Автоматика, телемеханика ва телекоммуникация технологиялари


Download 487.18 Kb.
bet3/4
Sana06.04.2020
Hajmi487.18 Kb.
1   2   3   4

Вращение


Несущие винты рассчитаны на вращение по часовой стрелке (CW), либо против часовой стрелки (CCW). На направление вращения указывает наклон лопасти (смотреть на пропеллер с торца). Если правая кромка лопасти выше — CCW, если левая кромка — CW. Если конструкция вашего беспилотника подразумевает перевёрнутое расположение моторов (как в случае с конфигурациями VtailY6X8) обязательно измените направление вращения несущих винтов, чтобы тяга была направлена вниз. Лицевая сторона несущего винта всегда должна быть обращена к небу. Документация которая идёт с контроллером полёта как правило содержит информацию о направлении вращения каждого винта, для каждой поддерживаемой контроллером многомоторной конфигурации.

Материалы исполнения


Материал(ы), используемые для изготовления несущих винтов (пропеллеров), могут оказывать умеренное влияние на лётные характеристики, но безопасность должна быть главным приоритетом, особенно если вы новичок и не опытны.

  • Пластмасса (ABS/Нейлон и т.д.) — является самым популярным выбором, когда речь заходит о многомоторных БЛА. Во многом это связано с низкой стоимостью, достойными лётными характеристиками и показательной долговечностью. Как правило в случае краша, по крайней мере, один пропеллер оказывается сломанным, и пока вы осваиваете дрон и учитесь летать, у вас всегда будет много сломанных пропов. Жёсткость и ударопрочность пластикового винта может быть улучшена посредством усиления углеродным волокном (карбон), такой подход макс. результативен и не так дорог по сравнению с винтом полноценно исполненным и карбона.




  • Фиброармированный полимер (углеродное волокно, нейлон усиленный карбоном и т.д.) — является «передовой» технологией во многих отношениях. Детали из углеродного волокна всё ещё не очень просты в изготовлении, и поэтому вы платите за них больше, чем за обычный пластиковый винт с аналогичными параметрами. Пропеллер изготовленный из углеродного волокна сложнее сломать или согнуть, и, следовательно, при краше, он нанесёт больший ущерб всему, с чем соприкоснётся. Одновременно с этим, карбоновые винты, как правило, хорошо сделаны, более жёсткие (обеспечивают минимальные потери в эффективности), редко требуют балансировки и имеют более лёгкий вес по сравнению с любыми другими материалами исполнения. Такие винты рекомендуется рассматривать только после того, как уровень пилотирования пользователя станет комфортным.




  • Дерево — редко используемый материал для производства несущих винтов многороторных БЛА, поскольку для их изготовления требуется механическая обработка, которая в последствии делает деревянные пропеллеры дороже пластиковых. При этом дерево вполне прочное и никогда не гнётся. Отметим, что деревянные пропеллеры всё ещё применяют на радиоуправляемых самолётах.

3. ESC

ESC (англ. Electronic Speed Controller; рус. электронный контроллер скорости) — позволяет полётному контроллеру управлять скоростью и направлением вращения мотора. При правильном напряжении, ESC должен выдерживать макс. ток, который может потреблять мотор, а также ограничивать ток проходящий через фазу при коммутации. Большинство ESC, применяемых в беспилотном хобби, позволяют мотору вращаться только в одном направлении, однако с правильной прошивкой они могут работать в обоих направлениях.


Подключение


Изначально ESC может сбивать с толку, потому что для его подключения доступно несколько проводов/контактов/коннекторов, доступных с двух сторон (ESC может приходить как с уже припаянными коннекторами, так и без).

  • Подача питания: два толстых провода (обычно чёрный и красный) предназначены для подачи питания от распределительной платы/жгута проводов к которым питание приходит непосредственно от основной аккумуляторной батареи дрона.

  • 3 коннектора: С противоположной стороны контроллера доступны три коннектора предназначенные для соединения с тремя пулевидными коннекторами (как правило идут в комплекте с моторами) на бесколлекторном моторе. Применение коннекторов при подключении ESC позволяет при необходимости (в случае сбоя) осуществить быструю смену контроллера без использования паяльника. Бывает, что пулевидные коннекторы идущие с мотором не соответствуют коннекторам на регуляторе, в таком случае просто замените на подходящие. Какой из трёх «плюс», а какой «минус»? Ориентир простой, приходящий плюсовой провод от батареи, переходит в плюсовой на ESC, аналогично и с минусом.

  • 3-контактный R/C servo разъём с тонкими проводами: посредством которых осуществляется обработка сигнала поступающего от приёмника, из которых один провод является сигнальным (передача сигнала газа к ESC или вход), второй «минус» (или земля), и плюсовой провод (не задействуется, если отсутствует встроенный BEC; при встроенном BEC является выходом 5В питания, который в последствии можно использовать для питания бортовой электроники).

Распределение питания


Поскольку каждый ESC питается от основной батареи, основной разъем АКБ должен быть как-то разделен на четыре ESC. Для этого используется плата распределения питания или жгут распределения питания. Эта плата (или кабель) разделяет положительные и отрицательные клеммы основного аккумулятора на четыре. Важно отметить, что типы разъёмов, используемых на аккумуляторе, ESC и распределительной плате, могут не совпадать, поэтому лучше по возможности выбирать «стандартный» разъём (например, Deans), который используется повсеместно. Многие недорогие платы могут требовать пайки, в данном случае пользователь решает сам какой конкретный разъём ему использовать в сборке. Самый простой распределитель питания может включать в себя два входных клеммных блока, либо пайку всех положительных соединений вместе, а затем всех отрицательных соединений вместе.

  • GPS: Система глобального позиционирования (GPS) чтобы определить своё конкретное географическое местоположение, использует сигналы, посылаемые несколькими спутниками обращающимися по орбите вокруг Земли. Контроллер полёта может иметь как встроенный GPS модуль, так и подключаемый посредством кабеля. GPS антенну не следует путать с самим GPS модулем, которая может выглядеть и как маленький черный ящик, и как обычная «Duck» антенна. Чтобы получить точные данные местоположения, модуль GPS должен принимать данные от нескольких спутников, и чем их больше, тем лучше.


4. Аккумулятор

Химия


Батареи, используемые в беспилотных летательных аппаратах, в настоящее время исключительно литий-полимерный (LiPo), причем состав некоторых из них бывает достаточно экзотичным — литий-марганцевые или другие варианты лития. Свинцовая кислота просто не подходит, а NiMh/NiCd все еще слишком тяжелы для своей ёмкости и часто не могут обеспечить требуемые высокие скорости разряда. LiPo предлагает высокую производительность и скорость разряда при небольшом весе. Недостатками являются их сравнительно высокая стоимость и постоянные проблемы с безопасностью (пожароопасны).

Напряжение


На практике вам потребуется только один аккумулятор для вашего БПЛА. Напряжение этой батареи должно соответствовать выбранным вами БК моторам. Почти все АКБ, используемые в наши дни, основаны на литии и содержат несколько элементов (банок) по 3.7В каждая, где 3.7В = 1S (т.е однобаночная АКБ; 2S – двух баночная и т.д.). Поэтому батарея с маркировкой 4S, вероятно, будет иметь номинальное значение: 4 × 3.7В = 14.8В. Также количество банок поможет вам определить, какое зарядное устройство необходимо использовать. Отметим, что однобаночная батарея большой ёмкости физически может выглядеть как многобаночная батарея низкой ёмкости.

Ёмкость


Ёмкость аккумуляторной батареи измеряется в ампер-часах (Ач). Аккумуляторы небольших размеров могут иметь ёмкость от 0.1Ач (100 мАч), ёмкость АКБ для беспилотных летательных аппаратов среднего размера может варьироваться от 2-3Ач (2000 мАч — 3000 мАч). Чем выше ёмкость, тем дольше время полёта, и соответственно тяжелей АКБ. Время полёта обычного БПЛА может находится в интервале 10-20 минут, что может показаться недолгим, но вы должны понимать, что беспилотник в процессе полёта постоянно борется с гравитацией, и в отличие от самолёта, он не имеет поверхностей (крыльев) обеспечивающих помощь в виде оптимальной подъёмной силы.



  1. MATLAB дастурида УУАнинг замонавий радио қабул қилгич ва узатгич модул схемасини моделини яратиш.


Приемо-передающий модуль был изготовлен ППМ на базе Wi-Fi модема
фирмы Ubiquiti network модель Rocket M5.

Рисунок 23 – Внешний вид приемо-передающего модуля.

Технические характеристики данного модема приведены в (Таблица 4).


Таблица 4 – Технические характеристики ППМ

Режим

Access Point, Access Point WDS, Station, StationWDS.

Диапазон частот, МГц

4900MHz-6100MHz

Ширина канала

5MHz / 10MHz / 20MHz / 40MHz

Процессор

Atheros MIPS 24KC 400 MHz

Память

64 MB SDRAM, 8 MB Flash

Загрузчик




Сетевые порты

1 X 10/100 BASE-TX (Cat. 5, RJ-45) Ethernet Interface

Модуляция

OFDM: BPSK, QPSK, 16 QAM, 64QAM

Встроенный Wireless

5GHz 802.11a/n MIMO 2x2

Дальность работы

Зависит от используемой антенны

Скорости передачи
данных

До 300 Мбит/с

Шифрование данных

WPA, WPA2, AES-CCM & TKIP Encryption,
802.1x,64/128/152bit WEP

Мощность излучения

27 dBm (500 mW)

Данный модем обладает большим рядом преимуществ. Широкий
программный спектр настроек позволяет использовать модем для различных
задач. Чтобы обеспечить требуемую скорость сигнала была выбрана полоса
канала 40 МГц.
Беспроводной модем работает по стандарту 802.11n и позволяет установить
схему кодирования и тип модуляции согласно таблице 5.


Таблица 5 – Тип модуляции и схема кодирования

П/н типа
модуляции
и схемы
кодирования

Количеств
о
передающих каналов

Модуляция и тип
сверточного кода

Охранный интервал
400нс

Охранный
интервал
800нс

Охранный
интервал
400нс

Охранный
интервал
800нс

20MHz

20MHz

40MHz

40MHz










0

1

BPSK 1/2

6.5

7.2

13.5

15

1

1

QPSK 1/2

13

14.4

27

30

2

1

QPSK 3/4

19.5

21.7

40.5

45

3

1

16-QAM
1/2

26

28.9

54

60

4

1

16-QAM
3/4

39

43.3

81

90

5

1

64-QAM
2/3

52

57.8

108

120

6

1

64-QAM
3/4

58.5

65

121.5

135


7

1

64-QAM
5/6

65

72.2

135

150

8

2

BPSK 1/2

13

14.4

27

30

9

2

QPSK 1/2

26

28.9

54

60

10

2

QPSK 3/4

39

43.3

81

90

11

2

16-QAM
1/2

52

57.8

108

120

12

2

16-QAM
3/4

78

86.7

162

180

13

2

64-QAM
2/3

104

115.6

216

240

14

2

64-QAM
3/4

117

130.3

243

270

15

2

64-QAM
5/6

130

144.4

270

300


Модем оснащен веб интерфейсом. Для корректировки настроек и
мониторинга работа модема используется браузер. Главное меню предоставляет информацию о текущих подключениях, уровни сигнала, качества связи и т.д.
Модем так же обладает различными сетевыми протоколами для изменения
настроек такими как snmp, ssh, telenet. Для увеличения скорости передачи модем обладает возможностью отправки сообщений кадрами. Пользователь может изменять количество кадров и их размер. Модем обладает световой индикацией позволяя оценить качество принимаемого сигнала. Модем ведет запись состояния в журнал и по необходимости может передавать данные на удаленный ip адресс по выделенному порту.
После завершения всех настроек возможно отключение кнопки сброса и
доступ к изменениям. Такая функция убережет пользователей от случайных
изменений.




Рисунок 24 – Внешний вид веб интерфейса.


Существует несколько беспроводных режимов работы:
Access Point (точка доступа)
Station (режим станции)
AP-Repeater (режим ретранслятора)
В режиме «Access Point» модем создает беспроводную связь на выбранных
каналах и выступает в качестве ведущего устройства. К данному модему могут подключать все модемы с режимами Station (режим станции) и AP-Repeater (режим ретранслятора). Station (режим станции) позволяет работать модемы в качестве ведомого устройства. Данный режим позволяет на НС корректно оценивать уровень принимаемого сигнала для управления ОПУ.
Режим AP-Repeater (режим ретранслятора) устанавливает режим работы в
качестве некой промежуточной станции, которая позволяет принимать усиливать и передавать сигнал далее на следующий модем. Этот режим необходим, когда требуется увеличить дальность связи за счет дополнительных БПЛА. Wi-Fi обладает всеми современными способами шифрования данных. Для увеличения выходной мощности ППМ оснащен приемо-передающим усилителем.
Для работы в широком диапазоне питания приемо-передающий усилитель
оборудован двумя ВИП. ВИП обеспечивает стабилизацию и преобразование
входного напряжения в 3,3 и 5 вольт. Каскады ВИП оснащены ФНЧ для
минимизации импульсных помех. Приемо-передающий усилитель оснащен
детектором мощности определяющим режим работы прием или передача и
управляющий ключами. На плате установлены два ключа позволяющие выходной мощности поступать на усилители мощности а входному сигналу на малошумящий усилитель. Для повышения выходной мощности на плате
установлено параллельно два усилителя мощности обеспечивающие требуемый коэффициент усиления. На плате присутствует индикация позволяющая определить режим работы в данный момент. Проведено предварительное тестирование усилителей мощности с помощью устройства совмещающего в себе генератор цифровых сигналов с требуемой модуляцией и анализатор на базе персонального компьютера.
Корпус ППМ выполнен из алюминия, цельная заготовка обеспечивает
требуемую прочность при падениях БПЛА. Чертеж корпуса приведен в
приложение В. Архитектура ППМ позволяет варьировать способ подключения антенны. Антенны могут подключаться без дополнительного усиления непосредственно к приемо-передающему модему. Таким образом выходная мощность не будет превышать 500 мВт и уменьшиться энергопотребление бортового модуля за счет отключения усилителей мощности. Т.к. ППМ оборудован двумя каналами, отключение двух усилителей мощности позволит сократить потребляемою мощность в два раза. Конструктивно ППМ предполагает два способа монтажа как в корпусе
БПЛА так и вне для лучшей теплоотдачи. Наземный и бортовой ППМ отличаются лишь программно.

Download 487.18 Kb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   2   3   4




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2020
ma'muriyatiga murojaat qiling