Gruppo Volo

Da raspibo.
Versione delle 21:16, 8 dic 2016, autore: DavideAlberani (Discussione | contributi)

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Volo
aerei, dirigibili e quadcopter
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Indice

Progetti in corso

A settembre 2016 abbiamo deciso di costituire un piccolo gruppo dedito all'assemblaggio ed uso di multirotor (tri/quadri/esa/otco/centi-copter e/o droni).

I partecipanti (aggiungetevi):

  • chi vuole imparare: Diego, Davide, Marco, Angelo, Paolo, Ugo, Mario,Giovanni
  • chi vuole approfondire ed è disposto ad insegnare: Luigi, Guido, Stefano

Come progetti, abbiamo:

  • Disagio Alato: Davide sostiene che il modo migliore per suscitare disagio sia dall'alto, ed intende dimostrarlo.


Appuntamenti

Vedere i nostro prossimi appuntamenti al Makerspace; scrivete in lista agora quel che vorreste trovarci.

Appuntamenti precedenti:

incontro cosa abbiamo fatto / cosa faremo
27 settembre 2016 descrizione di tutti i pezzi necessari e dei possibili approcci alla costruzione di un multirotor. Cenni di regolamenti ENAC.
6 dicembre 2016 proseguito con il setup di BlackQaud ed assemblato Disagio Alato (il cui obiettivo è: basta che non si schianti subito...)
20 dicembre 2016

Le basi

Approcci alla scelta del multirotor

Dipende da cosa volete farci. Per iniziare, si suggerisce di partire con qualcosa mirato all'apprendimento del volo: economico e con pezzi facilmente sostituibili.

Un possibile approccio è partire avendo una vaga idea delle dimensioni dell'oggetto che si vuole ottenere. In base a queste (ed alla destinazione d'uso), si scelgono le eliche e di conseguenza motori, ESC e batterie.

il telaio (le dimensioni)

Un telaio intorno ai 25/30 centimetri è utilizzabile anche in casa, oltre è consigliato spostarsi all'aperto.

le eliche

Devono, come ovvio, essere (ampiamente) contenute nel frame.

Metà gireranno in senso orario, le altre in senso antiorario per compensare.


i motori

Normalmente si tratta di motori brushless.

Parametri da tenere in considerazione:

  • corrente massima (in Ampere), per calcolare quale ESC serve e indicativamente la batteria
  • Kv, ovvero il numero di giri al minuto per Volt; un valore minore rende il volo più stabile e calmo (quindi più semplice da gestire, ma meno adatto all'acrobatico o alle competizioni)
  • massimo numero di celle supportate (e di conseguenza, massimo voltaggio ammesso)
  • le dimensioni, ed in particolare la distanza tra i fori dei bulloni, che deve corrispondere al telaio scelto (di norma o 16 o 19mm, spesso entrambe)
  • se l'eventuale supporto delle eliche ha una vite, e nel caso se questa si avvita in senso orario o antiorario (nel caso, è bene fare in modo che sui motori che verranno fatti girare in senso orario, le viti si avvitino in senso opposto, per non farle allentare durante la rotazione)

gli ESC (Electronic Speed Controller)

Connesso a ciascun motore avremo un ESC, che prende corrente dalla batteria (tramite la power distribution board) e la trasmette al motore, regolandola a seconda degli input ricevuti dal flight controller.

Nella scelta dell'ESC porre attenzione al voltaggio e all'amperaggio supportati.

la power distribution board

Non è obbligatoria, ma aiuta ad avere meno cavi in giro: essenzialmente, fornisce una serie di piste a cui saldare un connettore per la batteria da un lato, e verso gli ESC e il resto dell'elettronica dagli altri.

le batterie

I parametri principali da tenere in considerazione quando si sceglie una batteria sono:

  • capacità: espressa in mAh, indica quanta energia potrà fornire; di più è meglio, ma ovviamente aumenta il peso.
  • numero di celle: marcate come xS, dove la x è un intero che rappresenta il numero di celle in serie. Ogni cella fornisce 3.7V, va quindi fatta attenzione che l'ESC, i motori e tutta l'elettronica possano funzionare col voltaggio fornito.
  • discharge capacity: marcata come xC, un multiplo della capacità della batteria stessa. Indica quando rapidamente possiamo assorbire dalla batteria senza danneggiarla; è necessario conoscerlo per capire quale batteria è adatta ai nostri motori.

Facciamo un esempio:

  • 4 motori da 8 A l'uno di corrente massima: abbiamo 32 A totale (massimo) di assorbimento.
  • batteria da 2200 mAh 20C: può fornire 2.2 A * 20 = 44 A che, essendo superiore a 32 A, risulta quindi adatta all'uso con i motori che abbiamo scelto.

Consigli:

  • mai scaricare le batterie sotto i 3.2/3.3V/cella sotto carico, quindi in volo. (es: una 3S minimo 9.6V -- ad oggetto fermo la tensione tende a salire nuovamente)
  • quando le si vuole stoccare per un lungo periodo di tempo, caricarle a 3.8V/cella
  • caricarle a non piu` di 1C (la loro capacità), quindi 4A max per caricare una 4000MAh

la flight control board

Gestisce il volo prendendo in input i comandi dalla ricevente e comandando gli ESC. Tutte hanno a bordo come minimo un giroscopio per capire l'orientamento del multirotor.

Si va dalle semplicissime KK a sistemi più complessi. Molto popolari i Naze32; da valutare gli OpenPilot (TODO: opinioni in merito?)

TODO: come programmarle e calibrarle?

(U)BEC ((Universal) Batterly Elimination Circuit)

La flight control board deve essere alimentata in qualche modo, normalmente a 5V. Per fare ciò, serve un regolatore di tensione che, partendo dalla batteria principale, la converta a 5V.

Alcuni ESC integrano dei BEC, nel qual caso uno di essi sarà designato ad alimentare anche la flight control board; in caso contrario, serve un BEC separato.

la trasmittente / ricevente

Il radiocomando; quasi tutti operano a 2.4 GHz e la maggior parte include almeno un apparato ricevente che andrà connesso al flight controller.

Ha senso prenderne uno (relativamente) buono; caratteristica da considerare è il numero di canali (per i differenti comandi): si va da un minimo di 4 o 5 per controllare il multirotor. Di più consentiranno di comandare altri dispositivi connessi alla ricevente.

La ricevente viene di norma alimentata dalla flight control board e dialoga con essa in varie maniere; le più comuni sono:

  • PWM: ogni canale avrà il suo cavo separato
  • (C)PPM: un bus seriale; in questo caso è sufficiente un singolo cavo (oltre a quelli dell'alimentazione)

un esempio: a me (zen) sembra interessante. Supporta 6 o 10 canali, include due riceventi, ha un minimo di telemetria ed il touch screen, puo` essere collegato al pc, si alimenta con 4 stilo.

il caricabatterie

Vale la pena spenderci un poco di più e comprare qualcosa che sia sufficiente per ricaricare in contemporanea più pacchi di batterie.


telemetria

normative ENAC

Fare riferimento al regolamento per i mezzi aerei a pilotaggio remoto, entrato in vigore nel 2015.

In estrema sintesi, per l'uso hobbistico ci si deve limitare a volare in un raggio di 200 metri (70 in altezza), a vista e solo di giorno. Vanno evitati gli assembramenti di persone. Rispettando queste condizioni, è anche consentito il volo in aree pubbliche.

Temi da approfondire

Man mano che il non-corso prosegue, ci piacerebbe discutere anche di:

  • tipi di multirotor e loro diversi utilizzi
  • approntare una lista della spesa
  • come assemblarli
  • come gestire l'energia
  • controllo di volo: quale centralina usare? Come e perché programmarle?
  • radiocontrollo: come funziona?
  • volo autonomo: come e cosa è possibile fare?
  • telemetria
  • trasporto di sensori
  • fotografia aerea
  • come rispettare le leggi in materia

Progetti completati

Pagina precedente del gruppo volo (include vecchia lista della spesa)

Link Utili

Banggood Europa : lo store europeo di un grossista di pezzi, tra cui quelli che fanno al caso nostro

HobbyKing Europa : lo store europeo di uno dei piu` grossi rivenditori di parti (specializzato)

http://rotorbuilds.com/ : riporta i dettagli dei pezzi per oggetti volanti gia` costruiti, puo` essere utile per farsi un'idea di cosa funzioni messo insieme. E` possibile selezionare pezzi specifici ed anche la fonte di acquisto

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