uav, la versione 2.0
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uav, la versione 2.0
UAV, LA VERSIONE 2.0 I dettagli della realizzazione del nostro UAV al quale, rispetto alla prima versione, abbiamo aggiunto la telemetria, un GPS più performante con 10 letture al secondo e un sensore di velocità a tubo di Pitot. di ANDREA LETTIERI P er concretizzare e poter “toccare con mano” gli argomenti trattati nel primo articolo (fascicolo n° 151) dedicato alla costruzione di un UAV, in questo secondo appuntamento descriviamo come è stato realizzato l’aeromodello, con gli accorgimenti e le modifiche apportate per installare tutta la componentistica aggiuntiva rispetto alla pura versione modellistica. Quella che viene descritta è la realizzazione del secondo prototipo di Easystar, in quanto il primo, dopo essere servito alla messa a punto del sistema ed aver ottenuto i primi risultati di volo stabilizzato e ritorno al punto di lancio in autonomia, è andato definitivamente distrutto dopo es- 100 DRONE ZONE Fig. 2 - Il kit di propulsione. ne, oltre ad un sistema di telemetria per la trasmissione dei dati di volo a terra. Qui vale la pena ribadire che durante il volo il modello deve essere sempre in vista e sotto il controllo diretto del pilota in tutte le configurazioni di volo e che solo con questi stringenti vincoli è ragionevole operare un modello così equipaggiato, chiaramente in luoghi destinati al volo di modelli, gli unici adatti a tale scopo. sere precipitato (vedi foto) a causa, guarda caso, di un grossolano errore di pilotaggio. La parte elettrica ed elettronica si è salvata tutta (come accade quasi sempre) ed è stata reinstallata nel nuovo modello che, con l’occasione, abbiamo arricchito di un nuovo GPS MediaTek MT3329 GPS Fig. 1) che Ar10Hz+Adapter Basic ((Fig. dupilot è in grado di utilizzare a 10 Hz di campionamento con protocollo in binario a 38.400 bps, ed un modulo aggiuntivo che comprende un sensore di pressione con relativo tubo di Pitot per il rilevamento di velocità e altitudi- Fig. 1 Il GPS a 10 Hz. Con questa filosofia è stata scelta la tipologia di componenti utilizzata per le nostre prove. Il software di controllo caricato sull’Ardupilot, un circuito basato sul processore Arduino e personalizzato per accogliere i connettori delle periferiche “modellistiche”, è realizzato in modo che in tutte le configurazioni, l’intervento del pilota sugli stick della trasmittente sia sempre prioritario rispetto alle decisioni del sistema autopilota. Ma andiamo con ordine: la scatola di montaggio dalla quale partire è la versione di Easystar “tutta da montare”, in quanto permette di fare una serie di modifiche alla fusoliera prima di incollarla. La scatola contiene un motore a spazzole con prestazioni non eccelse, che andremo a sostituire procurandoci il kit di motorizzazione brushless “EasyStar BL-TUNING” (prodotto dalla Multiplex e reperibile con il Elettronica In ~ Marzo 2011 101 Il sistema UAV XBee Aeromodello Ricevitore GPS XBee USB Explorer XBee telemetria USB Interfaccia USB (FTDI) Presa statica Sensore pressione differenz. Presa dinamica X-Y SHIELD V2 Z Arduino IDE Config tool (percorso GPS) XCTV (programmazione XBee) ARDUINOPILOT 328 Throttle Multiplexer Elevatori FAIL - SAFE Timone Ground station (telemetria) RX RC PPM Throttle Servo elevatori Servo timone Regolatore giri motore (ESC) Batteria LIPO TX RC PPM telecomando codice 333646) composto da (Fig. 2): - Motore brushless Himax B 2810-2150; - Regolatore BEC MULTIcont BL-20 S; - Elica da 5,5x4,5 pollici con mozzo porta elica in alluminio. Il tutto è completato da una batteria LiPo a 3 celle (11,1 V) da 2.000 mAh. La radio utilizzata è una Graupner MC24 a 40 MHz, in PPM, dotata di ricevente in doppia conversione, sempre di produzione Graupner. Il segnale PPM è quello meglio interpretato e gestito dal multiplexer e dal software dell’Ardupilot. È ovviamente possibile utilizzare anche radio operanti su diverse frequenze (purché omologate); nel caso è opportuno consultare i blog del sito www.diydrones.com per conoscere i problemi di compatibilità e di configurazione del software. 102 Marzo 2011 ~ Elettronica In Diydrones è uno dei siti di riferimento delle comunità che lavorano attorno ad alcuni progetti di UAV amatoriali, tra i quali l’Ardupilot; sempre nello stesso sito, sono disponibili i link alle versioni del software di base, dei software di test e configurazione e della stazione di telemetria. Per la nostra configurazione sono necessari i seguenti componenti hardware: • il modulo Ardupilot - Arduino Compatible UAV Controller w/ ATMega328 (cod. Sparkfun GPS-08785); • il kit Vshield (ArduPilot Shield V2 Kit) che integra il sensore di pressione e semplifica il collegamento delle termofile che consentono la stabilizzazione (modulo XY e modulo Z); quest’ultimo è stato recentemente sostituito con un modulo IMU a sei gradi di libertà che sperimenteremo in una futura versione; . e ch i ità M en s ile a ic on r tt e l E e d l ie w w it l a u r t t at lic pp a a, w .e le t t a fic n o à t at i sc o ,n i r o n ic a o n ec t a c i v t en g lo in t i . a c i on r t t le e ’ l e lo tr n I