Transfer sygnałów. stabilizacja lotu modelu. Autonomiczny powrót/lot po waypointach. Wybrany tryb pracy sygnalizowany jest świeceniem diody LED

Transkrypt

1 Autopilot 3.0 Autopilot Parametry techniczne, charakterystyka... 2 Tryby pracy... 2 Transfer sygnałów... 3 stabilizacja lotu modelu... 3 Autonomiczny powrót/lot po waypointach... 3 Aktywacja przez Failsafe... 4 KROK PO KROKU:... 5 Opis złączy autopilota... 5 OSD... 5 Podłączenie odbiornika... 6 Podłączenie serw i regulatora... 6 Zasilanie układu... 6 Inicjacja autopilota... 6 Wybór rodzaju usterzenia, oraz rewersów serw... 7 Lotki... 8 Ster wysokości w układzie klasycznym oraz delta... 8 Ster kierunku w układzie klasycznym... 8 Ster wysokości i kierunku w układzie V... 8 Montaż czujnika horyzontu IMU... 8 Montaż i kalibracja czujnika horyzontu FMA Położenie czujnika horyzontu Kalibracja zakresu Kalibracja zera Trymowanie modelu Parametry dla trybu stabilizacji Aileron reverse Aileron gain Elevator reverse Elevator gain Parametry dla lotu autonomicznego (powrót do bazy/lot po waypointach) Throttle limit Throttle mode Roll limit Rudder limit Course gain Turn gain Inertion gain Na lotnisku Zasada ograniczonego zaufania Przed startem Start Lot Problemy Jak to działa, czyli trochę nudnej teorii Odchyłka kursu Szybkość skrętu... 20

2 Brak reakcji modelu Neutrum sterów Warunki użytkowania Odpowiedzialność Parametry techniczne, charakterystyka Trzy tryby pracy, wybierane położeniem przełącznika w nadajniku zdalnego sterowania: o bezpośredni transfer sygnałów z odbiornika do serw i regulatora silnika, bez żadnej ingerencji autopilota o stabilizacja lotu modelu (pitch oraz roll), z wykorzystaniem lotek oraz steru wysokości o samodzielny (bez udziału pilota) powrót do punktu startu: sterownie kursem za pomocą lotek oraz steru kierunku sterowanie wysokością za pomocą gazu i steru wysokości Aktualnie wybrany tryb pracy sygnalizowany jest diodą LED Wykorzystanie 6 kanałów odbiornika: o Lotki, na kablu Y lub lotki rozdzielone na dwóch oddzielnych kanalach o Kierunek o Wysokość o Gaz o Przełączanie trybów pracy Zasilanie +5..6V z BEC, wspólne z zasilaniem odbiornika i serw Powrót do bazy z zachowaniem bezpiecznej wysokości lotu: o Poniżej 50m wejście na pułap 50m o Powyżej 300m zejście na pułap 300m o Pomiędzy 50 a 300m utrzymywanie wysokości o Poniżej 10m wyłączenie silnika Współpraca z OSD o Współpracuje wyłączenie z OSD M644 w wersji 5.0 lub nowszej o OSD musi być wyposażone w czujniki horyzontu FMA lub IMU o Szybkość pracy GPS 4800, 9600 lub 19200bps, 1Hz lub 5Hz Konfiguracja z menu ekranowego OSD o Wszystkie parametry ustawiane z poziomu menu OSD o Nie jest wymagana znajomość języków programowania o Nie jest potrzebne dodatkowe oprogramowanie oraz sprzęt (PC) Rozdzielczość sterowania 0,3% (330 kroków po 3uSec) Wymagania dotyczące modelu o Szybowce, modele elektryczne lub spalinowe o Tylko modele z usterzeniem typu T (klasycznym) o Tylko modele wyposażone w lotki o Model z napędem po dodaniu gazu musi się wznosić, a po odjęciu gazu opadać bez przeciągnięcia Tryby pracy Autopilot posiada 3 tryby pracy sterowane jednym kanałem toru sterowania (RC). Wejście sterujące trybem pracy autopilota powinno być podłączone do wyjścia odbiornika, sterowanego trójpozycyjnym przełącznikiem w nadajniku.

3 Wybrany tryb pracy sygnalizowany jest świeceniem diody LED Transfer sygnałów W tym trybie autopilot bezpośrednio transferuje wszystkie sygnały z odbiornika do serw i regulatora silnika. Autopilot nie ingeruje w transferowane sygnały i nie powinien wprowadzać zauważalnych zmian w sterowaniu lub opóźnień sygnałów. Maksymalne opóźnienie sygnału wynosi 20 milisekund, a rozdzielczość sygnałów wynosi 0,3%. Układ dokonuje analizy błędnych wartości sygnałów i ogranicza szerokość impulsów sterujących do wartości maksymalnie 100% nominalnej wartości dla sygnału PPM (długość impulsu od 1 do 2 milisekund) Ten tryb aktywowany jest ustawieniem przełącznika w nadajniku na pozycję minimum. W tym trybie dioda LED jest zgaszona stabilizacja lotu modelu W tym trybie autopilot wspomaga pilota w utrzymaniu stabilnego lotu modelu. Stabilizacja obejmuje zarówno przechył (roll) korygowany wychyleniami lotek, jak też pochylenie modelu (pitch), korygowany wychyleniami steru wysokości. Układ stabilizacji kompensuje wpływ podmuchów wiatru, a także w pewnym stopniu wpływ charakterystyki modelu (jego wyważenie lub zachowanie się po dodaniu gazu). Układ stabilizacji zmienia sposób reakcji modelu na wychylenia drążka sterowego: model szybciej reaguje na wychylenia sterów, oraz wychylenie np. drążka lotek steruje kątem pochylenia modelu a nie szybkością obrotu wokół osi podłużnej modelu. Model z włączoną opcją stabilizacji będzie również ograniczał maksymalne przechylenie i pochylenie modelu, uniemożliwiając wykonanie figur akrobacyjnych (pętle, beczki). Ten tryb może być również pomocny podczas nauki latania. Zalecany jest start modelu z wyłączoną opcją stabilizacji, a dopiero włączenie jej na bezpiecznej wysokości i oswojenie się ze zmienionym zachowaniem modelu. Ten tryb aktywowany jest ustawieniem przełącznika w nadajniku na pozycję neutralną (zero). W tym trybie dioda LED jest wolno miga UWAGA: Funkcja stabilizacji wymaga odpowiedniego dobrania parametrów Gain oraz Reverse, stosownie do właściwości modelu. Przeczytaj o tym w rozdziale krok po kroku Opcja stabilizacji nie zastępuje prawidłowego wyważenia i wytrymowania modelu, a jej właściwe ustawienie jest warunkiem niezbędnym do prawidłowej pracy autopilota w trybie autonomicznego powrotu do bazy. Autonomiczny powrót/lot po waypointach W trybie autonomicznego powrotu do bazy oraz lotu po waypointach (wybór trybu jest dokonywany przełącznikiem sterującym praca OSD) autopilot przejmuje całkowicie sterowanie modelem i opierając się na wskazaniach czujnika horyzontu oraz GPS kieruje model do punktu startu (do bazy) lub do wcześniej zadanych w OSD punktów trasy, wykonując łagodne zakręty oraz utrzymując wysokość lotu modelu. W czasie lotu autonomicznego autopilot wykorzystuje lotki, ster kierunku, ster wysokości oraz gaz.

4 Podczas lotu po waypointach, po zbliżeniu się do wapointa na odległość mniejszą niż 50m, autopilot kieruje model do kolejnego waypointa. Po dotarciu do punktu bazy lub ostatniego zdefiniowanego waypointa autopilot będzie krążył lecąc po okręgu lub wykonując ósemki, nadal utrzymując wysokość i cyklicznie przelatując nad punktem bazy/waypointa. Dla bezpieczeństwa lotu, w przypadku gdy wysokość lotu w momencie włączenia autopilota jest mniejsza niż 50 m autopilot zwiększy wysokość lotu do 50m. Gdy wysokość lotu jest powyżej 300m, autopilot obniży lot do 300m. W przedziale od 100m do 300m autopilot będzie utrzymywał aktualny pułap lotu. W trybie autonomicznego powrotu dioda LED jest cały czas zapalona. UWAGA: Autopilot nie wykonuje samodzielnie manewru lądowania, Wylądowanie modelu może nastąpić jako wynik wyczerpania pakietu napędowego (lub paliwa) i utraty wysokości modelu szybującego bez napędu. Miejsce, kierunek oraz szybkość lądowania jest wówczas przypadkowa. Aktywacja przez Failsafe Większość nowoczesnych odbiorników wyposażonych jest w funkcję Fail Safe, czyli ustawiania wyjść odbiornika w zaprogramowany wstępnie stan, po zaniku sygnału z nadajnika. Ta opcja może być wykorzystana do aktywacji autopilota i wymuszenia autonomicznego powrotu do bazy po zaniku sygnału z nadajnika (po utracie zasięgu, silnych zakłóceniach itd). W tym celu należy tak zaprogramować funkcję Fail Safe w odbiorniku, aby po zaniku sygnału z nadajnika, kanał sterujący autopilotem miał maksymalne wysterowanie.

5 KROK PO KROKU: Opis złączy autopilota Najnowsze wersje płytki autopilota linki poniżej: OSD Autopilot jest podłączony do układu OSD M644 dwużyłowym przewodem. Jeden przewód łączy masy obydwu urządzeń, a drugi łączy wyjście PC z OSD z wejściem Rx w autopilocie. To połączenie zapewnia komunikację pomiędzy OSD a autopilotem, niezbędne do prawidłowej pracy autopilota. UWAGA: wyjście PC znajduje się złączu, do którego podłączony jest GPS. W szczególności przy użyciu GPS MTK w trybie 5Hz, to wyjście podłączone jest równocześnie do GPS-a i autopilota. Podłączenie to powinno być wykonane z użyciem odpowiedniego kabla-rozdzielacza. Należy upewnić się, że w OSD ustawiona jest właściwa szybkość GPS ( 4800, 9600 lub bps). UWAGA: podczas wyświetlania menu ekranowego w OSD, nie są przekazywane do autopilota informacje z czujników położenia i nie funkcjonuje prawidłowo stabilizacja ani autonomiczny powrót do bazy.

6 Podłączenie odbiornika Odbiornik podłączamy do autopilota zwracając uwagę na przypisania odpowiednich sterów do właściwych wyjść (kanałów) odbiornika. Różne rodzaje aparatur (Multiplex, JR, Sanwa, Futaba, Hitec) posiada inne przypisanie poszczególnych serw (i regulatora silnika) do odpowiednich kanałów odbiornika. Podłączenie serw i regulatora W przypadku gdy w modelu lotki są połączone kablem Y i sterowane jednym kanałem, wówczas wejście i wyjście drugiej lotki pozostawiamy niepodłączone. Pozostałe serwa podłączamy zgodnie z opisami wyjść autopilota. W przypadku usterzenia V (i odwróconego V) serwa sterów podłączamy do kanałów wysokość oraz kierunek. W przypadku modelu w układzie delta, kanały wejściowe wysokości i kierunku powinny być podłączone do wolnych nieużywanych kanałów odbiornika, a wyjścia pozostawione nie podłączone. Zasilanie układu W modelach z napędem elektrycznym autopilot zasilany jest z układu BEC w regulatorze obrotów silnika elektrycznego. Do zasilania autopilota wystarczy podłączyć wtyczkę regulatora obrotów (ESC) do odpowiedniego złącza (gaz/throttle) autopilota. W przypadku modeli z napedem spalinowym lub zasilania serw z oddzielnego napięcia (np. w przypadku regulatorów opto ), należy odpowiednio rozgałęzić (kablem Y) dowolny z przewodów serw (lub regulatora) i doprowadzić napięcie zasilające (+5V) do dowolnego złącza wyjściowego autopilota. Pobór prądu przez autopilot wynosi tylko kilkanaście miliamperów i nie wprowadza istotnego dodatkowego obciążenia BEC-a w regulatorze obrotów lub zasilania zewnętrznego. UWAGA: w przypadku zewnętrznego układu zasilania należy stosować pakiet 4xNiMh lub stabilizator (UBEC) o napięciu +5V. W żadnym przypadku napięcie zasilania, nawet chwilowo, nie może przekroczyć 7V, gdyż spowoduje to nieodwracalne zniszczenie elektroniki. Z tego względu nie wolno zasilać układu bezpośrednio z pakietu napędowego LiPo, ani NiMh powyżej 4 ogniw. Inicjacja autopilota Po włączeniu autopilota przeprowadzane są procedury inicjalizacji, przebiegające następująco: 1. po właczeniu zasilania dioda bardzo szybko miga (0,1/0,1sek) przez 1 sekundę w tym czasie zapamietywane są pozycje neutralne drażków. pozycje te są wykorzystywane jako neutralne połozenia serw w trybie lotu autonomicznego Podczas tego etapu inicjalizacji gaz powinien być na minimum, a pozostałe drażki w neutrum UWAGA: jeśli dioda miga cały czas, oznacza to, ze gaz jest powyżej 25% wysterowania, lub pozostałe drążki są odchylone powyżej 50% od neutrum, albo conajmniej jedno z wejść (gaz, kierunek, wysokość, lotki) nie dostaje sygnału z odbiornika

7 2. Dioda zapala się na ok 2 sekundy po czym kilkukrotnie miga (0,2sek/0,2sek) w tym czasie odbiera dane konfiguracyjne z OSD. Ilość mrugnięć sygnalizuje szybkość transmisji danych z OSD (identyczna z szybkością pracy GPS): 4800bps - 1 mrugnięcie 9600bps - 2 mrugnięcia 19600bps - 3 mrugnięcie 38200bps - 4 mrugnięcie UWAGA: Jeśli dioda pali się ciągłym światłem i nie mrugnie, oznacza to nieprawidłowe podłączenie z OSD, lub nie ustawioną w OSD szybkość komunikacji z GPS 3. Dioda sygnalizuje stan (tryb pracy) autopilota: Dioda zgaszona - autopilot wyłączony, czysty transfer sygnałów z odbiornika Dioda miga (0,5/0,5sek) - włączona funkcja stabilizacji lotu Dioda świeci światłem ciągłym - włączona funkcja powrotu do bazy/lotu po waypointach UWAGA: przez cały czas trwania procedury inicjalizacji dane z wejść wszystkich kanałów są przekazywane bezpośrednio na wyjścia autopilota. Umożliwia to np. niezakłócone przeprowadzenie procedury inicjalizacji regulatora obrotów oraz sterowanie modelem niezależnie od poprawności połączeń i ustawień autopilota oraz OSD. Jeśli podczas inicjalizacji autopilota dokonywano programowania regulatora, wówczas należy odłączyć zasilanie autopilota i powtórzyć procedurę inicjalizacji Wybór rodzaju usterzenia, oraz rewersów serw Do prawidłowej pracy autopilota, zarówno w trybie stabilizacji jak i lotu autonomicznego, konieczne jest ustawienie (poprzez menu autopilot w OSD) właściwego rodzaju usterzenia oraz rewersów serw. UWAGA: Autopilot wyposażony jest w dwa złącza diagnostyczne, w których zwarcie pinów pierwszego złącza powoduje wychylenie lotek i steru kierunku w prawo, a zwarcie drugiego powoduje wychylenie steru wysokości w górę. Po podłączeniu serw należy w menu OSD ustawić odpowiednie wartości mikserów (delta, v-tail, klapy) oraz rewersów serw, aby uzyskać wychylenia sterów w odpowiednim kierunku. W pierwszej kolejności ustawiamy rodzaj usterzenia w menu Autopilot-mixers: Flaps wybieramy, jeśli serwa lotek są podłączone do dwóch oddzielnych kanałów odbiornika (lotki mogą wówczas pracować również jako klapolotki). Ten wybór jest możliwy tylko dla usterzenia klasycznego lub V Delta wybieramy dla modeli typu latające skrzydło. Lotki pracują wówczas jako lotki i ster wysokości. V_tail norm ogon w układzie V lub odwróconego V, z serwami pracującymi synchronicznie. V_tail rev ogon w układzie V lub odwróconego V, z serwami pracującymi asynchronicznie. UWAGA zmiana pomiędzy układem V_tail N i R jest potrzebna, gdy usterzenie reaguje odwrotnie na zakładane zworki diagnostyczne (tzn. zamiast w górę stery wychylają się na boki i odwrotnie)

8 Po wybraniu rodzaju usterzenia przystępujemy do określenia właściwych rewersów dla serw. Lotki Jeśli po zwarciu złącza lotki w prawo obydwie lotki równocześnie podnoszą się lub opuszczają (tylko dla rozdzielonych lotek, gdy wybrany jest mikser flaps lub delta), należy zmienić ustawienie autopilot -> aileron gain -> synchro Y/N, uzyskując ruch lotek w przeciwnych kierunkach. W kolejnym kroku, jeśli wychylenie lotek jest w przeciwnym kierunku od oczekiwanego, należy zmienić ustawienie autopilot -> aileron gain ->rev/norm. Ster wysokości w układzie klasycznym oraz delta Jeśli po zwarciu złącza ster wysokości w góre ster wysokości przesunie się w dół lub lotki w układzie delta przesuną się do dołu, wówczas należy zmienić ustawienie autopilot -> elevator gain ->rev/norm Ster kierunku w układzie klasycznym Jeśli po zwarciu złącza ster kierunku w prawo ster kierunku przesunie się w niewłaściwa stronę, wówczas należy zmienić ustawienie autopilot -> rudder gain ->rev/norm Ster wysokości i kierunku w układzie V Jeśli po zwarciu złącza ster wysokości w góre powierzchnie sterowe wychylą się jak do skrętu (w lewo lub prawo) wówczas należy zmienić ustawienie autopilot -> mixer -> V_tail na przeciwnego rodzaju (N/R). Dopiero po uzyskaniu ruchu we właściwej płaszczyźnie przystępujemy do ustawienia rewersów kanałow. Jeśli po zwarciu złącza ster kierunku w prawo stery przesuną się w niewłaściwa stronę, wówczas należy zmienić ustawienie autopilot -> rudder gain ->rev/norm Jeśli po zwarciu złącza ster wysokości w góre stery przesuną się w niewłaściwą stronę, wówczas należy zmienić ustawienie autopilot -> elevator gain ->rev/norm Montaż czujnika horyzontu IMU Czujnik horyzontu oparty na jednostce inercyjnej IMU musi być właściwie zamontowany w modelu. Jest to warunkiem koniecznym do prawidłowej pracy autopilota.

9 Czujnik musi być zamontowany w osi modelu, złączem w kierunku ogona, bez przechyłów na boki. Przekrzywienie czujnika na bok spowoduje, że po włączeniu trybu stabilizacji model przechyli się w przeciwną stronę i będzie wykonywał skręt. Ponadto czujnik musi być tak ustawiony, aby podczas swobodnego szybowania modelu czujnik znajdował się poziomo, zgodnie z linia horyzontu.

10 W przypadku jak na rysunku A po włączeniu trybu stabilizacji model będzie opuszczał nos w dół i przyspieszał. W przypadku jak na rysunku C po włączeniu trybu stabilizacji model będzie zadzierał nos do góry, zwalniał i przepadał. Przy prawidłowym ustawieniu, po włączeniu opcji stabilizacji model powinien szybować tak samo jak przed włączeniem stabilizacji. Prawidłowe ustawienie czujnika może wymagać kilku prób w powietrzu i korekt ustawienia czujnika. UWAGA: Czujnik IMU jest skalibrowany fabrycznie i nie są wymagane żadne dodatkowe kalibracje dokonywane przez użytkownika. Montaż i kalibracja czujnika horyzontu FMA Poprawne ustawienie oraz kalibracja czujnika horyzontu jest warunkiem niezbędnym do prawidłowej pracy autopilota. Czynności kalibracji czułości czujnika horyzontu muszą być wykonane przed pierwszym lotem i powtórzone po każdej zmianie warunków pogodowych na lotnisku. Położenie czujnika horyzontu Czujnik horyzontu może być zamontowany w modelu na dwa sposoby, zależnie od możliwości konstrukcyjnych.

11 Czujnik horyzontu w układzie + Czujnik horyzontu w układzie X Należy wybrać taki układ, który gwarantuje jak największe czyste pole widzenia czujników, nie przesłonięte przez elementy modelu (skrzydła, kamera), w szczególności gorące obiekty (np. silnik spalinowy, nadajnik video). W menu ekranowym OSD, w opcji Horizon Sensor należy wybrać zastosowany układ czujnika FMA: x lub + Czujnik musi być zamontowany bez przechyłów na boki.

12 Przekrzywienie czujnika na bok spowoduje, że po włączeniu trybu stabilizacji model przechyli się w przeciwną stronę i będzie wykonywał skręt. Ponadto czujnik musi być tak ustawiony, aby podczas swobodnego szybowania modelu czujnik znajdował się poziomo, zgodnie z linią horyzontu. W przypadku jak na rysunku A po włączeniu trybu stabilizacji model będzie opuszczał nos w dół i przyspieszał. W przypadku jak na rysunku C po włączeniu trybu stabilizacji model będzie zadzierał nos do góry, zwalniał i przepadał. Przy prawidłowym ustawieniu, po włączeniu opcji stabilizacji model powinien szybować tak samo jak przed włączeniem stabilizacji. Prawidłowe ustawienie czujnika może wymagać kilku prób w powietrzu i korekt ustawienia czujnika.

13 Kalibracja zakresu Ponieważ czułość sensorów w czujniku horyzontu FMA zależy od pory roku, pory dnia oraz od aktualnych warunków pogodowych, dlatego przed lotem konieczne jest skalibrowanie czujników, aby zagwarantować, że obliczony przez OSD i autopilota przechył będzie zgadzał się z faktycznym przechyłem modelu. Po wybraniu z menu funkcji Horizon Sensor -> Range postępujemy zgodnie z komunikatami podawanymi na ekranie (OSD). Kalibracja polega na maksymalnym przechyleniu modelu najpierw na prawe, a potem na lewe skrzydło, a następnie pochyleniu modelu maksymalnie w dół i w górę. W trakcie kalibracji należy unikać kierowania czujników horyzontu na gorące przedmioty (np. nagrzany dach samochodu, asfalt). Kalibracja przebiega w ten sam sposób, niezależnie od wybranego sposobu ustawienia czujnika: x oraz + 1) 2) 4) 3) Cztery fazy kalibracji czujnika horyzontu UWAGA: Jeśli po kalibracji zakresu, sztuczny horyzont w OSD wykazuje przechył podczas gdy model jest ustawiony poziomo, wówczas należy dodatkowo wykonać operację kalibracji zera czujnika horyzontu. Należy jednak zwrócić uwagę, czy przechył sztucznego horyzontu nie wynika z bezpośredniego oddziaływania słońca na czujnik, lub przesłonięcia horyzontu przez bliskie obiekty (samochód lub ludzi stojących przy modelu) w tym celu należy obrócić model (ustawić w innym kierunku) lub przenieść w inne miejsce i sprawdzić, czy przechył nadal się utrzymuje. Kalibracja zera Kalibracje zera wykonujemy tylko wówczas, gdy po kalibracji zakresu, sztuczny horyzont w OSD wykazuje przechył podczas gdy model jest ustawiony poziomo. Po wybraniu z menu funkcji Horizon Sensor -> Zero postępujemy zgodnie z komunikatami podawanymi na ekranie (OSD). Kalibracji zera można dokonać na dwa sposoby:

14 - Poprzez ustawienie modelu poziomo i obrócenie go o 360 stopni w płaszczyźnie poziomej - Poprzez nałożenie na czujnik kubka o temperaturze otoczenia. W tym przypadku należy zadbać, aby wszystkie sensory były całkowicie zasłonięte, a kubek ze wszystkich stron miał tę samą temperaturę (np. nie był wcześniej wystawiony na bezpośrednie działanie słońca). Trymowanie modelu Do prawidłowej pracy systemu stabilizacji oraz autopilota, model musi być prawidłowo wytrymowany, czyli odpowiednio zachowywać się w locie. W locie swobodnym model powinien lecieć prosto, bez nadmiernych przechyłów Model powinien wznosić się po dodaniu gazu (bez użycia mikserów gaz-wysokość) Model powinien szybować po wyłączeniu gazu, bez przeciągania Ponieważ wartości neutralne sterów odpowiadające stanowi gdy prawidłowo wytrymowany model leci prosto, bez przechyłów, są zapamiętywane bezpośrednio po włączeniu zasilania, zmiany w trymowaniu dokonane w czasie lotu nie są uwzględniane automatycznie przez autopilota, gdyż nie jest on w stanie odróżnić ich od normalnego sterowania modelem. Do prawidłowej pracy autopilota i uwzględnienia ostatnich zmian w trymowaniu, po każdorazowej zmianie trymowania modelu w locie, należy wylądować, wyłączyć zasilanie autopilota i włączyć je ponownie. UWAGA Alternatywnie do włączania zasilania można wykorzystać sygnał RST ze złącza ISP programowania autopilota. Krótkotrwałe połączenie tego sygnału z masą (GND), np. przez wyprowadzony na zewnątrz modelu przycisk astabilny, powoduje restart autopilota. Przy każdorazowym włączeniu zasilania lub restarcie autopilota należy upewnić się, że drążki sterowe znajdują się w położeniach spoczynkowych (gaz na zero, stery w neutrum). Parametry dla trybu stabilizacji Stabilizacja powoduje, że model, niezależnie od swojej charakterystyki, samoczynnie powraca do poziomego lotu po puszczeniu drążków w nadajniku, oraz wyraźnie słabiej reaguje na podmuchy nawet silnego wiatru, utrzymując poziomy i prostoliniowy lot. Układ stabilizacji opiera się na analizie danych z czujnika horyzontu dołączonego do układu OSD i odpowiedniej kompensacji niezamierzonego przechylenia / pochylenia modelu za pomocą lotek oraz steru wysokości. W trybie stabilizacji do sygnału o wychyleniu lotek i steru wysokości z odbiornika dodawany jest dodatkowy sygnał kompensujący przechylenie oraz pochylenie modelu. UWAGA Właściwe ustawienie trybu stabilizacji lotu jest warunkiem koniecznym do prawidłowej pracy autopilota, dlatego ustawienia opcji stabilizacji muszą zostać wykonane i sprawdzone przed ustawieniami opcji automatycznego powrotu do bazy. Do ustawienia stabilizacji służą cztery parametry w menu ekranowym OSD Autopilot: Aileron reverse kierunek ruchu lotek w reakcji na przechyły (roll) Aileron gain siła reakcji lotek na przechyły modelu Elevator reverse kierunek ruchu steru wysokości w odpowiedzi na pochylenia modelu Elevator gain siła reakcji steru wysokości na pochylenia modelu (pitch).

15 W trybie stabilizacji lotu zarówno ster kierunku jak też gaz przekazywane są bez żadnych zmian bezpośrednio z odbiornika na wyjście autopilota. Autopilot w trybie stabilizacji nie ingeruje w żaden sposób w wysterowanie tych kanałów. Aileron reverse Ta opcja umożliwia zmianę kierunku ruchu serw lotek, w odpowiedzi na przechyły modelu. Ruch lotek musi być taki, aby kompensował (niwelował) przechyły modelu. Jeśli przykładowo w wyniku podmuchu wiatru model przechyla się na prawe skrzydło (prawe skrzydło idzie w dół, lewe do góry), wówczas układ stabilizacji musi opuścić prawą lotkę w dół oraz podnieść lewą lotkę do góry, aby skorygować przechył modelu i wyrównać lot. Niewłaściwe ustawienie reverse powoduje pogłębianie przechyłów modelu uniemożliwiając zupełnie samodzielny lot modelu. UWAGA Dla czujników FMA ten test musi być wykonany na otwartej przestrzeni, dla czujnika IMU może być wykonany również w pomieszczeniach zamkniętych Aileron gain Ten parametr określa siłę reakcji lotek na niezamierzone przechyły modelu, wywołane np. podmuchami wiatru lub turbulencjami. Kompensujące działanie lotek Przechył modelu Przykładowo, gdy drążek sterowy w nadajniku znajduje się w położeniu neutralnym, każde odchylenie modelu od poziomu powoduje wychylenie lotek, kompensujące ten przechył. Im większa wartość parametru gain, tym silniejsze będzie wychylenie lotek w proporcji do przechyłu modelu i silniejsze działanie kompensujące układu stabilizacji. Zbyt małe wartości parametru gain będą powodowały brak efektu stabilizacji modelu. Zbyt duże wartości mogą powodować niestabilność modelu i samoistne wahania modelu wokół osi podłużnej ( machanie skrzydłami ). UWAGA Zbyt mała wartość parametru gain może uniemożliwić samodzielny powrót do bazy (model może mieć tendencję do wpadania w korkociąg), dlatego należy dobrać eksperymentalnie, w kilku kolejnych lotach, największą wartość gain, nie powodującą samoistnego kołysania modelu.

16 Elevator reverse Ta opcja umożliwia zmianę kierunku ruchu serwa steru wysokości w odpowiedzi na pochylenie modelu. Ruch steru wysokości musi być taki, aby kompensował (niwelował) pochylenia modelu. Jeśli przykładowo model pochylamy w dół (dziób modelu kieruje się do ziemi), wówczas układ stabilizacji musi podnieść ster wysokości aby skorygować pochylenie modelu i wyrównać lot. Niewłaściwe ustawienie reverse powoduje pogłębianie pochylenia modelu uniemożliwiając zupełnie samodzielny lot modelu (np. model nie wychodzi samodzielnie z nurkowania, tylko robi pętlę). UWAGA Dla czujników FMA ten test musi być wykonany na otwartej przestrzeni, dla czujnika IMU może być wykonany również w pomieszczeniach zamkniętych Elevator gain Ten parametr określa siłę reakcji steru wysokości na pochylenie modelu. Zbyt małe wartości parametru gain będą powodowały brak efektu stabilizacji. Zbyt duże wartości mogą powodować pompowanie modelu (naprzemienne opadanie i zadzieranie dziobu modelu) Należy dobrać eksperymentalnie, w kilku kolejnych lotach, największą wartość gain, nie powodującą jeszcze pompowania. Parametry dla lotu autonomicznego (powrót do bazy/lot po waypointach) Kolejność dobierania tych parametrów jest następująca: 1. Ustawiamy Throttle limit oraz Throttle mode 2. Ustawiamy Roll limit 3. Ustawiamy Rudder limit 4. Ustawiamy wszystkie wartości gain na zero 5. Dobieramy parametr course gain 6. Dobieramy parametr Turn gain 7. Dobieramy parametr Inertion gain Throttle limit Jest to wartość gazu, jakiego będzie używał autopilot w celu powrotu do bazy lub lotu po waypointach. Dla modeli o bardzo silnym napędzie może to być wartość mniejsza od maksymalnej. Dla szybkiego powrotu do bazy, szczególnie w warunkach silnego wiatru zalecane są duże wartości gazu, aby model pod wiatr leciał również do przodu względem ziemi, inaczej wskazania GPS będą niepoprawne i autopilot może działać nieprawidłowo. Throttle mode Autopilot posiada 3 algorytmy utrzymania wysokości i operowania gazem, dostosowane do specyfiki modelu i oczekiwanej dynamiki lotu. Tryb stałego gazu

17 W tryb stałego gazu (fixed) poziom gazu po włączeniu autopilota jest stały, określony wartością Throttle limit w menu autopilota. Zmiana poziomu gazu od aktualnej wartości (trybu manualnego) do wartości maksymalnej odbywa się w sposób płynny. W tym trybie wysokość utrzymywana jest wyłącznie sterem wysokości. Ten tryb jest zalecany dla powolnych modeli i konieczności powrotu do bazy przy silnym wietrze, oraz dla modeli z napędem spalinowym, dla modeli w których może wystąpić ryzyko przeciągnięcia na małym gazie, oraz szybkiego zaliczania waypointów. Tryb dynamicznego operowania gazem W trybie dynamicznym (dynamic) wartość gazu dobierana jest tak, aby utrzymać wysokość lotu. Wartość gazu może zmieniać się od zera (wartości położenia drążka gazu w momencie włączenia zasilania autopilota) do wartości Throtle limit podanej w menu autopilota. W tym trybie ster wysokości uruchamiamy tylko gdy schodzimy z dużej wysokości do wartości przelotowej waypointa lub w trybie powrotu do bazy znajdujemy się powyżej 300m, a także w sytuacji gdy model pomimo wyłączenia gazu wznosi się w termice. Ten tryb zwykle jest najbardziej ekonomiczny pod względem zużycia pakietu napędowego/paliwa i nadaje się do wszelkiego rodzaju modeli i długotrwałych lotów w dobrych warunkach pogodowych. Tryb Włącz-Wyłącz W trybie włacz-wyłącz (On-off) silnik modelu albo jest wyłączony, albo pracuje z wysterowaniem określonym parametrem Throtle limit w menu autopilota. Gdy model zejdzie poniżej zadanego pułapu wysokości uruchamiany jest silnik i dopiero po wywindowaniu modelu na wysokość 110% zadanego pułapu + 20m, silnik zostaje wyłączony. Przykładowo dla zadanego pułapu 200m silnik zostanie włączony gdy model opadnie poniżej 200m i wyłączony, gdy model wzniesie się na wysokość = 240 metrów. Ten tryb zalecany jest dla modeli szybowców, dla których optymalnym sterowaniem jest szybkie wyniesienie modelu i swobodne szybowanie z wyłączonym napędem (i złożonym śmigłem). Zmiana wartości gazu od wartości minimalnej do maksymalnej i odwrotnie odbywa się płynnie i trwa kilka sekund. W tym trybie ster wysokości jest uruchamiany tylko gdy schodzimy z dużej wysokości do wartości przelotowej waypointa lub w trybie powrotu do bazy znajdujemy się powyżej 300m, a także w sytuacji gdy model pomimo wyłączenia gazu wznosi się w termice. Roll limit Ten parametr określa jak maksymalnie mocno model może się przechylać na skrzydło na zakrętach, np. bez ryzyka wpadnięcia w korkociąg, przeciągnięcia, znacznej utraty wysokości itp.), wykonując stabilne zakręty również w warunkach niesprzyjającego wiatru (np. bocznego). Wybieramy największą wartość gwarantująca stabilność modelu w locie. Autopilot podczas lotu autonomicznego będzie ograniczał maksymalne przechylenia modelu do tej właśnie wartości. Rudder limit Autopilot posiada wbudowany mikser lotki->ster kierunku, wykorzystywany podczas lotu autonomicznego. Określa on jak mocno (ile % maksymalnego wychylenia) autopilot może operować sterem kierunku, bez ryzyka utraty stabilności lotu modelu. Dobieramy ten parametr według własnych doświadczeń z modelem (proporcje wychyleń drążków przy

18 skoordynowanych zakrętach). Ten parametr może być ustawiony na zero, w praktyce zwykle nie przekracza 40% Course gain Wstępnie ustawiamy ten parametr na wartość połowę zakresu i obserwujemy zachowanie modelu podczas autonomicznego powrotu do bazy przy włączaniu autopilota gdy model jest na kursie stopni w stosunku do bazy. Prawidłowa wartość jest wówczas, gdy model stosunkowo szybko kieruje się do bazy, ale bez gwałtownego przechodzenia modelu poza kurs na bazę (na drugą stronę) czyli bez silnych oscylacji wokół kursu do bazy. Zbyt mała wartość parametru powoduje, że model nie kieruje się na bazę, lecz leci ze znaczną odchyłką kursu. Zbyt duża wartość parametru powoduje, ze model przekracza znacznie kurs na bazę i silnie myszkuje wokół kursu na bazę. Parametr należy dobierać podczas bezwietrznej pogody, analizując skręty zarówno w lewą jak i w prawą stronę. Turn gain Ten parametr ogranicza i stabilizuje szybkość skrętu modelu (np. podczas lotów przy silnym wietrze). Zbyt duża szybkość skrętu powoduje, że informacje o aktualnym kursie modelu odbierane z GPS są zafałszowane, co może powodować silne przekraczanie kursu na bazę i myszkowanie modelu lub w granicznych przypadkach kręcenie się modelu w kółko. Jest to szczególnie widoczne dla GPS pracujących z szybkością 1Hz. Im większa wartość tego parametru, tym model wykonuje wolniejsze zakręty i boczny wiatr mniej wpływa na szybkość skrętu. Wartość tego parametru dobieramy doświadczalnie, rozpoczynając od wartości na połowie skali, przy dużych odchyłkach kursu od bazy ( stopni) model powinien wyraźnie wolniej wykonywać zakręty kierując się do bazy. Zbyt duża wartość turn gain może jednak powodować, że model podczas zakrętów (również dla małych odchyłek kursu), szarpie (zatrzymuje się w zakręcie) i nie robi zakrętu płynnie. Inertion gain Ten parameter pomaga w dociąganiu modelu dokładnie na kurs do bazy w warunkach silnego bocznego, spychającego model wiatru. Ten parametr określa jak bardzo trzeba zwiększyć wychylenia sterów, jeśli model przez dłuższy czas nie osiąga założonego kursu na bazę. Parametr testujemy w warunkach, gdy model znajduje się stosunkowo daleko od bazy (dolot do bazy zajmie conajmniej minutę), oraz wieje boczny wiatr. Obserwujemy zachowanie modelu podczas powrotu do bazy i tak dobieramy wartość tego parametru (zaczynając od wartości w połowie skali), aby model osiągał założony kurs ( dociągał brakujące kilka-kilkanaście stopni kursu) w czasie kilkunastu sekund. Zbyt duża wartość może powodować, że model szybko osiąga założony kurs, ale przekracza go i myszkuje wokół tego kursu. Również przy bezwietrznej pogodzie model ma tendencje do przekraczania linii kursu na bazę (jednokrotnie lub z malejącą amplitudą)

19 Na lotnisku Zasada ograniczonego zaufania Autopilot niewątpliwie zwiększa bezpieczeństwo lotów FPV, nie jest jednak panaceum na wszystkie niedoskonałości modelu i używanego sprzętu. Należy zawsze kierować się zasadą ograniczonego zaufania do wszystkich elementów systemu Przed startem Przed startem należy skontrolować następujące elementy: pozycje neutralne przy włączaniu zasilania autopilota trymowanie modelu przed użyciem autopilota kontrola i kalibracja horyzontu dla czujników FMA sprawdzenie współpracy OSD/autopilot (reagowanie sterów w trybie stabilizacji) Start W trybie stabilizacji, przy drążkach w neutrum, przy wyrzucie modelu nastąpi gwałtowne wyrównanie lotu może to być zachowanie nieoczekiwane dla pilota. Lot W locie ze stabilizacją model znacznie szybciej reaguje na drążki, również zachowanie modelu jest inne przechyły modelu są proporcjonalne do wychyleń drążków. Autopilot w trybie stabilizacji nie pozwoli na wykonanie figur akrobacyjnych (pętle, beczki, lot na plecach) Problemy o Lot pod wiatr, głupienie GPS-a gdy model się cofa o Zbyt szybki skręt przy wolnym GPS o Problemy z GPS-em o Zbyt duże wychylenie SK, korkociąg o Słońce, chmury, zima (problemy z czujnikiem FMA) Gdy coś nie działa o Zła prędkość transmisji, brak podłączenia OSD o Zła kalibracja FMA o Przewody o Ustawienia drążków (neutrum gaz na zero) podczas inicjalizacji autopilota o Przełącznik autopilota o Włączone menu główne OSD o Ustawienia OSD Jak to działa, czyli trochę nudnej teorii Odchyłka kursu Podstawowym parametrem, na którym opiera się autonomiczny lot autopilota jest odchyłka aktualnego kursu modelu w stosunku do bezpośredniego kursu do bazy.

20 Aktualny kurs modelu Odchyłka kursu Kurs do bazy Każde odchylenie kursu powoduje, że autopilot wychyla odpowiednio stery, aby model wrócił na właściwy kurs. Im większa odchyłka, tym większe wychylenie sterów, ale dla bezpieczeństwa maksymalne wychylenie sterów jest limitowane, aby nie spowodować np. wpadnięcia modelu w korkociąg. Szybkość skrętu Kolejnym parametrem analizowanym przez autopilota jest szybkość skrętu modelu. Szybkość skrętu Kurs po upływie sekundy Kurs początkowy

21 Ponieważ wszystkie dane o ruchu modelu, analizowane przez autopilot, pochodzą z systemu GPS, więc aktualizowane są w zależności od modelu GPS-a raz na sekundę lub 5 razy na sekundę. Dodatkowo nakłada się na to fakt, że GPS nie zwraca informacji o aktualnym kursie modelu (nie ma wbudowanego kompasu), ale zwraca kurs wynikający z rzeczywiście pokonanej przez model drogi (ang. CMG course made good) w czasie pomiędzy kolejnymi pomiarami GPS-a. Ilustruje to rysunek, na którym model wykonał szybki zakręt o 90 stopni: Kurs rzeczywisty po sekundzie Błąd wyznaczenia kursu przez GPS Kurs CMG wyznaczony przez GPS po sekundzie Kurs początkowy A więc szybkość skrętu modelu nie może być zbyt duża, bo GPS zacznie podawać nieprawdziwe dane i cały system przestanie działać prawidłowo. Dlatego autopilot kontroluje (ogranicza) i stabilizuje szybkość skrętu modelu, aby z jednej strony wykonać manewr odpowiednio szybko, ale bez ryzyka utraty wiarygodności danych otrzymywanych z GPS. Brak reakcji modelu Kolejnym parametrem branym pod uwagę przez autopilota jest brak reakcji (lub słaba reakcja) modelu na odchyłkę kursu, pomimo wychylenia odpowiednich powierzchni sterowych modelu. Brak reakcji może być spowodowany np. bocznym wiatrem, prądami termicznymi, złą kalibracją czujników horyzontu lub nieprawidłowym trymowaniem modelu.

22 Aktualny kurs modelu Odchyłka kursu Kurs do bazy Boczny wiatr Kompensacja braku reakcji modelu dokonywana jest w dłuższym okresie czasu, przez analizę zachowania modelu oraz aktualnie działających poprawek wynikających z odchyłki kursu oraz szybkości skrętu. Dodatkowe wychylenie dodawane jest systematycznie przez czas od kilku do kilkudziesięciu sekund, aż do uzyskania właściwej reakcji modelu. Neutrum sterów Po włączeniu zasilania autopilot odczytuje stan kanałów RC: lotki, wysokość oraz kierunek i zapamiętuje ten stan jako położenie neutralne sterów, odpowiadające stanowi gdy prawidłowo wytrymowany model leci prosto, bez przechyłów. Dopiero do tego zapamiętanego stanu kanałów dodawane są odpowiednie poprawki z systemu autopilota, powodujące odpowiednie zmiany kursu. Z tego powodu ważne jest, aby w czasie kilku sekund po włączeniu zasilania autopilota (i odbiornika RC), w czasie gdy dioda LED w autopilocie szybko miga, drążki w nadajniku nie były przypadkowo wychylone. Z tego względu, że ustawienia neutrum sterów są zapamiętywane tylko w czasie włączania zasilania, wszelkie zmiany trymowania dokonane w czasie lotu nie będą uwzględnione przez autopilota, aż do ponownego włączenia zasilania autopilota. Wynika to z faktu, że w czasie lotu autopilot nie jest w stanie odróżnić zmian w trymowaniu od normalnego sterowania modelem. Warunki użytkowania Urządzenie przeznaczone jest wyłącznie do prywatnego użytku w celach związanych z amatorskim uprawianiem modelarstwa lotniczego. Używanie autopilota w celach zarobkowych jest zabronione. Używanie w celach militarnych lub w urządzeniach albo systemach związanych z ochroną albo ratowaniem zdrowia ludzi jest zabronione. Kopiowanie, powielanie, disasemblowanie kodu programu autopilota jest zabronione. Kopiowanie, powielanie oraz sprzedaż układów autopilota bez zgody autora jest zabronione.

23 Urządzenie oraz kod programu jest chronione prawem autorskim oraz prawami pokrewnymi. Nieprzestrzeganie powyższych ustaleń może spowodować pociągnięcie do odpowiedzialności karnej. Odpowiedzialność Autor nie ponosi żadnej odpowiedzialności prawnej ani materialnej za ewentualne szkody powstałe w wyniku użytkowania lub braku możliwości użytkowania autopilota. Użytkownik ponosi wyłączną odpowiedzialność za użytkowanie urządzenia w sposób bezpieczny dla ludzi, zwierząt oraz mienia w jego otoczeniu. Korzystanie z autopilota nie zwalnia użytkownika z obowiązku przestrzegania prawa oraz podjęcia odpowiednich starań i środków w celu zapewnienia bezpieczeństwa lotu modelu zdalnie sterowanego.