Ձայնով վերահսկվող եռաչափ տպիչ ՝ 23 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:51

Սա լիովին 3D տպված Tricopter անօդաչու թռչող սարք է, որը կարելի է թռչել և կառավարել ձայնային կառավարման միջոցով Amazon- ի Alexa- ի միջոցով ՝ Raspberry Pi- ի կողմից վերահսկվող ցամաքային կայանի միջոցով: Ձայնով վերահսկվող այս ուղղաթիռը հայտնի է նաև որպես Օլիվեր եռյակ:

Ի տարբերություն Quadcopter- ի անօդաչու թռչող սարքերի ավելի սովորական կազմաձևի, Tricopter- ն ունի ընդամենը 3 պտուտակ: Կառավարման մեկ պակաս աստիճան փոխհատուցելու համար ռոտորներից մեկը թեքված է servo շարժիչով: Օլիվեր Եռին ունի Pixhawk Autopilot- ը, առաջադեմ ինքնավար համակարգեր, որոնք մեծ մասամբ օգտագործվում են հետազոտական կամ անօդաչու թռչող սարքերի արդյունաբերության մեջ: Այս ինքնաթիռի օդաչու համակարգը ունակ է թռիչքի տարբեր ռեժիմների, ներառյալ հետևել ինձ, ճանապարհային նավարկություն և ուղղորդված թռիչք:

Amazon- ի Alexa- ն կօգտագործի ուղղորդվող թռիչքի ռեժիմը: Այն կմշակի ձայնային հրամանները և կուղարկի դրանք ցամաքային կայան, որը քարտեզագրում է այս հրամանները MAVLink- ին (Micro Air Vehicle Communication Protocol) և դրանք հեռաչափության միջոցով ուղարկում է Pixhawk:

Այս եռագույն ուղղաթիռը, թեև փոքր է, հզոր է: Այն ունի մոտ 30 սմ երկարություն և կշռում է 1,2 կգ, բայց մեր հենարանով և շարժիչով համատեղելով այն կարող է բարձրացնել մինչև 3 կգ:

Քայլ 1: Նյութեր և սարքավորումներ

Եռանիվ

• 3 առանց խոզանակի DC շարժիչներ
• 3 Շարժիչային առանցքներ
• 3 40A Էլեկտրոնային արագության վերահսկիչ
• 8x4 կոմպոզիտային պտուտակներ CCW
• Էլեկտրաէներգիայի բաշխման խորհուրդ
• Լարեր և միակցիչներ
• TGY-777 Servo Motor
• Մարտկոցի և մարտկոցի միակցիչ
• 6x 6-32x1 "կտրող պտուտակներ, ընկույզներ*
• 3M երկակի կողպեք*
• Zip փողկապներ*

Ավտոմատ օդաչու

• Pixhawk ավտոմատ օդաչուի հավաքածու
• GPS և արտաքին կողմնացույց
• 900 ՄՀց հեռաչափություն

Անվտանգության RC հսկողություն

• Հաղորդիչ և ընդունիչ զույգ
• PPM կոդավորիչ

Ձայնով վերահսկվող վերգետնյա կայան

• Raspberry Pi Zero W հավաքածու կամ Raspberry Pi 3
• Amazon Echo Dot կամ Amazon Echo արտադրանք

Սարքավորումներ և գործիքներ

• Ոդման կայան
• 3D տպիչ
• Ասեղ քթի տափակաբերան աքցան*
• Պտուտակահաններ*
• Ալենի բանալիների հավաքածու*

* Գնված է տեղական շինարարական խանութից

Քայլ 2: Բովանդակության կազմակերպում

Քանի որ սա բավականին բարդ և երկարաժամկետ նախագիծ է, ես տրամադրում եմ այս կառույցը կազմակերպելու երեք հիմնական բաժինների, որոնք կարող են կատարվել միաժամանակ.

Սարքավորումներ. Եռագնացքի ֆիզիկական շրջանակն ու շարժիչ համակարգը:

Ավտոմատ օդաչու. Թռիչքի վերահսկիչը հաշվարկում է PWM ազդանշանը `օգտվողի հրամանից համապատասխանաբար ապահովելու համար 3 անխոզանակ շարժիչներից և սերվո շարժիչներից յուրաքանչյուրը:

Ձայնի կառավարում. Սա թույլ է տալիս օգտվողին կառավարել անօդաչու թռչող սարքը ձայնային հրամանների միջոցով և MAVLINK արձանագրության միջոցով հաղորդակցվել Pixhawk տախտակին:

Քայլ 3: Ներբեռնեք եռաթիռի շրջանակի մասեր

Երեք ուղղաթիռի ամբողջ շրջանակը 3D տպագրված է Ultimaker 2+ - ի վրա: Շրջանակը բաժանված է 5 հիմնական բաղադրիչների, որպեսզի տեղավորվի Ultimaker 2+ ի կառուցման ափսեի մեջ և ավելի դյուրին դարձնի առանձին մասերի վերատպումը և վերանորոգումը, եթե դրանք վթարի ենթարկվեն: Նրանք են:

• 2 Առջևի շարժիչ բազուկներ (հիմնական arm.stl)
• 1 Պոչի թև (պոչ-թև. Stl)
• 1 Միացնող կտոր պոչի am- ի և երկու առջևի շարժիչի թևերի միջև (tail-arm-base.stl)
• 1 Պոչի շարժիչի հենարան (շարժիչ-հարթակ. Stl)

Քայլ 4. Եռաչափ ուղղիչ շրջանակի 3D տպում

Տպեք այս մասերը առնվազն 50% լցվածով և օգտագործեք տողերը որպես լցման ձև: Կեղևի հաստության համար ես օգտագործում եմ պատի հաստություն 0.7 մմ և վերին/ներքևի հաստություն `0.75 մմ: Ավելացրեք կառուցվածքի ափսեի կպչունություն և ընտրեք եզրը 8 մմ -ով: Այս շրջանակը տպված էր PLA պլաստմասե թելերով, բայց դուք կարող եք օգտագործել ABS պլաստիկ թել, եթե նախընտրում եք ավելի ամուր, բայց ավելի ծանր եռանկյուն: Այս պարամետրերով <20 ժամ պահանջվեց այդ ամենը տպելու համար:

Եթե եզրը չի կպչում 3D տպիչի տպագրական մակերեսին, օգտագործեք սոսինձ փայտ և սոսնձեք կիսաշրջազգեստը տպման մակերեսին: Տպագրության վերջում հեռացրեք կառուցվածքի ափսեը, լվացեք ավելցուկային սոսինձը և սրբեք այն չոր, նախքան այն նորից դնել տպիչի մեջ:

Քայլ 5: Հեռացնելով հենարաններն ու եզրը

Եռաչափ տպված մասերը տպվելու են ամենուր հենարաններով և արտաքին եզրով, որը հավաքելուց առաջ անհրաժեշտ է հեռացնել:

Եզրը PLA- ի մեկ շերտ է և հեշտությամբ կարելի է հեռացնել մասից ձեռքով: Մյուս կողմից, հենարանները շատ ավելի դժվար է հեռացնել: Դրա համար ձեզ հարկավոր կլինի մի ասեղ քթի տափակաբերան աքցան և հարթ գլխով պտուտակահան: Աջակցության համար, որը փակ տարածքներում չէ, ասեղի քթի տափակաբերան աքցանով ջարդեք հենարանները և քաշեք այն: Ասեղների քթի տափակաբերանով դժվար է հասնել անցքերի կամ փակ տարածությունների համար, կամ փորեք անցքի միջով, կամ հարթ գլխով պտուտակահան օգտագործեք այն կողքից հանելու համար, այնուհետև հանեք այն ասեղի քթի տափակաբերան աքցանով: Հենարանները հեռացնելիս եղեք մեղմ եռաչափ տպված մասի հետ, քանի որ այն կարող է պոկվել, եթե այն շատ եք շեշտում:

Երբ հենարանները հանվում են, մանրացրեք այն կոպիտ մակերեսները, որտեղ հենարանները նախկինում էին, կամ զգուշորեն դանակով մանրացրեք մնացած հենարանը: Պտուտակային անցքերը հարթելու համար օգտագործեք հղկող կամ հղկող բիտ և դրեմել:

Քայլ 6. Եռանկյունի շրջանակի հավաքում

Մոնտաժման համար ձեզ հարկավոր կլինի վեց պտուտակ (նախընտրելի է կտրող պտուտակներ, 6-32 կամ ավելի բարակ, 1 երկարությամբ)` շրջանակն իրար ամրացնելու համար:

Վերցրեք 3D տպված մասերը, որոնք կոչվում են main-arm. STL և tail-arm-base. STL: Այս բաղադրամասերը միահյուսվում են ոլորահատ սղոցի նման, իսկ պոչը-բազուկը հիմնված է երկու հիմնական թևերի մեջտեղում: Պտուտակի չորս անցքերը հավասարեցրեք, ապա պտուտակները տեղադրեք վերևից: Եթե մասերը հեշտությամբ չեն տեղավորվում միմյանց հետ, մի՛ ստիպեք դրանք: Ավազեք պոչը-թևը-հիմքը, մինչև դա անեն:

Հաջորդը, պոչը թևը սահեցրեք պոչի բազայի դուրս ցցված ծայրին, մինչև պտուտակների անցքերը հավասարվեն: Կրկին, գուցե անհրաժեշտ լինի ավազել, մինչև այն տեղավորվի: Պտուտակեք այն վերևից:

Շարժիչային հարթակը հավաքելու համար հարկավոր է նախ սերվոն մտցնել պոչի թևի բացվածքի մեջ ՝ ուղղելով հետընթաց: Երկու հորիզոնական անցքերը պետք է համապատասխանեն սերվոյի պտուտակային անցքերին: Եթե շփման համապատասխանությունը բավարար չէ, կարող եք այն ամրացնել այս անցքերի միջոցով: Այնուհետև տեղադրեք կառավարման բեղիկը սերվոյի վրա, բայց մի պտուտակեք այն: Դա գալիս է մի ակնթարթում:

Շարժիչի հարթակի առանցքը սահեցրեք պոչի թևի ծայրին գտնվող անցքի մեջ, իսկ մյուս կողմը ՝ եղջյուրի վրայով: Եղջյուրը պետք է լավ տեղավորվի հարթակի ներդիրի մեջ: Ի վերջո, եղջյուրի պտուտակը դրեք ինչպես հարթակի անցքի, այնպես էլ եղջյուրի միջով, ինչպես ցույց է տրված վերևում նկարում:

Քայլ 7: Շարժիչների տեղադրում

Առանց խոզանակի շարժիչները կցված չեն շարժիչի առանցքներով և նախապես ամրացված խաչմերուկով, այնպես որ նախ պտուտակեք դրանք: Հաջորդը, դրանք ամրացրեք շարժիչի հարթակի և եռագույնի հիմնական թևերի վրա `օգտագործելով դրա հետ եկած պտուտակները կամ M3 մեքենայի պտուտակներ և ընկույզներ: Այս քայլում կարող եք ամրացնել պտուտակները, որպեսզի ապահովեք մաքրություն և հիացեք ձեր ձեռքի աշխատանքով, բայց դրանք հեռացրեք նախքան թռիչքից առաջ փորձարկելը:

Քայլ 8: Միացնել ավտոմատ օդաչուի խորհուրդը

Սենսորները միացրեք Pixhawk Autopilot տախտակին, ինչպես ցույց է տրված վերևի դիագրամում: Դրանք նաև պիտակավորված են ինքնավար օդաչուի տախտակում և միանգամայն պարզ է միացման համար, այսինքն ՝ ազդանշանը միանում է Buzzer նավահանգստին, անջատիչը միանում է անջատիչ պորտին, էներգիայի մոդուլը ՝ էներգիայի մոդուլի պորտին, իսկ հեռաչափությունը ՝ telem1 պորտին: GPS- ը և արտաքին կողմնացույցը կունենան միակցիչների երկու փաթեթ: Միացրեք ավելի շատ կապում GPS պորտին, իսկ փոքրը ՝ I2C- ին:

Այս DF13 միակցիչները, որոնք մտնում են Pixhawk Autopilot Board- ը, շատ փխրուն են, այնպես որ մի ձգեք լարերը և ուղղակի հրեք և քաշեք անմիջապես պլաստիկ պատյանով:

Քայլ 9. Ռադիոկապի համակարգի միացում

Ռադիոկառավարման հաղորդակցման համակարգը կօգտագործվի որպես անվտանգության պահեստ ՝ քառակուսային սարքը կառավարելու համար, եթե ցամաքային կայանը կամ Alexa- ն սխալ աշխատեն կամ սխալվեն մեկ ուրիշի հրամանը:

Միացրեք PPM կոդավորիչը ռադիոընդունիչին, ինչպես ցույց է տրված վերևում նկարում: Ե՛վ PPM կոդավորիչը, և՛ ընդունիչը պիտակավորված են, այնպես որ S1- ը S6- ին միացրեք ձեր ստացողի 1 -ից 6 ազդանշանի կապում: S1- ը կունենա նաև գրունտի և լարման լարեր, որոնք ընդունիչին կաշխատեցնեն PPM կոդավորիչի միջոցով:

Քայլ 10. Էլեկտրաէներգիայի բաշխման տախտակի զոդում

PDB- ն մուտքագրելու է Lithium Polymer (LiPo) մարտկոցը ՝ 11.1V և 125A լարման և հոսանքի միջոցով, և այն բաշխելու է երեք ESC- ներին և սնուցելու է Pixhawk Autopilot տախտակը էներգիայի մոդուլի միջոցով:

Այս էներգիայի մոդուլը կրկին օգտագործվել է ընկերոջ հետ համատեղ կատարված նախորդ նախագծից:

Նախքան լարերը միացնելը, կտրեք ջերմության նվազումը `լարերից յուրաքանչյուրին տեղավորելու համար, որպեսզի այն հետագայում սայթաքվի մերկացված ծայրին` կարճ միացումից խուսափելու համար: Theոդեք արական XT90 միակցիչը նախ տանելով դեպի PDB բարձիկներ, այնուհետև 16 AWG լարերը դեպի ESC- ներ, այնուհետև XT60 միակցիչներն այս լարերի վրա:

Հաղորդալարերը PDB բարձիկների վրա կպցնելու համար հարկավոր է այն ուղղահայաց ամրացնել, որպեսզի ջերմության նվազումը տեղավորվի և մեկուսացնի տերմինալները: Ես գտա, որ ամենահեշտն է օգնության ձեռքերը օգտագործել լարերը ուղղահայաց պահելու համար (հատկապես մեծ XT90 մալուխը) և այն տեղադրել սեղանի վրա հենվող BՀՀ -ի վերևում: Այնուհետև մետաղալարը կպցրեք PDB պահոցի շուրջը: Այնուհետեւ, սահեցրեք ջերմությունը նվազեցնելով ներքեւ եւ տաքացրեք այն, որպեսզի մեկուսացնի սխեման: Կրկնեք սա ESC- ի մնացած լարերի դեպքում: XT60- ը զոդելու համար հետևեք նախորդ քայլին, թե ինչպես է ESC մարտկոցի տերմինալը փոխարինվել XT60- ով:

Քայլ 11. Շարժիչների և արագության էլեկտրոնային կարգավորիչների միացում

Քանի որ մենք օգտագործում ենք առանց խոզանակի DC շարժիչներ, դրանք գալիս են երեք լարերով, որոնք միանալու են էլեկտրոնային արագության վերահսկիչի (ESC) երեք լարային տերմինալներին: Մալուխի միացման կարգը նշանակություն չունի այս քայլի համար: Մենք դա կստուգենք, երբ առաջին անգամ միացնենք եռագույնը:

Բոլոր երեք շարժիչների պտույտը պետք է լինի ժամացույցի սլաքի հակառակ ուղղությամբ: Եթե շարժիչը չի պտտվում ժամացույցի սլաքի հակառակ ուղղությամբ, ապա երեք լարերից ցանկացած երկուսը միացրեք ESC- ի և շարժիչի միջև `պտույտը հակադարձելու համար:

Միացրեք բոլոր ESC- ները էներգիայի բաշխիչ տախտակին `նրանցից յուրաքանչյուրին էներգիա ապահովելու համար: Այնուհետև միացրեք առջևի աջ ESC- ն pixhawk- ի հիմնական ելքին 1. Միացրեք առջևի ձախ ESC- ը pixhawk- ի հիմնական out 2 -ին, servo- ն `main 7 -ին, իսկ մնացած պոչը ESC- ին` հիմնական 4 -ին:

Քայլ 12: Տեղադրեք ավտոմատ օդաչուի որոնվածը

Այս ուղղաթիռի կառուցման համար ընտրված որոնվածը Ardupilot's Arducopter with Tricopter Configuration է: Հետևեք հրաշագործի քայլերին և ընտրեք որոնվածի եռաչափ սարքի կազմաձևը:

Քայլ 13: Ներքին սենսորների չափագրում

Երկրորդ տեղը զբաղեցրեց ձայնի ակտիվացված մարտահրավերը