בניית רחפן (בעיות באספקת כוח)

[Guy_25]

שלום לכולם

אנו קבוצה קטנה של מתכנתים וחשבנו לבנות רחפן כפרויקט ועלו לנו מספר שאלות:

1) מצאנו קיט שנראה לנו מעולה (dji f450) אבל בארץ הוא די יקר (בגלל שהוא מגיע מוכן להטסה, ואנחנו לא צריכים את כל ה"מוח" שאחראי על הטיסה, אלא רק את החלקים. לכן, זה נראה לנו בזבוז)

2) בהזמנה של החלקים מדיל אקסטרים (כ400 שקלים כולל הכל) נתקלנו בבעיה בהזמנת הסוללה הזו (וכל סוג אחר של סוללה). האם מישהו מכיר מקום בארץ שמוכר סוללות בהספק כזה?

 

ובעיה עיקרית נוספת:

לקיט המומלץ אנו מוסיפים עוד ראספברי פאי + המצלמה שלו, מה שידרוש תוספת של אספקת אנרגיה ללוח. להוסיף סוללה נפרדת לפאי זה בעייתי משיקולי משקל ולכן כנראה נצטרך פשוט להחליף מקור הכוח המקורי שצירפתי למעלה. איך נדע בכמה להגדיל את קיבולת הסוללה המומלצת?

יש לנו את השרטוט של הלוח המומלץ ללא הראספברי. בהנחה שאנחנו יודעים מה הזרם שהוא דורש (5V), איך ניתן לבחור סוללה מתאימה?

 

 

וסתם לידע כללי:

האפליקציה לסמארטפון נמצאת כרגע בפיתוח ולקראת סיום של גרסה ראשונית.

מצאנו קוד אופן סורס ללוגיקת ההטסה שיוטען לארדואינו.

בנוסף, אנו מפתחים יכולת עיבוד תמונה בסיסית על ראספברי פאי (שהוא זה שישלח את פקודות הטיסה לארדואינו).

אם מישהו חושב שהוא יהיה מעוניין במשהו כזה אנא עדכנו אותי, אנו מתכוונים שזה יהיה קוד פתוח ואשמח לשתף את הפרוייקט כך שכל מי שירצה יוכל לבנות אחד משלו.

[tomy669]

תכנס לפורום efly.co.il הם מתמחים בתחום הטיסנים והרחפנים. יש להם מידע על סוללות וכו..

[Pika007]

כל חנות טיסנים בארץ מוכרת סוללות כאלו (למשל- טיסן חיפה, ספיד קונטרול). אכן כאב ראש להזמין מחו"ל.

[Guy_25]

המון תודה!

נכנסתי לפורום ונחשפתי למאגר עצום של ידע.

במידה ויהיה שם ביקוש אעדכן על ההתקדמות בפרויקט שם ואפרסם בסוף את הקוד שלי בפורום ההוא. אם אראה התעניינות גם מצידכם אז כמובן שאשמח לשתף את הפרויקט שלי גם כאן. אנא הודיעו לי אם כן.

[sperial]

הדברים האלה כבדים, ומשפיעים על היציבות ויכולת הטיסה של הכלי.

האם יש לכם בצוות מישהו שמבין באוירונאוטיקה?

[Dittohead]

אתם עושים image recognition על רסברי פי? בניתם nn? איפה הגיטהאב שלכם?

 

Sent from my ONEPLUS A3000 using Tapatalk

[Guy_25]

עד שנגיש את הפרויקט עצמו ונקבל ציון אנחנו לא נעלה את הקוד לגיט פתוח מסיבות מובנות.

את הקוד של הרחפן אני יכול לפרסם עכשיו ללא בעיה מהסיבה הפשוטה היא שאנחנו משתמשים בפרויקט קוד פתוח של מישהו אחר ואנחנו רק משנים אותו (מחליפים את החלק בקוד שאמור לקבל הוראות טיסה משלט ורסיבר בקוד שאנחנו נכתוב שיקבל את הפקודות מהפאי שבעצמו מקבל אותן מהאפליקציה שעל הטלפון/ אלגוריתם עיבוד תמונה).

 

את העיבוד תמונה אנחנו נוסיף בשלב הסופי והאחרון ביותר ואנחנו עדיין לא שם. כרגע עובדים על האפליקציה שתדבר עם הראספברי ותקבל את הוידאו מהפאי בסטרים. כשהחלקים של הרחפן יתחילו להגיע נתחיל לבנות אותו ולחברו אל האפליקציה לשליטה ידנית.

החלק של העיבוד תמונה לא מורכב כפי שזה נשמע. את החלק הזה נכתב בפייטון (ואת שאר הפרויקט בC/JAVA/ANGULAR בהתאם לחלק בפרויקט ) שמספקת ספריות ייעודיות לדברים מהסוג הזה.

האם תהיה מעוניין שנשלח לך את הגיט לאחר ההגשה? (הגיט יכיל את כל הפרויקט. כלומר בנוסף לקוד כולו, גם את הוראות הרכבת הרחפן ולינקים להזמנת הציוד המדויק שבו אנו השתמשנו. סדר גודל עלויות של כ500 שקלים כולל הרחפן, הפאי והמצלמה).

 

ספריאל:

אנו מתבססים על פרויקט קוד פתוח קיים שמסביר בפירוט רב את תהליך הבנייה של הרחפן. אנו לא משנים את העיצוב בכלל אלא רק מוסיפים את הפאי והמצלמה (שישבו במרכז הרחפן בתוך קייס סגור ולכן לא ישפיעו) ומגדילים את קיבולת הסוללה. האם אתה צופה שניתקל בבעיות מהסוג שתיארת?

[Dittohead]

מעניין אותי בעיקר החלק של זיהוי התמונה. באיזו רזולוציה וקצב תעבירו את הווידאו?

 

Sent from my ONEPLUS A3000 using Tapatalk

[sperial]

עד שנגיש את הפרויקט עצמו ונקבל ציון אנחנו לא נעלה את הקוד לגיט פתוח מסיבות מובנות.

את הקוד של הרחפן אני יכול לפרסם עכשיו ללא בעיה מהסיבה הפשוטה היא שאנחנו משתמשים בפרויקט קוד פתוח של מישהו אחר ואנחנו רק משנים אותו (מחליפים את החלק בקוד שאמור לקבל הוראות טיסה משלט ורסיבר בקוד שאנחנו נכתוב שיקבל את הפקודות מהפאי שבעצמו מקבל אותן מהאפליקציה שעל הטלפון/ אלגוריתם עיבוד תמונה).

 

את העיבוד תמונה אנחנו נוסיף בשלב הסופי והאחרון ביותר ואנחנו עדיין לא שם. כרגע עובדים על האפליקציה שתדבר עם הראספברי ותקבל את הוידאו מהפאי בסטרים. כשהחלקים של הרחפן יתחילו להגיע נתחיל לבנות אותו ולחברו אל האפליקציה לשליטה ידנית.

החלק של העיבוד תמונה לא מורכב כפי שזה נשמע. את החלק הזה נכתב בפייטון (ואת שאר הפרויקט בC/JAVA/ANGULAR בהתאם לחלק בפרויקט ) שמספקת ספריות ייעודיות לדברים מהסוג הזה.

האם תהיה מעוניין שנשלח לך את הגיט לאחר ההגשה? (הגיט יכיל את כל הפרויקט. כלומר בנוסף לקוד כולו, גם את הוראות הרכבת הרחפן ולינקים להזמנת הציוד המדויק שבו אנו השתמשנו. סדר גודל עלויות של כ500 שקלים כולל הרחפן, הפאי והמצלמה).

 

ספריאל:

אנו מתבססים על פרויקט קוד פתוח קיים שמסביר בפירוט רב את תהליך הבנייה של הרחפן. אנו לא משנים את העיצוב בכלל אלא רק מוסיפים את הפאי והמצלמה (שישבו במרכז הרחפן בתוך קייס סגור ולכן לא ישפיעו) ומגדילים את קיבולת הסוללה. האם אתה צופה שניתקל בבעיות מהסוג שתיארת?

אם אתם מתבססים על קיט קיים הרי שהיו מהנדסים שדאגו לתכנן כלי מאוזן. אני לא מהנדס, וגם לא מכיר את המאפיינים של הכלי שבו אתם מתכונים להשתמש - אבל שימו לב לחלוקת משקל סימטרית, אחרת יהיה עליכם למצוא דרך לאזן את הכלי (חיישנם + תוכנה המסוגלת להתאים את הדחף של כל אחד מהרוטורים? משקולות איזון?). וכמובן שהמשקל הכולל יעמוד ביכולת של המנועים וזמן הטיסה הנדרש.

[Pika007]

רחפן זה לא כלי אווירונאוטי, אין לו שום מערכת יחסים עם הדבר הזה שנקרא "אוויר", הוא טס על מאזן כוחות. מספיק לדעת פיזיקה תיכונית כדי להתעסק עם היצור הזה.

[sperial]

זו התשובה הכי מרחפת שיכולת לכתוב.

 

הדבר הזה נישא על 4 (או יותר) רוטורים, שצריכים לייצב ולנהג אותו. זה שאין כאן כנף קבועה לא אומר שאין ניהול של עילוי, של כיוון טיסה, של יציבות הטיסה וכו'. בדיוק כמו בכל רכב אחר המתנהל בשלושה ממדים.

[Pika007]

לא ממש ניהול של עילוי, מה שאתה אומר זה בדיוק מה שאמרתי-

הדבר הזה טס על מאזן כוחות בסיסי (ומומנטים, אם בא לך להתפרע). יש לך 4 וקטורים כלפי מעלה, אחד כלפי מטה. רחפנים תמיד בנויים בצורה סימטרית עם מרכז הכובד במרכז או קרוב למרכז. "עילוי" לא קיים פה במושג הקלאסי, ו "גרר" בכלל זוכה להתעלמות במשוואה.

ייצוב הכלי נעשה ע"י ג'יירו שומר אופק, שמשנה את המתח למנועים בהתאם לצורך. התנועה במרחב נעשית בעזרת שליטה במתח- כאשר בכל שלב אתה רוצה לשמור על המאזן. למשל בתנועה בכיוון שתגדיר כ "קדימה", אתה צריך להפר את המאזן עבור הטיה, ואז להגביר את הדחף של המנועים במצב המוטה כדי לשמור על הדחף הכולל שווה למשקל הכלי.

זו פיזיקה בסיסית של תיכון, אני שוב אומר- לאוויר אין פה ממש תפקיד. הוא לא עוזר או מפריע. הדחף לצורך העניין היה יכול להיות מסופק ע"י מנועים רקטיים, מנוע מיינן, או אוגרים ורודים קסומים מרחפים.

[sperial]

נכון, זו פיזיקה בסיסית, אבל לבנות מערכת שתשלוט בה זה כבר פחות טריויאלי, בודאי כאשר מדובר באמצעים ביתיים. כלומר אתה יכול לקנות את השלד והמנועים וכל שאר הרכיבים מעלי אקספרס או באנגוד, אבל להפוך את מצבור החלקים לכלי שיטוס לפי התוכנית או הפקודות שלך ולא יתרסק זה כבר קצת יותר מורכב. נחמד מאוד לכתוב שהייצוב נעשה על ידי "ג'יירו שומר אופק" - אבל היכן כתיבת התוכנה שתתאים את מהירות הסיבוב של ארבעה מנועים כדי ליצב את הכלי בזוית הדרושה לריחוף או טיסה בכיוון מסויים? היכן כתיבת התוכנה שתתרגם את המדידות של האקסלרומטרים לשמירת הכלי מאוזן? ואלהעוד דברים טריויאליים, חשוב על כתיבת תוכנה שתהפוך את הכלי לאוטונומי במדה מסוימת, כגון חזרה אוטומטית לבסיס, אפילו ממרחק כמה עשרות מטרים. פשוט? בערך כמו רכב אוטונומי בתחרות רובוטיקה.

 

ודרך אגב - העילוי חי וקיים (זה עקרון העולה של רוטור) וגם וקטורים אופקיים, כאשר אתה מטה את הכלי בכיוון ההתקדמות המבוקש.

 

נסה להפעיל רחפן בתוך כלי ואקום - הוא לא יתרומם, כיון שהרוטור יפעל "על ריק" בלי האויר לא יהיה עילוי.

[Pika007]

דחף הוא לא עילוי במובן הקלאסי. (כן, רוטור בעיקרון זה כנף מסתובבת וכו' וכו', אבל אין פה שום שיקולים אלא מערכת פיטץ' קבוע "טיפשה" לחלוטין)

כל הדברים שכתבת לגבי מה שמאזן את העניינים ואיך הכלי יודע איזה מתח לתת לרוטורים וכו'-

זה מדמ"ח, טיפל'ה הנדסת חשמל, ומכניקה ניוטונית, לא אווירונאוטיקה. בתכלס את הפיזיקה שצריך בשביל הקוד אפשר לצייר על דף ב 10 דקות, הכל פועל על סינוסים ותגובות משוב, את האלגוריתם הבסיסי עצמו אפילו פישר כמוני יכול לכתוב ב 20 דקות.

ברוב המקרים ג'יירו שתקנה בשוק מגיע כבר עם תוכנת בקרה בסיסית, אז אלא אם ממש ממש תתעקש לכתוב אחת בעצמך, אתה לא כזה צריך. פעולה אוטונומית זה כבר סיפור אחר.

 

אגב, בחלק מהמקרים אפילו לא תצטרך ג'יירו. מספיק שתאזן את הכלי למרכז כובד בדיוק על שני צירי סימטריה ולמנועים תשלח את אותו המתח בדיוק, ויש לך רחפן. תדאג שמרכז הכובד יהיה מספיק נמוך מתחת לרוטורים- ואפילו יש לך רחפן שמייצב את עצמו. ככה הצעצועים הסינים של ה 200 שקל פועלים.

[sperial]

פיקה - אתה עדיין לא הבנת אותי. כאר אתה יושב בסט-אפ של תעשיה או אקדמיה זה נראה טריויאלי. אבל כאשר אתה עושה זאת באמצעים ביתיים זה קצת יותר מסובך. במיוחד אם אתה מתחיל מאפס וצריך גם לבנות וגם לכתוב הכל מאפס, והכל נעשה לבד או עם חבר אחד או שניים. כמובן שאם אתה לוקח קיט מוכן שבו מישהו ישב ותכנן ודאג לסוללה שתהיה מעוצבת בדיוק בתוך הנישה המתאימה לה זה סיפור הרבה יתר פשוט.

 

מציע לך לקנות כמה רכבים מהאתרים הסיניים ולנסות לבנות דבר כזה, להפעיל אותו וגם לכתוב לו את הקוד. מבטיח לך שאם אתה עובד עצמאית (או בקבוצה קטנה של חובבים) זה עניין של מאות שעות עבודה עד שהדבר הזה יתרומם ויטוס למרחק 10 מטר בלי להתהפך ובלי להתרסק. הצעצוע הסיני ב-200 ש"ח תוכנן ונבנה במסגרת שונה לגמרי מהמעבדה הביתית שלך.