lượng được lưu trữ trong pin.

2-  Tỷ lệ xả – Nó còn được gọi là tỷ lệ C và được biểu thị bằng đơn vị C. Nó đại diện cho tốc độ mà pin có thể xả. Dòng điện tối đa (I max ) có thể tạo ra từ pin là tích số của tốc độ phóng điện và dung lượng.

I max = Dung lượng pin * Tốc độ xả

Chúng tôi đang sử dụng pin có tốc độ phóng điện là 30C.

Vì vậy, tôi tối đa = 2200mAh * 30C = 66 Amps

Nó có nghĩa là một LiPo 2200mAh 30C 3S có thể cung cấp dòng điện tối đa lên đến 66 Amps.

Máy phát và Máy thu:

Máy phát hoạt động như một bộ điều khiển cho người dùng. Người dùng chỉ có thể vận hành quad copter bằng cách sử dụng máy phát này. Nó dựa trên liên lạc vô tuyến. Máy thu được gắn trên máy bay không người lái, máy thu có ăng-ten và với sự trợ giúp của ăng-ten, nó sẽ giao tiếp với máy phát. Đây là một giao tiếp hoàn toàn không dây. Máy phát truyền một tín hiệu đến máy thu và máy thu gửi tín hiệu đó đến bộ điều khiển chuyến bay. Chúng tôi đang sử dụng máy phát và máy thu FLYSKY ở đây. Máy phát này có phạm vi 1500 mét nhưng nếu chúng ta sử dụng máy phát này ở nơi có nhiễu từ cao thì phạm vi của máy phát sẽ giảm. Bạn có thể xem  Mọi thứ bạn cần biết về Máy phát và Bộ thu FLYSKY FS-i6 để Điều khiển máy bay không người lái dễ dàng bài viết để biết về tất cả các chức năng của máy phát và máy thu này.

Bộ điều khiển bay KK2.1.5

KK2.1.5 là bộ điều khiển bay; bộ điều khiển chuyến bay còn được gọi là bộ não của máy bay không người lái bởi vì với điều này, tất cả các hoạt động của máy bay không người lái đều được điều khiển. KK2.1.5 có IC ATMEL mega 664PA được tích hợp sẵn bên trong nó. Nó là vi điều khiển dựa trên AVR RISC 8-bit với 64k bộ nhớ. Nó có gia tốc kế và con quay hồi chuyển, 6050 MPU và chức năng cấp tự động. Nó có tám đầu ra động cơ ở bên phải của bo mạch, chúng tôi kết nối ESC ở đây. Nó có 5 đầu vào điều khiển; các đầu vào này được kết nối thông qua bộ thu. Nó cũng có một màn hình LCD ở giữa, nó sẽ hoạt động như giao diện người dùng cho máy bay không người lái. Điện áp hoạt động của nó là 1,8V đến 5,5V và điện áp đầu vào là 4,8-6,0 V.        

Kk2.1.5 được sử dụng để ổn định quad copter trong khi bay và để làm điều này, nó nhận tín hiệu từ con quay hồi chuyển (cuộn, cao độ và ngáp) và gửi những tín hiệu này đến bộ xử lý (ATMEL mega 664PA) và sau đó nó chuyển tín hiệu điều khiển đến ESC và Sự kết hợp của các tín hiệu này hướng dẫn các ESC thực hiện các điều chỉnh tốt đối với tốc độ quay của động cơ để từ đó ổn định động cơ. Kk2.1.5 cũng sử dụng tín hiệu từ bộ thu và chuyển tất cả các tín hiệu này cùng nhau đến bộ xử lý (ATMELmega664PA) thông qua các đầu vào theo yêu cầu của người dùng aileron, thang máy, bướm ga và bánh lái. Sau khi được xử lý, thông tin này sẽ được gửi đến ESCs lần lượt điều chỉnh tốc độ quay của từng động cơ để điều khiển hướng bay (yaw, phải, trái, lên, xuống, lùi, tiến). Trong video dưới đây, chúng tôi đã giải thích từng thành phần được đề cập ở trên.

Cơ chế điều khiển chuyến bay cho Quad Copter

Chuyển động của quad copter được điều khiển bằng cách thay đổi lực đẩy tương đối của mỗi động cơ trong số 4 động cơ. Ở đây, chúng tôi đang sử dụng quad copter của hình dạng X. Trong quad copter này, động cơ nằm trên cùng một đường chéo sẽ di chuyển theo cùng một hướng hoặc hướng khôn của đồng hồ (CW) hoặc hướng khôn ngoan của đồng hồ đếm (CCW). Nếu chúng ta đang đi trên ô tô thì chúng ta có thể đi trước, sau, trái hoặc phải nhưng khi chúng ta nói về hệ thống bay thì chúng ta sẽ không nói như vậy. Hệ thống bay có các thuật ngữ khác nhau viz. ngáp, lăn và cao độ.

Trước khi biết động học bay của quad copter, chúng ta cần hiểu ba thông số chính của chuyển động góc của quad copter, đó là yaw, roll và pitch.

Cuộn:

Trục chạy từ phía sau của máy bay không người lái đến phía trước của máy bay không người lái được gọi là trục vai trò và chuyển động quay quanh trục này được gọi là chuyển động vai trò. Chuyển động này còn được gọi là aileron. Trong hình ảnh dưới đây, chúng ta có thể thấy chuyển động cuộn.

Độ cao:

Trục chạy từ bên trái của máy bay không người lái sang bên phải của máy bay không người lái được gọi là trục cao độ. Chuyển động quay quanh trục này được gọi là chuyển động tung độ. Nó còn được gọi là chuyển động của thang máy. Trong hình ảnh dưới đây, chúng ta có thể thấy chuyển động của sân.

Ngáp:

Trục chạy từ đỉnh của máy bay không người lái đến phía dưới máy bay không người lái được gọi là trục yaw. Chuyển động quay quanh trục này được gọi là chuyển động yaw. Nó còn được gọi là bánh lái. Trong hình ảnh dưới đây, chúng ta có thể thấy chuyển động ngáp.

Với sự trợ giúp của hình ảnh dưới đây, chúng ta có thể hiểu cả ba chuyển động cùng nhau.

Đây không phải là chuyển động ngang mà là chuyển động quay dọc theo ba trục khác nhau. Chuyển động ngang đều là kết quả của chuyển động quay dọc theo các trục này. Để hiểu điều khiển máy bay không người lái, trước tiên chúng ta cần hiểu các lực khác nhau tác động lên máy bay không người lái. Nếu lực đẩy = trọng lượng (mg), thì quad copter sẽ vẫn ở trạng thái cân bằng. Nếu lực đẩy> trọng lượng (mg) thì máy bay không người lái sẽ đi lên và nếu lực đẩy <trọng lượng (mg) thì máy bay không người lái sẽ đi xuống.

Trong khi đi lên trên, hướng của lực đẩy là hướng chuyển động của máy bay không người lái, vì vậy để thay đổi hướng chuyển động của máy bay không người lái, chúng ta cần thay đổi hướng của lực đẩy và đây là logic đằng sau chuyển động của máy bay không người lái.

Chuyển động theo hướng tiến và lùi:

Nếu chúng ta muốn di chuyển mục tiêu giả theo hướng về phía trước, chúng ta cần tạo ra thành phần của lực đẩy theo hướng về phía trước. Điều này được thực hiện bằng cách tăng công suất của động cơ hiếm và giảm công suất của động cơ phía trước. Nếu chúng ta muốn di chuyển máy bay không người lái theo hướng lùi, chúng ta giảm công suất của động cơ hiếm và tăng công suất ở động cơ phía trước.

Chuyển động theo hướng trái và phải:

Để di chuyển máy bay không người lái sang trái, chúng tôi tạo ra thành phần của lực đẩy theo hướng trái. Điều này được thực hiện bằng cách tăng công suất của động cơ bên phải và giảm công suất của động cơ bên trái. Để di chuyển máy bay không người lái sang bên phải, chúng tôi tăng công suất của động cơ bên trái và giảm công suất của động cơ bên phải.

Chuyển động Yaw của Quad Copter:

Đối với chuyển động của cái ngáp, mọi thứ có thể hơi phức tạp, khi chúng ta muốn máy bay không người lái ngáp theo hướng CW, chúng ta sẽ tăng công suất cho cánh quạt thông minh của đồng hồ đếm và mô-men phản ứng kết quả sẽ khiến máy bay không người lái ngáp theo hướng khôn ngoan của đồng hồ. Nếu chúng ta muốn bay máy bay không người lái theo hướng CCW, chúng ta sẽ tăng công suất cho các cánh quạt của đồng hồ và mô-men phản ứng kết quả sẽ làm cho máy bay không người lái theo hướng khôn ngoan của đồng hồ đếm, do đó, để điều khiển chuyển động của cánh quạt quad, chúng ta kiểm soát công suất đó chúng tôi cung cấp cho động cơ của nó.

Trong video dưới đây, chúng tôi đã giải thích cơ chế điều khiển chuyến bay của quad copter thông qua một máy bay không người lái mẫu

Sơ đồ khối của Quadcopter

Như chúng ta có thể thấy trong sơ đồ khối dưới đây, tất cả các động cơ được kết nối với KK2.1.5 thông qua ESC. Gia tốc kế và Con quay hồi chuyển được hiển thị bên ngoài bảng KK2.1.5 nhưng nó được tích hợp bên trong chính bảng. Một máy thu được kết nối trực tiếp với bảng KK2.1.5. Trong hình ảnh dưới đây, chúng tôi đã chỉ ra sơ đồ khối của quad copter.                                      

Động lực học bay của Quad Copter

Để điều khiển máy bay không người lái, chúng ta chỉ có 4 loại đầu vào. Bốn đầu vào này được điều khiển bằng cách cấp nhiều hơn hoặc ít hơn công suất cho động cơ.

Có 4 động cơ ở đây, động cơ 1 & 3 đang quay theo hướng CW và động cơ 2 & 4 đang quay theo hướng CCW. Ꞷ 1,  Ꞷ 2 , Ꞷ 3,  Ꞷ 4  là tốc độ góc của động cơ 1, động cơ 2, động cơ 3 và động cơ 4. l là khoảng cách giữa các động cơ đối diện theo đường chéo và trục Z vuông góc với bề mặt.

Mỗi động cơ cung cấp một lực đẩy hướng lên theo hướng Z.

Lực đẩy α Ꞷ 2 

Lực đẩy = KꞶ 2

Trong đó K là hằng số nâng.

Mỗi động cơ cung cấp một lực đẩy hướng lên theo hướng Z-.

Lực theo hướng Z (hướng lên):

F z = K (Ꞷ 1 2 + Ꞷ 2 2 + Ꞷ 3 2 + Ꞷ 4 2 )          

Mô-men xoắn theo hướng X, Y và Z:

T x  = K * l * (Ꞷ 4 2 – Ꞷ 2 2 ) 

T y  = K * l * (Ꞷ 3 2 – Ꞷ 1 2 ) 

T z = B * l * (Ꞷ 1 2 – Ꞷ 2 2 + Ꞷ 3 2 – Ꞷ 4 2 )

trong đó B là hằng số kéo

Còn F x  & F y  thì sao?

Trong quad copter, chúng ta có thể tạo ra chuyển động quay một cách hoàn hảo. Chúng ta có thể cảm ứng mômen theo hướng X, Y và Z nhưng chúng ta chỉ có thể cảm ứng lực theo hướng Z. Chúng ta không thể quy nạp F y  và F z một cách  trực tiếp. Động cơ không thể tạo ra lực theo phương X, Y.

Nếu chúng ta muốn di chuyển quad copter dọc theo hướng X & Y thì chúng ta cần quay quad copter một chút một góc về trục X hoặc Y, khi đó một thành phần của lực sẽ tác động dọc theo trục X, Y và Z . Chúng ta có thể gián tiếp gây ra chuyển động theo phương X, Y bằng cách quay quad copter.

Vì vậy, việc điều khiển quad copter hơi phức tạp vì chúng ta không thể trực tiếp nhận chuyển động theo hướng X & Y, trước tiên chúng ta cần tạo ra một chuyển động quay và sau đó lực sẽ tác động theo hướng X & Y.

Chúng tôi có biến điều khiển hoặc bốn đầu vào

F z , T x , T y , T z

Nhưng chúng ta phải kiểm soát sáu tham số hoặc Sáu đầu ra

X, Y, Z, θ (Roll), Փ (Pitch), ψ (Yaw)

Khi chuyển đổi sử dụng Phương pháp Ma trận đảo ngược, chúng ta nhận được,

Ꞷ 1 2 = (1 / 4k) * F z  – (1 / 2kl) * T y – (1 / 4b) * T z 

Ꞷ 2 2 = (1 / 4k) * F z  – (1 / 2kl) * T x + (1 / 4b) * T z 

Ꞷ 3 2 = (1 / 4k) * F z  + (1 / 2kl) * T x – (1 / 4b) * T z 

Ꞷ 4 2 = (1/4k) * F z  + (1 / 2kl) * T x + (1 / 4b) * T z

Trong video dưới đây, chúng tôi đã giải thích động lực bay của máy bay quad copter thông qua một máy bay không người lái mẫu.

Thiết lập và điều chỉnh Bộ điều khiển bay KK2.1.5

Bảng điều khiển máy bay LCD đa rôto Kk2.1.5 được xây dựng trên ATML644 PA. Bên tay phải của bo mạch có 8 đầu ra, trong đó chúng tôi sẽ sử dụng bốn đầu ra duy nhất để kết nối trực tiếp các ESC. Chúng tôi sẽ sử dụng quad copter vì vậy chúng tôi chỉ sử dụng bốn chân đầu ra.

Kết nối của ESC:

Các chân đầu ra có 3 chân trong mỗi hàng. Đúng hầu hết tất cả các chân đều được nối đất. Tất cả các chân trung tâm là Vcc (5 volt). Và tất cả các chân đầu tiên đều là tín hiệu. Kết nối tất cả bốn dây ESC với bốn chân đầu ra đầu tiên của bảng KK2.1.5. Kết nối giữa ESC và bảng KK2.1.5 sẽ giống như bảng dưới đây.

ESCsBảng KK2.1.5
Nối đất (dây nâu)Ground (Pin ngoài cùng bên phải
Vcc (Dây đỏ)Vcc (Pin trung tâm)
Tín hiệu (Dây màu vàng)Tín hiệu (Chân trái)

Trong hình dưới đây, chúng ta có thể thấy kết nối của ESC với KK2.15. Ở đây, chúng tôi chỉ kết nối 1 ESC, như thế này, chúng tôi sẽ kết nối tất cả bốn ECS với bảng KK2.1.5.   

Kết nối người nhận:

Các chân đầu vào nằm ở phía bên trái của màn hình LCD. Ở đây có 5 kết nối, các chân này sẽ kết nối với Receiver. Chân máy thu và chân đầu vào KK2.1.5 phải được kết nối như sau:

Kênh người nhậnKết nối màu dâyKK2.1.5 (Chân đầu vào)
Aileron (CH1)Cam (Tín hiệu), Đỏ (Vcc), Xanh lục (Mặt đất)Aileron (  Hàng thứ 1 )
Thang máy (CH2)Màu đenThang máy (  Hàng thứ 2 )
Bướm ga (CH3)Màu vàngTiết lưu (  Hàng thứ 3 )
Bánh lái (CH4)HồngBánh lái (  Hàng thứ 4 )
AUX1 (CH5)trắngAUX1 (  Hàng thứ 5 )

Chúng tôi sẽ kết nối kênh đầu tiên của máy thu (CH1) bằng ba dây kết nối và kênh còn lại sẽ được kết nối chỉ qua một dây duy nhất vì không cần kết nối Vcc và nối đất cho các kênh khác. Theo bảng trên, kết nối đầu cuối của máy thu sẽ giống như những gì bạn có thể thấy trong các hình ảnh bên dưới.   

Theo bảng trên, kết nối đầu cuối của bo mạch KK2.1.5 sẽ giống như những gì bạn có thể thấy trong các hình ảnh bên dưới.   

Trong video dưới đây, chúng tôi đã giải thích kết nối của ESC và bộ thu với bộ điều khiển bay kk2.1.5.

Cài đặt động cơ BLDC:

Động cơ một và ba nên quay theo hướng khôn ngoan của đồng hồ và động cơ hai và ba nên quay theo hướng khôn ngoan của đồng hồ. Chúng tôi sẽ thiết lập hướng của tất cả các động cơ bằng cách sử dụng bộ truyền ruồi trên bầu trời. Đầu tiên kết nối pin với đầu nối nguồn. Chúng tôi sẽ kết nối ESC của động cơ đầu tiên với kênh 3 của Bộ thu, kênh 3 luôn được điều chỉnh. Bây giờ, bật máy phát và di chuyển nhẹ ga sau đó động cơ sẽ quay. Bây giờ, hãy quan sát hướng của động cơ. Nếu chúng ta thấy rằng hướng ngược lại, chúng ta sẽ đảo ngược các dây cuối của động cơ và kết nối ESC. Bây giờ, di chuyển ga một lần nữa và chúng ta có thể thấy động cơ đó đang quay theo hướng mong muốn. Bây giờ, lặp lại quy trình tương tự cho mỗi động cơ. Động cơ và ESC đều có 3 dây, chúng ta sẽ kết nối động cơ và ESC như hình dưới đây.                     

Trong video dưới đây, chúng tôi đã giải thích kết nối của ESC và động cơ BLDC.

Thiết lập KK2.1.5

Để thiết lập bo mạch KK2.1.5, trước tiên hãy giữ máy phát ở trạng thái bật và đảm bảo rằng máy thu được kết nối với máy phát. Có bốn nút ở dưới cùng của bảng KK2.1.5 S1, S2, S3 và S4. Sử dụng các nút này, chúng ta sẽ tương tác với màn hình LCD.

Bước 1  Đầu tiên vào menu bằng cách nhấn S4, sau đó đi tới bố trí động cơ tải, sau đó chọn chế độ quad copter X và thiết lập quad Copter ở chế độ X – mode. Kiểm tra tất cả các hướng động cơ ở đây.

Bước 2  Tiếp theo là hiệu chuẩn ACC, chúng ta phải đặt quad copter trên bề mặt phẳng và chọn Acc Calibration để hiệu chỉnh gia tốc kế. Nhấp vào S4, đây là tự động hiệu chỉnh.

Ngay sau khi quá trình hiệu chỉnh Acc kết thúc, chúng ta có thể rút nguồn ra và cung cấp lại nguồn điện. Nó sẽ hiển thị an toàn trên màn hình LCD có nghĩa là nó đã chuyển từ lỗi sang an toàn.      

Bước 3  Bây giờ, hãy chuyển đến trình soạn thảo PI. Ở đây, chúng ta phải thiết lập P (đạt được / giới hạn) và I (đạt được / giới hạn) của aileron (Roll), thang máy (Pitch) và bánh lái (Yaw). Độ lợi P là độ lợi tương xứng thể hiện sự nhạy cảm và trách nhiệm. P cao hơn có nghĩa là kiểm soát sắc nét hơn và P thấp hơn có nghĩa là kiểm soát nhẹ nhàng hơn.

Tôi là độ lợi tích phân đại diện cho việc nó giữ độ cao tốt như thế nào. Sau khi cài đặt PI đã được thực hiện, hãy chuyển đến cài đặt chế độ.

Bước 4  Trong cài đặt chế độ, đặt mức tự thành AUX.

Bước-5  Bây giờ đi đến cài đặt khác, ở đây chúng tôi sẽ đặt Báo thức 1/10 volt.

Để đặt báo động 1/10 volt, chúng ta cần thực hiện các phép tính sau.

Pin LiPo 3-cell 11,1 volt sử dụng giá trị 3,60 volt trên mỗi cell để biểu thị một bột trống, sau đó đặt giá trị (trong 1/10 giây) thành (3,6 * 3 * 10 = 108) và khi điện áp nguồn giảm xuống 10,8 volt, báo động sẽ kêu.

Bước-6  Bây giờ, chúng ta tiến hành hiệu chỉnh ESC. Đầu tiên vặn máy phát bằng ga đến mức nhỏ nhất sau đó di chuyển ga đến mức tối đa và tiếp tục nhấn các công tắc S1 và S4 rồi kết nối pin với máy phát quad, lúc này chúng ta sẽ nhận được hai tiếng bíp và chúng ta sẽ giảm ga dẫn đến tiếng bíp đơn. . Với điều này, quá trình hiệu chuẩn kết thúc.

Bước-7  Để trang bị cho các máy bay quad, giữ van tiết lưu ở bên tay trái, một khi máy bay quad được trang bị, chúng ta có thể bay máy bay quad.

Bây giờ quad copter đã sẵn sàng để bay. Giữ ga ở bên phải.    

Trong video dưới đây, chúng tôi đã giải thích từng bước thiết lập bộ điều khiển bay KK2.1.5.

Điều chỉnh PI trong Quad Copter

Tăng P rất thấp:

Rất khó để điều khiển quad copter và quad copter thiếu sự ổn định tổng thể. Các đầu vào điều khiển cảm thấy không chính xác và chậm khi thủ công phản hồi. Khi máy bay quad copter bay, sẽ dễ dàng thực hiện đúng một lệnh và việc chế tạo sẽ bị chập chờn.

P & I đạt được rất cao:

Quad copter sẽ bị dao động bên này sang bên kia. Quad copter sẽ dễ dàng tăng hoặc giảm chiều cao nhưng sẽ khó duy trì chiều cao nhất định. Quad copter sẽ rung và dao động với tần số thấp.

Độ lợi P đúng:

Chúng ta có thể chỉ cần vận hành quad copter và nó sẽ bay ổn định. Nó có thể cất cánh nhanh chóng và duyên dáng, bay lơ lửng ở một nơi. Nếu chúng ta muốn bay nhào lộn một máy bay quad copter, chúng ta nên tăng một chút cài đặt P so với giá trị bay ổn định của nó và giảm cài đặt I một chút so với giá trị bay ổn định của nó; nếu chúng ta muốn chuyến bay nhẹ nhàng êm ái, chúng ta nên giảm cài đặt P một chút so với giá trị chuyến bay ổn định và tăng cài đặt I một chút so với giá trị chuyến bay ổn định của nó.

Hệ số tăng tỷ lệ (Kp):

Kp đóng vai trò quan trọng đối với chuyến bay tương đối ổn định. Kp xác định sự kết hợp giữa điều khiển trên bo mạch từ con quay hồi chuyển và đầu vào thanh của người dùng. Khi tăng giá trị Kp, quad copter sẽ trở nên nhạy hơn, phản ứng với những thay đổi góc và có thể dao động với tần số cao. Khi giảm giá trị Kp, quad copter sẽ chậm và khó giữ ổn định.

Hệ số lợi tích phân (Kc)

Kc làm tăng độ chính xác của một vị trí góc. Ví dụ, khi tàu bị gió làm nhiễu động và vị trí góc của nó thay đổi 10 độ, theo lý thuyết, nó ghi nhớ góc đã thay đổi bao nhiêu và sẽ cố gắng quay lại 10 độ. Nó rất hữu ích với gió bất thường và nhiễu loạn từ động cơ. Khi giá trị Kc cao thì quad copter sẽ bắt đầu có phản ứng chậm và nó sẽ làm giảm tác dụng của Kp nhưng quad copter bắt đầu dao động ở tần số thấp hơn khi giá trị Kp được đặt cao.

Trong hướng dẫn này, chúng tôi đã thiết kế một quadcopter với sự trợ giúp của bộ điều khiển bay KK2.1.5. Ở đây, chúng tôi đã giải thích từ việc thiết lập bộ điều khiển đến điều chỉnh bộ điều khiển. Trong phần tiếp theo, chúng tôi sẽ giải quyết một số vấn đề để làm cho một máy bay quad hoạt động trơn tru.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Back to top button