Квадрокоптер на MultiWii SE v2.5 — от задумки до первого полёта

    Некоторое время назад, натыкаясь на просторах интернета на статьи и видео о коптерах, думал, что это сложно и доступно не каждому. Но желание стать коптероводом было велико и после изучения массы материала на эту тему сделал для себя вывод, что необходимо для постройки квадрокоптера, именно постройки с нуля и самому, покупать готовый вариант не хотел. Теперь хочу поделиться с Вами своим опытом постройки квадрокоптера на MultiWii SE v2.5. В статье постараюсь подробно описать весь процесс постройки квадрокоптера с нуля до первого полёта абсолютному новичку в этой теме, каким был сам некоторое время назад.



    Немного теории о полётах на квадрокоптере

    Коптер мы будем собирать на классической раме формы «X». Управлять коптером не так просто, как может показаться с первого взгляда, у него нет переда и зада как в радиоуправляемых автомобилях. При команде «вперед» квадрокоптер летит не туда, куда смотрит пилот, а туда, куда направлен нос квадрокоптера (на полётном контроллере есть соответствующая стрелка), это для новичков таит в себе большую опасность, т.к. с земли бывает трудно определить где нос у коптера, так что при постройке его нужно как-то пометить, например лучами другого цвета или размещением светодиодов. Управлять коптером, т.е. определять и задавать его ориентацию в пространстве мы будем углами тангажа, крена и рыскания + набор высоты. Полёт коптера в необходимом направлении достигается изменением этих трех углов. Например, чтобы полететь вперед, коптер должен наклониться носом к земле (тангаж).





    Throttle — газ, набор высоты
    Aileron — руль крена, элерон (roll)
    Elevator — руль высоты, тангаж (pitch)
    Rudder — руль направления, рыскание (yaw)
    Моторы:
    LFW — левый передний, вращение по часовой стрелке
    RFC — правый передний, вращение против часовой стрелки
    LBC — левый задний, вращение против часовой стрелки
    RBW — правый задний, вращение по часовой стрелке



    Необходимые комплектующие:

    Полётный контроллер CRIUS MultiWii SE v2.5
    Программатор FTDI
    Рама HJ450
    Моторы 2212-1000KV — 4шт.
    Регуляторы скорости ESC 30A — 4шт.
    Аккум 11.1V 2200Mah 3S 40C Li-Po (пример)
    Зарядка для аккума B3 AC 2S-3S 7.4V 11.1V Li-Po Battery Balancer
    Провод для аккума T-Plug
    Пластиковые хомуты
    Аппаратура управления FlySky FS-T6 2.4G 6CH в комплекте с приёмником
    Пропеллеры 1045 (10х4.5) CW/CCW — 2шт. вращение по часовой стрелке + 2шт. вращение против часовой стрелки; пропеллеров берите побольше, т.к. пока научитесь управлять коптером, при падениях они будут ломаться на раз

    Опционально:

    Ножки для посадки
    Тестер для аккума Li-Po Battery Voltage Indicator Tester Low Voltage (будет сигнализировать при разряде аккума)

    Схема сборки:



    Перед сборкой необходимо откалибровать регуляторы ESC, процесс следующий: подключаем мотор к регулю, регуль подключаем к каналу газа на приёмнике (CH3) и к аккуму, поднимаем стик газа на аппаратуре управления вверх до упора, включаем аппу — издаётся характерный звук, опускаем стик газа вниз до упора — издаётся характерный звук, далее тестируем — поднимаем/опускаем стик газа — проверяем работу, выключаем аппу — регулятор откалиброван; по такой аналогии калибруем все ESC (подходящее видео для наглядности).

    Собираем раму, устанавливаем MultiWii, крепим моторы, подключаем регуляторы ESC: к моторам, к MultiWii и к аккуму («плюсы» и «минусы» от регулей соединяем между собой и подключаем соответственно к «+» и «-» аккума). Внимание, для изменения направления вращения мотора, необходимо просто поменять местами два любых провода из трёх идущих от мотора к ESC. Устанавливать MultiWii на раму желательно через площадку (я делал сам, но можно и купить) во избежании замыканий на корпус и для точности данных; так же я сделал небольшой «колхоз» для барометра — закрыл его поролоном для уменьшения погрешности в данных.
    Моторы MultiWii Приёмник MultiWii
    П.Л. D3 CH1 D4
    П.П. D10 CH2 D5
    З.Л. D11 Ch3 D2
    З.П. D9 CH4 D6
    CH5 (доп. канал) D8
    CH6 (доп. канал) D7

    Дополнительные каналы CH5 и CH6 можно использовать для включения функций: удержание высоты, возврат домой, управление подвесом камеры и т.п., более подробно можно почитать в этой статье. Диоды у меня подключены к «+» и «-» на A2. Программатор FTDI подключается в соответствующий разъём FTDI на плате.





















    После того, как мы всё собрали и подключили, необходимо залить прошивку в MultiWii, делать это нужно через программу Arduino IDE (скачать текущую версию можно здесь). Подключаем MultiWii к PC через программатор FTDI, запускаем Arduino IDE, в меню выбираем COM порт, к которому подключена плата, так же в меню выбираем тип платы, открываем прошивку (ссылка в конце статьи), открывать нужно файл MultiWii.ino, сверху вы увидите несколько вкладок, нас будет интересовать только config.h, в ней и нужно настраивать прошивку — в зависимости от необходимых настроек нужно раскомментировать (удалить «//») одну из строк в нужном разделе (ссылка на файл config.h с моими настройками в конце статьи), после настройки заливаем прошивку в MultiWii.

    Теперь нужно продолжить настройку коптера через GUI, для этого будем использовать программу MultiWiiConf (ссылка в конце статьи). Подключаем MultiWii к PC через программатор FTDI, запускаем MultiWiiConf, в меню выбираем COM порт, к которому подключена плата, нажимаем кнопку START (на графике должны появится значения), перед редактированием параметров — нажимаем READ, для сохранения параметров — нажимаем WRITE. После того как Вы выбрали порт и нажали START (увидели, что график ожил, данные поступают), необходимо откалибровать датчики: для калибровки акселерометра — выставите коптер параллельно горизонту и нажмите кнопку CALIB_ACC, GUI ненадолго подвиснет, после этого убедитесь что оси ROLL и PITCH параллельны; для калибровки магнитометра (компаса) — нажмите на кнопку CALIB_MAG и вращайте коптер по всем осям или поочередно ставьте коптер на ребра в течении 30 сек. Так же после успешного соединения программы конфигуратора с вашим коптером, справа сверху Вы увидите голубые полоски, показывающие каналы вашего пульта, подвигайте стиками, чтобы убедится, что все работает верно. Стик в min положении должен показывать значение 1000, по центру 1500 и в max 2000; если это не так — отриммируйте пульт согласно инструкции к нему (ссылка в конце статьи). Помните, что полоски должны двигаться в соответствии с движениями стиков, т.е. если Вы поднимаете ручку газа вверх, то и полоска должна идти вверх (аналогично для других каналов), если это не так — сделайте реверс каналов вашего пульта. Так же в GUI можете выставить функции на доп. каналы, например удержание высоты (BARO). Функция выравнивание в горизонт (LEVEL) должна быть включена постоянно! Вот подходящее видео для наглядности работы программы MultiWiiConf.

    Несколько отступлений по теме

    Не ждите от функции удержание высоты (BARO) жёсткого висения в точке, т.к. для этого используется барометр — коптер конечно будет пытаться держать высоту, на которой Вы активировали функцию, но будет плавать в радиусе ± пару метров, как раз для точности данных с барометра и для его защиты от внешних воздействий я и делал «колхоз» с поролоном. Помните, удержание высоты нужно активировать на газу висения, т.е. тогда, когда Вы стиком газа добились того, что коптер ± держится на одной высоте и после активации функции не желательно трогать газ. Для более точного зависания в точке — лучше использовать дополнительный модуль GPS.

    Функция удержания курса (MAG) очень капризная и её использование для меня закончилось плачевно, после активации и взлёта, коптер стал вращаться как волчок и стремительно от меня улетал, попытки определить нос коптера и вернуть его на курс не увенчались успехом, мне ничего другого не оставалось как бросить газ и бежать по направлению к падающей с неба точке. Вот небольшое видео и фото после падения. Может к такому поведению привёл не точно откалиброванный компас или магнитные помехи, или ещё что-то; в общем перед использованием почитайте инфу в интернете и будьте осторожны.

    На будущее, может Вам пригодится, чтобы не таскать с собой на полёты ноут с программой MultiWiiConf — можно к контроллеру MultiWii подключить Bluetooth модуль HC-05 (подключается в разъём UART) и через приложения на Android (MultiWii Configuration и EZ-GUI Ground Station) по Bluetooth коннектится к коптеру, и производить необходимые настройки, аналогичные как в MultiWiiConf.

    Процедура запуска моторов следующая: включаете питание на коптере (попищал), включаете аппу, стик газа из нижнего положения отводите вправо — моторы запустились (разармили) и вращаются на холостом ходу, теперь чтобы взлететь плавно прибавляйте газ; чтобы остановить моторы, стик газа из нижнего положения отводите влево — моторы остановились, выключаете питание на коптере, выключаете аппу.

    На этом всё, надеюсь моя статья будет Вам полезна, а теперь можно устанавливать пропеллеры и вперёд, в нашем случае вверх, удачи Вам и меньше падений.

    Небольшое видео моих полётов



    Ссылки для скачивания:

    Архив — прошивка MultiWii + программа MultiWiiConf
    Файл config.h с моими настройками
    Мануал по FlySky FS-T6
    Поделиться публикацией
    Никаких подозрительных скриптов, только релевантные баннеры. Не релевантные? Пиши на: adv@tmtm.ru с темой «Полундра»

    Зачем оно вам?
    Реклама
    Комментарии 31
    • +8
      Новичкам сегодня я бы всё же посоветовал собирать коптер на более современных контроллерах с STM32 и прошивкой Cleanflight. Они намного удобнее в настройке.

      Не ждите от функции удержание высоты (BARO) жёсткого висения в точке, т.к. для этого используется барометр.

      На вашей плате стоит BMP085, он очень неточный. Внешний барометр MS561101BA позволит добиться почти идеального висения.

      Функция удержания курса (MAG) очень капризная и её использование для меня закончилось плачевно

      У вас компас на плате прямо над батареей и силовыми проводами. Обязательно надо выносить его на стойку, иначе никакая калибровка не поможет.

      • 0
        Написал бы уже кто нибудь статью про то, как собрать бюджетный квадрокоптер для начала полетов.
        Интересует следующее:
        1) Возможность повесить GoPro или что то аналогичное
        2) Возможность напечатать раму на 3d принтере
        3) Мозги и настройка
        4) АКБ
        5) Моторы и драйвера для них
        6) Пропеллеры и мелочевка
        • +7
          1-е рама копия tbs discovery или f450 (такая как у топиккастера но на ней мало места)
          2-е нет, это неудобно, не практично, и хрупко рамы стоят копейки нет смысла печатать.
          3-е если вы совсем новичок то Naze32\ F4\cc3d на STM32, но если хотите летать по точкам и с GPS то старый добрый APM 2.5 (Если бюджетно, если нет то PixHack/Naza)
          4-е 4500-5000ma 3s 25-30c
          5-e копии моторов DJI 2312 920KV или 2212. Если сразу хорошо брать то Sunnysky X2412S 980KV. Регуляторы оборотов это то на чём экономить нельзя. По этому Регуляторы Hobbywing XRotor 20А или 30А
          6-е На пропах тоже экономить вредно, так как если он у вас в воздухе лопнет то дальше вы не полетите, лично я люблю Gemfan, размер на этот конфиг — 1045
          Ps заходите к нам в паблик vk.com/rcschoolmodels ;) Там много полезной информации

          Pps Про апаратуру забыл.Совсем бюджетно Flysky FS-i6S
          • 0

            Вот весьма круто человек расписал, спасибо, плюсанул бы с удовольствием.

          • +1
            А вообще начните c e010 mini купите к нему камеру Eachine TX03 и шлем той же фирмы ;D
            • +1
              Если вы еще не начали, значит, не очень сильно хочется…
              Я начал примерно так. Правда на нем же и закончил — встретил ЛЭП )
              image
              • 0
                Есть видео? :)
                • 0

                  Где-то должно быть видео с борта, но сейчас, боюсь, уже не найду его

                • +1
                  А из чего у вас сделаны лучи? И где покупали такой профиль?
                  • 0

                    Obi, алюминиевый профиль 25х25х1

                    • –1
                      Спасибо. Еще вопрос есть, они сразу были перфорированные?
                      • 0

                        Нет, это уже мои проделки. По дефолту профиль был сплошной

              • 0
                Спасибо за замечания, заморачиваться с выносом барометра и компаса не стал, заказал (сейчас жду посылки) NEO-6 V3.0 GPS + I2C-GPS, телеметрию MAVLink-OSD v2.0 и передатчик/приёмник 5.8GHz 200mW TS351 + RC805 для FPV полётов — так что зависать буду по GPS, а летать от первого лица.
                • 0
                  баро выносить не нужно, но его нужно оградить от воздушных потоков( Ветерок подул, и ваш коптер просел так на метра 3-4)
                  Компас необходимо вынести, подальше от силовой части, так как у вас он будет всегда летать криво.
              • +8
                Это с каких пор «постройки с нуля» стало означать купить набор в котором нужно прикрутить 3 болта и воткнуть 4 разъема?
                • +4
                  Ужасный кит, устаревший контроллер, моторы на цангах (Прощай проп в полёте )
                  О сборке вообще молчу куча ошибок, силовые элементы над электроникой.
                  • +2
                    Совершенно согласен. Кит годов так 2014-х…
                    Сейчас всё гораздо лучше, умнее, надежнее.
                    • 0
                      Вот смотря видео заметил что на улице лето. Кроме того, некоторое время автором потрачено на постройку/отладку. Да и мог обойтись тем что было «под руками». Может отсюда неактуальное «железо»?

                      Кажется, автор просто хотел поделиться своим опытом, естественно не идеальным. А не удивить всех крутостью девайса.
                      • 0
                        Основные претензии комментаторов не к «некрутости», а к неактуальным советам по устаревшему железу, а также к самой сборке.
                        • 0
                          Вы правы, я просто описал свой опыт, всё началось в 2014г.
                    • +1
                      Вы конечно меня простите, но вот я полный ноль в этом деле и к моему сожалению у меня не прибавилось ничего нового в знаниях. Вы бы описали хоть где покупали, почему там, а не в другом месте. Что лучше было бы и как. Цены готового и возможности напечатать у знакомых либо за небольшую сумму у других. Правда, совсем не хватает именно этих мелочей, которые на самом деле очень критичны. Ведь как говорили, лучше учиться на чужих ошибках, зачем повторять их новичкам?
                      • +3
                        Это скорее ман как не нужно делать ))
                      • 0
                        Покупал точно такие же двигатели, как у Вас, на HobbyKing. Два из них прямо в полете, вылет на 5ый, сгорели (я не представляю, что с ними случилось, что явный горелый запах был). Хорошо, что я на тот момент еще не повесил камеру, хотя хотел. Рама на выброс =)
                        • 0

                          Ожидал большей активности в коментах. Сам все собираюсь приступить к сбору квадрика для съемки на скалах. Требования к нему не большие: достаточно точная фиксация положения и высоты, 15-20 мин полета, возможность тащить что-то типа гопро. Ну и FPV было бы не плохо, но не критично.

                          • 0
                            Самые большие требования, для съемки, это точный баланс двигателей/пропеллеров, и гиростабилизированный подвес камеры. Поверьте, с эффектом желе вы намучаетесь.
                            • 0

                              Подвес это само собой, но это уже дело второе, все равно покупать буду готовый. А вот с платформой пока не определился. Можно конечно посмотреть в сторону чего-то готового, типа Cheerson CX-20. Видео не для профессиональной деятельности, а как память о скальных выездах и иногда трассу за перегибом посмотреть или точки страховки.

                            • +1
                              Возьмите БУ фантом 3 про, вот его достаем с чемода и снимаем.
                              Нормально собраная 350-450тка обойдется примерно столько же, а то и дороже.
                              Зато фантик он просто летит, и он просто и достаточно качествено снимает!
                              Собирать свой, сегодня… либо для дронрейсинга, либо для само образования, либо под оооочень спецефические задачи.
                            • +2
                              Шел 2017 год. На гиктаймс публикуют статьи о том, как взять дешевую раму с алиэкспресса на копии лучей TBS Discovery (лет 5 ей), взять аппаратуру копию стандартного turnigy 9x (те же года) и подключить к multiwii (опять 5 лет назад сделано).

                              Я понимаю, что это статья предназначена для новичков, но вы хоть автопилоты советуйте современные: naze32, cc3d. Ну или хотя бы расскажите, что этот multiWii можно собрать из ардуины и куска нунчака от приставки ( мой пример ). А так в статье пересказ документации и уроков многолетней давности. Раз уж Вам так понравился проект multiwii, то обратите внимание на cleanflight/baseflight, который является портом с доработками на STM32.

                              Вы крепите провода движков на винтовые разъемы, что ненадежно. Коптер постоянно находится под воздействием вибраций и такое крепление черевато потерей аппарата.

                              Ваш магнитометр мог быть неоткалиброван или рядом с платой проходить силовой провод. Потому были проблемы.

                              Барометр вещь неточная, как уже сказали, но Вы забыли упомянуть, что к multiwii можно подключать сонар.

                              Зачем скачивать прошивку с Вашего сайта, когда есть оффициальный git, да и оффициальный сайт еще жив.

                              Не принимайте близко к сердцу, мне просто это очень близко (одних коптеров штук 6-7 в комнате лежит). Просто складывается впечатление, что вся статья затевалась ради ссылки на Ваш сайт.
                              • 0
                                Справедливости ради TBS удачная и дешёвая рама :)
                              • +1
                                О, а я думал это я со своим F3 устарел)
                                • 0
                                  Тут уже много чего вам подсказали по коптеру, могу от себя добавить:
                                  как можно быстрее замените коннектор на коптере и акуме на XT60. Эти T-коннекторы крайне плохие — минус 20 к надежности коптера сразу.

                                  PS: Мои гифкииии!!! :-)

                                  Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.