2017年8月15日 星期二

【廢材無人機】菜籃君1號的變身計畫 PART2


                還記得在上篇文章中我們幫助菜籃君長出了一雙翅膀,空有一雙翅膀不會控制是沒用的,這次我們就來教教他到底要怎麼飛行。

                在正式飛行之前,我們幫他整理一下內部讓前後的重量保持平衡,讓他不至於在起飛的時候容易偏斜或自旋,整理完之後是不是乾淨了許多呢?



               我們採用和飛控核心pixhawk對應的mission planner來安裝韌體以及設定基礎硬體設備

              首先我們需要先來選擇多旋翼飛行器的形式,在上一篇文章中有提到我們的菜籃長寬並不是1:1的正方形而是長方形,所以在飛行器結構上我們選擇較符合菜籃情況的H


                配合H型的飛行結構,馬達也須要做一些適度的調整才能有正常的升力讓菜籃浮空,如下圖所示,我們可以觀察到X型和H型馬達的旋轉方向是不一樣的,H型的機構兩側馬達需要向左右兩邊內旋才會提供足夠的升力,並且在馬達的電子變速器連接RF接收器時,需要按照下圖的順序連接,不然就有可能會發生像是想要舉手卻把腳抬起來的慘劇囉~



                接下來來做加速度校正,加速度校正時必須要確實使用水平儀來校正,在飛行時菜籃才能有好的飛行姿態,尤其是在沒有GPS輔助的情況下更是如此。在沒有GPS輔助定位的情況下,只能靠手動調整飛機的姿態,如果加速度校正沒有確實完成的話,在操作時必定會是人有一種事倍功半的感覺。


          Left , right, up, down, back 都要確實做到,不然等到飛上天失控了可就欲哭無淚了呢~


                 再來要做的就是炒菜籃陀螺儀校正,在做陀螺儀校正的時候將機首當成箭頭分別對向上下左右前後六個方位做搖晃的動作,讓系統可以盡可能多的採集到取樣點,當取樣點夠多組成一個飽滿的球型時,羅盤校正就算成功囉~



                第四步驟我們將菜籃通上電之後打開遙控器,就可以開始執行遙控器調教了,在這步驟可以遙控器上各個開關把手的輸出通道最大最小值是否正常,一般來說1000~2000中間算是正常數值。


                最後需要設定的就是飛行模式了,一般模式下我們可以設定為Stabilize自穩模式,此外為了操作方便還可設定AltHold以及Loiter兩個模式,AltHold可以讓飛行器保持在一樣的高度,Loiter則可以在有GPS信號時做到位置的保持。


            做完這些就可以來嘗試解鎖了喔


                什麼!?不能解鎖?

                沒關係沒有誰第一次嘗試就會飛行的,國父孫中山曾經說過:革命尚未成功,同志仍須努力,各位同志咱們再來一次!!!


                 再重新調整菜籃的狀態之後,終於通過安全檢查成功解鎖囉~
另外需要注意的是,由於馬達支架是自行裁切的,難免會有一些歪斜,在起飛時我們需要先仔細確認四顆馬達是不是水平對稱的,不然起飛之後受力不均可能就不是摔斷一兩根槳可以解決的囉~

                  現在就來讓我們看看我們的菜籃君到底的第一次飛行到底如何!!!

【影片請看】
video


        看著平常在超市提的菜籃飛在天空之中是不是很神奇呢?arklab對天空的革命遠遠不只如此,只有想不到沒有做不到,如果還有什麼新鮮創意歡迎在下方留言,或許哪天你的創意就是下一個菜籃君~



2017年8月7日 星期一

【廢材無人機】菜籃君1號的變身計畫

                
                一般現成材料的無人機組裝已經不再稀奇,只要將全部的材料對應到該安裝的位置總能拼湊出一架完好的飛機,就像拼拼圖一樣,只要拼圖板上還有沒裝上的拼圖片你就知道這是一幅還沒完成的拼圖,做為一位合格的工程師,就是要有無中生有的能力,ArkLab的工程師之夜總會使人迸發出很多奇思妙想,今天我們要來嘗試挑戰的就是使用我們生活中隨處可得的廢物組裝出一台可以穩定飛行的無人機!

今天的主角就是他!!! (?)


                 菜籃作為一般市井小民出門買菜必備物品,大家第一個想到的就是它能在我們逛街購物的時候能夠方便裝提東西,同時也是我們生活日常中唾手可得的東西,應該從來沒有人想過有一天他也能成為飛行器,今天我們就來化不可能為可能,讓這個菜籃翱翔天際吧!!!

幫助它做全身大改造的話需要用到以下東西:
1.      分電盤+電變*4
2.      無刷馬達 恆力W4822 390Kv *4
3.      無線接收器
4.      飛控模組
5.      穩壓模組
6.      飛控
7.      電池

                在經過改裝小組的規畫討論之後,我們決定將菜籃改裝成以籃口朝上的形式做成H型的4旋翼飛行器,就像要在服裝店訂製衣服一樣,想要改裝這個菜籃,光是一股腦地想要加裝卻不知道它實際長寬是不行的,磨刀不誤砍柴工,首先我們要知道它的三圍究竟是多少,在往後的設計上才能事半功倍。


                經過測量之後我們得知它的籃長、籃寬以及籃高各是43公分、31公分和22.5公分,這些數據非常重要,因為有了這些數據之後,在挑選改裝的馬達以及匹配的螺旋槳時才不會發生兩個馬達太近,造成相鄰兩片槳葉發生撞擊的意外。

               螺旋槳的半徑莫約為20公分,如果想要將馬達裝在籃頂四個角,只有31公分的籃寬並不足以容納下兩根螺旋槳,因次我們決定幫他在籃子的側邊裝上兩根支架以便將四顆馬達延伸出去,秉持著廢物利用的精神,我們從廢棄物回收中找出了一根長約兩米的鐵條來當作菜籃兩側馬達的支架。


                將完整的鐵條裁切下兩段莫約42公分的片段之後,貼上泡棉膠以防鐵條邊角銳利的地方割傷人。


                 這裡我們需要先測量好馬達的孔距之後才能在馬達下方的鐵條打上對應孔洞以便固定,經過測量後我們得知無刷馬達恆力W4822馬達孔距分別為2.5公分以及較短的1.6公分。


                測量完孔距之後用麥克筆在鐵條上標記好馬達下方螺絲孔的位置,除了馬達十字位置上的四個螺絲之外,別忘了在馬達中心也開一個略大的孔讓馬達中心的轉軸有活動的空間才行,標記完成就可以開始實施打孔作業囉~


                在鑽床上對著鐵條上面麥可筆留下來的標記一一打上孔洞,打完孔之後如下圖,記得也要在鐵條的側邊鑽上兩個小孔以便支架跟菜籃之間的固定,鑽完孔之後我來測試看看馬達以及螺旋槳裝上去的實際效果如何?在裝上馬達之前必須切記我們DIY製作自行選用的螺絲千萬不能太長,如果選用太長的螺絲一不注意,上鎖時可能會戳傷馬達裡面的銅線,馬達就會跟著一不注意地報廢囉~


              實際將螺旋槳裝上後我們發現,也許是測量的時候有些許誤差導致槳葉和槳葉之間的間隔比想像中的小,不過只要機身沒有劇烈的震動或是撞擊應該不影響實際飛行。


               接下來我們分別在菜籃的四個角打上八個孔,使菜籃和馬達支架能夠緊密的固定在一起。

                將馬達支架和作為主體的菜籃組裝在一起大體的外觀就完成囉!是不是開始有點飛行器的氣勢了呢?


               外觀的設計上大致上已經成形,不過他現在也只是虛有其表而已,充其量也不過是裝了四顆馬達裝飾的菜籃(還是菜籃),為了完成改造的大業我們還必須幫它充實充實內在才行。

1.電子變速器+分電盤


2. 飛控



3. 穩壓模組


4.接收器


5.電池


6. GPS






                將以上這幾樣東西連接上之後這個菜籃終於不只是一具空殼,總算是真正長了一雙會動的翅膀,可是沒學過飛行菜籃怎麼會飛呢?下篇文章我們就會教會它怎麼飛行,想看看我們怎麼幫助他實現飛行的夢想嗎?別忘了繼續關注我們ArkLab的紛絲專頁!


2017年7月27日 星期四

【2017最新--體感四軸飛行器】有朋自遠方來,不意樂乎...


        這是一個強者我朋友自己天生手殘卻因禍得福的勵志故事,也是一個因為一台飛行器讓我決定失去一個朋友的悲情故事,且聽我娓娓道來……

  在一個風和日麗的午後我接到一通電話,原來是我一位大學時期的好友打來的,也有段時間沒見面與聊聊了,這讓我迫不及待接起他的來電。

                                               

「嗨!好久不見!我現在人在你家附近,可以去你家坐坐嗎?」

  『什麼?』雖然我覺得很突然又滿臉問號,但看在我們的交情上,還是不疑有他的熱烈歡迎他的到來:『好啊!你在哪我去接你。』

  「不用了,我在你家門口,開個門就好。」

  嗯……一個很久不見的朋友,突然出現在你家門口也是很合理的對吧?!

  『隨便坐坐,我忙個東西待會過來。』因為手邊還有些工作,所以我也隨便打發他幾句,就繼續忙自己的事。

  正所謂有朋自遠方來…非姦即盜。沒多久他果然說出了他的來意:

  「最近有點拮据,剛好想起之前你說下次來找你,你會請我吃飯的事,所以今晚你想吃什麼?」果然人不要臉天下無敵……

  『啊?隨便啊!你先想想,我忙完再一起去吃。』人家是誤上賊船,但我是賊上了我的船,難不成我要跳海?只能認命了

  「好啊我等你!咦?你家有四軸飛行器喔,借我玩一下。」突然看他眼睛一亮好像發現什麼新大陸,如果一台飛機能讓他暫時閉嘴10分鐘都不要再提出奇怪的要求,借他10台都可以。

  『自己拿吧,話說你會玩嗎?』

  「放心啦!我遙控小王子耶!」在他說完這幾行字後,我彷彿一直聽見飛機撞擊到我家牆壁或傢俱而翻覆的聲音。


               過了將近半小時,終於忙完的我也起身準備出門吃飯,卻看見他一臉無助地看著他手上的四軸飛行器遙控器。

  「奇怪?到底是我太手殘,還是這飛機太爛不好操控?」

  『天曉得。』我默默翻了一下白眼,心想,相信你殘的不只是手,還有……這不好說。

  「算了我不玩了,我們去吃飯吧!」突然有點謝天謝地終於可以將這瘟神請出我家。

  想當然,這頓晚餐真的是我付,他還挑了間有點價位的牛排店。晚餐過後他也拍拍屁股就走人,只留下一句:「今天真的很高興,我們下次再約吧!」

  免費吃一頓上千元的套餐如果你還吃的不高興,那我……

  ……也只能投訴店家為什麼你的餐點讓人不高興了……

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  事情就這樣過了一個月。一個月後,某個閒來無事的傍晚,窩在家看電視的我又接到這位遙控小王子的電話:

  「欸欸!上次去你家玩那個不好玩的飛機,這次我給你看一個猛的!你開門吧!」
  開門?我再次催眠自己,有朋友突然出現在我家門口都是很正常的事情……
  『你怎麼知道我在家?』希望他看得到我頭上滿滿的問號。
  「哎呀這不重要,你看這個!」


『不就一台四軸飛行器嗎?那你拿個滑鼠幹嘛?』

  「就說你不懂,我們進去你家,讓我來示範一次。」

  他真的經濟拮据嗎?那請問這台是怎麼來的?


       接著他就自顧自地幫飛機接上電池,然後用他手上那個看似滑鼠的東西啟動這台四軸,開始揮動起來……你沒聽錯!就是揮動手。


「你看,只要像這樣揮手,飛機就會跟著動,對於我這種手殘的人來說方便多了,看起來是不是比你原本那台還好玩。」

  『喔,原來是體感操控啊!滿特別的。』身為他的好友,對於他承認自身有障礙這點,我感到相當安慰。


「咦?為什麼總覺得它飛起來歪歪的?」

  我將這台四軸飛行器關掉重新看了一下,原來是這位老兄接電池時沒有把飛機放平,估計是上電時陀螺儀沒有校正好。


『你接電池時要放平啦!』

  「哈哈,原來如此。」

  真不曉得這台是誰的東西。

  「重點是它有測量氣壓的傳感器,飛行時一路測量靜止氣壓,一路測量迎風氣壓,在計算迎風氣壓與靜止氣壓的壓差就可以算出當前的空氣流速,紀錄飛機前高度位置,感知到飛機的平穩,而且還……

  『講中文。』

  「它會定高。」

「而且你看,他的前方還有兩顆像眼睛一樣的燈光,可以讓我馬上判斷哪邊是飛機的頭。」

  我仔細一看,這還真是很可愛又很貼心的設計阿。


「雖然這台他本身就有無頭模式,會自動記錄啟動時起飛的方向並判斷為前方,所以就算放反了也一樣能順利操控,頭在哪根本沒差,很方便!」

  那請問你前一句強調頭跟眼睛,是在介紹身體健康的?

  「然後你看它纖細又裸露在外的支架,是不是像極了一位柔弱又惹人憐愛的少女。」

  裸露?你把飛行器披件衣服,我看它還飛不飛得起來。

  「而且它除了也可以自由升降外,還可以三段加速,甚至也能做到翻滾特技等技巧,看它飛行的姿態,是不是也像極了美女曼妙且華麗的舞姿。」

  原來他喜歡看纖細裸露的人在跳舞,一瞬間我彷彿懂了他的擇偶條件,難怪他現在還單身……

  「正所謂窈窕淑女、供不應求」這句是不是哪裡怪怪的?「我可是找了好久才買到的!」

  聽到這句話,我差沒把他打到連上個月吃的牛排套餐都吐出來。你經濟拮据?!

  看著他毫無技巧的操控,不免為他擔心:『照你這種玩法,你不怕它飛走嗎?』

  「你放心吧!它的最長操控距離可達50米,而且電池雖然小,但也因為它很輕,可連續飛行長達5~8分鐘,我只要發現情況不對,就會馬上熟練的將手往上揮,一定可以讓它在失控或沒電前順利返回。」

  一瞬間我突然覺得好像有點道理,原來他也不是都沒在思考嘛!

  「而且反正我也只會在室內玩,不見的話再找一下就好了。」

  ……說這麼多,原來是一位熟悉蔣幹畫的朋友阿。

  最後這樣折騰了好一陣子,我肚子也餓了,雖然我也覺得很新奇很有興趣,但再不做個結尾,只怕他會滔滔不絕的自誇下去:

  『試這麼久,也該到晚餐時間了,你餓不餓?要不要一起吃飯?』

  這句話一出口,下一秒我就後悔了……

  「好啊!剛好我也餓了,那看在我給你開開眼界的份上,這頓也你請啦!」

  『蛤?』

  經過這次的事,我決定下次有朋自遠方來,一定要鞭數十,驅之別院……


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※※※注意事項※※※

1. 嚴禁邊使用還邊學你阿公在公園練外丹功似的甩手。

2.
注意不要在使用時打蒼蠅、蚊子,否則飛機會……

3. 控制方向只需輕輕擺動手掌即可,不需要整個身體跟著扭曲……


加碼附上遙控器操作說明: