Материал: Проблемы обеспечения надежности и качества приборов, устройств и систем. Федоров А.И., Сидоров Б.Н

УДК 629.7.021, 621.316.7

А.С. Самодуров, А.М. Колядина, Е.А. Середа

ОБЗОР ПРОМЫШЛЕННЫХ ПОЛЕТНЫХ КОНТРОЛЛЕРОВ ДЛЯ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ МУЛЬТИРОТОРНОГО ТИПА

В данной статье представлен обзор полётных контроллеров, обеспечивающих расчет основных параметров полета и управление моторами летательного аппарата. Полетный контроллер представляет собой основную плату управления, «мозг», обеспечивающий успешную работу и функционирование мультикоптера. Контроллеры такого типа чаще всего построены с использованием крайне популярной в последнее время архитектуры Arduino

Кфункциям полетного контроллера относятся:

1.Стабилизация аппарата в воздухе;

2.Удержание высоты (при помощи барометра)

ипозиции (при помощи GPS);

3.Автоматический полет по заданным заранее точкам (опционально);

4.Передача на землю текущих параметров полета с помощью модема или Bluetooth;

5.Обеспечение безопасности полета (возврат в точку взлета при потере сигнала, автопосадка);

6.Подключение дополнительной периферии: OSD, светодиодной индикации и пр;

7.Количество функций зависит от наличия на борту мультикоптера соответствующей периферии, в дешевых контроллерах ряд функций может отсутствовать, а в более дорогих, наоборот, присутствовать чтото индивидуальное.

На данный момент существуют множество контроллеров полёта для квадрокоптеров. Вот некоторые из них:

81

MultiWii

Полетный контроллер MultiWii популярен благодаря небольшим ценам и открытостью кодов. Компиляция программы производится с помощью Arduino IDE [1] - аппаратной вычислительной платформе, основными компонентами которой являются простая плата ввода/вывода и среда разработки на языке Processing/Wirin (типа С++). Последние версии Multiwii имеют большинство функций, необходимых для полета, в том числе полёт по точкам. В данный момент поддерживает большое количество сенсоров. При выборе контроллера следует обратить внимание на тип установленных датчиков. Так как проект MultiWii работает на Arduino, то все железо MultiWii совместимо с проектом Ardupilot.

MultiWii поддерживает практически все существующие виды рам трикоптера. Можно пилотировать 3D в акрорежиме, летать по FPV. При использовании процессора Atmega2560 возможно использование функций GPS [2].

Возможно портирование MultiWii на 32-битный процессор, в том числе перепрошить некоторые дешевые контроллеры полета на MultiWii, например, FreeFlight FC.

Некоторые улучшения кода в версии MultiWii 2.0:

1.Используется меньше памяти;

2.Теперь без функций работы с последовательным портом Arduino, от чего передача данных стала более эффективна;

3.Ориентация платы и сенсоров: это то, что не очень качественно было сделано в начале. Эти изменения не должны влиять на платы сенсоров (смена осей уже была сделана). Про ориентацию раздельных датчиков - теперь всё немного не так и придется пересматривать расположение осей датчиков в коде;

4.Изменения в рабочем цикле, для его стабильно-

сти.

GUI:

1.Ошибки I2C шины отображаются в GUI;

82

2.Новые чекбоксы для AUX3/AUX4 каналов. Теперь больше возможностей для включения/выключения разных функций;

3.Прошлые CAM1/CAM2 каналы (теперь они AUX3/AUX4) все еще можно использовать для управления PITCH/ROLL подвеса, если чекбоксы AUX3/AUX4 не используются;

4.Визуальный отклик на все состояния auxN каналов;

5.GUI показывает полную версию прошивки контроллера.

OSD:

1.rushduino - это почти arduino плата с возможностями OSD. Очень гибкое «open source» решение, и оно подключается к последовательному порту MultiWii, чтобы забирать данные с сенсоров;

2.MIS OSD так же обновлен: MultiWii мо-

жет брать GPS информацию с OSD и наоборот. Основные модификации плат для MultiWii:

1.MultiWii Lite V1.0 Flight Controller w/FTDI (рисунок 1) [3]:

- Малый размер 35Х35 мм; - 6 каналов для приемника и выведенный канал

для DSM2 сателита-приёмника;

- До 8ми выходов на моторы; - Можно подключить подвес для камеры на 2е

оси;

- ATMega 328P Microcontroller;

- 6 осей гиро/акселерометр датчик 2 в 1; - Преобразователь уровней; - Полетные режимы: акро и стабилизация.

83

Рис. 1. MultiWii Lite V1.0 Flight Controller w/FTDI

2. MultiWii 328P Flight Controller w/FTDI & DSM2 (рисунок 2) [4]:

-Atmega328P;

-ITG3205 трех осевой гироскоп;

-BMA180 Акселерометр;

-BMP085 Барометр;

-Компас HMC5883L;

-Преобразователь уровней.

Рис. 2. MultiWii 328P Flight Controller w/FTDI & DSM2

84

3. MultiWii PRO Flight Controller w/MTK GPS Module (рисунок 3) [5]:

-Atmega2560;

-ITG3205 Трех осевой гироскоп;

-BMA1800 Акселерометр;

-BMP085 Барометр;

-HMC5883L Компас;

-Поддерживает прямое подключение GPSмодуля (MTK 3329 GPS включен в комплект);

К компьютеру подключается без всяких переходников через микро USB шнурок.

Рис. 3. MultiWii PRO Flight Controller w/MTK GPS Module

4.ALL IN ONE PRO Flight Controller v 1.0 и v

2.0(рисунок 4) [6]:

-Поддерживает MegaPirateNG и MultiWii про-

шивки;

-До 8ми выходов на моторы и входов для при-

емника;

-4 serial ports для подключения Bluetooth Module/OSD/GPS/Телеметрии;

-Можно подключить 2х осевой подвес;

85