una volta stabilito l’utilizzo del velivolo, l’approccio più corretto è quello di partire dalle eliche. Immaginiamo quindi di “bloccare” le variabili batteria, potenza motore etc, e ragioniamo sulle componenti che guidano la scelta di queste ultime:

La manovrabilità e reattività di un drone dipendono da quanto velocemente è possibile modificare la spinta, cioè i giri del motore.
Quindi ad un’elica piccola corrisponde generalmente un drone agile e reattivo, ad un’elica grande un quad poco reattivo.

L’efficienza della spinta, e quindi l’autonomia del velivolo, dipende d’altra parte anch’essa dalle dimensioni delle eliche. Maggiore è il diametro (e quindi la superficie di lavoro), più efficiente la spinta, maggiore la durata della batteria.

Poi c’è il pitch (in italiano passo geometrico) dell’elica, l’inclinazione delle pale, da stabilire in relazione al regime a cui si vuole far girare il motore ed al diametro stesso delle pale.  Pitch molto elevati – con eliche piccole – sono ricercati dai quad mini da corsa: una forte inclinazione delle pale evita perdite di spinta a velocità elevate; il passo geometrico infatti dovrà coprire sia regresso che passo reale (velocità effettiva del velivolo). In condizioni standard, o ancor di più con un quad da ripresa, il velivolo è praticamente fermo lungo l’asse dell’elica, ed il passo geometrico è interamente di regresso. Per massimizzare l’autonomia meglio un passo geometrico ridotto, con eliche di grande superficie, che consenta comunque la manmovra ma che “contenga” le perdite.

Motori piccoli, per multirotori agili, devono girare veloce per generare spinta sufficiente; d’altra parte per massimizzare l’efficienza è meglio un’elica grande che giri piano, quindi motori in grado di esprimere potenza a “basso” regime, capaci di assorbire una grande quantità di corrente (A) senza bruciarsi, forse grossi e pesanti.

Tutti i motori sono caratterizzati da un regime di massima efficienza, cui è necessario avvicinarsi per ottenere la massima potenza meccanica in rapporto alla potenza elettrica “investita”.

Questi principi di massima ci dovranno guidare nella scelta della accoppiata motore – elica. per l’ESC ci limiteremo a dire – in questa sede – che basta che sia sufficiente ad erogare le correnti assorbite dal motore, magari possiamo sceglierne uno capace di un pilotaggio veloce, come i SimonK-AFRO.

I calcoli necessari per prevedere l’attitudine di volo di un multirotore non sono snelli, ed i dati disponibili sono spesso insufficienti.

Allo scopo però – tenendo in mente cosa vogliamo ottenere – possiamo utilizzare l’ottimo calcolatore svizzero eCalc.
Ha una vastissima banca dati a cui accedere per le caratteristiche del motore e delle eliche. Bisogna però essere precisi perchè componenti che sembrano molto simili possono avere caratteristiche diverse ed invalidare tutti i calcoli.

In ultimo, in fase progettuale, non prendete sottogamba l’importanza del voltaggio di esercizio del velivolo (batterie 2-6s), che condizionerà ogni fase progettuale e/o di scelta dei componenti commercialmente disponibili.

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oggi vi mostreremo come visualizzare il log di volo del vostro drone – basato su controllore APM – in google earth, visualizzando così suggestivi tracciati direttamente sulle aerofotogrammetrie dei luoghi che avete sorvolato.

cominciamo con l’installare google earth; sarà sufficiente scaricare il software gratuito all’url:

https://www.google.com/intl/it/earth/

con questo programma potrete muovervi liberamente all’interno di una rappresentazione 3d del pianeta; avvicinandovi al terreno potrete osservare le texture fotografiche applicate sui principali volumi della superficie terrestre (rilievi geologici, ma anche opere dell’uomo come palazzi etc.).

Potrete inoltre, come detto, caricare in questo spazio virtuale i tracciati percorsi da vostro APM.

Allo scopo dovrete scaricare i log dal vostro controllore. Attenzione, non basteranno quelli passati tramite telemetria!
Sarà invece necessario lanciare il mission planner, connettersi al controllore direttamente con il cavo usb, cliccare sull’ultima scheda “terminal”, riavviare l’apm per avere accesso ai file (apposito tasto nel software), ed infine cliccare su “log download“. Vi consigliamo, nella finestra che seguirà, di scaricare tutti i log disponibili ed in seguito di pulire la memoria dell’apm, così da sapere sempre i log a quale periodo si riferiscono.

vi troverete una serie di file nella cartella /Programmi(X86)/Mission Planner/logs

(le sottocartelle sono logs scaricati tramite telemetria, contengono solo un numero “limitato” di dati)

vi consigliamo di tenere ordinata e di conservare anche questa cartella.

i file contengono una miriade di informazioni sul vostro volo, come corrente consumata, tensione di batteria, altitudine gps e barometrica, lettura accelerometri ed output motori… una serie impressionante di dati da cui è possibile conoscere istante per istante tutte le variabili che la centralina prende in considerazione o che produce durante il volo.

in questo caso però ci interesseranno i file con suffisso kmz, che sarà possibile aprire e visualizzare con google Eearth.

Potrete così navigare nello spazio sorvolato e scegliere le inquadrature più spettacolari. é possibile caricare più file simultaneamente ed attraverso la barra sulla sinistra del software di mountain view sarà possibile visualizzare le tracce caricate, modificare trasparenza e colori delle tracce, ottenere vettori posizione e velocità istante per istante ed altre info.

buon divertimento!

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abbiamo testato per voi questo adattatore che promette di consentire l’installazione di una videocamera Mobius su un gimbal nato per GoPro. La possibilità interesserà molti, visto che una Moebius costa solo una piccola frazione di una GoPro!

la confezione ci è arrivata completa di tutti i componenti necessari per il montaggio, ma il libretto di istruzioni è di un gimbal stampato in 3d per Moebius, completamente un’altro prodotto. Cross Marketing?!?

Una volta ottenuto il libretto di istruzioni corretto dal sito del venditore, il montaggio non è difficile; vi servirà solo un po’ di colla (magari epossidrica) ed una mezzoretta.

ci raccomandiamo solo di usare la massima prudenza nel separare l’obiettivo dalla scheda principale della camera, e di non svitare le due viti poste a fissaggio del sensore.

non rovinate inoltre l’involucro esterno, presto vi ritornerà utile.

Una volta completato il montaggio della nuova Action-Cam ibrida, proseguirete al posizionamento sul Gimbal. Vi renderete conto di come, purtroppo, non sia stato previsto nessun criterio per bilanciare il peso delle componenti interne e renderlo almeno simile a quello della GoPro originale.

Risultato è che il Gimbal sarà comunque del tutto sbilanciato, e quindi dovrete aumentare la potenza dei motori, applicare piccoli pesi per il bilanciamento (con il rischio di innescare vibrazioni) etc, oppure procedere come segnalato qui. Rispolverate l’involucro originale!

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l’obiettivo dell’autore è quello di visualizzare sul display della radio Taranis, attraverso la rielaborazione di una piccola scheda di nome Teensy e sfruttando la portante della radio, la telemetria proveniente dal controllore APM – anche in assenza della telemetria standard di 3DR.

Vantaggi? in primo luogo abbiamo tutte le informazioni a portata di mano senza dover guardare un altro schermo/tablet/telefonino, in secondo luogo il poter sfruttare, anche per ricevere informazioni sul velivolo, il vastissimo range offerto dalla accoppiata X8R – Taranis!

per seguire la guida avrete bisogno, oltre che – di un drone? – e di una accoppiata trasmittente ricevitore Taranis, di una piccola scheda (assimilabile ad arduino) per cui è stato scritto il software, una teensy 3.1, disponibile ad esempio qui.

dovrete essere in grado inoltre di eseguire qualche piccola saldatura: vediamo in dettaglio.

dal lato della scheda dotato di connettore USB andrà saldato il jack verso la ricevente Taranis (ad esempio X8R): positivo e negativo ai lati del jack(alimenteranno anche la scheda), ed il segnale al pin 1 della Teensy.

al lato opposto andrà invece saldato il jack verso l’uscita telemetria dell’APM:
il ground (in nero) al pin centrale, il cavetto giallo (il secondo) al pin 9 e quello verde/blu (quinto sul jack) al pin 10.

ora dovrete installare il software di gestione del Teensy (scaricabile qui) sul vostro pc (dovrete installare prima la ide di arduino scaricabile qui); successivamente dovrete caricare sulla scheda il software elaborato dall’autore del post originale, scaricabile qui. Seguite le istruzioni fornite dal software Teensy, sarà molto semplice.

ora collegate il tutto, date circa una decina di secondi alla scheda per avviarsi, ed il led dovrebbe iniziare a lampeggiare molto velocemente: segno che la trasmissione dati è in atto. Schiacciate page a lungo per accedere alla telemetria (Taranis), e configurate i campi aggiungendo i valori dal menu.

ad esempio con una barra che vi segnali l’autonomia residua!

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 Utilizziamo per i nostri voli il controllore APM 2.6 da circa sei mesi, con un discreto successo per tutti i velivoli fino ad 8 eliche.

Le funzioni di cui è dotato questo controllore open source sviluppato da 3D Robotics sono di assoluto rilievo, ed il software che lo accompagna,  l’APM Planner 2.0. è un potente strumento che consente di sfruttarne le molteplici possibilità.

Nelle ultime versioni del firmware (che è comunque sempre aggiornabile), con l’introduzione tra le altre cose della modalità di volo ibrida, il controllore non ha nulla da invidiare a sistemi di navigazione proprietari di ben altro prezzo. Sono incluse modalità di volo completamente automatico, stabilizzato, ad altitudine bloccata (molto comodo per concentrarsi solo sul soggetto della ripresa) ed infinite altre, tutte estremamente versatili e comunque  personalizzabili.  è possibile personalizzare parametri come il raggio di curvatura lungo i percorsi prestabiliti, le rampe di salita e discesa, la velocità da tenere lungo il percorso. Efficacissimo il sistema di ritorno alla base automatico (RTL), e la gestione dei failsafe.

L’unica caratteristica di cui sentiamo un po’ la mancanza è il controllo automatico di un gimbal brushless.

Dobbiamo segnalare però quanto sia delicato il problema della alimentazione della scheda, un bug che già colpiva la revisione hardware 2.5.2 di APM.

Se l’alimentazione all’avvio non è particolarmente pulita, il giroscopio, la bussola e gli altri sensori a valle del regolatore a 3,3V forniscono dati incoerenti e conducono al rovesciamento e/o ad  altri incidenti del velivolo.

Questo accade anche se, come nostra abitudine, viene separata la sezione di alimentazione della CPU attraverso l’utilizzo di un BEC switch dedicato e separato dalla linea di potenza (e quindi dagli UBEC integrati negli ESC, spesso fonti di disturbi di segnale).

Abbiamo imparato con l’esperienza che è possibile rilevare nelle fasi di controllo pre-volo questi errori, osservando i dati forniti dalla telemetria.  Segnale evidente di tali malfunzionamenti è per esempio la lentissima frequenza con cui l’orientamento del velivolo viene inviato alla stazione di terra.

Un ulteriore – importante – motivo per sconsigliare quindi di fare a meno della completissima telemetria 3DR.

In questi casi, per ripristinare il funzionamento dei sensori a 3,3V è generalmente sufficiente disalimentare completamente la scheda per qualche secondo, e poi rialimentarla. Potrebbe essere necessario ripetere più volte l’operazione.

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La ricevente diversity (doppia antenna selezionata automaticamente in base alla potenza del segnale) ci ha assicurato un deciso aumento della portata del nostro sistema radio. Il range ad essere sinceri è già ottimo con l’economico sistema X9 turnigy (miglior rapporto qualità/prezzo), ma il vantaggio del sistema Taranis con ricevente diversity è immediatamente valutabile per le grandi distanze, per non parlare della telemetria.

La accoppiata Taranis – X8R consente di pilotare il drone addirittura quando questo non è più in vista. Utile? Si pensi per esempio alla necessità di impartire un comando RTL quando il velivolo è a grande distanza.

La telemetria pure è di grande aiuto: è possibile impostare, se disponiamo di un sensore di corrente, una barra che descrive la capacità rimanente nel pacco batterie.

Nel nostro caso, attraverso un MCU teensy collegato direttamente al controllore di volo (APM 2.6 di 3DR), siamo riusciti ad avere una serie di informazioni sul funzionamento del drone a grandissima distanza, come posizione GPS, autonomia residua, modalità di volo, temperatura e molto altro già disponibile a breve distanza con la telemetria 3DR, senza necessità di guardare uno schermo aggiuntivo.

L'articolo X8R – ricevente diversity con telemetria integrata sembra essere il primo su Il Dronista.