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应该是最小的开源飞控直升机——伟力K120 & KakuteF7mini Matek M8q GPS

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楼主
发表于 2019-11-12 11:48 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 zhangpengsir 于 2019-12-10 20:01 编辑

买了伟力K120,翻出几年未用的18sz,飞了几天,挺好飞的,不错,准备这个冬季用它恢复陀螺仪的手感。



这两天突然有了个邪念,这小玩意能不能也用开源飞控改成可以自动飞行的小直升机呢?其实就是给自己找个挑战,满足一下好奇心和实践这些东西搭配的可能性。


于是就到处翻规格和硬件配置适合的开源飞控,找了好多,不是太大,就是设计只适合穿越机,而不适合直升机。









突然有一天,有位业内认识向我推荐了一款飞控,在配置、规格、体积方面都非常接近K120原厂接收板的飞控——Holybro KakuteF7 mini



Specifications:
  • MCU: STM32F745VGH6 32-bit processor,216MHz, 320Kbytes RAM, 1Mbytes Flash
  • IMU: ICM20689 (SPI)
  • Barometer: BMP280
  • USB VCP Driver (all UARTs usable simultaneously; USB does not take up a UART)
  • 5.5 hardware UARTS (UART1,2,3,4,6,7)
  • Supports serial receivers (SBUS, iBus, Spektrum, Crossfire) only. PPM and PWM receivers are not supported.
  • Onbord 16Mbytes for Blackbox logging
  • 5V Power Out: 1.0A max
  • 3.3V Power Out: 0.2A max
  • Dimensions: 33x26x6mm
  • Mounting Holes: Standard 20mm square to center of holes
  • Weight: 4g


已经是能找到的最适合的开源飞控了,而且重要的是,有ArduPilot最新固件的支持,这个非常重要!

于是,就开始筹划这件事,先在脑子里过一遍需要的东西和他们的搭配组合,需要mini接收机、需要带bec的电调、需要给尾空心杯电机驱动的有刷电调,然后,就开始按步骤采购。

接收机最先收到,FT4X,支持FASSt制式,也就是兼容T8FGs,因为我用T8FGs飞开源飞控的比较熟悉,设置都相同,就没选择S-FHSS制式的接收机,FT4X外观和DSM的卫星一样,去壳之后,体积可以接受,对频顺利,支持sbus,方便接飞控。




飞控也到了,赶紧用卡尺测量外观规格











与K120原接收陀螺尾有刷电调一体主板比较,稍稍大了一点点,满意。







刷入支持的固件,校准各个传感器,一切顺利。



连接接收机,校准遥控器各通道






接上主供电,飞控支持2-6s,K120是2s动力,这给K120装飞控提供了可能性,不然1s的K110就麻烦了。



迷你固定翼所用的有刷电调也到了,1s供电,用它来驱动空心杯尾马达。




开始拆掉K120原配的主控板和舵机





将电调与主板分离,再根据本版诸多玩K120的XD们提供的信息,知道了电调的供电、信号线、Bec接口






开始一个一个的考虑怎么布置







找到飞控的主无刷电调的信号接口









换上了3个银燕的9251 II数字舵机,比K120原舵机稍稍高了一点



要考虑好走线,因为线会很多



估算一下总的起飞重量




开始焊接舵机连线



尽量减重,把接受的插座插头都扔掉,直接用剪下来的舵机线焊接





焊线,并做好绝缘保护










有点模样了,可以尝试启动了









第一个问题来了

Bec供电不足,尾有刷电调接K120原电调Bec,解锁推油门,电调就重启,换做接到飞控的+5V上,推油门,飞控就重启,bec带不动,如果把有刷电调的供电引出来,直接插1s电池,就可以。

再找体积小Bec,后来找到了Matek的一款超级小巧的Bec,2-6s输入,5/9V输出,1.5A持续,峰值3A,TF卡那么大,这个应该可以了吧?







没想到的事又发生了,拿到了Matek的bec,焊接好了,解锁之后,不再导致电调或飞控重启了,但是推油门后,尾马达不转,在哪里一喘一喘的,用表一量,只有几十mV。然后,再用排除法,换回1s直供,就好使,看来这Bec还带不动有刷电调,怎么办?

灵机一动,把两个Matek的Bec并联起来用…………



这回可以了。过后咨询Matek,这样并联,也得不到3A的持续供电,建议价格220uf的电容,我临时找不到,就先这样先进行下一步测试版。

终于可以驱动前后马达了,下一步把GPS装上,能找到的最小的带罗盘的GPS,Matek的M8q和5883罗盘,比BN220还小,但天线有点厚,这个模块的重量有点严重超标了,太重,但也没办了!

这里还是要非常感谢Matek,提供了很多有效的技术信息和适配的部件。



焊接GPS和罗盘,上线窗台搜星测试,一切正常,就是校准罗盘比较麻烦,得抱着电脑一起转圈,我转了几十圈才通过。意外的是,仅仅不到10cm的距离,罗盘没有受到尾空心和斜盘舵机的干扰。







副厂550mAH电池,总起飞重量正好100G




不注意,已经是凌晨2点了,因为在设置DDFP时,遇到了问题,怎么设置都不锁尾,反复修改参数,查找资料,折腾了好久,后来,终于弄对路了,赶紧睡觉,明早试飞吧!






开这贴的时候,其实已经是首飞完成后,休息了一会,整理资料才开始的,所以,已经是成功的了。


















三个起落的视频在此,DDFP的PID还需要细调,后面再慢慢搞:








临时找了个荒地试飞了一下调整过参数的K120,有风,自动航线顶风飞的时候,发生了自激现象,看来还得细调PID:



回来之后,查看日志:

自动曲线航点,当朝向南风飞的时候,发生自激,日志PID跟随曲线可以明显的看出滚转轴的自激


俯仰轴一样有





锁尾没有任何问题了



定高,气压计融合了GPS和加速度计的数据,基于BMP280的能力,有一定幅度的浮动,但大的高度范围正常



GPS搜星数量,因为GPS 天线的尺寸,肯定不及大它四倍的陶瓷天线,但也能搜到17颗以上



HDOP在0.7左右徘徊,如果能低到0.6.那么定点就会很好了



必定是新的K120,加上本身机身小,飞控得到的震动数据很小,飞控完全可以轻松过滤应对,保证飞行数据的准确







前天晚,本地的第一场雪来了,下得还挺厚,自己根据上一次飞行的日志,精调了PID,第二天早晨早起出门防止路上堵车,到单位抓紧时间雪中飞,结果飞到电池没电,自己掉下来了,哈哈,小机自由落体,只是断了尾桨!






飞行后的日志查看:
操场飞,头天晚上就编辑好了自动任务



这次PID适配度理想了,也是雪后的早晨没有风,俯仰和滚转都不错



定高还是会在一定的范围内浮动,这个原因很多,一是气压计本身精度、二是低温、三是没有电调定速螺距变化时转速会变、四是自动航线时的姿态变化。

下一步想办法把电调搞成可以定速的



市区内的操场,周边高层建筑多,飞行高度低,只有10米,搜星明显减少



HDOP也都在1.0以上了,但自动航线飞的还,只是绕圈模式绕出来的不圆,反而有点方,哈哈



震动情况,高速机动航线时的震动,还是会因为周期变距的变化而增加了震动的浮动,不过和大机比起来,都是非常小的幅度。


这几天开始上班了,时间少了点,所以后续的更新没及时发布,今早起床把新的更新发上来!

得到本版其它朋友关于小机的很多技术讨论,觉得能够实现电调定速还是极好的,而且ArduPilot官方wiki里关于传统直升机的电调,也建议采用定速方式,这样飞控就只需要负责控制螺距即可,反应会更及时和精确。所以,就立即动手,得到了论坛ahfynjj的大力支持,送了我一块银燕12A电调并刷好了BLHeli固件,而且将基本适合K120的参数都调好了,我拿到手可以直接用了。这里表示感谢,模界不能没有朋友啊!

银燕12A电调很便宜,而且体积也比K120原厂的更小


卸下来的原厂电调


又翻遍了X宝,终于找到一款适用的,体积和重量都适合的支持1-2s输入的有刷电调,用来替换掉之前的Bec和1s有刷电调



重量有减轻了一些,而且电路也更加简便了


焊接电调到飞机主板


重新测量飞机的起飞重量,含电池80g,很理想了,下一步是加装图传摄像头一体,预计重量4g左右


整理好安装布局,做好绝缘处理,理顺走线






定速电调后的测试飞行:



这架K120改了飞控,没了陀螺仪飞了,就又够了一架二手K120,结果在咸鱼被东北老乡忽悠了,744信用的卖家卖给我号称20起落的K120,一身病,又花了200多元才修好,劝各位以后尽量不在咸鱼收航模产品,还是买新的。

现在双机配置了





昨晚,摄像头和图传到了,赶紧挤时间装上去!
搜遍了X宝,都没有太合适的,还是求助模友,在QQ群里看到了这款PCB只有12mm的摄像头,果断下单


Holybro的Altalt mini 5.8G图传发射,也足够小了,只是天线的分量重了些,其实可以直焊或者用ipx接口的


摄像头是下出线,设置上不能翻转画面,所以,得做一个安装摄像头的座,用硬质泡沫切割来做,轻、有密度,还能保护摄像头,就是舵机包装里面那种泡沫



按照需要打孔切割


摄像头直连图传发射,测试一下信号,画面不错,清晰度完全可以


两件总重6g多,还可以接受


摄像头由银燕12A电调的bec供电,因为之前bec没有被占用,因为飞控支持2-6s输入并自带bec了



红色pcb就是银燕12A电调,比伟力K120的稍小一点,上面红框里是为了给前置镜头留出空间,焊接插头从两头焊


全部耐心焊接好,上电测试,一次成功,飞控内置OSD,直接加载到图像上了。


地面站修改了OSD的样式和可视内容,整洁了很多


加装图传发射后,整机起飞重量85克,对续航影响不大


必定是开源产品和diy,在这么小的机器上,没法设计规划的更紧凑,只能暂时这样部署了


图传发射部署在尾管的底部了,将天线向下弯折90度,改日测试实际效果吧



终于折腾到一个段落了,又换上了伟力原厂的骚红金属旋翼头、换上了K123的翼尖涂红的尾桨,头罩是戴不上去了,只能裸飞了。



周末天气不好,就现在室内自稳模式悬停测试一下摄像头和图传在飞行时的效果吧!


低温全自动航线与PFV视角视频:




2019年12月10日更新,折腾无止境,世界首架具备光流定位、激光定高的直升机室内悬停测试成功!










试飞环境:









评分

参与人数 3威望 +5 模币 +16 收起 理由
louyping + 1 + 1 赞一个!
aerodrone01 + 2 + 10 很给力!
toby1110 + 2 + 5 很给力!

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沙发
发表于 2019-11-12 11:54 | 只看该作者
大神nb,期待成品~
来自安卓客户端来自安卓客户端
3
发表于 2019-11-12 12:02 | 只看该作者
沙发没了坐板凳,听讲!
4
发表于 2019-11-12 12:02 | 只看该作者
顶贴 。 总觉得 折腾小机 反而更辛苦 。。

俺还是 坚持走: 载人航模 大飞机 道路 。。



5
 楼主| 发表于 2019-11-12 12:25 | 只看该作者
感谢各位关注,11月12日首飞资料更新完毕
6
发表于 2019-11-12 13:09 | 只看该作者
看完了~  
真是有耐心而且动手能力也很好,666 大神
7
发表于 2019-11-12 13:55 | 只看该作者
.....
8
发表于 2019-11-12 14:41 | 只看该作者
绝对心灵手巧啊
9
发表于 2019-11-12 15:38 | 只看该作者
厉害了,学习了
10
发表于 2019-11-12 15:41 | 只看该作者
666,这是高手
11
发表于 2019-11-12 16:21 | 只看该作者
这个太牛X了,折腾这些真有意思
12
发表于 2019-11-12 16:44 | 只看该作者
這真的神級了,感謝有你
来自安卓客户端来自安卓客户端
13
发表于 2019-11-12 16:55 | 只看该作者
收接收板
来自安卓客户端来自安卓客户端
14
发表于 2019-11-12 17:00 | 只看该作者
飞控有没有地址,私密一个,谢谢
15
发表于 2019-11-12 19:08 | 只看该作者
本帖最后由 lossday 于 2019-11-12 19:14 编辑

100克重量   
  还是改尾巴无刷吧
16
发表于 2019-11-12 19:39 | 只看该作者
本帖最后由 zgchen 于 2019-11-12 19:41 编辑

降压模块3R33神器输出 5V3A没问题,21mm*21mm*7mm足够小了。
17
发表于 2019-11-12 20:33 | 只看该作者
第一次见这么小的直升机装飞控
来自安卓客户端来自安卓客户端
18
 楼主| 发表于 2019-11-12 20:54 | 只看该作者

感谢关注,接收板自己留着,还有一架原配的留着飞三轴呢!
19
 楼主| 发表于 2019-11-12 20:55 | 只看该作者
本帖最后由 zhangpengsir 于 2019-11-22 04:49 编辑
119900889 发表于 2019-11-12 17:00
飞控有没有地址,私密一个,谢谢

X宝搜Kakute F7 mini即可!好像“地面售货站”那家店有。
20
 楼主| 发表于 2019-11-12 20:56 | 只看该作者
lossday 发表于 2019-11-12 19:08
100克重量   
  还是改尾巴无刷吧

不改尾无刷了,没有适配K120尾管的无刷马达座!
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