Podłączanie Ardupilota do odbiornika, serw i regulatora w modelu RC

Podłączanie kabli do Ardupilota jest w zasadzie banalnie proste, przynajmniej w przypadku Arduplane - gdy mamy zamiar sterować modelem o klasycznym sterowaniu i usterzeniu: silnik, lotki, ster kierunku, ster wysokości. Jedynym odstępstwem od normy może być oddzielne sterowanie dwiema lotkami za pomocą dwóch różnych serw.

Z początku Ardu w ogóle nie przewidywał takiej opcji - lotki musiały być podpięte na kablu Y i sterowane jednocześnie z jednego kanału. Nie było to jednak zbyt funkcjonalne rozwiązanie dlatego zdecydowano się wprowadzić taką opcję + znacznie więcej innych funkcjonalności sterowanych przez 3 dodatkowe wolne kanały w Ardupilocie. Ale zacznijmy od początku, czyli od wmontowania Ardupilota w tradycyjny zestaw do zdalnego sterowania (serwa, regulator, odbiornik, bateria) znajdujący się w modelu. Do tego celu będzie nam potrzebne:

• Ardupilot :)
• 6 kabli 3-żyłowych takich jak do serw tyle, że z obu stron zakończonych wtyczkami typu ŻEŃSKIEGO (Female-To-Female; takie, w które wchodzą bolce do środka). Długość kabli może być różna i jest zależna od tego jak daleko Ardupilot będzie umiejscowiony od odbiornika, my wzięliśmy jak najkrótsze (3cm), żeby było jak najmniej okablowania.Takie kable można kupić (my kupiliśmy w http://sklep.modelarnia.pl) lub oczywiście zrobić samemu.

Rzecz podstawowa jaką powinniśmy mieć w naszym modelu (a jeśli nie to postarać się by tak było) to kolejność i przyporządkowanie pierwszych 4-5 kanałów do odpowiednich sterów.

W naszym modelu wygląda to tak:

• CH1: lotka 1 (AILE)
• CH2: ster wysokości (ELEV)
• CH3: silnik (THRO)
• CH4: ster kierunki (RUDD)
• CH5: lotka 2 (AIL2)
• CH8: przełącznik trybów (do przełączania w trakcie lotu trybów AUTO, STABILIZACJI, RTL i czego tylko sobie ustawimy w miarę możliwości naszej aparatury)

Czemu takie ustawienia polecamy? Bo Ardupilot ma dokładnie takie same ustawienia do sterowania odpowiednimi serwami/silnikiem na odpowiednich kanałach. Wtedy każdy kabel wpięty w odpowiednie gniazdo kanału Input będzie wychodzić z tego samego gniazda kanału Output - nie da się wtedy tego pomylić.

Jak widać - kanały 5, 6, 7 to kanały opcjonalne, które można użyć na wiele różnych sposobów. Natomiast na stałe Ardupilot ma zaprogramowane 4 pierwsze kanały + kanał ostatni ósmy, który służy do obsługi przełącznika trybów lotów. Tego zmienić się nie da, natomiast większość średniej klasy aparatur pozwala na zmiany kanałów w odbiorniku wg uznania.

W naszym przypadku kanał 5 został wykorzystany właśnie pod drugą lotkę. O tym jak skonfigurować ten kanał pod obsługę dodatkowej lotki napiszę dalej. To też jest banalnie proste ;)

Wracając jednak do podpinania naszego Ardu pod standardową elektronikę w modelu. Bebechy naszego modelu bez Ardu ani żadnych innych gadżetów wyglądają tak:

Oczywiście są jeszcze serwa, ale z wiadomych względów nie ma ich na zdjęciu. Do odbiornika wchodzą kable od serwa dwóch lotek, steru wysokości, steru kierunku i regulatora. Na zdjęciu widać jeszcze jeden kabelek (prawy górny róg) czarno-czerwony, który wychodzi z odbiornika - wpinamy go we wtyczkę balansera przy baterii aby mieć podgląd napięcia baterii głównej na aparaturze.

Podłączanie Ardupilota

Pierwsza rzecz: Ardu wpinany jest - jak łatwo się domyśleć - pomiędzy odbiornik a serwa i regulator. Jest on niejako przedłużeniem odbiornika lub można go traktować jako dostawkę do odbiornika: w wielu trybach działania Ardu cały czas możemy kontrolować nasz model za pomocą drążków, ale jak je puszczamy do Ardu przejmuje kontrolę (tak opisowo, w dużym uproszczeniu). Z tego względu INPUTy (czyli sygnały wejściowe do Ardu) to sygnały z odbiornika - w gniazda INPUTS wpinamy zatem kable idące od odbiornika do Ardupilota. Następnie te sygnały są przepuszczane przez Ardupilota i w zależności od trybu pracy Ardupilota są zamieniane lub przekazywane dalej niezmienione na serwa i silnik. Zatem poprzez gniazda OUTPUTS wychodzi sygnał już na konkretne stery i silnik. Jeśli kolejność kanałów na naszym odbiorniku/aparaturze i obsługiwanych przez nie sterów pokrywa się z kanałami w Ardupilocie to podpinamy go w następujący sposób:

• łączymy kablem kanały: CH1 (channel 1 = kanał 1) odbiornika z INPUT CH1 w Ardupilocie, a dalej w OUTPUT CH1 wpinamy kabel serwa sterujący pierwszą lotką
• łączymy kablem kanały: CH2 odbiornika z INPUT CH2 w Ardupilocie, a dalej w OUTPUT CH2 wpinamy kabel serwa sterujący sterem wysokości
• łączymy kablem kanały: CH3 odbiornika z INPUT CH3 w Ardupilocie, a dalej w OUTPUT CH3 wpinamy kabel regulatora sterujący silnikiem
• łączymy kablem kanały: CH4 odbiornika z INPUT CH4 w Ardupilocie, a dalej w OUTPUT CH4 wpinamy kabel serwa sterujący sterem kierunku
• łączymy kablem kanały: CH5 odbiornika z INPUT CH5 w Ardupilocie, a dalej w OUTPUT CH5 wpinamy kabel serwa sterujący drugą lotką
• łączymy kablem kanały: CH8 odbiornika z INPUT CH8 w Ardupilocie (i tyle - nic więcej)

Pokusiłem się o krótkie "fotostory" dla ułatwienia opisu:

Kable z serw i regulatora standardowo wpięte w odbiornik

Zestaw Ardupilota z wpiętymi już krótkimi (3 cm) sześcioma kablami do podłączenia z odbiornikiem

Wypięcie kabli serw i regulatora z odbiornika

Wpięcie wszystkich sześciu kabelków do odbiornika zgodnie z instrukcją powyżej

Wpięcie z drugiej strony (OUTPUTS) kabli serw i regulatora

Trzeba pamiętać jeszcze o połączeniu zasilania z Ardupilota do regulatora

Nasz oryginalny patent na montaż ;) zamiast kabiny wycięta pianka + rzep velcro

Rzepem velcro obdarowaliśmy również Ardupilota, odbiornik i GPS

Ardupilot i odbiornik zamontowane szeregowo na rzepie

Całość na modelu (GPS również jest na rzep do dzioba)

Voila! Trochę krzywo, ale robione na szybko i tylko do zdjęcia ;)

Tym sposobem mamy w całości podpięty Ardupilot do naszego modelu. Ktoś może stwierdzić, że wszystkie ważne bebechy są na wierzchu - OK, zgoda, ale nie lataliśmy nigdy na deszczu, samolot przeżył już kraksę w bagnie z Ardu na wierzchu, zamoczył nawet GPS, ma za sobą kilkadziesiąt lotów i wszystko jest OK. A poza tym naszego już mocno zużytego Easy Stara 2 traktujemy jako platformę do testów więc nie chuchamy na niego, nie oszczędzamy, ma latać i tyle!

Na koniec zostało wyjaśnienie tylko konfiguracji drugiej lotki, którą podłączyliśmy pod kanał piąty do Ardu. W sumie wszystko zostało opisane prosto i zwięźle tutaj: https://code.google.com/p/ardupilot-mega/wiki/MultipleAilerons, w skrócie: w Mission Plannerze w menu Konfiguracji należy zmienić wartość RC5_FUNCTION (ta funkcja odpowiada dokładnie za kanał 5-ty) na 18 (AileronWithInput), jeśli tak jak w naszym przypadku sterujemy lotką za pomocą oddzielnego serwa (również bez wykorzystania Ardupilota). W innej sytuacji trzeba ustawić wartość parametru funkcji na 4 (Aileron). Lotki jak i wszystkie inne stery wymagają jeszcze konfiguracji ich punktów MIN i MAX a także trymowania, ale to już w następny poście, w którym opiszemy konfigurację do lotu - ostatni krok przed faktycznym lotem - będąc już na lotnisku (potrzebny jest sygnał z GPS).

Tymczasem!

PS. Więcej o ustawieniach funkcji RC5_FUNCTION i jej parametrach można przeczytać tutaj: http://plane.ardupilot.com/wiki/arduplane-parameters/#Servo_out_function_RC5_FUNCTION.