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;
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