О проекте

Можно ли сделать автопилот для модели самолета своими руками с нуля? Ответ - ДА. Данный проект посвящается одному из многочисленных авторских вариантов автопилотов, которые можно встретить в интернете.

Основная особенность данного проекта автопилота состоит в том, чтобы добиться большей степени интеграции между аппаратурой радиоуправления и мозгом самолета  - автопилотом. Автопилот решает задачи стабилизации, навигации и подмешивания OSD параметров в видеосигнал, передаваемый с борта самолета.

Добиться большей интеграции возможно только с помощью ухода от стандартной аппаратуры и создания своей собственной цифровой версии дуплексного канала связи земля-самолет. Для летчиков со стандартной аппаратурой в данном проекте предусматривается устройство сопряжения - модуль, который с отдной стороны принимает сигналы PPM от приемника, и с другой строны подсоединяется по UART интерфейсу к плате автопилота.

В случае самодельной аппаратуры в модуле нет никакой необходимости. Роль модуля связи с платаой АП берет на себя сам приемник. В режиме работы с АП, приемник не отдает команды на сервы, а передает их в АП. АП в свою очередь их обрабатывает, и генерирует те команды, который приемник должен выставить на рули. В данной схеме приемник работает как "слейв" устройство, а автопилот становится мозгом всего борта.

На данный момент в рамках проекта разработанно и уже испытывается:

  1. Передатчик и приемник с дуплексным каналом связи, мощностью 100мВт. Осуществлен тестовый полет проверки связи на 2 км.
  2. Плата автопилота. ПО для платы автопилота. Проводятся тестовые полеты в паре с приемником из п.1, и идет работа над улучшением алгоритмов и удобства пользователя.
  3. Плата модуля сопряжения со стандартной аппаратурой. СТДАПП испытан, облетан.
  4. Контрольная панель для управления настройками АП и СТДАПП
 

Планы на ближайшее будущее по данному проекту (Лето 2013г):

  1. Продолжение испытаний АП и улучшение алгоритмов автоматических режимов полета
  2. Завершить испытания приемника и передатчика на мощности более 1 Ватта
  3. Доработка передатчика и приемника в части дополнительных функций и удобства пользователя.
  4. Приступить к разработке наземной станции.

Место, где можно обсудить проект и задать вопросы находится здесь.

Особенности и фичи, которыми обладает на данный момент проект АП:

  • MEMS датчики на плате АП: компас, акселерометр и гироскоп
  • Искусственный горизонт. Алгоритм EKF.
  • Наличие на плате бародатчика высоты с разрешающей способностью до 0.5 метра
  • USB порт для связи с PC и управления внутренними параметрами из консоли
  • Интегрированный GPS модуль, позволяет работать с пассивной керамикой (на плате установлена) либо с активной выносной GPS антенной.
  • Интегрированный OSD видео модулятор для наложения параметров телеметрии на видеосигнал курсовой камеры самолета.
  • Интегрированный аудио модулятор для генерирования сигналов, звуков и речевых сообщений в канал звукового входа видео передатчика
  • Интегрированная флеш память на 16 мбит. Запись полетных логов в черный ящик до 2 часов полета
  • Интегрированный датчик температуры. Измеряет внутреннюю температуру на борту самолета.
  • Режим полета "Manual" - ручное управление самолетом, АП не вмешивается
  • Режим полета "Assistant" - стабилизированное управление. Пилот задает целевые углы наклона и тангажа, а АП приводит самолет к требуемым углам самостоятельно
  • Режим "RTH" - возврат на базу. Самолет  самостоятельно возвращается на базу по команде пилота, либо при обнаружении потери связи с землей
  • Режим "WAP" - way point mission. Режим облета контрольных точек по заданным координатам и высоте. На данный момент до 10 точек. После выполнения миссии самолет возвращается на базу.
  • Датчик тока, датчик воздушной скорости (в процессе испытаний и отладки)
  • Показания RSSI по уровню напряжения либо, dBm для родного приемника
  • поддержка S-BUS футабы для подключения через СТДАПП

ТТХ разработанного и облетанного передатчика:

- RF module RFM22 - 433 MHz (в будущем будет опция RFM69HW)
- Выходная мощность 100mW без бустера, 1.5W с включенным бустером(бустер собран прямо на плате. На данный момент проходит испытания)
- Цветной дисплей 220х176
- Тачскрин резистивный (пока неактивирован)
- клавиатура управления 6 кнопок(4 стрелки, enter, escape)
- 2 стандартных джойстика по 2 канала на каждом. Разрешение 10 бит
- 2 крутилки пропорциональных, разрешение 8 бит
- 4 двухпозиционника
- 2 трехпозиционника
- встроенная флешка на 2Мб
- SD-card слот под микроSD карты (пока не поддерживается программно)
- Звук, динамик 8 Ом, встроенный усилитель. Выход на звук с ЦАП + цифровой таймер
- Радиоканал прямой - смена частот 25 раз в секунду, скорость 18 200. Передача органов управления и сервисной информации
- Радиоканал обратный - смена частот 25 раз в секунду, скорость 9600/19200. Телеметрия с самолета.
- Радиоканал конструируется прямо из меню передатчика. Максимальное кол-во каналов = 24, минимальное = 1. Индивидуальная настройка битовой дискретизации каждого канала: 8 либо 10 бит
- Сканер эфира, выбор каналов
- USB выход. Апгрейд прошивки, риал тайм телеметрия с АП проекта "Мозголёт"
- SUMPPM вход. Работа в качестве приставки аля Эксперт (пока не поддерживается)
- SUMPPM выход, для подключения на себя других ВЧ передающих частей и других приблуд (пока не поддерживается)
- питание: батарея 1S от сотика.
- Встроенная зарядка для 1S LiIo/LiPo батареи
- Опционально питание от любой батареи от 6..18В, с внешним зарядным устройством
- Микроконтроллер внутри STM32F205RET6

Документация по сборке передатчика и приемника, прошивке и инструкция пользователя будет в ближайшее время опубликована на сайте.