Trikopter 3D i printuar me zë i kontrolluar: 23 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:27

Ky është një dron Tricopter i printuar plotësisht 3D që mund të fluturohet dhe kontrollohet me kontroll zëri duke përdorur Alexa të Amazon përmes një stacioni tokësor të kontrolluar nga Raspberry Pi. Ky Trikopter i kontrolluar nga zëri është i njohur edhe si Oliver Tri.

Një Tricopter ndryshe nga konfigurimi më i zakonshëm i një Quadcopter ka vetëm 3 helika. Për të kompensuar një shkallë më të vogël kontrolli, një nga rotorët anohet nga një motor servo. Oliver Tri ka një Autopilot Pixhawk, një sistem i avancuar autopilot i përdorur kryesisht në industrinë e kërkimit ose të avancuar të dronëve. Ky sistem autopiloti është i aftë për shumëllojshmëri të gjerë të mënyrave të fluturimit duke përfshirë ndjekjen time, navigimin në pikat e rrugës dhe fluturimin e drejtuar.

Alexa e Amazon do të përdorë mënyrën e drejtuar të fluturimit. Ai do të përpunojë komandat zanore dhe do t'i dërgojë në stacionin tokësor, i cili i harton këto komanda në MAVLink (Protokolli i Komunikimit të Automjeteve Mikro Ajrore) dhe i dërgon ato në Pixhawk përmes telemetrisë.

Ky tricopter edhe pse i vogël është i fuqishëm. Isshtë e gjatë rreth 30 cm dhe peshon 1.2 kg, por me mbështetësen dhe kombinimin tonë motorik mund të ngrejë deri në 3 kg.

Hapi 1: Materialet dhe Pajisjet

Trikopter

• 3 motorë DC pa furça
• 3 Boshtet e motorit
• 3 40A Kontrollues elektronik i shpejtësisë
• Helika 8x4 të përbëra CCW
• Bordi i Shpërndarjes së Energjisë
• Tela dhe Lidhës
• Servo Motor TGY-777
• Lidhës i baterisë dhe baterisë
• 6x 6-32x1 "Bolts qethëse, arra*
• 3M kyçje e dyfishtë*
• Lidhje zip*

Autopilot

• Kompleti i autopilotit Pixhawk
• GPS dhe busull e jashtme
• Telemetri 900MHz

Kontrolli i Sigurisë RC

• Çifti i transmetuesit dhe marrësit
• Kodifikuesi PPM

Stacioni tokësor i kontrolluar me zë

• Paketa Raspberry Pi Zero W ose Raspberry Pi 3
• Amazon Echo Dot ose ndonjë Produkt Amazon Echo

Pajisjet dhe Mjetet

• Stacioni i saldimit
• Printer 3D
• Pincë për hundë me gjilpërë*
• Kaçavida*
• Seti i çelësave Allen*

* Blerë nga një dyqan lokal i pajisjeve

Hapi 2: Organizimi i përmbajtjes

Meqenëse ky është një projekt mjaft kompleks dhe afatgjatë, unë po ofroj një mënyrë për të organizuar këtë ndërtesë në tre seksione kryesore të cilat mund të kryhen njëkohësisht:

Pajisje kompjuterike: Korniza fizike dhe sistemi shtytës i tricopterit.

Autopilot: Kontrolluesi i fluturimit llogarit sinjalin PWM për të siguruar secilin nga 3 motorët pa furça dhe servo motorin në përputhje me rrethanat nga komanda e përdoruesit.

Kontrolli i Zërit: Kjo i lejon përdoruesit të kontrollojë dronin duke përdorur komandat zanore dhe komunikon përmes protokollit MAVLINK në bordin Pixhawk.

Hapi 3: Shkarkimi i Pjesëve të Kornizës Tricopter

E gjithë korniza e tricopter është e printuar 3D në Ultimaker 2+. Korniza është e ndarë në 5 përbërës kryesorë në mënyrë që të përshtatet pllakës së ndërtimit të Ultimaker 2+ dhe ta bëjë më të lehtë ribotimin dhe riparimin e pjesëve të veçanta në rast se dëmtohen në një përplasje. Ata janë:

• 2 Krahët motorikë të përparmë (krahu kryesor.stl)
• 1 Krah bishti (krahu bisht.stl)
• 1 Pjesë lidhëse midis bishtit am dhe dy krahëve të motorit të përparmë (bisht-krah-bazë.stl)
• 1 Montim i motorit të bishtit (platforma motorike.stl)

Hapi 4: Shtypja 3D e Kornizës Tricopter

Shtypni këto pjesë me të paktën 50% mbushje dhe përdorni linja si model mbushjeje. Për trashësinë e guaskës unë përdor një trashësi muri prej 0.7mm dhe trashësi të sipërme/të poshtme prej 0.75mm. Shtoni ngjitjen e pllakës së ndërtimit dhe zgjidhni buzën në 8mm. Kjo kornizë u shtyp me fije plastike PLA, por ju mund të përdorni fije plastike ABS nëse preferoni një tricopter më të fortë, por më të rëndë. Me këto cilësime, u deshën <20 orë për të printuar të gjitha.

Nëse buza nuk ngjitet në sipërfaqen e printimit të printerit 3D, përdorni një shkop zam dhe ngjiteni skajin në sipërfaqen e printimit. Në fund të printimit, hiqni pllakën e ndërtimit, lani ngjitësin e tepërt dhe fshijeni para se ta vendosni përsëri në printer.

Hapi 5: Heqja e Mbështetësve dhe Brim

Pjesët e printuara 3D do të printohen me mbështetëse kudo dhe me një buzë të jashtme që duhet të hiqet para montimit.

Buza është një shtresë e vetme e PLA dhe mund të hiqet lehtësisht nga pjesa me dorë. Mbështetësit nga ana tjetër, janë shumë më të vështirë për t'u hequr. Për këtë do t'ju duhet një palë pincë hundë me gjilpërë dhe një kaçavidë me kokë të sheshtë. Për mbështetësen që nuk janë në hapësira të mbyllura, përdorni pincën e hundës së gjilpërës për të shtypur mbështetëset dhe për ta tërhequr atë. Për mbështetëset brenda vrimave ose hapësirave të mbyllura që është e vështirë të arrihen me pincë hunde të gjilpërës, ose shponi nëpër vrimë ose përdorni një kaçavidë me kokë të sheshtë për ta hequr atë nga ana, pastaj tërhiqeni atë me pincë të hundës së gjilpërës. Kur hiqni mbështetëset jini të butë me pjesën e printuar 3D pasi mund të prishet nëse e stresoni shumë.

Pasi të hiqen mbështetëset, fshijini sipërfaqet e ashpra ku ishin mbështetësit ose gdhendni me kujdes pjesën e mbetur me një thikë hobi. Përdorni një copë lëmuese ose bluarëse dhe një dremel për të zbutur vrimat e vidhave.

Hapi 6: Montimi i Kornizës Tricopter

Për montim, do t'ju duhen gjashtë bulona (mundësisht bulona qethëse, 6-32 ose më të hollë, 1 të gjatë) për të siguruar kornizën së bashku.

Merrni pjesët e printuara 3D të quajtura krahu kryesor. STL dhe bishti-krahu-bazë. STL. Këta përbërës ndërthuren si një bashkim pjesësh figure, me bazën e krahut të bishtit të vendosur në mes të dy krahëve kryesorë. Rreshtoni katër vrimat e vidhave, pastaj futni bulonat nga lart. Nëse pjesët nuk përshtaten lehtë së bashku, mos i detyroni ato. Lëreni bazën e krahut të bishtit derisa ta bëjnë.

Tjetra, rrëshqiteni krahun e bishtit në skajin e zgjatur të bazës së krahut të bishtit derisa vrimat e vidhave të përafrohen. Përsëri, mund t'ju duhet të lyeni me rërë para se të përshtatet. Rrokeni atë nga lart.

Për të mbledhur platformën motorike, së pari duhet të futni servo në hapjen në krahun e bishtit, duke treguar prapa. Dy vrimat horizontale duhet të rreshtohen me vrimat e vidave në servo. Nëse përshtatja e fërkimit nuk është e mjaftueshme, mund ta lidhni në vend përmes këtyre vrimave. Pastaj vendoseni bririn e kontrollit në servo, por mos e vidhosni. Kjo vjen në një moment.

Futeni boshtin e platformës së motorit në vrimën në fund të krahut të bishtit dhe anën tjetër mbi bririn. Bri duhet të përshtatet bukur në pjesën e brendshme në platformë. Së fundi, vendosni vidën e bririt përmes vrimës në platformë dhe bririt siç tregohet në imazhin e mësipërm.

Hapi 7: Instalimi i motorëve

Motorët pa furça nuk do të vijnë me boshtet e helikës dhe pllakën e montimit të montuar paraprakisht, kështu që vidhosni ato së pari. Tjetra i vendosni në platformën motorike dhe krahët kryesorë të trikopterit duke përdorur ose vidhat që erdhën me të ose vida dhe arra të makinës M3. Ju mund t'i lidhni helikat në këtë hap për të siguruar pastrimin dhe admiruar punën tuaj të dorës, por hiqni ato para testimit para fluturimit.

Hapi 8: Instalimi i bordit të autopilotit

Lidhni sensorët me tabelën Pixhawk Autopilot siç tregohet në diagramin e mësipërm. Këto janë etiketuar edhe në vetë tabelën e autopilotit dhe është mjaft e thjeshtë për t'u lidhur, domethënë zileja lidhet me portën Buzzer, kaloni lidhet me portën e ndërruesit, moduli i energjisë lidhet me portën e modulit të energjisë dhe telemetria lidhet me portën telem1. GPS dhe busulla e jashtme do të kenë dy grupe lidhësish. Lidheni atë me më shumë kunja në portën GPS dhe atë më të vogël në I2C.

Këta lidhës DF13 që futen në Bordin e Autopilotit Pixhawk janë shumë të brishtë, kështu që mos i tërhiqni telat dhe mos i shtyni dhe tërhiqni drejtpërdrejt në shtresën plastike.

Hapi 9: Instalimi i sistemit të komunikimit me radio

Sistemi i komunikimit të kontrollit të radios do të përdoret si një kopje rezervë e sigurisë për të kontrolluar kuadopterin në rast se stacioni tokësor ose Alexa keqfunksionon ose gabon një komandë për një tjetër.

Lidhni kodifikuesin PPM me marrësin e radios siç tregohet në imazhin e mësipërm. Të dy kodifikuesit dhe marrësit PPM janë të etiketuar, kështu që lidhni S1 me S6 me kunjat e sinjalit 1 deri në 6 të marrësit tuaj. S1 gjithashtu do të ketë tela tokëzimi dhe tensioni me të, të cilat do të furnizojnë marrësin përmes kodifikuesit PPM.

Hapi 10: Bashkimi i Bordit të Shpërndarjes së Energjisë

PDB do të marrë të dhëna nga bateria Lithium Polymer (LiPo) me një tension dhe rrymë prej 11.1V dhe 125A, dhe do ta shpërndajë atë në tre ESC dhe do të fuqizojë bordin Pixhawk Autopilot përmes modulit të energjisë.

Ky modul energjie u ripërdor nga një projekt i mëparshëm i bërë në bashkëpunim me një mik.

Para se të bashkoni telat, prerë zvogëlimin e nxehtësisë për t'iu përshtatur secilit prej telave, kështu që mund të rrëshqasë në fundin e salduar të ekspozuar më vonë për të parandaluar qarkun e shkurtër. Lidhni lidhësin mashkullor XT90 së pari në pads PDB, pastaj telat 16 AWG në ESC, e ndjekur nga lidhësit XT60 në këto tela.

Për të bashkuar telat në pads PDB, ju duhet ta lidhni atë në mënyrë të drejtë që tkurrja e nxehtësisë të përshtatet dhe të izolojë terminalet. Unë e kisha më të lehtë të përdorja duart ndihmëse për të mbajtur telat drejt (veçanërisht kabllon e madh XT90) dhe për ta vendosur atë në majë të PDB -së të mbështetur në tryezë. Pastaj lidhni tela rreth jastëkut të PDB. Pastaj, rrëshqisni zvogëlimin e nxehtësisë dhe ngrohni atë për të izoluar qarkun. Përsëriteni këtë për pjesën tjetër të telave ESC. Për të bashkuar XT60, ndiqni hapin e mëparshëm se si terminali i baterisë ESC u zëvendësua me XT60.

Hapi 11: Instalimi i motorëve dhe kontrollorëve elektronikë të shpejtësisë

Meqenëse ne po përdorim motorë DC pa furça, ata do të vijnë me tre tela të cilët do të lidhen me tre terminalet e telave të kontrolluesit elektronik të shpejtësisë (ESC). Rendi i lidhjes kabllore nuk ka rëndësi për këtë hap. Ne do ta kontrollojmë këtë kur ndezim për herë të parë tricopterin.

Rrotullimi i të tre motorëve duhet të jetë në drejtim të kundërt. Nëse një motor nuk rrotullohet në drejtim të kundërt, atëherë ndërroni dy nga tre telat midis ESC dhe motorit për të ndryshuar rrotullimin.

Lidhni të gjitha ESC -të me bordin e shpërndarjes së energjisë për të siguruar energji për secilën prej tyre. Pastaj lidhni ESC -në e djathtë të përparme me daljen kryesore të pixhawk 1. Lidhni ESC -in e majtë të përparmë me daljen kryesore të pixhawk 2, servo në main out 7, dhe ESC e bishtit të mbetur në main out 4.

Hapi 12: Konfigurimi i Firmware Autopilot

Firmware i zgjedhur për këtë ndërtim tricopter është Arduopter i Ardupilot me një konfigurim tricopter. Ndiqni hapat në magjistarin dhe zgjidhni konfigurimin e tricopter në firmware.

Hapi 13: Kalibrimi i sensorëve të brendshëm

Vendi i dytë në Sfidën e Aktivizuar me Zë