Sauti iliyodhibitiwa ya 3D iliyochapishwa Tricopter: Hatua 23 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:54

Hii ni drone ya Tricopter iliyochapishwa kabisa ya 3D ambayo inaweza kurushwa na kudhibitiwa kwa kudhibiti sauti kwa kutumia Alexa ya Amazon kupitia kituo cha ardhini kinachodhibitiwa na Raspberry Pi. Tricopter hii inayodhibitiwa kwa sauti pia inajulikana kama Oliver the Tri.

Tricopter tofauti na usanidi wa kawaida wa drone ya Quadcopter ina viboreshaji 3 tu. Ili kutengeneza kiwango kidogo cha udhibiti, moja ya rotors imeelekezwa na servo motor. Oliver the Tri ana picha ya Pixhawk Autopilot, mifumo ya hali ya juu ya autopilot inayotumiwa sana katika tasnia ya tafiti au ya hali ya juu. Mfumo huu wa kuendesha gari una uwezo wa anuwai ya njia za kukimbia ikiwa ni pamoja na kunifuata, urambazaji wa njia, na ndege iliyoongozwa.

Alexa ya Amazon itatumia hali ya kukimbia iliyoongozwa. Itashughulikia maagizo ya sauti na kuyatuma kwa kituo cha ardhini, ambacho huweka ramani kwa maagizo haya kwa MAVLink (Itifaki ya Mawasiliano ya Anga Ndogo ya Anga) na kuyatuma kwa Pixhawk kupitia telemetry.

Hii tricopter ingawa ndogo ina nguvu. Ina urefu wa 30cm na uzani wa kilo 1.2 lakini kwa prop na motor combo inaweza kuinua hadi kilo 3.

Hatua ya 1: Vifaa na Vifaa

Tricopter

• Motors 3 za Brushless DC
• 3 Shimoni za Magari
• 3 40A Mdhibiti wa Kasi ya Elektroniki
• 8x4 Composite Propellers CCW
• Bodi ya Usambazaji wa Umeme
• Waya na Viunganishi
• TGY-777 Servo Motor
• Kiunganishi cha Betri na Betri
• 6x 6-32x1 "Shear Bolts, Karanga *
• 3M Kufuli mara mbili *
• Mahusiano ya Zip

Kujitegemea

• Kitanda cha Kujitegemea cha Pixhawk
• GPS na Dira ya nje
• Telemetry ya 900MHz

Usalama RC Udhibiti

• Usafirishaji na Jozi ya Mpokeaji
• Encoder ya PPM

Kituo cha chini cha Udhibiti wa Sauti

• Kitanda cha Raspberry Pi Zero W au Raspberry Pi 3
• Amazon Echo Dot au Bidhaa yoyote ya Amazon Echo

Vifaa na Zana

• Kituo cha Soldering
• Printa ya 3D
• Vipuli vya pua ya sindano *
• Bisibisi *
• Kuweka Kitufe cha Allen *

* Imenunuliwa kutoka duka la vifaa vya karibu

Hatua ya 2: Shirika la Maudhui

Kwa kuwa huu ni mradi ngumu na wa muda mrefu ninatoa njia ya kuandaa ujenzi huu kwa sehemu kuu tatu ambazo zinaweza kufanywa wakati huo huo:

Vifaa: Sura ya mwili na mfumo wa msukumo wa trikopta.

Autopilot: Mdhibiti wa ndege anahesabu ishara ya PWM kutoa kila moja ya motors 3 zisizo na brashi na servo motor ipasavyo kutoka kwa amri ya mtumiaji.

Udhibiti wa Sauti: Hii inaruhusu mtumiaji kudhibiti drone kwa kutumia amri za sauti na kuwasiliana kupitia itifaki ya MAVLINK kwa bodi ya Pixhawk.

Hatua ya 3: Kupakua Sehemu za Sura ya Tricopter

Sura nzima ya tricopter ni 3D iliyochapishwa kwenye Ultimaker 2+. Sura hiyo imegawanywa katika sehemu kuu 5 ili kutoshea sahani ya kujenga ya Ultimaker 2+ na kuifanya iwe rahisi kuchapisha tena na kurekebisha sehemu fulani ikiwa zinaweza kuharibika kwa ajali. Wao ni:

• 2 Mikono ya mbele ya gari (mkono-kuu.stl)
• Mkia 1 mkia (mkia-mkono.stl)
• 1 Kuunganisha kipande kati ya mkia asubuhi na mikono miwili ya mbele (mkia-mkono-msingi.stl)
• Mlima 1 wa motor mkia (motor-platform.stl)

Hatua ya 4: Uchapishaji wa 3D Sura ya Tricopter

Chapisha sehemu hizi na angalau ujazo wa 50% na utumie laini kama muundo wa ujazo. Kwa unene wa ganda mimi hutumia unene wa ukuta wa 0.7mm na unene wa juu / chini wa 0.75mm. Ongeza kujitoa kwa sahani na uchague ukingo saa 8mm. Sura hii ilichapishwa na filamenti ya plastiki ya PLA, lakini unaweza kutumia filamenti ya plastiki ya ABS ikiwa unapendelea trikopta yenye nguvu zaidi lakini nzito. Pamoja na mipangilio hii, ilichukua masaa <20 kuchapisha yote.

Ikiwa ukingo haushikamani na uso wa uchapishaji wa printa ya 3D, tumia fimbo ya gundi na gundi sketi hiyo kwenye uso wa uchapishaji. Mwisho wa kuchapisha, ondoa sahani ya kujenga, osha gundi ya ziada, na uifute kavu kabla ya kuirudisha kwenye printa.

Hatua ya 5: Kuondoa Msaada na Brim

Sehemu zilizochapishwa za 3D zitachapishwa na msaada kila mahali na kwa ukingo wa nje ambao unahitaji kuondolewa kabla ya kusanyiko.

Ukingo ni safu moja ya PLA na inaweza kutolewa kwa urahisi kutoka kwa sehemu kwa mkono. Msaada kwa upande mwingine, ni ngumu sana kuondoa. Kwa hili utahitaji jozi ya koleo la pua na sindano ya kichwa gorofa. Kwa msaada ambao hauko katika nafasi zilizofungwa, tumia koleo za pua za sindano kuponda msaada na kuivuta. Kwa msaada ndani ya mashimo au nafasi zilizofungwa ambazo ni ngumu kufikiwa na koleo za pua za sindano, pindua kupitia shimo au tumia bisibisi ya kichwa bapa kuikokota kutoka upande, kisha uvute na koleo la pua la sindano. Unapoondoa vifaa kuwa mpole na sehemu iliyochapishwa ya 3D kwani inaweza kukatika ikiwa unasisitiza sana.

Mara tu misaada hiyo itakapoondolewa, panga mchanga kwenye nyuso mbaya ambapo vifaa vilikuwa au chonga kwa uangalifu msaada uliobaki na kisu cha kupendeza. Tumia mchanga au mchanga wa kusaga na dremel kulainisha mashimo ya screw.

Hatua ya 6: Kukusanya Sura ya Tricopter

Kwa mkusanyiko, utahitaji bolts sita (ikiwezekana shear bolts, 6-32 au nyembamba, 1 ndefu) kupata sura pamoja.

Chukua sehemu zilizochapishwa za 3D zinazoitwa main-arm. STL na tail-arm-base. STL. Vipengele hivi vinaingiliana kama jigsaw puzzle, na msingi wa mkia-mkono umewekwa katikati ya mikono kuu miwili. Panga mashimo manne ya screw kisha ingiza bolts kutoka juu. Ikiwa sehemu hazilingani kwa urahisi, usilazimishe. Mchanga mkono-mkia-msingi mpaka wafanye.

Ifuatayo, teleza mkono wa mkia kwenye ncha inayojitokeza ya mkia-mkono mpaka mashimo ya screw yalingane. Tena, unaweza kuhitaji mchanga kabla ya kutoshea. Bolt ni kutoka juu.

Ili kukusanya jukwaa la magari, unahitaji kwanza kuingiza servo kwenye ufunguzi kwenye mkono wa mkia, ukielekeza nyuma. Mashimo mawili ya usawa yanapaswa kujipanga na mashimo ya screw kwenye servo. Ikiwa fit ya msuguano haitoshi, unaweza kuiunganisha kwa njia ya mashimo haya. Kisha weka pembe ya kudhibiti kwenye servo lakini usiiingilie ndani. Hiyo inakuja kwa muda mfupi.

Piga ekseli ya jukwaa la magari ndani ya shimo mwisho wa mkono wa mkia na upande wa pili juu ya pembe. Pembe inapaswa kutoshea vizuri ndani ya jalada kwenye jukwaa. Mwishowe, weka screw ya pembe kupitia shimo kwenye jukwaa na pembe kama inavyoonyeshwa kwenye picha hapo juu.

Hatua ya 7: Kufunga Motors

Motors zisizo na brashi hazitakuja na vishada vya propellor na kuweka sahani ya msalaba iliyowekwa tayari, kwa hivyo shika zile za kwanza. Ifuatayo unawafunga kwenye jukwaa la magari na mikono kuu ya trikopta ukitumia visu vilivyokuja nayo au visu vya mashine ya M3 na karanga. Unaweza kushikamana na viboreshaji katika hatua hii ili kuhakikisha kibali na kupendeza kazi za mikono yako, lakini ziondoe kabla ya upimaji wa ndege kabla.

Hatua ya 8: Wiring Bodi ya Kujitegemea

Unganisha sensorer kwenye bodi ya Pixhawk Autopilot kama inavyoonyeshwa kwenye mchoro hapo juu. Hizi pia zimeandikwa kwenye ubao wa kujiendesha yenyewe na ni wazi kabisa kuungana, i.e. buzzer inaunganisha na bandari ya Buzzer, swichi inaunganisha kwenye bandari ya kubadili, moduli ya nguvu inaunganisha kwenye bandari ya moduli ya nguvu, na telemetry inaunganisha na bandari ya telem1. GPS na dira ya nje itakuwa na seti mbili za viunganisho. Unganisha moja na pini zaidi kwenye bandari ya GPS na ndogo kwa I2C.

Viunganishi hivi vya DF13 vinavyoingia kwenye Bodi ya Uendeshaji wa Pixhawk ni dhaifu sana, kwa hivyo usivute waya, na kushinikiza na kuvuta moja kwa moja kwenye bati la plastiki.

Hatua ya 9: Wiring Mfumo wa Mawasiliano ya Redio

Mfumo wa mawasiliano ya kudhibiti redio utatumika kama chelezo cha usalama kudhibiti quadcopter ikiwa kituo cha ardhi au malfunctions ya Alexa au makosa amri kwa mwingine.

Unganisha kisimbuzi cha PPM kwa mpokeaji wa redio kama inavyoonyeshwa kwenye picha hapo juu. Wote encoder ya PPM na mpokeaji wameandikwa, kwa hivyo unganisha S1 hadi S6 kwenye pini za ishara 1 hadi 6 ya mpokeaji wako. S1 pia itakuwa na waya wa ardhini na wa umeme nayo, ambayo itampa mpokeaji nguvu kupitia kisimbuzi cha PPM.

Hatua ya 10: Kuunganisha bodi ya Usambazaji wa Umeme

PDB itachukua pembejeo kutoka kwa betri ya Lithium Polymer (LiPo) na voltage na ya sasa ya 11.1V na 125A, na kuisambaza kwa ESC tatu na kuipatia bodi ya Pixhawk Autopilot kupitia moduli ya nguvu.

Moduli hii ya nguvu ilitumika tena kutoka kwa mradi uliopita uliofanywa kwa kushirikiana na rafiki.

Kabla, waya zinaunganisha waya, kata shrink ya joto ili kutoshea kila moja ya waya, kwa hivyo inaweza kuingizwa kwenye mwisho ulio wazi wa baadaye ili kuzuia mzunguko mfupi. Solder kontakt kiume XT90 inaongoza kwa pedi za PDB kwanza, halafu waya 16 za AWG kwa ESCs, ikifuatiwa na viunganisho vya XT60 kwenye waya hizi.

Ili kuziba waya kwenye pedi za PDB, unahitaji kuziunganisha wima ili kushuka kwa joto kutoshea na kuingiza vituo. Niliona ni rahisi kutumia mikono inayosaidia kushikilia waya wima (haswa kebo kubwa ya XT90) na kuiweka juu ya PDB iliyokaa mezani. Kisha solder waya karibu na pedi ya PDB. Kisha, slide joto punguza chini na uipate moto ili kuingiza mzunguko. Rudia hii kwa waya zingine za ESC. Ili kuuza XT60, fuata hatua ya awali juu ya jinsi kituo cha betri cha ESC kilibadilishwa na XT60s.

Hatua ya 11: Wiring ya Motors na Mdhibiti wa Kasi za Elektroniki

Kwa kuwa tunatumia motors za DC zisizo na brashi, zitakuja na waya tatu ambazo zitaunganisha kwenye vituo vitatu vya waya wa mdhibiti wa kasi ya elektroniki (ESC). Utaratibu wa unganisho la kebo haijalishi kwa hatua hii. Tutachunguza hii wakati tunapoanza nguvu kwenye trikopta.

Mzunguko wa motors zote tatu unapaswa kuwa kinyume cha saa. Ikiwa motor haizunguki kinyume na saa, basi badilisha waya mbili kati ya tatu kati ya ESC na motor kurudisha mzunguko.

Unganisha ESC zote kwenye bodi ya usambazaji wa umeme ili kutoa nguvu kwa kila mmoja wao. Kisha unganisha ESC ya kulia mbele kwa pixhawk kuu nje 1. Unganisha ESC ya mbele kushoto kwa pixhawk kuu kati ya 2, servo kuu kati ya 7, na mkia uliobaki wa ESC kuu kati ya 4.

Hatua ya 12: Kuweka Firmware ya Autopilot

Firmware iliyochaguliwa kwa ujenzi huu wa tricopter ni Ardupilot's Arducopter na Usanidi wa Tricopter. Fuata hatua katika mchawi na uchague usanidi wa tricopter kwenye firmware.

Hatua ya 13: Kupima Sensorer za ndani

Mkimbiaji katika Changamoto iliyoamilishwa na Sauti