Robot i väntan på bättre väder

Robot i väntan på bättre väder

En litet projekt för att lära mig enkel programmering har dragit igång i väntan på att flygvädret skall bli bättre. Ett enkelt robotkit med en Arduino som hjärna.

Kitet var riktigt dåligt kvalitetsmässigt i vissa avseenden. Motorerna som kommer med har en växellåda i plast som gav med sig efter några minuters körning.

Nya motorer med växellåda i metall beställdes. Grundidén för den här roboten är att den skall kunna köra runt och undvika hinder med hjälp av en sonar som svänger fram och tillbaka. Koden är lite sisådär och har skrivits om så att roboten accelererar istället för att motorerna skall ha ett av och på läge.

En extra sonar har också installerats så att den får input från två sensorer istället för bara en. Den ena sitter fast och pekar alltid rakt fram. Den andra kan svänga fram och tillbaka och ger på så sätt roboten ögon åt både höger och vänster. När roboten närmar sig ett hinder saktar den ner för att tillslut stanna ca 10 cm framför hindret. Efter det "tittar" den över sonaren åt både höger och vänster och väljer därefter den väg som har minst hinder i vägen. Roboten svänger åt det hållet och fortsätter sedan framåt tills det uppkommer ett nytt hider.

I kitet kommer det med en batterihållare för 6st standard AA batterier. Denna byttes ut mot en hållare för två st uppladdningsbara 18650 Li-ion batterier istället.

Flight controller (FC) så fungerar den

Flight controller (FC) så fungerar den

När jag började med RC flyg i slutet på nittiotalet fanns det inga flight controllers eller speciellt avancerad utrusning att bestycka flygtygen med. En enkel radiomottagare och analoga servon var det man fick nöja sig med. Drönare var det ingen som sysslade med då de utan dagens teknik hade varit helt omöjliga att flyga.

Idag gör tekniken att både flygplan och drönare kan flyga utan speciellt mycket input från en pilot.

Som nybörjare idag kan man i förväg bestämma (med rätt utrustning) hur mycket ”flyghjälp” man vill ha från en dator ombord. Man kan t.ex bestämma att lutningen åt ett visst håll inte kan överskrida en viss vinkel, att flygplanet eller drönaren rätar ut sig när man släpper spakarna. Detta gör det nästan omöjligt att krascha.

Den stora skillnaden mellan stabiliseringssystemen som sitter i flygplan och drönare är att drönarens system är mångt mer avancerat.

När det gäller flygplan har piloten full kontroll över motorns hastighet och stabiliseringssystemet sköter rodren med hjälp av gyron.

I en drönare är det flight controller som sköter motorernas hastighet. Flight controllern är konfigurerbar och programmeringsbar för att passa i olika sorters drönare. När en pilot t.ex vill att drönaren skall flyga framåt så ges spakutslag framåt. Flight controllern ger då de olika motorerna rätt rotationshastighet för att detta skall ske. För en kort stund börjar de bakre motorerna snurra lite snabbare och de främre något långsammare så att drönaren börjar luta.

Flight controllern läser av sitt läge med hjälp av gyron och accelerometer flera tusen gånger i sekunden och skickar därefter signaler till motorerna som ändrar varvtalet för att bibehålla stabilitet och samtidigt få önskad effekt från pilotens input.

Många flight controllers tillåter flera så kallade flightmodes som enkelt väljs med en switch på sändaren. Ett exempel på en fler-modes setup (i detta fall 3) kan vara att i läge 1 stannar drönaren helt när spakarna släpps med hjälp av GPS-positionering, accelerometer och barometer, i läge 2 låses maximal lutning till ett visst gradtal som gör det omöjligt för piloten att slå runt och i läge 3 ges piloten full kontroll. Med hjälp av en sådan setup kan man i situationer där man ”tappat bort sig” enkelt slå över till läge 1 där drönaren stabiliserar sig själv och stannar på stället.

Racerdrone för nybörjare

Racerdrone för nybörjare

Köpte mig en Eachine wizard x220 för att börja köra lite drönare på ”riktigt”. Den stora skillnaden mellan att flyga en racerdrönare och en drönare från t.ex DJI är att du bestämmer själv vilka begränsningar den skall ha genom programmering av flightconrollern. En Mavic från te.x DJI, den kan du inte flyga upp och ner. Den kommer tillbaka av sig själv om du skulle förlora kontakten. Den lutar aldrig mer än ett visst antal grader hur mycket du än drar i spakarna. Den undviker till och med objekt som är i vägen. Det gör INTE en racerdrönare, den flyger dit du styr den, punkt. Ofta rakt ner i backen. Det krävs en hel del träning för att bemästra konsten att styra en sådan här manick. Det finns som tur är en hel del olika simulatorer att ladda ner och öva på. Det rekommenderas starkt. Sedan är det väldigt bra att läsa på en hel del innan. Man kommer behöva lära sig programmet Betaflight eller Cleanflight för att programmera sin flightcontroller. Själv kollade jag mycket på youtubern Joshua Bardwell: https://www.youtube.com/user/loraan Han har filmer om det mesta gällande drönare, mycket lärorikt.

Lipo batterier

Lipo batterier

Den vanligaste sorten av batteri som används inom drönar och flyghobby är litiumpolymerbatterier. Dessa har en hög energitäthet och kan både laddas och urladdas med hög ström. Förmågan att ladda ur är oftast mycket högre än laddningsförmågan. Det finns många olika tillverkare och här är det idé att köpa något välkänt och inte det billigaste. Dessa batterier är väldigt känsliga och vid fel handhavande kan batteriet till och med bli farligt.

Ett överladdat batteri kan svälla och det som händer då är att en mycket explosiv gas bildas och går det för långt kan det självtändas med en ordentlig eldslåga som följd. Köper man en drönare från något känt fabrikat medföljer en laddare som är anpassad för drönarens batteri. Bygger man egna drönare och köper separata batterier är det viktigt att man även köper en ordentlig Lipo-laddare med balanseringsfunktion så att batterierna laddas på rätt sätt. Ett Lipo-batteri är uppbyggt av separata celler som har en nominell spänning på 3,7 Volt var. Man brukar prata om 1-cells, 2-cells, 3-cells osv. Ett 3-cells batteri har en nominell spänning på 3,7Vx 3, dvs 11,1 V.

På batteriet anges även ett C-värde som står för hur snabbt batteriet kan laddas ur. Har man ett batteri på 1000mah med ett C-värde på 10 är den högsta belastningen som batteriet klarar 1000xC-värdet, alltså 10000mA = 10A. När man laddar batteriet är det säkraste att ladda med 1C dvs 1 gånger batteriets kapacitet. I föregående exempel skulle batteriet då laddas med 1A. Ett 2000mah batteri skall laddas med 2A osv.

En cell är helt fulladdad när den når 4,2V. Försöker man få i ännu mer kommer cellen ta skada och bli farlig. Därför är det viktigt att laddaren håller koll på varje cell för sig när batteriet laddas, därav den speciella Lipo-laddaren. Det är även viktigt att inte tömma cellerna för mycket då de tar skada om de når en för låg spänning (3V). De flesta lipoladdare kommer inte ladda ett batteri som har kommit ner under 3V av säkerhetsskäl. Ett sådant batteri är förstör och skall kasseras. Lite enkelt förklarat så ökar motståndet i batteriet då spänningen blir för låg vilket medför att temperaturen ökar när batteriet sedan skall släppa ifrån sig energin. Detta kan leda till för hög temperatur och ett exploderande batteri.

De flesta applikationer som använder sig av lipo-batterier har en inbyggd säkerhetsfunktion som gör att batteriet inte kan laddas ut för mycket. Motorerna stannar helt enkelt innan spänningen blir för låg.

Mavic pro platinum

Mavic pro platinum

Har nu haft min Mavic pro platinum sedan den släpptes på marknaden och den har inte gjort mig besviken. Har haft med den på en hel del semestrar och videokvalitén är makalös för att komma från en så liten kamera.

Ett måste är dock att använda sig av filter, jag använder Polarpros och är helnöjd med dem. Man blir lite förvånad över hur mycket bättre filmerna blir bara av att få ner slutarhastigheten. Ett bra riktmärke är att försöka hålla slutarhastigheten ungefär det dubbla av den FPS man filmar i. Jag kör t.ex med 4k 30fps och håller mig då till en slutarhastighet av 60/s. Detta gör att man får till den där filmatiska rörelseoskärpan på ett snyggt sätt.

Ett annat måste är att köpa fly-more combo kitet. Extrabatteri, väska och reseladdare är ett måste om man överhuvud taget skall få ut någon av sin drönare.

Photo by Gautier Salles on Unsplash

Litet passagerarplan av golvisolering

Litet passagerarplan av golvisolering

Detta flygplan byggdes från scratch efter enkla tvåplansritningar som jag hittade på nätet

Materialet är 2mm golvisolering som är målad och klädd med plastfilm. Hittade två stycken mycket små impellerfläktar (ducted fans) som framdrivning så den är väldigt realistisk utan synlig propeller.

Landningsställen är inte infällbara men stötdämpare finns på plats, gjorda av små fjädrar och tunna mässingsrör. Trots storleken sitter det 5 servon i modellen: Två till skevrodren, ett till höjdrodret, ett till sidorodret samt ett till noshjulet så att modellen går att styra på marken.

Flygegenskaperna är sisådär, vingprofilen är en Clark-y och med bakåtsvepta vingar som smalnar av mot spetsarna blir detta en perfekt kombo för att vingspetsarna stallar först vilket medför att modellen klipper starkt åt höger eller vänster och går in en fin men ack så förödande spinn när modellen stallas (överstegras). Skall man flyga sakta görs detta med fördel på betryggande höjd så att man har tid att ta sig ur spinnen.

Motorer till racerdrönare

Motorer till racerdrönare

Valet av motorer till min Armattan blev en ny kvalitetsmotor från iFlight framtagen i samarbete med Patrick Xing, en teknikingenjör och drönarfantast. Cyber Xing 2207,5 2555KV, en dyr top-of-the-line motor som lovar bästa prestandan mellan effekt och vikt. Kraftigare precisionskullager, högre statorvolym och 4mm motoraxel i titan är detaljer som skiljer sig från billigare varianter.

Motorerna kommer i en trevlig liten låda väl ompackade av mjukt skum, lite onödigt med tanke på vad motorerna kommer utsättas för lite längre fram.... :)

I vissa fall säljs drönarmotorer med vänster eller högergängad propelleraxel för att motsvara motorns driftriktning men dessa motorer finns bara med högergängor. Viktigt att man använder sig av låsmuttrar på propellrarna så att de inte flyger av.

Wizzard 220 nya motorer, DJI Air Unit del 2

Wizzard 220 nya motorer, DJI Air Unit del 2

Sådär! Då var det klart :)

Uppgraderingen blev riktigt lyckad! Flyger hur bra som helst och är riktigt kul att flyga. Bara att byta från 3S till 4S gör väldigt mycket. De nya motorerna låter trevligare och bilden i DJIs system är i en klass för sig. En ny sak till är att mottagaren bytts ut till en Spekrum 4651t med telemetri så nu kan den skicka info till radion om te.x signalstyrkan vilken kan vara trevligt när man flyger en bit bort.

De bakre stagen printades med inkapslade muttrar så de sitter ordentligt, antennhållaren för DJIs antenner printades i flex så att de är lite mer hållbara vid "eventuella" krascher ;)

Har haft lite problem med radions räckvidd när mottagaren suttit inuti och antennerna pekat snett bakåt, tror att de hamnar i skugga av kolfiber-ramen lite för ofta. För att råda bot på det konstruerades den övre plattan med en hållare där bak samt en tillhörande liten specialanpassad låda för radiomottagaren. Det käcka med detta är att mottagaren enkelt kan tas av när drönaren skall packas ner i transportväskan vilket gör att det får plats två drönare :)

Flight controller till racerdrönare

Flight controller till racerdrönare

Valet av flight controller till sin drönare kan var svår med alla varianter som finns på marknaden. Det finns inte så mycket rätt eller fel utan den skall passa applikationen man bygger helt enkelt. Man behöver veta sitt behov innan man skaffar sig en.

Det finns några olika storlekar men standar är med fästhål 30,5X30,5mm som passer det flesta ramar. Skall man bygga en drönare med return-to-home funktion behöver flightcontrollern ha kompass och barometer. Detta går att lägga till externt men lika bra att köpa en som har allt man behöver från början så slipper man extra vikt. Just för return-to-home behövs även en GPS och den är alltid extern och kopplas in till flight controllern via en av UART-kontakterna.

I detta fall var jag ute efter en flight controller till min Armattan Marmotte som skall bli en FPV-racerdrönare och då behövs varken kompass eller barometer. Däremot är det najs om den kan kopplas direkt till DJIs air unit utan att jag skall behöva löda en massa och då hittade jag denna flight controller från Diatone Inovations: MAMBA 405DJI

Den har alla nödvändiga funktioner och lite därtill. Denna variant såldes även som ett stack med PDB (power distribution bord) och ESC (electric speed controller) i ett. Fartreglagen (ESC) är på 50A vardera och kommer räcka väl till mina motorer.

Jag kommer inte använda DJIs radiosystem så DJIs airunit kommer bara agera sändare för digitalvideo och info från flight controllern till DJI FPV googles.

Ladda LiPo-batterier med solceller

Ladda LiPo-batterier med solceller

En sak som kan vara lite omständigt när man skall iväg en dag och flyga är att ladda batterierna på platsen man tänkt flyga på. Ett batteri till en racerdrönare räcker ca 5 minuter innan det behöver laddas igen.

För att slippa att ha med sig en hel uppsättning batterier så har vi byggt ett bärbart laddsystem som går på solceller.

I paketet ingår ett 12V masterbatteri på 10Ah (ett gammalt elcyckelbatteri), en solcellsregulator, en vikbar solpanel på 80w samt en LiPo-laddare som kan gå på 12V. På bilden visas batteriet, regulatorn och laddaren. Batteriet sitter inkapslat i en 3-printad hållare med fyra små ben och fästanordning för regulatorn. Från regulatorn går en en sladd som kopplas till solcellspanelen samt två sladdar för uttag av last, en för laddaren och en extra om man skulle vilja ha någon annan last. Jag använder den till att ge ström åt FPV glasögonen.

Solcellerna ger ström till batteriet via regulatorn som hela tiden laddas. Vid belastning så ger regulatorn först och främst ström från solcellerna direkt till lasten, i detta fall LiPo-laddaren. Skulle solen gå i moln fixar regulatorn så att laddaren får ström från batteriet om spänningen från solcellerna faller för mycket.

Systemet har fungerat helt fantastiskt i sommar och vi har kunnat vara ute flera timmar och klarat oss på 3 batterier per drönare. Det tar ca 20 minuter att ladda upp ett batteri igen efter användning och vi kan ladda två batterier samtidigt.

Solcellsregulatorn heter SmartSolar och kommer från Victron energy. Den har en tillhörande app som visar all info om batteriets status, hur mycket ström och effekt solcellerna ger, hur mycket last som tas ut och huruvida batteriet laddas eller belastas.

DJI har en drönare för alla

DJI har en drönare för alla

DJI är enligt mig det företag som kommit längst när det kommer till drönare både för kommersiellt samt för privat bruk.

I kategorin för privat bruk finner vi Mavicfamiljen med 5 medlemmar, Phantom pro 4 v2 och Spark.

Här följer lite kort info om de olika drönarna:

Mavic 2 är den som har bäst kamera i Mavicfamiljen, en 4K 20MP Hasselblad med en "stor" 1 inch CMOS sensor samt en reglerbart bländarvärde från F/2.8-F11, ISO 100-6400, elektronisk slutare 8-1/8000sek. En helt fantastisk kamera med andra ord. Sensorer för att undvika objekt finns åt alla håll. Vikt: 907g Flygtid: Ca 31 min

Pris: Ca 16000:-

Mavic 2 finns även i en variant med en zoombar kamera. Det är dock inte en Hasselblad utan en mindre 4K 12MP variant med en 1/2.3 inch sensor och reglerbart bländarvärde F/2.8-F/3.8, ISO 100-3200, elektronisk slutare 1-1/8000sek. Fördelen med denna variant är att man kan få coola effekter med hjälp av zoomfunktionen. Sensorer för att undvika objekt finns åt alla håll. Vikt: 905g Flygtid: Ca 31 min

Pris: Ca 13200:-

Mavic pro platinum har en 4K 12,35MP kamera som även den har en 1/2.3 inch sensor men som saknar zoomfunktion och som har fast bländarvärde på F/2.2, ISO 100-3200, elektronisk slutare 8-1/8000sek. Sensorer för att undvika objekt finns bara i fronten. Vikt: 634g Flygtid: Ca 30 min

Pris: Ca 12000:-

Mavic Air har en 4k 12 MP kamera med en 1/2.3 inch sensor med fast bländarvärde F/2.8, ISO 100-3200, elektronisk slutare 8-1/8000sek. Sensorer för att undvika objekt både fram och bak. Vikt: 430g Flygtid: Ca 20 min

Pris: Ca 7800:-

Mavic mini har även den en 12 MP kamera med en 1/2.3 inch sensor med fast bländarvärde F/2.8, ISO 100-3200, elektronisk slutare 4-1/8000sek men kan dock "bara" filma i 2.7K. Denna drönare har endast sensorer som känner av nedåt och saknar därmed förmågan att själv stanna om något skulle komma i vägen. Vikt: 249g Flygtid: Ca 30 min

Pris: Ca 4500:-

Alla Ovanstående är ihopfällbara och tar på så sätt minimalt med utrymme i packningen.

Det var alla drönare i Mavicfamiljen.

Sen har vi Phantom och Spark som befinner sig i var sin ände av spektrumet.

Phantom 4 pro V2 har en 20MP kamera med en 1 inch sensor, variabel bländare F/2.8-F/11, ISO 100-6400. Den har även en mekanisk slutare 8-1/2000sek samt en elektronsik slutare 8-1/8000sek. Kameran kan filma i 4K/60fps vilken ingen av de andra drönarna kan så detta är den mest avancerade av drönarna för privat bruk. Sensorer för att undvika objekt finns åt alla håll. Drönaren är inte ihopfällbar och tar därmed mer plats. Vikt: 1375g Flygtid: Ca 30 min

Pris: Ca 20 000:-

Spark har en 12 MP kamera med 1/2.3 inch sensor, fast bländare F/2.6, ISO 100-3200, elektronisk slutare 2-1/8000sek. Den största skillnaden mellan gimbalerna som sitter på denna jämfört med de andra drönarna är att denna endast har en tvåaxlig gimbal. Den saknar förmågan att parera i sidled vilket gör att denna drönare inte tar riktigt lika stabil video som de andra. Den har även ett litet annorlunda sensorsytem för att undvika objekt vilket gör att det fungerar bäst på väldigt när håll såsom när man flyger inomhus. Även om denna drönare är liten så går den inte att fälla ihop vilket gör att den tar nästan lika mycket plats i packningen som en Mavic 2. Vikt: 300g Flygtid: Ca 15min

Pris: Ca 4500:-

När det kommer till de kommersiella drönarna för professionella filmningar samt för övervakning och jordbruk finns flera varianter.

Ispire 2 går att bestycka med olika sorters kamerasystem. Vikten utan kamera och gimbal är 3440g och med en maximal flygvikt på 4250g har man utrymme för ett kamerasystem som väger 810g. Denna drönare fäller upp landningsstället vilket gör att kameragimbalen kan snurra 360 grader utan att få med själva drönaren vilket underlättar när man filmar.

Denna drönare kostar ca 34 000:- utan gimbal och kamera. Beroende på vilken kamera man väljer landar priset på 110 000-300 000:-

Dji:s Agras T16 och MG 1-P series är helt och hållet för industrianvändning för såväl film, jordbruk,bygg och anläggning m.m. Priset på ett sådant system går inte att säga då det helt beror på vilken sorts utrustning man bestyckar dem med.

Photo by Mitch Nielsen on Unsplash

« Till start