فلايت كنترلر

فلايت كنترلر هسته مركزى يك ربات پرنده مى باشد. فلایت به معنای پرواز است و کنترل هم به معنى كنترل پرواز مى باشد. به بیان ساده فلايت كنترلر یا سیستم کنترل پرواز مشابه مغز انسان می باشد که تمامی فرامین و دستورات از آن صادر می شود و موتورها و ديگر قطعات متصل به آن مشابه اعضاى بدن انسانند.

کاربران محترم، خواندن اين جلسه بدون انجام تمرینات آن و گام به گام پیش رفتن با درس كافى نمى باشد. لطفا تمرين هاى آخر جلسه به همراه لينك هاى ارسال شده را به دقت مطالعه كنيد تا به درك كامل و عميقى از مطالبى كه در ادامه مى آيد برسيد.

موضوع مهمی که باید مد نظر قرار گیرد این است که شما چه انتظاراتی از یک فلایت کنترل دارید و برحسب آن فلایت مورد نظرتان را طراحی و یا خرید کنید. چند تا از مهمترین معیارهای انتخاب به صورت زیر است:

1-چه نوع پروازی را از ربات پرنده خود انتظار دارید.

2-هزینه و توان مالی که می توانید پرداخت کنید.

3-کواد کوپتر با قابلیت مانور، سرعت و قابلیت های همانند فیلمبرداری با کیفیت و…

هر چه انتظارات بالاتر می رود قطعا امکانات جانبی نیز افزایش می یابد و بالطبع حجم برنامه و نرم افزارهای جانبی نیز بیشتر می شود. در ادامه با معرفى فلايت كنترل هاى موجود در بازار آشنا مى شويم و قيمت هاى حدودی هر کدام نیز آورده شده است تا بتوانيد به راحتى مقايسه كنيد.

این فلايت كنترلر حداقل امکانات برای یک پرواز را دارا می باشد. در شکل زیر نمونه ال سی دی دار آن را مشاهده میکنید. نمونه دارای LCD یکی از راحت ترین فلایت کنترلرها از جهت نصب و تنظیمات می باشد به دلیل اینکه این برد نیازی به اتصال به کامپیوتر ندارد و با چند تنظیم دستی روی خود برد به راحتی به یک پرواز پایدار می رسید. البته باید توجه کنید که بعد از اینکه حرفه ای شدید دیگر این برد قابلیت های مورد نیاز شما همانند اتصال سنسورهای بیشتر را ندارد و ناگزیرید به سراغ بردهای همانند APM یا مولتی وی یا نازا و… بروید. نصب سنسورهای بیشتر باعث پایداری بیشتری می شود که در جلسات آتی به آن می پردازیم.

قیمت نوع بدون LCD نسخه 5.5: 55000 تومان

قیمت برد KK2.1.5 با ال سی دی: 160000 تومان

این فلایت کنترلر نمونه های دیگری نیز دارد. براى آشنايى و شناخت كامل نسخه هاى فلايت كنترل KK و آخرين تغييرات روى ورژن هاى جديد آن از لينك زير استفاده كنيد:

• فلايت كنترل KK {بخش اول}

فلايت كنترلر CC3D

اين فلايت كنترلر يك فلايت كنترلر اپن سورس مى باشد كه توسط OpenPilot توسعه داده شده است. CC3D مخفف CopterControl 3D است و در حال حاضر دو ورژن از آن در بازار موجود است كه يكى CC3D است و ديگرى CC3D REVO مى باشد. اين فلايت كنترل داراى پردازنده 32 بيتى STM32 است. اين فلايت كنترل با استفاده از سنسورهاى شتاب سنج و ژيروسكوپ خود به راحتى يك پرواز پايدار و ايمن را براى شما فراهم مي كند. اين فلايت كنترل برخلاف فلايت كنترل KK از سنسور GPS حمايت مى كند.

فلايت كنترل هايى همانند NAZE32 و FLIP32 تكامل يافته اين فلايت كنترل هستند. نكته مهم ديگرى كه در مورد اين فلايت كنترل قابل ذكر است اين است كه از پروتكل هاى PPM و SBUS و PWM حمايت مى كند و مى توانيد با گيرنده هاى راديوكنترل مختلف ارتباط برقرار كنيد. براى شناخت پروتكل هاى مختلف بين فلايت كنترل ها و راديوكنترل ها مى توانيد از لينك زير استفاده كنيد:

• پروتكل گيرنده هاى راديوكنترل {بخش اول}

فلايت كنترل نازا

فلایت کنترل نازا(DJI NAZA) دارای قابلیت های بسیاری است که البته بسته به پولی که پرداخت می کنید این قابلیت ها در مدلهای مختلف کم و زیاد میشود. این فلایت کنترل دارای سری های متعددی می باشد که ما در اینجا فقط نوع M که در فروشگاههای داخلی موجود است را شرح داده ایم. عیب این سری از نازا این است که فقط سايزهاى متوسط و كوچك مولتى روتور را ساپورت مى كند و براى سايزهاى بالاتر از 65.5 سانتى متر می بایست نوع Wookong-M را خریداری کنید که قیمت بسیار بالایی دارد.

قیمت فلایت کنترل DJI Naza-M lite حدود 750000 تومان می باشد. البته این قیمت کلی به همراه GPS می باشد و در صورتی که قصد خرید GPS را ندارید قیمت آن به نصف می رسد.

فلايت كنترل MultiWii

بردهای مولتی وی مدل های مختلفی دارند و قابلیت های بسیار زیادی به هرکدام از اين بردها اضافه شده است. این بردها بر پایه آردوینو طراحی شده اند و خیلی راحت با استفاده از آردوینو می توانید به این برد متصل شويد و تغییرات لازم را انجام دهيد. این فلایت کنترل را تقریبا در هر فروشگاهی می توانید پیدا کنید. يكى از پركاربردترين مدلهاى اين فلايت كنترل را در زير مشاهده مي كند. این مدل را گاهی با نام MWC SE V2.0 هم نشان می دهند که مخفف MultiWii CRIUS SE V2.0 است.

قیمت بردکنترلی MultiWii SE V2.6 حدود 120000تومان می باشد.

براي آشنايي با تمامي ورژن هاي فلايت كنترل مولتي وي و همچنين راه اندازي اين فلايت كنترل مي توانيد از لينك هاي زير استفاده كنيد.

فلايت كنترل Pixhawk

Pixhawk یک اتوپایلوت بسیار پیشرفته است به صورت Open Source ارايه شده است اين فلايت كنترل داراي پردازنده 32 بيتي STM32F427 است. داراي سنسور 16 بيتي ژيروسكوپ L3GD20H است همچنين داراي سنسور شتاب سنج/قطب نماي LSM303D است و شتاب سنج و فشارسنج نيز بر روي خود دارد. از پروتكل هاي SBUS و PPM هم حمايت مي كند.

این فلایت کنترل یک فلايت كنترل بسیار خوب با رابط کاربری ساده می باشد که به نام اردوپایلوت مگا (Ardupilot Mega-APM) نیز شناخته شده است، یک اتوپایلوت متن باز است که از سال ۲۰۰۷ توسط گروه DIYDrones آغاز شد. این اتوپایلوت قابلیت نصب روی انواع سامانه‌های بدون سرنشین اعم از هواپیما، مولتی روتور، ماشن و قایق را دارد. در زیر نمای کلی و خروجی های مربوط به این فلایت کنترل رو مشاهده می کنید.
اردوپایلوت بر اساس اردوینو (Arduino) ساخته شده است.

این فلایت کنترل را در چند جلسه به صورت کامل راه اندازی کرده ایم که از لینک های زیر قابل دسترس می باشد.

آشنایی با فلایت کنترل APM

قیمت بردهای APM چینی در بازار بسیار ارزان می باشد که حدود 170000 تومان می باشد. قیمت برد MINI APM حدود 170000تومان است.

مقايسه فلايت كنترل APM و Multiwii

بردهای مولتی وی و APM بر اساس آردوینو بنا نهاده شده اند و تفاوت های اساسی با هم دارند. ابتدا اينكه از لحاظ قدرت پردازش هر دو فلايت كنترل در رده يكساني هستند و هر دوي آنها از  پردازنده هاي 8 بیتی و فرکانس 16 مگاهرتز استفاده مي كنند و همانطور كه در قسمت هاي قبلي گفته شد هر دوي آنها از سنسورهاي ژيروسكوپ، شتاب سنج، قطب نما، فشارسنج، GPS و… پشتیبانی می کنند . 

اولین تفاوت بین برد مولتی وی و APM محیط های نرم افزاری آنهاست که محیط نرم افزاری APM بسیار بهتر از محیط نرم افزاری مولتی وی است. نرم افزار مورد استفاده در فلايت كنترل APM با نام Mission Planner يا MP خوانده مي شود و نرم افزار مورد استفاده در فلايت كنترل مولتی وی MultiWii GUI نامیده می شود.

دومین تفاوت اینکه تنظیمات محیط نرم افزاری مولتی آسان نیست و برای اینکار ابتدا باید برای تنظیمات سخت افزاری از محیط آردوینو استفاده کنید و در مرحله دوم بعد از تنظیمات در آردوینو به سراغ MultiWii GUI برویم و در این محیط گرافیکی نیز تنظیمات دیگر مربوط به سنسورها و میزان PID و… بپردازیم که باعث می شود نیاز به یادگیری و مطالعه زیاد این برد باشد. ولی در برد APM  تمامی تنظیمات در یک محیط نرم افزاری با نام Missionplanner انجام می شود.

مقايسه فلايت كنترل Naza و APM

این مقایسه را برای کاربرانی انجام داده ایم که بین دو گزینه نازا و APM شک دارند. یا دوستانی که بین نازا و پیکس هاوک نیاز به انتخاب دارند.

1- یکی از مواردی که همواره مورد انتقاد بوده است قیمت بالای فلایت کنترلر های نازا می باشد که باعث شده است دوستان زیادی به سمت فلایت های ArduPilot گرایش پیدا کنند. در حقیقت صرف اینکه فلایت کنترلرهای نازا دارای پردازنده های 32 بیتی هستند دال بر افزایش قیمت آنها نیست.

2-  در صورتی که تنها معیارتان پردازنده های 32 بیتی نازا می باشد می بایست به این نکته توجه کنید که پیکس هاوک نیز 32 بیتی است و سرعت پردازش بالایی دارد. هر چند که APM قابلیت رقابت پردازشی با نازا را ندارد!

3- کاربرانی که تجربه کار با فلایت کنترلر های آردوپایلوت را دارند می  دانند که دسترسی کاربران به تنظیمات بسیار زیاد است و به دلیل اپن سورس بودن روز به روز نیز این سطح دسترسی به تنظیمات پروازی در نرم افزار میشن پلنر افزایش می یابد ولی فلایت کنترل نازا سطح دسترسی پایین تری نسبت به آردوپایلوت دارد.

4-  یکی از معایب فلایت کنترلر های نازا این است که در بیشتر سری های آن شما از این فلایت کنترل فقط برای ساخت مولتی روتور می توانید استفاده کنید. مثلا از همان مدل هایی که در بالا نشان دادیم نمی توانید برای ساخت هواپیما یا غیره استفاده کنید و برای مدل های دیگر می بایست فلایت کنترلرهای جدید خرید کنید.

5- فلایت کنترلر های آردوپایلوت از نظر نرم افزاری اپن سورس می باشند که بسیار مناسب کارهای تحقیقاتی می باشند و می توانید آنها را گسترش دهید و یا حتی نرم افزار میشن پلنر را با ویژوال استودیو تغییر دهید و به شکل دلخواهتان در بیاورید ولی در فلایت کنترلرهای نازا این امکان وجود ندارد. البته کم بودن سطح تنظیمات برای کاربران مبتدی در بعضی سری های نازا یک مزیت محسوب می شود.

مقایسه ای که ما در بالا انجام دادیم یک مقایسه کلی است و برای مقایسه جز به جز باید جلسات مربوط به هر فلایت کنترل که بر روی سایت قرار داده شده است را مطالعه کنید و بسته به نیازتان می توانید یکی از فلایت کنترلرهای بالا را خریداری کنید.

در پايان سنسورهايي كه یک بردکنترلی پیشرفته نیاز به راه اندازی دارد به صورت زير است:

1-سنسور جایروسکوپ(Gyroscope Sensor)

2-سنسور قطب نما(Compass Sensor)

3-سنسور شتاب سنج(َAccelerator Sensor)

4-سنسور فشارسنج(Pressure Sensor)

5- سنسور جی پی اس(GPS Sensor)

6-سنسور آلتراسونیک(Ultrasonic Sensor)

7-سنسور دماسنج(Temperature Sensor)

8- سنسور رطوبت سنج(Humidity Sensor)

9-سنسور سرعت باد(Airspeed Sensor)

10-سنسور شار نوری

برای خرید فلایت کنترلرها میتونید از فروشگاههای زیر استفاده کنید. این لینک ها جنبه تبلیغاتی نداشته و در صورتی که فروشگاههای دیگری با قیمت و کیفیت بهتر موجود بود جایگزین می شوند.

1. فروشگاه رها
2. آفتاب رايانه
3. مدل ايران

این جلسه هم به پایان رسید. برای اطلاع از جلساتی که در آینده بر روی سایت قرار داده می شود و همچنین مطالبی که در کانال ما منتشر می شود می توانید ما را در محیط های مجازی دنبال کنید: