RSS лента

alexmos

Конфигурация моего эксперементального подвеса для камеры

Рейтинг: 5.00. Голосов: 19.
19.09.2012 в 23:48 (97943 Показов)
По просьбам телезрителей выкладываю описание подвеса, с которого были сделаны тестовые видео http://www.youtube.com/watch?v=z6JOScibc2c и http://www.youtube.com/watch?v=Prq5INQKGlA.

Нажмите на изображение для увеличения
Название: IMG_1071.jpg
Просмотров: 6489
Размер:	45.2 Кб
ID:	693786Нажмите на изображение для увеличения
Название: IMG_1063.jpg
Просмотров: 6413
Размер:	49.5 Кб
ID:	693787Нажмите на изображение для увеличения
Название: IMG_1065.jpg
Просмотров: 6348
Размер:	30.2 Кб
ID:	693790Нажмите на изображение для увеличения
Название: IMG_1068.jpg
Просмотров: 3292
Размер:	53.9 Кб
ID:	693791

Основные параметры подвеса:

Вес: 100г
Потребляемый ток: 0.5A, 12В
Углы наклонов: ROLL +-90, PITCH +-180

Общий вес аппарата с батареей 3s 3000 и камерой: 1300 грамм.
Время полета: 8-10 мин.

Благодаря примитивной механике, подвес такого типа получается достаточно легким и может ставиться на небольшие аппараты.

Но для такого принципа стабилизации нет ни контроллеров, ни моторов, ни ПО для конфигурации. Пока все это решено "на коленке" и "на соплях", и в планах следующее:

1. Сделать нормальный контроллер на PCB небольшого размера, объединяющий процессор и силовые ключи для моторов. Заказал и жду компоненты. Потом придется проектировать и заказывать PCB.

2. Подобрать подходящий мотор для легкого монтажа и перемотки. В данном экземпляре один мотор на стяжке держится, второй от старого CD-ROM без подшипников (что сказывается на качестве). Думаю, идеально подойдут моторы с резьбовыми отверстиями на статоре и роторе. Заказал и жду несколько кандидатов на вскрытие.

3. Допилить прошивку для калибровки и выставления горизонта по командам с пульта. Сейчас калибровать надо, но в полевых условиях с компом это крайне неудобно.

4. Написать GUI для конфигурации подвеса (вероятно на Processing, как сделано в MultiWii)

Upd: кратко опишу принцип работы. Он очень прост, а далее идут нюансы как из г. сделать конфетку.

1. Угол наклона подвеса по всем осям меряет IMU на платформе камеры. Это ACC+GYRO, а математика стандартная и расписана сотню раз, посмотртите в любом полетном контрлллере с open source

2. Нужный нам угол высталяется с пульта. Далее PID-контроллер определяет ошибку по каждой оси и дает сигнал на моторы. На выходе контроллера - "электрический угол" (см. принцип работы безколлекторников). Далее, этот угол преобразуется в три синуса, сдвинутые на 120 град., и подается тремя PWM-генераторами на силовые ключи - (полумост на каждую фазу). Таким образом, вектор магнитное поля в обмотках статора поворачивается на нужный угол, а ротор стремится следовать за ним, исправляя ошибку.

Вот и все, далее нюансы реализации на том, что есть под рукой.

Upd2: видео работы со стороны http://www.youtube.com/watch?v=sv2IF...yer_detailpage

Upd3: проект оброс собственным сайтом: http://www.simplebgc.com

Upd4: все обсуждение переносится в ветку на форуме:
Подвес камеры на безколлекторных моторах прямого привода

Обновлено 18.12.2012 в 20:00 [ARG:5 UNDEFINED]

Категории
Без категории

Комментарии

  1. Аватар для Covax
    Нереально заманчиво) я ваабще не понимаю как это работает)
  2. Аватар для Volver
    Инкредибль!
  3. Аватар для Yanchak
    из бк - шаговые двигатели?
  4. Аватар для Женьчик
    АААААААААААААА!!! ОХРЕНИТЕЛЬНО!!! каааааааааааК????????
  5. Аватар для scooter-practic
    100 грамм?
    не верю!
  6. Аватар для shura2000
    Про моторы не понял :-(
  7. Аватар для AlcoNaft43
    Ахренеть, дайте два! А видео со стороны как подвес работает можно снять?
  8. Аватар для ADF
    Цитата Сообщение от Yanchak
    из бк - шаговые двигатели?
    А бк по сути своей от шаговика мало отличается. Только обмотки немножко "нестандартные" для шаговика и момент удержания чуть хуже.
  9. Аватар для scooter-practic
    Вобще это для лёгких камер только Но работает отлично конечно. Молодец!
  10. Аватар для scooter-practic
    Цитата Сообщение от AlcoNaft43
    Ахренеть, дайте два! А видео со стороны как подвес работает можно снять?
    стоимость не пугает?
  11. Аватар для Covax
    Стоимость? Стоимость чего, контроллера или ручной перемотки двигателя?
  12. Аватар для cylllka
    Ачуметь! Приготовил провода для перемотки и жду описание постройки
  13. Аватар для Brandvik
    Вот он долгожданный безлюфтовый и быстрый привод для умного и независимого подвеса! Провода есть, движки тоже! Для тяжелых камер тоже подойдет, нужно только камеру грамотно крепить, что бы оси вращения проходили как можно ближе к центру массы.
    Обновлено 20.09.2012 в 12:02 [ARG:5 UNDEFINED]
  14. Аватар для Andrey Lopatko
    Ахренительное рядом!!!
    Алексей, Вы сделали бомбу!
    Срочно ищите производителя и взорвите этот гребаный рынок подвесов!
  15. Аватар для Covax
    Пусти DJI с его подвесом за 3 косаря ко дну)))
  16. Аватар для shura2000
    Подробностей хотелось бы.
  17. Аватар для Chester_kz
    Просто супер!!!! Молодец!!!
    Делиться инструкцией планируете? Или в коммерцию пойдет?
  18. Аватар для shura2000
    да пусть идет. Главное, что бы дошел.
  19. Аватар для Shumacher
    тогда я встаю в очередь
  20. Аватар для Dynamitry
    Я безумно счастлив быть свидетелем того, как вершится история мультироторных ЛА. Без преувеличения, труд Алексея трудно переоценить! Где сделать предзаказ?
  21. Аватар для alexmos
    Отвечаю на все вопросы

    1. DJI занял свой сегмент рынка прочно - это отличный подвес и он реально стоит своих денег (они выложили мануал, посморите на сложность конструкции, да и работает он так что никакой другой и близко не стоит). Но ниша недорогих, но качественных подвесов для легких камер для любителей - пока свободна. Все что я видел, и парочку пробовал - работает фигово. Единственное, очень перспективен подвес Алексея Зайцевского, но и там есть свои сложности - требуется спец. рама.

    2. Мое решение по стоимости (если не считать сотни часов, проведенных за компом очень недорогое. Сейчас это два мотора по 5-10$ + 2 ESC по 5-10$, + Arduino за 10$ + IMU-сенсоры (10-20$). Все остальное своими руками. Но, настраивать все это хозяйство очень сложно. У меня просто сейчас нет времени, чтобы подготовить все инструкции и проект к open source (а потом его и поддерживать, т.к. вопросов будет очень много).

    3. Поэтому, я думаю что для сообщества будет намного полезней, если спроектироать и заказать на заводе отдельный контроллер. Далее, можно продавать его или отдельно, или в наборе с уже перемотанными моторами, или напилить из текстолита/карбона готовый подвес. В общем - тут есть заделка для коммерции, именно поэтому я пока не могу открыть код (иначе коммерции не получится). Если с этим не выгорит - то придется писать инструкции и выкладывать, но хоронить проделанную работу (как делают некоторые на форуме, не буду называть имена точно не буду.

    4. 100 гр. - ага так и есть. моторы каждый по 20-30г, остальное не сильно тяжелое. Если пилить из текстолита все - ну 150 максимум выйдет, все равно относится к категории легких.

    5. Принцип работы опишу кратко в этой записи.
  22. Аватар для fff-z
    А разве шаговые двигатели не ступенчато работают на малых шагах?
  23. Аватар для Andrew Stick
    Уже хочу! Запишите в очередь!!!!
  24. Аватар для alexmos
    Отвечаю на вопрос "Как купить?" - в ближайшем будущем пока никак. Я написал выше, что ещё предстоит сделать, чтобы это решение можно было отавать давать людям. К сожалению, все движется очень медленно - детали идут по месяцу, как заказать производство и сборку платы, пока даже не представляю (опыта проектирования электроники практически ноль).

    Если кто с этим сталкивался и готов на партнерские отношения - пишите в личку.
  25. Аватар для alexmos
    Вот видео со стороны: http://www.youtube.com/watch?v=sv2IF...yer_detailpage
  26. Аватар для Brandvik
    Цитата Сообщение от fff-z
    А разве шаговые двигатели не ступенчато работают на малых шагах?
    Ступенчато. Но сели запилить контроллер которой будет работать в микрошаге то один физический шаг можно будет разбить на 8-32! микрошагов. Если делить хотя-бы на 8 и взять заурядный шаговик на 200 шагов то получим шаг 0,225 градуса углового. Так что камера таких шагов на практике и не заметит. Кстати, если используется принцип шагового управления и шаги не теряются, то можно организовать 3х осевой управляемый подвес без вырождающихся осей!
  27. Аватар для shura2000
    а почему не использовать шаговые двигатели от тех же дисководов и тп?
  28. Аватар для Gurdzhy
    Мужчина, это сильно! Не хорони проект. Лично я бы предпочел, что бы это вылилось в коммерцию. Автору заработок, людям готовый продукт. Удачи!
  29. Аватар для Brandvik
    С обычными шаговиками беда наверное одна, вес. Но не плохо было бы узнать у Алексея, какой крутящий момент у него получился на двигателях? И посмотреть сколько будет весить аналогичный шаговик. А еще глянул современные контроллеры. Оказывается есть такие которые дают микрошг 1\400!!!!!!! Не знаю на каких моторах он используется но впечатляет....
  30. Аватар для Brandvik
    О, почитал краткое описание, все правильно, шаговики фтопку. Так гораздо проще и угол поворота прекрасно отслеживается, так что вырождение осей тоже отслеживаются. Все, дело за математикой!
  31. Аватар для Covax
    Алексей, а какую камеру (макс вес) могут вынести моторчики? Хотя бы 200-300граммовую потянут?
  32. Аватар для Brandvik
    Алексей, а вы не столкнулись с такой проблемой как съезд осей при длительных перегрузках? IMU то не полное... Хотя наверное сложно на коптере длительные перегрузки создать...
  33. Аватар для Brandvik
    Как я уже говорил, если камера правильно отцентрована в подвесе то нагрузки на движки минимальны и вес камеры не так уж и важен. Нагрузки будут только тогда когда вы будете вращать камеру сами, придется преодолевать ее инерцию.
  34. Аватар для alexmos
    Шаговики я пробоавл в первую очередь (и тут отписывался на форуме). Запомнил этот опыт, как наглядный пример, когда реальный мир опровергает все теоретически построения. Во первых, реальные шаговики не предназначены для микрошага из-за конфигурации зубьев. Мы можем подать на обмотки шаги с любой дискретностью, но основная рабочая зона по положению и моментам будет вблизи полных шагов. И второе - даже с редуктором 1/64, камера прекрасно видит каждый шаг и овечает мелкими подергиваниями. На определенной скорости входит в резонанс. Единственное что помогло - подавать усилие от шаговиков через тяги и демпферы, тогда да - точность отработки наклонов просто поражала, скорости в принципе хватало, никакой обратной связи не требовалось (шаговики не пропскали шаги с таким то редуктором). Но вся кнструкция получилась сложной, редуктор вносит свои люфты и требует специальных мер для устранения, и как правильно заметили - шаговики тяжелые.
  35. Аватар для alexmos
    Тягу на моторах не мерил, но она очень мала. Требуется точная центровка по осям. Насчет более тяжелой камеры - думаю что все возможно, возьмите моторы поболше, подайте больше тока. Но требования к жесткости и точности конструкции сразу возрастают. Поэтому пока в планах не стоит сделать подвес под большую камеру, начинать надо с простого и далее поэтапно
  36. Аватар для Covax
    Цитата Сообщение от Brandvik
    Как я уже говорил, если камера правильно отцентрована в подвесе то нагрузки на движки минимальны и вес камеры не так уж и важен. Нагрузки будут только тогда когда вы будете вращать камеру сами, придется преодолевать ее инерцию.
    Так я и имею ввиду внешние возде.ствия
  37. Аватар для alexmos
    Алексей, а вы не столкнулись с такой проблемой как съезд осей при длительных перегрузках? IMU то не полное... Хотя наверное сложно на коптере длительные перегрузки создать...
    Столкнулся, очень сложно учесть центробежные силы (да и просто влияние поворота по YAW), при разделении текущих показаний сенсоров, по осям. На видео видно, что горизонт плавно плавает, как раз из-за поворотов по курсу.

    Вообще, тут все решили бы энкодеры на осях, т.к. IMU в качестве энкодера - это изврат. Но с энкодерами все сложнее - и механика, и стоимость подскочит. И вообще это получится Zen Muse, с соответсвующим ценником Может, в будущем попробую.
  38. Аватар для Brandvik
    Я наверное что то не допонял, но зачем энкодеры? У вас же синхродвигателили получились, углы всегда известны....
    А так же, IMU сейчас стоит не на камере?

    ЗЫ, то что у вас там сейчас плавает, это проблемы математики и вычислительных мощностей. Самое главное что вы первым догадались использовать безколлекторник в качестве прямого привода!!! Как и все гениальное оказалось простым и валялось практически под ногами!

    ЗЗЫ А почему ИМУ в качестве энкодера это изврат? Если допилить иму до полного комплекта, что бы контроллер всегда знал где горизонт и стороны света, Так же контроллер всегда знает на какой угол повернулся тот или иной мотор. Дальше дело опять за математикой.
    Обновлено 20.09.2012 в 16:20 [ARG:5 UNDEFINED]
  39. Аватар для couger
    В очередной раз поражаюсь, как появляются идеи, простые но эффективные. Смекалка наших людей никуда не делась :-)
    записываюсь в очередь, готов быть альфа-бета тестером, даже за свои деньги...
  40. Аватар для delfin000
    Просто снимаю шляпу в поклоне.
    Слов нет!!!! Ваш проект - это ответ друзьям из-за бугра. Все же могем и не перевились КУЛИБИНЫ