Construcción de un barco autónomo (ArduPilot Rover): 10 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

Proyectos Fusion 360 »

¿Sabes qué es genial? Vehículos autónomos no tripulados. De hecho, son tan geniales que nosotros (mis colegas de la universidad y yo) comenzamos a construir uno nosotros mismos en 2018. Por eso también me propuse este año para finalmente terminarlo en mi tiempo libre.

En este Instructable, quiero compartir este proyecto con usted y ayudarlo a construir su propio vehículo autónomo. También hice un pequeño video de YouTube que rasca la superficie del proyecto y te brinda un resumen rápido de todos los contratiempos a lo largo del camino. Este Instructable es la guía correlativa que explica cómo funciona realmente esto.

¿Para quién es este Instructable y cómo leerlo?

Este Instructable en realidad tiene dos propósitos. En primer lugar, quiero compartir lo que he construido y aprendido para que se interesen en la construcción de vehículos autónomos. El propósito secundario es documentar el proyecto y la mayoría de sus detalles para que el próximo grupo de estudiantes de mi antigua universidad, que retome el proyecto, sepa qué pasa.

Si solo está aquí por diversión, puede ignorar detalles como listas de parámetros y diagramas de cableado precisos. Intentaré mantener los pasos muy genéricos al principio, para que se puedan aplicar a cualquier barco ArduPilot RC y poner los detalles al final.

El proyecto se terminó en dos partes y el Instructable sigue la misma estructura. Me referiré a la primera parte como los "músculos", ya que incluye toda la electrónica de potencia y el casco de los barcos. Luego voy a repasar el "Cerebro", que es una pequeña caja en la parte superior del barco, que contiene el controlador principal y todas las cosas del transmisor del receptor.

Los orígenes de la Kenterprise

Muy bien, aquí está la historia de fondo de este proyecto, si aún no lo ha escuchado en el video. Este proyecto comenzó en 2018 cuando todavía estaba en la universidad. Estábamos al final del 4º semestre yendo hacia el 5º. En nuestra universidad puedes hacer un proyecto en equipo durante unos 6 meses. Puede elegir de una lista de proyectos preparados (es muy probable que obtenga una buena calificación) o comenzar su propio proyecto (hasta donde yo sé, nadie hizo esto antes). También obtienes 12 puntos de crédito por este proyecto, lo que hace que valga tanto como la tesis de licenciatura. De esta manera, reprobar realmente puede marcar una diferencia en su calificación general.

Por supuesto, decidí comenzar un proyecto desde cero y encontré a 4 pobres almas que me siguieran en este viaje hacia el basurero de un proyecto de equipo. Comenzamos con el tamaño de equipo mínimo requerido de 5 personas, pero 2 de nosotros nos fuimos más tarde. También nos dieron 1500 €, PERO no se nos permitió gastarlos en ninguna de esas encantadoras tiendas web chinas que siempre tienen lo último y lo mejor en electrónica. En cambio, estábamos ligados a los viejos proveedores de electrónica alemanes. Spoiler: Es imposible obtener componentes de un barco autónomo de esta manera.

La idea original

Cuando pensamos en una idea para el proyecto, pensamos en hacer algo relacionado con los drones porque los drones son lo mejor que existe. Sin embargo, los drones voladores normales ya existen y queríamos construir algo más novedoso. Así que decidimos construir un barco de drones. Tuvimos esta idea debido a un lago cercano.

El lago cubre un área de 12 km ^ 2 y en su mayoría tiene solo 1,5 m de profundidad. Esto significa que se calienta en el mes de verano, mientras que también contiene menos agua. Ya sabes qué forma de vida ama las aguas cálidas: las cianobacterias, también conocidas como algas azules en Alemania. En las condiciones adecuadas, estas cosas pueden reproducirse en poco tiempo y cubrir grandes áreas al tiempo que producen toxinas que pueden dañar tanto a los humanos como a los animales. El propósito del bote era barrer regularmente la superficie del lago y medir la concentración de algas. Luego, los datos recopilados se pueden imprimir en un mapa de calor para comprender en qué circunstancias se acumulan las algas y también para emitir advertencias en tiempo real a los lugareños y turistas.

Otro spoiler: nunca pudimos construir un conjunto de medición para algea azul y colocarlo en un barco, ya que dichos conjuntos son muy costosos y generalmente se encuentran en un bastidor de 1 mx 1 mx 2 m en un barco, que es un tamaño poco práctico para un 1 m de largo. barco. El nuevo enfoque es crear de forma automática y económica mapas de profundidad del lago para permitir que el biólogo local vea cómo cambia el lecho del lago con el tiempo. Ahora mismo escanearlo es muy costoso debido a la mano de obra necesaria.

Una espiral hacia abajo

Volvamos a la historia. En los primeros dos meses de recopilación de conocimientos básicos y planificación, consideramos lo que necesitaría un barco de este tipo: un casco, un tren de transmisión eléctrico, capacidades de conducción autónoma, capacidad de control por Internet,…. Fue entonces cuando decidí que deberíamos construir casi todo nosotros mismos con un enfoque en la conducción autónoma. Esta fue una mala idea, una idea que estaba condenada al fracaso y ¿adivinen qué hizo? Exactamente, 6 meses después habíamos invertido nuestro tiempo y sudor en un enorme barco RC, el Kenterprise (Infografía en la imagen 4). En el camino, luchamos con dinero limitado, sin dispositivos electrónicos disponibles y con una mala gestión del equipo, por lo que asumo la mayor parte de la responsabilidad.

Así que ahí estaba, el Kenterprise, un vehículo de medición autónomo que no era ni autónomo ni medía nada. No fue un gran éxito como puede ver. Nos asaron a la parrilla durante nuestra presentación final. Afortunadamente, nuestro profesor reconoció nuestro trabajo escuchado y aún así nos dio una buena calificación, peor que cualquier otro grupo de proyecto en los últimos años, pero está bien.

La actualización de 2020

Consideraría llamar a este proyecto de estudiantes un incendio absoluto en un basurero, pero como dice el viejo refrán: "las cicatrices de un incendio en un basurero te hacen más fuerte". Esta experiencia realmente me ayudó a escalar adecuadamente mis objetivos y a mantenerme enfocado en todos mis siguientes proyectos. También me sigue encantando la idea de un vehículo no tripulado que pueda ayudar a los biólogos a realizar estudios de lagos y el atractivo general de construir un barco autónomo. Es por eso que ahora, un año después, quería terminarlo usando mi conocimiento recién adquirido de drones FPV, el hermoso Proyecto de Código Abierto ArduPilot y el poder de los sitios electrónicos baratos.

El objetivo no era convertirlo en un barco de medición completo, sino poner en funcionamiento todos los sistemas e instalar un piloto automático. No tiene que ser perfecto. Solo quería que este barco se condujera solo como una prueba de concepto.

Luego voy a pasar el barco autónomo en FUNCIONAMIENTO a la universidad para proyectos futuros como el mapeo del fondo marino. Por cierto, no estaba solo. Mi amigo Ammar, que también estaba en el grupo del proyecto en 2018, me ayudó a probar el barco.

Sin más preámbulos, entremos

Paso 1: Músculos: el casco

El casco es la parte más grande del barco. No solo por sus enormes dimensiones (100 cm * 80 cm) sino también porque llevó mucho tiempo construir esta estructura personalizada. Si lo volviera a hacer, definitivamente optaría por las piezas de los estantes. Desafortunadamente, un barco RC listo para usar no estaba en nuestras cartas, ya que esos barcos tienen una capacidad de carga útil muy limitada. Algo como una tabla de bodyboard o una tabla de surf o simplemente un par de tubos de PVC de la ferretería hubiera sido una solución mucho más simple que solo puedo recomendar.

De todos modos, nuestro casco comenzó con un modelo 3D en Fusion 360. Hice un modelo muy detallado y pasé por varias iteraciones antes de comenzar a construirlo. Me aseguré de darle a cada componente del modelo los pesos adecuados e incluso modelé el interior. Esto me permitió conocer el peso aproximado del barco antes de construirlo. También hice algunas calibraciones de flotabilidad insertando una "línea de agua", cortando el vehículo con ella y calculando el volumen que estaba bajo el agua. El barco es un catamarán ya que este tipo de vehículo promete una mayor estabilidad, luego un barco con un solo casco.

Después de un montón de horas de modelado, comenzamos a darle vida al barco cortando la forma básica de los dos cascos en placas de poliestireno. Luego se cortaron para darles forma, se rellenaron los agujeros y realizamos mucho lijado. El puente que conecta los dos cascos es solo una gran caja de madera.

Cubrimos todo con 3 capas de fibra de vidrio. Este paso tomó alrededor de 3 semanas e involucró días de lijado manual para obtener una superficie decentemente lisa (0/10 no lo recomendaría). Después lo pintamos de un bonito amarillo y le añadimos el nombre "Kenterprise". El nombre es una combinación de la palabra alemana "kentern" que se traduce como hundimiento y la nave espacial de Star Trek "USS Enterprise". Todos pensamos que este nombre es absolutamente adecuado para la monstruosidad que creamos.

Paso 2: Músculos: sistema de propulsión

Un barco sin motores ni velas tiene las características de conducción de un trozo de madera flotante. Por lo tanto, necesitábamos agregar un sistema de propulsión al casco vacío.

Me gustaría darle otro spoiler: los motores que elegimos son demasiado potentes. Voy a describir la solución actual y sus deficiencias y también propondré un sistema de propulsión alternativo.

La solución actual

Realmente no sabíamos cuánto empuje necesitaba el barco, así que conseguimos dos de estos motores de barco de carreras. Cada uno de ellos está destinado a alimentar un bote de carreras RC de 1 m de largo y el controlador de velocidad electrónico (ESC) correspondiente puede entregar 90 A de forma continua (este consumo agotaría la batería de un automóvil grande en una hora).

También requieren refrigeración por agua. Por lo general, simplemente conectaría el ESC y el motor con un tubo, colocaría la entrada en la parte delantera del bote y colocaría la salida frente a la hélice. De esta manera, la hélice empuja el agua del lago a través del sistema de enfriamiento. Sin embargo, el lago en cuestión no siempre está limpio y esta solución puede obstruir el sistema de enfriamiento y causar una falla en el motor mientras se encuentra en el lago. Es por eso que decidimos optar por un circuito de enfriamiento interno que bombea el agua a través de un intercambiador de calor en la parte superior del casco (imagen 3).

Por ahora, el barco tiene dos botellas de agua como depósitos y no tiene intercambiador de calor. Los depósitos simplemente aumentan la masa térmica, por lo que los motores tardan mucho más en calentarse.

El eje del motor está conectado a la hélice a través de dos juntas universales, un eje y un tubo de bocina, que está destinado a mantener el agua fuera. Puede ver una vista lateral de este ensamblaje en la segunda imagen. El motor está montado en ángulo con un soporte impreso en 3D y los puntales también están impresos (porque rompí los viejos). Me sorprendió bastante saber que estos accesorios pueden soportar las fuerzas de los motores. Para respaldar su fuerza, hice las hojas de 2 mm de grosor y las imprimí con un relleno del 100%. Diseñar e imprimir los accesorios es realmente una oportunidad genial para probar diferentes tipos de accesorios y encontrar el más eficiente. Adjunté los modelos 3D de mis accesorios.

Una posible alternativa

Las pruebas mostraron que el barco solo necesita un 10-20% del rango del acelerador para moverse lentamente (a 1 m / s). Pasar directamente al acelerador al 100% provoca un enorme pico de corriente que desactiva por completo todo el barco. Además, el requisito de un sistema de refrigeración es bastante molesto.

Una mejor solución podrían ser los llamados propulsores. Un propulsor tiene el motor conectado directamente a la hélice. A continuación, todo el conjunto se sumerge y, por lo tanto, se enfría. Aquí hay un enlace a un pequeño propulsor con el ESC correspondiente. Esto puede proporcionar una corriente máxima de 30 A, que parece un tamaño más apropiado. Probablemente creará picos de corriente mucho más pequeños y el acelerador no tiene que estar tan limitado.

Paso 3: Músculos: dirección

La propulsión es genial, pero un barco también necesita virar. Hay varias formas de lograrlo. Las dos soluciones más habituales son los timones y el diferencial de empuje.

Los timones parecían una solución obvia, así que lo decidimos. Modelé un conjunto de timón en Fusion e imprimí en 3D los timones, las bisagras y un soporte de servo. Para los servos, elegimos dos servos grandes de 25 kg para asegurarnos de que los timones relativamente grandes pudieran soportar el arrastre del agua. Luego, el servo se colocó dentro del casco y se conectó al timón en el exterior a través de un orificio utilizando cables delgados. Adjunto un video de los timones en acción. Es muy agradable ver moverse este conjunto mecánico.

Aunque los timones se veían geniales, las primeras pruebas de manejo revelaron que el radio de giro con ellos es de alrededor de 10 m, lo cual es simplemente terrible. Además, los timones tienden a desconectarse de los servos, lo que hace que el barco no pueda gobernar. El último punto débil es el agujero para esos cables. Este agujero estaba tan cerca del agua, que al dar marcha atrás, se sumergió, inundando el interior del casco.

En lugar de intentar solucionar esos problemas, quité todos los timones, cerré los orificios y busqué una solución de empuje diferencial. Con empuje diferencial, los dos motores giran en la dirección opuesta para hacer girar el vehículo. Como el barco es casi tan ancho como corto y los motores están colocados lejos del centro, esto permite girar en el acto. Solo requiere un poco de trabajo de configuración (programar los ESC y el controlador principal). Tenga en cuenta que un barco que usa empuje diferencial se moverá en círculos si uno de los motores falla. Podría haber experimentado eso una o dos veces debido al problema de pico actual descrito en el paso anterior.

Paso 4: Músculos: batería

A mí me parece que los componentes RC, como los que se utilizan en este barco, pueden funcionar con prácticamente cualquier cosa, desde una batería de reloj hasta una planta de energía nuclear. Obviamente, esto es un poco exagerado, pero tienen un rango de voltaje bastante amplio. Este rango no está escrito en las hojas de datos, al menos no en voltios. Está oculto en la clasificación S. Esta clasificación describe cuántas celdas de batería en serie puede manejar. En la mayoría de los casos, se refiere a celdas de polímero de litio (LiPo). Estos tienen un voltaje de 4.2V cuando están completamente cargados y un voltaje de alrededor de 3V cuando están vacíos.

Los motores de los barcos afirman poder manejar de 2 a 6 segundos, lo que se traduce en un rango de voltaje de 6 V hasta 25,2 V. Aunque no siempre confiaría en el límite superior, ya que se sabe que algunos fabricantes colocan componentes en sus placas que solo pueden soportar voltajes más bajos.

Esto significa que existe una amplia variedad de baterías utilizables siempre que puedan suministrar la corriente requerida. Y de hecho pasé por un par de baterías diferentes antes de construir una adecuada. Aquí hay un resumen rápido de las tres iteraciones de la batería por las que pasó el barco (hasta ahora).

1. Paquete de baterías LiPo

Cuando planeamos el barco no teníamos ni idea de cuánta energía consumiría. Para la primera batería, elegimos construir un paquete con las conocidas celdas de iones de litio 18650. Los soldamos en un paquete 4S 10P usando tiras de níquel. Este paquete tiene un rango de voltaje de 12V a 16.8V. Cada celda tiene 2200 mAh y tiene una tasa de descarga máxima de 2 ° C (bastante débil), por lo que 2 * 2200 mA. Como hay 10 celdas en paralelo, puede entregar corrientes pico de solo 44 A y tiene una capacidad de 22 Ah. También equipamos el paquete con una placa de administración de batería (más sobre BMS más adelante) que se encarga del equilibrio de carga y limita la corriente a 20A.

Al probar el barco, resultó que 20A de corriente máxima es muuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuu es menor de lo que consumen los motores y el BMS cortaba constantemente la energía si no teníamos cuidado con la palanca del acelerador. Es por eso que decidí puentear el BMS y conectar la batería directamente a los motores para obtener los 44 amperios completos. ¡¡¡Mala idea!!! Si bien las baterías lograron entregar un poco más de energía, las tiras de níquel, conectando las celdas, no pudieron manejarlo. Una de las conexiones se derritió y provocó que el interior de madera del barco produjera humo.

Sí, entonces esta batería no era realmente adecuada.

2. Batería de coche

Para mi prueba de concepto de 2020, decidí usar una batería más grande. Sin embargo, no quería gastar dinero extra, así que utilicé una batería de coche vieja. Las baterías de automóvil no están diseñadas para descargarse y recargarse por completo, siempre deben mantenerse a plena carga y solo deben usarse para ráfagas de corriente cortas para arrancar un motor. Por eso se llaman baterías de arranque. Usarlos como batería para un vehículo RC reduce significativamente su vida útil. Existe otro tipo de batería de plomo que a menudo tiene el mismo factor de forma y está especialmente diseñada para ser descargada y recargada varias veces llamada batería de ciclo profundo.

Era muy consciente de las fallas de mi batería, pero quería probar rápidamente el barco y la batería estaba vieja de todos modos. Bueno, sobrevivió a 3 ciclos. Ahora el voltaje cae de 12V a 5V cada vez que aprieto el acelerador.

3. Paquete de baterías LiFePo4

"La tercera vez es un encanto" es lo que dicen. Como todavía no quería gastar mi propio dinero, pedí ayuda a mi universidad. Efectivamente, tuvieron la batería de mis sueños todo el tiempo. Nuestra Uni participa en la competición "Formula Student Electic" y, por tanto, dispone de un coche de carreras eléctrico. El equipo de carreras cambió previamente de celdas LiFePo4 a celdas LiPo 18650 ya que son más livianas. Así que tienen un alijo de múltiples celdas LiFePo4 usadas que ya no necesitan.

Esas celdas se diferencian de las celdas LiPo o LiIon en su rango de voltaje. Tienen un voltaje nominal de 3,2 V y varía de 2,5 V a 3,65 V. Monté 3 de esas celdas de 60 Ah en un paquete 3S. Este paquete puede entregar corrientes pico de 3C también conocido como. 180A y tiene un voltaje máximo de solo 11V. Decidí optar por un voltaje de sistema más bajo para disminuir la corriente del motor. Este paquete finalmente me permitió conducir el barco durante más de 5 minutos y probar las capacidades de conducción autónoma.

Unas palabras sobre la carga de la batería y la seguridad

Las baterías concentran energía. La energía puede convertirse en calor y si este calor toma la forma de un incendio de batería, tienes un problema en tu mano. Es por eso que debe tratar las baterías con el respeto que se merecen y equiparlas con la electrónica adecuada.

Las celdas de la batería tienen 3 formas de morir.

1. Descargarlos por debajo de su voltaje mínimo nominal (muerte fría)
2. cargarlos por encima de su voltaje nominal máximo (puede causar hinchazón, fuego y explosiones)
3. dibujar demasiada corriente o acortarlos (así que realmente tengo que explicar por qué esto podría ser malo)

Un sistema de gestión de la batería previene todas esas cosas, es por eso que debes usarlas.

Paso 5: Músculos: cableado

El cableado de la parte del músculo se muestra en la primera imagen. En la parte inferior tenemos la batería que debe fusionarse con un fusible apropiado (ahora mismo no hay ninguno). Agregué dos contactos externos para conectar un cargador. Sería una buena idea reemplazarlos por un conector XT60 adecuado.

Luego tenemos un gran interruptor de batería, que conecta el resto del sistema a la batería. Este interruptor tiene una llave real y déjame decirte, es muy satisfactorio girarlo y ver cómo el barco cobra vida.

El cerebro está conectado a la tierra de las baterías, mientras que los ESC y los servos están separados por una resistencia de derivación. Esto permite medir la corriente a través de la pequeña conexión naranja, ya que provoca una pequeña caída de voltaje sobre la resistencia de derivación. El resto del cableado es de rojo a rojo y de negro a negro. Como los servos ya no se usan realmente, pueden ignorarse. Las bombas de enfriamiento son el único componente del barco que requiere exactamente 12V y no parecen funcionar bien si el voltaje es mayor o menor que eso. Por lo tanto, necesitan un regulador si el voltaje de la batería es superior a 12 V o un convertidor elevador si está por debajo de eso.

Con la dirección del timón, ambos cables de señal ESC irían al mismo canal en el cerebro. Sin embargo, el barco ahora usa empuje diferencial también conocido como. dirección deslizante, por lo que cada ESC debe tener su propio canal separado y los servos no son necesarios en absoluto.

Paso 6: Cerebro: Componentes

El cerebro es una gran caja llena de componentes electrónicos interesantes. Muchos de los cuales se pueden encontrar en drones de carreras FPV, y algunos de ellos fueron sacados de mi propio dron. La primera imagen muestra todos los módulos electrónicos. Están cuidadosamente apilados uno encima del otro utilizando separadores de PCB de latón. Eso es posible porque los componentes FPV vienen en factores de forma especiales denominados sitio de pila. De abajo hacia arriba, nuestra pila contiene lo siguiente:

Tablero de distribución de energía (PDB)

Esta cosa hace exactamente lo que su nombre implica y distribuye el poder. Entran dos cables de la batería y ofrece múltiples almohadillas de soldadura para conectar diferentes módulos a la batería. Esta PDB también ofrece un regulador de 12V y 5V.

Controlador de vuelo (FC)

El controlador de vuelo ejecuta el firmware ArduPilot Rover. Hace una variedad de cosas. Controla los controladores del motor a través de varias salidas PWM, monitorea el voltaje y la corriente de la batería, se conecta a los diferentes sensores y dispositivos de entrada y salida y también cuenta con un giroscopio. Se podría decir que este pequeño módulo es el cerebro real.

Receptor RC

El receptor está conectado a un control remoto. En mi caso es un control remoto FlySky para aviones RC que tiene diez canales e incluso establece comunicación bidireccional para que el control remoto también pueda recibir señales del receptor. Sus señales de salida van directamente al FC a través de un solo cable utilizando el llamado protocolo I-bus.

Transmisor de video (VTX)

La caja del cerebro incluye una pequeña cámara analógica. La señal de video de la cámara se pasa al FC que agrega una visualización en pantalla (OSD) al flujo de video, que contiene información como el voltaje de la batería. Luego se pasa al VTX que lo transmite a un receptor especial de 5.8GHz en el otro extremo. Esta parte no es estrictamente necesaria pero es genial poder ver lo que ve el barco.

En la parte superior de la caja hay un montón de antenas. Uno es del VTX, dos del RC Receiver. Las otras dos antenas son los siguientes componentes.

Módulo de telemetría

La antena de 433MHz pertenece a un módulo de telemetría. Este pequeño transmisor es un dispositivo de entrada / salida que conecta el controlador de vuelo a la estación terrestre (una computadora portátil con un dongle USB de 433MHz). Esta conexión permite al operador cambiar parámetros de forma remota y obtener datos de los sensores internos y externos. Este enlace también se puede utilizar para controlar el barco de forma remota.

GPS y brújula

La cosa grande y redonda en la parte superior del barco en realidad no es una antena. Bueno, lo es, pero también es un módulo GPS completo y un módulo de brújula. Esto es lo que permite al barco conocer su posición, velocidad y orientación.

Gracias al crecimiento del mercado de drones, existe una amplia variedad de componentes para elegir para cada módulo. Lo más probable que desee cambiar es el FC. Si desea conectar más sensores y necesita más entradas, existe una variedad de opciones de hardware más potentes. Aquí hay una lista de todos los FC que admite ArduPilot, incluso hay un raspberry pi allí.

Y aquí hay una pequeña lista de los componentes exactos que utilicé:

• FC: Ómnibus F4 V3S Aliexpress
• Receptor RC: Flysky FS-X8B Aliexpress
• Transmisor de telemetría: 433MHz 500mW Aliexpress
• VTX: VT5803 Aliexpress
• GPS y brújula: M8N Aliexpress
• Caja: 200x200x100 mm IP67 Aliexpress
• Control remoto: FLYSKY FS-i6X Aliexpress
• Receptor de video: Skydroid 5, 8 Ghz Aliexpress

Paso 7: Cerebro: cableado

El cerebro obtiene su voltaje de funcionamiento directamente de la batería. También obtiene un voltaje analógico de la derivación de corriente y emite las señales de control para ambos motores. Esas son las conexiones externas a las que se puede acceder desde el exterior de la caja del cerebro.

El interior parece mucho más complicado. Por eso hice el pequeño diagrama de cableado de la primera imagen. Esto muestra las conexiones entre todos los diferentes componentes que describí en el paso anterior. También hice un par de cables de extensión para los canales de salida PWM y el puerto USB y los enrute a la parte posterior del gabinete (ver imagen 3).

Para montar la pila en la caja utilicé una placa base impresa en 3D. Como los componentes (especialmente el VTX) producen calor, también conecté un ventilador de 40 mm con otro adaptador impreso en 3D. Agregué 4 piezas de plástico negro a los bordes para atornillar la caja al bote sin necesidad de abrir la tapa. Se adjuntan los archivos STL de todas las piezas impresas en 3D. Usé epoxi y un poco de pegamento caliente para pegar todo al.

Paso 8: Cerebro: Configuración de ArduPilot

La Wiki de Ardupilot describe cómo configurar un móvil con gran detalle. Aquí está la documentación de Rover. Solo voy a arañar la superficie aquí. Básicamente, existen los siguientes pasos para poner en funcionamiento un ArduPilot Rover después de que todo esté conectado correctamente:

1. Flash ArduPilot Firmware a FC (Consejo: puede usar Betaflight, un software de drones FPV común, para eso)
2. Instale un software de estación terrestre como Mission Planner y conecte la placa (consulte la interfaz de usuario del planificador de misiones en la imagen 1)

3. Hacer una configuración básica de hardware

   • calibrar el giroscopio y la brújula
   • calibrar el control remoto
   • configurar canales de salida

4. Realice una configuración más avanzada revisando la lista de parámetros (imagen 2)

   • sensor de voltaje y corriente
   • mapeo de canales
   • LED
5. Haga una prueba de manejo y ajuste los parámetros de aceleración y dirección (imagen 3)

Y boom, tienes un vehículo autónomo. Por supuesto, todos esos pasos y configuraciones toman algo de tiempo y cosas como calibrar la brújula pueden ser bastante tediosas, pero con la ayuda de los documentos, los foros de ArduPilot y los tutoriales de YouTube, eventualmente puede llegar allí.

ArduPilot le ofrece un campo de juego avanzado de cientos de parámetros que puede utilizar para construir prácticamente cualquier vehículo autónomo que pueda imaginar. Y si le falta algo, puede comprometerse con la comunidad para construirlo, ya que este gran proyecto es de código abierto. Solo puedo animarte a que lo pruebes, ya que probablemente sea la forma más fácil de adentrarte en el mundo de los vehículos autónomos. Pero aquí hay un pequeño consejo profesional: Pruébelo con un vehículo simple antes de construir un barco RC gigante.

Aquí hay una pequeña lista de las configuraciones avanzadas que hice para mi configuración de hardware particular:

• Mapeo de canales cambiado en RC MAP

  • Paso 2-> 3
  • Acelerador 3-> 2
• LED RGB I2C activados
• Tipo de marco = Barco

• Configurar dirección deslizante

  • Canal 1 = Acelerador izquierdo
  • Canal 2 = Acelerador derecho
• Canal 8 = FlightMode
• Canal 5 = Armado / Desarmado

• Configuración del monitor de batería y corriente

  • BATT_MONITOR = 4
  • Luego reinicia. BATT_VOLT_PIN 12
  • BATT_CURR_PIN 11
  • BATT_VOLT_MULT 11.0

Paso 9: Cerebro: controlador LED personalizado

Primer premio en el concurso Make it Move 2020