การเขียนโปรแกรม Quadrotor พื้นฐาน

1 decadeที่ผ่านมา

โดย เจ้าของร้าน

การเขียนโปรแกรม Quadrotor พื้นฐาน ,การบินอากาศยาน 4 ใบพัด ,โดรน drone ,โดรนคอร์ดคอปเตอร์ Drone QuadCopter ,อากาศยานไร้คนขับ

เรียบเรียงโดย ทินกร เขียวรี

https://sites.google.com/site/tinnakonkheowree/

และรวมเนื้อหาการเขียนโปรแกรม Quadrotor, Quadcopter พื้นฐาน และความรู้จากที่มีโปรเจคและวิจัยทำในไทยและต่างประเทศ

////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

โครงการถ่ายทอดความรู้เครื่องบินสี่ใบพัดและควบคุมตำแหน่งเบื้องต้น สาขาวิชาวิศวกรรมเมคคาทรอนิกส์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลอีสาน วิทยาเขตขอนแก่น วันที่ 7-8 พฤษภาคม 2559 ดาวน์โหลดเอกสาร

/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

เอกสารที่ใช้อบรมการประกวดแข่งขันนักบินน้อย มทร.สุวรรณภูมิ RUS-IE Young Pilot Competition 2015 วันที่ 20-21 มกราคม 2558

https://drive.google.com/file/d/0B4UGzNJoSnKmMGlFTXp1em1jdEk/view?usp=sharing

https://drive.google.com/file/d/0B4UGzNJoSnKmUUxqUWlwcmIwUTA/view?usp=sharing

//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

หัวข้อที่ต้องรู้ในการเขียนโปรแกรม บอร์ด MEGAWAP_V2_AIO

หัวข้อที่ต้องรู้ในการเขียนโปรแกรม

บอร์ด Arduino MEGA 2560 กับ เซนเซอร์ GY-86 10DOF

อธิบาย Code QuadX_2560GY86_PIDAuto_V1

1.การกำหนดความเร็วลูป 100 Hz, 50 Hz, 20 Hz, 10 Hz, 5 Hz, 1 Hz

100 Hz ทำ อ่านเซนเซอร์ gyro,acc, ควบคุม PID , Filter

50 Hz ทำ อ่านค่ารีโมท

20 Hz อ่านค่า Ultrasonic ,ทำ Filter

10 Hz ทำ Automatic Takeoff และ Landing อ่านค่า

Magnetometer และ Chack_Command, By Remote idle-up settings 0,1,2

5 Hz คำนวณ GPS ควบคุมต่ำแหน่ง

1 Hz แสดงสถานะหลอดไฟ LED ทำ Accelerometers trim โดยใช้ รีโมท

2.การสร้างตัวแปรเพื่อเก็บค่า int 16 bit, long 32 bit ,uint8_t, unsigned long , float 32bit,

3.การอ่านค่าเซนเซอร์ gyroscope , accelerometer, magnetometer

4.การอ่านค่าบาโรเพื่อมาคำนวณค่าความสูงจากเซนเซอร์ MS5611

5.การทำตัวสังเกตเพื่อประมาณค่าความสูง ,State estimation with Kalman Filter

6.การอ่านค่าเซนเซอร์ Ultrasonic , Trigger, Echo

7.การอ่านค่าเซนเซอร์ GPS ใช้ NMEA_BINARY settings ของ MultiWii

8.การอ่านค่ารีโมท PWM 1-1.9 ms แบบ CPPM สายเส้นเดียว ได้ 6 CH

9.การกำหนดค่าเริ่มต้นใน setup()

-ค่าเริ่มต้นการอ่านรีโมท

-ค่าเริ่มต้นสั่งมอเตอร์

-ค่าเริ่มต้น GPS

-ค่าเริ่มต้น I2C เปลี่ยน I2C clock rate to 400kHz

-ค่าเริ่มต้นเซนเซอร์ GY-86 , mpu6050 HMC5883 MS561101BA

-ค่าเริ่มต้นอัลตร้าโซนิค

-การอ่านเซนเซอร์เริ่มต้น

-การทำคาริเบตเซนเซอร์

-ตั้งค่าเริ่มต้นการหามุม AHRS (An attitude and heading reference system , AHRS)

-กำหนดเวลาเริ่มต้น

10.การทำ sensor Calibration และการแปลงหน่วย rad/s , deg/s , m/s^2

11.การลดสัญญานรบกวน sensor , Moving average filter , Low pass filter

12.วิธีการหาค่ามุม AHRS, Quaternion , direction cosine matrix , Euler angles, Rotation matrix Body Fixed Frame, Earth-Fixed frame

13.การอ่านค่า GPS latitude and longitude , ความเร็วการเคลื่อนที่ Earth-Fixed frame

14.การควบคุม PIDA , P-PID , Roll, Pitch, Yaw

-คำนวณหาค่ามุมรีโมท

-การดิฟหาความเร็วจากมุมรีโมท

-การคำนวณค่า error

-การคำนวณกฏการควบคุมมุมและ Rate Gyro

15.การควบคุมความสูงใช้ State feedback control หรือ PID

16.เทคนิคการจูนค่า Gain ที่ใช้ควบคุม

17.เงื่อนไขการทำ Automatic Takeoff และ Landing

18.การควบคุมต่ำแหน่ง GPS ใช้ PID control

19.การทำ Motor mixing theory, Quad +,x

20.การสั่ง PWM 1-1.9 ms ให้มอเตอร์หมุน

21.การทำ Electronic Speed Controllers Calibration 1 - 1.9 ms

22.การทำ Accelerometers trim โดยใช้ รีโมท

23.การทำ Calibration sensor Magnetometer หาค่า Max , Min

24.การทำ ARM and DISARM มอเตอร์ไม่หมุนและหมุน

บอร์ด ET-EASY MEGA1280 (DUINO MEGA)

2.1. ความเร็วลูป 20 Hz, 10 Hz, 5 Hz

20 Hz อ่านค่า Ultrasonic ,ทำ Filter , ตรวจสอบการเชื่อมต่อ GPS 2 ตัว ,ส่งค่าความสูงและGPS ไปบอร์ด MEGAWAP_V2_AIO

10 Hz ปริ้นค่าดู 5 Hz อ่านค่า GPS

2.2. การอ่านค่าเซนเซอร์ Ultrasonic_HC-SR04, Trigger, Echo

2.3. การอ่านค่าเซนเซอร์ GPS ใช้ NMEA_BINARYxx settings ของ MultiWii

2.4. การกำหนดค่าเริ่มต้นใน setup()

2.5. การลดสัญญานรบกวน sensor , Low pass filter

2.6. การส่งข้อมูล RS232 data 22 byte

โหลด Code ที่

https://github.com/QuadTinnakon?tab=repositories

เอกสาร

https://drive.google.com/file/d/0B4UGzNJoSnKmVlNFeFpnNTFiZzA/view?usp=sharing

สอนสร้าง QUADCOPTER ด้วยตนเอง ตอนที่ 1 แนะนำอุปกรณ์

สอนสร้าง QUADCOPTER ด้วยตนเอง การสอนเชิงปฏิบัติการเรียนรู้และฝึกทักษะด้านระบบสมองกลฝังตัวของอากาศยาน (Quadrotor Controller) เพื่อมีความรู้พื้นฐานในการเขียนโปรแกรมพื้นฐานด้าน UAV เบื้องต้น

ของเครื่องบิน 4 ใบพัด โดยใช้ Arduino เพื่อให้ทำงานอัตโนมัติด้านระบบสมองกลฝังตัวของอากาศยาน 4 ใบพัดขนาดเล็ก สามารถทำเงื่อนไข 1. Automatic Takeoff 2. Landing 3. GPS Position Hold

4. Altitude Hold 5. 1 Waypoint Navigation

ประเภทหลักสูตร : E-learning เรียน Online

http://crowdemy.org/campaigns/

เนื้อหาที่เกี่ยงข้องกับการพัฒนา

อ.บุญเลิศ เจยาคม .โครงการฝึกอบรมอากาศยานไร้คนขับ VTOL UAV.สำนักงานวิจัยและพัฒนาการทางทหารกองทัพเรือ

https://drive.google.com/file/d/0B4UGzNJoSnKmSTFqYzJHNjkwRlk/view?usp=sharing

อัครพันธุ์ สังข์วงษ์, จิตพล ศรีสว่าง และ สรวิศ ไพฑูรย์วงศ์ . เครื่องบินอัตโนมัติแบบสี่ใบพัดสำหรับการถ่ายภาพทางอากาศ. คณะวิศวกรรมศาสตร์ (Engineering) มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี. ปี 2555

http://www.research.rmutt.ac.th/archives/10158

http://www.research.rmutt.ac.th/wp-content/uploads/2014/03/133141.pdf

จักรพรรณ ดีสุด และจักรกริช หล่อประโคน. Multi Rotor Flying Object. Logbook ครั้งที่ 3 ประจำปีการศึกษา 2554 ภาควิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น.

http://www.slideserve.com/fahim/multi-rotor-flying-object

SCHOOL OF ELECTRICAL, ELECTRONIC AND COMPUTER ENGINEERING

QUAD-ROTOR FLYING OBJECT

http://du-preez.com/other/Qfo_Report.pdf

ชงควัฒน์ และคณะ. อากาศยาน ปีกหมุน 4 ใบพัด. ภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น พ.ศ. 2556

http://mis.en.kku.ac.th/administrator/doc_upload/20140318123929.pdf

สถิตพงศ์ จงรักตระกูล และคณะ.การออกแบบและพัฒนาอากาศยาน 4 ใบพัด รักษาเสถียรภาพด้วยการควบคุมแบบป้อนกลับ.ภาควิชาครุศาสตร์เครื่องกล คณะครุศาสตร์อุตสาหกกรม มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีพระจอมเกล้าพระนครเหนือ.

http://aimagin.com/blog/design-and-development-of-quad-rotor-for-stability-with-closed-loop-control/?lang=th

http://aimagin.com/blog/wp-content/uploads/2013/08/Design-and-Development-of-Quad-Rotor-for-Stability-with-Closed-loop-control.pdf

นายณัฐพงศ์ และคณะ โครงงานยานบินบังคับ 4 ใบพัด . สาขาวิชาเทคโนโลยีอุตสาหกรรม ( เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ ) คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยราชภัฏจันทรเกษม .

http://www.elecnet.chandra.ac.th/paper/255505.pdf

ASTVผู้จัดการออนไลน์7 กันยายน 2557 .สำรวจ “อากาศยานไร้นักบิน” ผลงานไทย .

http://www.manager.co.th/Science/ViewNews.aspx?NewsID=9570000101785

สมบูรณ์ ธีรวิสิฐพงศ์, ประเสริฐ ปิ่นปฐมรัฐ,และคณะ. การพัฒนาอากาศยานไร้นักบินต้นทุนต่ําเพื่อกิจการทางทหาร. สาขาครุศาสตรอิเล็กทรอนิกสและโทรคมนาคมภาควิชาครุศาสตรอุตสาหกรม คณะครุศาสตรอุตสาหกรม มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลธัญบุรี.

http://journal.rmutp.ac.th/wp-content/uploads/2014/08/Special-Engineering-27.pdf

คฑาพิสิษฐ์ คูเพชรรัตน์ และอนุมัติ อิงคนินันท์.ระบบควบคุมความสมดุลอตัโนมตัิของอากาศยาน 4 โรเตอร์.วศิวกรรมคอมพิวเตอร์คณะวศิวกรรมศาสตร์กา แพงแสน มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

http://cpe.eng.kps.ku.ac.th/db_cpeproj/fileupload/project_IdDoc69_IdPro68.pdf

Optical flow-based เรียบเรียงโดย น.ต.วัชรพงษ์ เข็มเพ็ชร

http://www.dae.mi.th/aeroblog/?p=2796

Kalman Filter

แนวคิดพื้นฐานและหลักการทํางานของ Kalman Filter Algorithm น.ต.ดร. กฤษฎา แสงเพ็ชรสอง

http://library.rtna.ac.th/web/RTNA_Journal/y.4c.4/05.pdf

น.ต.ดร. กฤษฎา แสงเพ็ชร์ส่อง "การแสดงมุมเอียงและการเปลี่ยนแกนอ้างอิง" อาจารย์ฝ่ายศึกษา โรงเรียนนายเรือ.

https://drive.google.com/file/d/0B4UGzNJoSnKmZ2tiRVUwaWU0bUE/view?usp=sharing

DIY mini Quad Copter cmmakerclub

http://www.cmmakerclub.com/2014/11/667

Quadcopter Parts List | What You Need to Build a DIY Quadcopter

http://quadcoptergarage.com/quadcopter-parts-list-what-you-need-to-build-a-diy-quadcopter/

MultiWii http://www.multiwii.com/ http://witespyquad.gostorego.com/

AeroQuad http://aeroquad.com/content.php

MegaPirateNG https://github.com/MegaPirateNG/ardupilot-mpng

APM Open source autopilot http://planner.ardupilot.com/

http://ardupilot.com/

OpenPilot CC3D http://www.openpilot.org/

UAVX-ARM32 Full Sensors http://www.quadroufo.com/

AutoQuad is an Open Source firmware project http://autoquad.org/

ศึกษาการเขียนโปรแกรมควบคุม quadrotor (เปิดให้โหลดกันแล้วจ้า

http://www.rcthai.net/

ทินกร เขียวรี . การควบคุมความสูงระดับเพดานบินโดยใช้ตัวควบคุมแบบปรับตัวเองได้ร่วมกับตัวสังเกตคาลมานสำหรับเครื่องบิน 4 ใบพัดขนาดเล็ก. สาขาวิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์และสถาปัตยกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลสุวรรณภูมิ. ปี 2557

https://drive.google.com/file/d/0B4UGzNJoSnKma1FxX3JuY09lbFU/view?usp=sharing