arduino, eletrônica, robotica...
Projeto quadricóptero para fotografia aérea
Olá pessoal, estou com um projeto para um quadricóptero para fotografia aérea. Vou dar uma introdução no projeto e umas noções básicas sobre as peças, pois tive muita dificuldade em aprender sobre aeromodelismo no começo.
mwc quad - snow from warthox on Vimeo.
Primeiro, as peças:
4x Turnigy 2830 Brushless Motor 800kv (http://hobbyking.com/hobbyking/store/uh_viewItem.asp?idProduct=8481)
4x Hobbyking SS Series 18-20A ESC (http://hobbyking.com/hobbyking/store/uh_viewItem.asp?idProduct=6457)
1x Turnigy 5000mAh 3S 20C Lipo Pack (http://hobbyking.com/hobbyking/store/uh_viewItem.asp?idProduct=9184)
1x Hobby King Battery Monitor 3S (http://hobbyking.com/hobbyking/store/uh_viewItem.asp?idProduct=7223)
1x Turnigy 2-3 Cell Lipoly Balance/Charger (http://hobbyking.com/hobbyking/store/uh_viewItem.asp?idProduct=6507)
1x 1.2GHz video transmitter 500mW (http://hobbywireless.com/cart/index.php?main_page=product_info&...)
Para controlar os motores são necessários os ESCs, que fornecem até 20A, amperagem necessária pros motores. E é claro, para isso precisa-se da bateria, e para ela, um carregador de 3S (note que a bateria também é 3S, 3 células). Ao contrário do que muitos pensam, essas baterias não podem ser descarregadas até o final, por isso adicionei o battery monitor, que tem um buzzer que apita quando a bateria descarregou até o limite.
Os ESCs podem ser controlados pelo arduino como se fossem servos. Então, para que o quadcopter vá para frente ou pros lados, basta aumentar a velocidade, por exemplo, do motor direito, que ele irá para esquerda, e assim por diante. A conexão entre o ESC e o motor é bem simples, e não precisa ser explicada, basta conectar os cabos de força e os de alimentação e sinal.
Cada tipo de motor necessita de um tipo de hélice, neste que eu escolhi, os tamanhos são entre 8x4~10x4.7, foram as únicas partes que não achei na Hobby King, então vou postar o link dessa loja que vende um par, basta pedir 2x: http://www.fvprc.com.br/pecas-quad-gaui/175-210801-helices-2x-8a-2x... (achei essa loja brasileira bem atraente, vocês podem procurar numa loja estrangeira também). Note que as hélices não são iguais, uma é normal e a outra é pusher. Há uma diferença entre elas, mas não sei explicar. Você precisará de 2 pushers e 2 normais. Basta pedir 2x esse produto do link. O motivo pelo qual são necessários 2 tipos, é que se o quadcopter usasse todas do mesmo tipo, ele ficaria girando no próprio eixo para sempre. Então deve-se intercalar: 1 normal 1 pusher 1 normal 1 pusher.
O video transmitter + receiver transmitirá ao vivo o que se passa na câmera para poder fotografar ou filmar (basta plugar o cabo av da câmera no transmissor e plugar o cabo do receptor na TV), e até mesmo fazer vôo em primeira pessoa, o famoso FPV (procurem no youtube)
Quanto ao controle remoto, eu já fiz o meu próprio, aqui está:
Ele usa um arduino uno, e por enquanto estou usando módulos RF de baixo alcance para testes. Mas no futuro usarei xbee pro de 900mhz com conector de antena.
Primeiro teste com o meu controle remoto
Logo comprarei as peças nessa loja para poder construir o quadricóptero. Quanto ao corpo, usarei barras de alumínio super finas e leves que achei numa vidraçaria que mexe com boxes de banheiro. Usarei um daqueles porta cds que vem com CDs virgens como case do arduino e outras partes.
Antes de comprar as peças, certifique-se do quando seu quadricóptero irá pesar e quanto ele poderá levantar (adicional). Nos motores por mim escolhidos está: Thrust: 540~800g. Isso significa que cada motor levanta no mínimo 540g e no máximo 800g (dependendo da hélice). Isso significa que com 4 motores, levantará no mínimo 2160g e no máximo 3200g.
No cálculo de peso do meu quadricóptero cheguei a 1300g sem a câmera, e com a câmera 1600g. Note que em cada peça tem uma nota informando o peso do produto, basta olhar e calcular.
No controle usei basicamente 1 joystick de playstation (http://www.sparkfun.com/products/9032), comprem 2 para caso dê algum problema. 1 mini joystick de PSP (http://www.sparkfun.com/products/9426). 3 potenciômetros, 2 chaves alavanca e alguns leds. Posteriormente adicionarei botões para ativar a câmera. Mas é claro que para ler tantos potenciômetros e joystick 6 portas analógicas não dão, então usei esse multiplicador de portas analógicas pra arduino, que permite 16 portas analógicas numa só (http://www.sparkfun.com/products/9056)
Bom galera, acho que é só isso, logo farei o quadricóptero e os informarei do processo. Espero que tenham gostado do quase tutorial. Passei as noções básicas que adquiri nesse tempo. As conexões eu não posso detalhar exatamente porque ainda não tenho as peças, mas acho que não precisa de tutorial, são conexões fáceis.
Comentem!
Respostas a este tópico
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Permalink Responder até Braz FEITOSA em
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Renato concertesa você vai precisar de uma bateria de autas descargas, sobre o calculo infelizmente eu não sei lhe responder.
abraços
Braz
Renato Aloi de Almeida Batista disse:Valeu braz! Eu tinha entendido errado! Na verdade no próprio anúncio do Mercado Livre fala de 730 gramas a 1,1 Volts e consumindo 15 amperes. Mas tem algo estranho nesse anúncio. Eu na verdade tinha visto outro. Inclusive a foto desse anúncio mostra um motor CF2822 e o anúncio é do CF2812... Está esquisito...
Pela tabela que vc enviou, o CF2812 (!), com uma hélice 8x4, consumindo 15 amperes, tem o empuxo de 829 gramas. Considerando que no anúncio, a hélice é uma 7x6, pode ser que o valor do anúncio também esteja correto.
Então 4 motores com hélices 8x4 acumulariam um empuxo de quase 3,5 quilos! Agora sim!
O problema vai ser controlar o consumo de 60 Amperes por hora!? Vai precisar de uma bateria de 10 Amperes pra durar 10 minutos de voo na potência total? É isso mesmo, fiz os cálculos corretos?
Valeu! Desculpem o tanto de perguntas! Hehehe.
Abraços,
Renato
braz feitosa disse:caro renato sobre o motor e-max 2812 aqui dispõe de uma tabela de enpuxo .
http://www.lemonstore.com.br/diversos/testedemotores.html
o desenho esta bem pensado
abraços
Braz
Renato Aloi de Almeida Batista disse:Pessoal, fiz um rabisco da idéia. Desculpem o desenho (estou publicando em anexo), mas demonstra minha idéia. onde no centro eu teria as baterias dispostas de forma radial (em vermelho). E bem no centro, seria o lugar do acelerômetro (quadrado verde no centro), na parte mais baixa possível do aparelho. Em cima das baterias tem espaço suficiente para colocar uma placa com componentes e um Arduino, com shields e tudo. Os círculos (em azul) na ponta das quatro hastes, seriam as braçadeiras.
Apesar do desenho tosco, o que vcs acham? Abraços, Renato.
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Eu não conhecia essas cintas perfuradas dependendo da sua espessura vai ficar bem bacana para o circulo de baterias,
quanto as astes para o motor eu não aconselho por causa que agregaria mais peso por ser de aço eu lhe aconselho usar aquelas reguas de aluminio para pedreiro,
sobre as baterias de lipo, ja existe baterias de altas descargas, as baterias de lipo são formadas por celulas uma bateria de 3s contem 3 celulas sendo que cada celula é de 3.7v, eu tenho aeromodelo eu uso essas baterias 3s de 1300 mah com um motor e-max 2822 com um esc de 30 anperes o que me da uns 12 minutos de voo o esc corta o motor quando chega em 3v por causa que as baterias não podem abaixar a tensão mais que isso.
e isso aê
abraços
Braz
Renato Aloi de Almeida Batista disse:
Pessoal,
Estive relendo o tópico ontem e pesquisando sobre motores. Dei uma passada na Florenço de Abreu e consegui achar a cinta perfurada que comentei (segue foto em anexo).
Não achei nada na Sta Ifigenia sobre motores brushless. Parece que só mesmo em loja de modelismo.
Quanto as baterias descobri algumas coisas interessantes. Essas mais modernas são de Polímero Lítio-Ion, em substituição das Litio-Ion simplesmente. Pelo que entendi a substância onde o Lítio e o Ion são envolvidos mudou de uma líquida para um polímero, o que permitiu que fossem colocadas mais baterias em paralelo para aumentar a descarga imediata de corrente.
Com isso criou-se uma designação, tipo 10C, 20C, 30C... Esse C significa a corrente instantânea máxima capaz de ser fornecida pela bateria.
Descobri também que 2S e 3S se refere a quantidade de baterias em série. As 3S podem fornecer tensão de 11,1V e as .
Para esse projeto, acho que duas baterias 3S de 30C devem dar conta dos 60 amperes que os motores vão consumir.
Bom, é isso por enquanto. Abraços!
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Permalink Responder até Lucas Zanella em
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Olá Renato.
Quanto ao kit, acho melhor você fazer com arduino, dá trabalho pra fazer o controle e tal mas se você usar um transmissor bom (xbee por exemplo) poderá fazer tudo o que quiser, adicionar novas coisas e tal. Com controles e receptores convencionais, você tem uma limitação de canais, ou seja, poderá controlar 9 coisas se o controle tiver 9 canais. Além disso esses controles são bem caros. Por isso fiz o meu, o xbee pro de 900mhz é meio caro mas vale a pena!Um detalhe: O ESC não é controlado via PWM, e sim PPM (pelo que li), é só controlar como se fosse um servo (mas procure, há um código apropriado). :D
Renato Aloi de Almeida Batista disse:Pessoal,
Estou querendo montar esse projeto no Laboratório. Mas estou pensando para um propósito diferente, para resgate aéreo, e transporte de alimentos para áreas isoladas.
Pra um primeiro protótipo, pensei em alguma coisa bem simples, utilizando aquelas chapas furadas, vendidas em tiras, que é só aparafusar umas nas outras. Eu utilizo essas chapas pra prender equipamentos na moto de trilha, que não tem painel.
Mais ou menos como essa aqui:
http://www.vernk.com/images/Starfire/SwitchPlateReadyToMountSwitche...
Pensei em usar uma lata de Nescau como molde e fazer uma tira de metal redonda. No centro da tira redonda, pensei em fazer um circulo de baterias. Assim o espaço fica melhor utilizado e o centro de equilibrio fica melhor definido.
Para os motores, pensei e fazer hastes da tira de metal, sendo quatro no total. Não pensei em fazer ângulo nenhum a princípio. E pra prender os motores, braçadeiras aparafusadas nas hastes. Isso resolveria a parte estrutural.
Para os motores, estou pensando em utilizar o E-max Cf2812 Outrunner, vendido no Mercado Livre, aqui:
http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-169250032-motor-brushless-e-...
Pelo que pesquisei, esse motor (dependendo da hélice e condições gerais externas) pode "carregar" 2,5Kg. Só fico na dúvida qual hélice usar e se os motores vão precisar de redução.
Outra dúvida, vale a pena comprar um kit que já vem o "Speed Control", ou melhor controlar pelo próprio Arduino, via PWM? Idéias?
Bom, acho que é isso por enquanto. Ah! Sim, estou pensando por sugestão do Marcelo usar um acelerômetro para fazer a estabilização e controle automático de compensação dos motores.
O que vcs acham?
Abraços,
Renato
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Você vai escolher a bateria de quantos A? Cuidado com o peso, elas costumam ser bem pesadinhas e podem reduzir o peso extra que você poderá carregar no quadricóptero.
:D não desista, continue postando as atualizações
Renato Aloi de Almeida Batista disse:Pessoal,
Estive relendo o tópico ontem e pesquisando sobre motores. Dei uma passada na Florenço de Abreu e consegui achar a cinta perfurada que comentei (segue foto em anexo).
Não achei nada na Sta Ifigenia sobre motores brushless. Parece que só mesmo em loja de modelismo.
Quanto as baterias descobri algumas coisas interessantes. Essas mais modernas são de Polímero Lítio-Ion, em substituição das Litio-Ion simplesmente. Pelo que entendi a substância onde o Lítio e o Ion são envolvidos mudou de uma líquida para um polímero, o que permitiu que fossem colocadas mais baterias em paralelo para aumentar a descarga imediata de corrente.
Com isso criou-se uma designação, tipo 10C, 20C, 30C... Esse C significa a corrente instantânea máxima capaz de ser fornecida pela bateria.
Descobri também que 2S e 3S se refere a quantidade de baterias em série. As 3S podem fornecer tensão de 11,1V e as .
Para esse projeto, acho que duas baterias 3S de 30C devem dar conta dos 60 amperes que os motores vão consumir.
Bom, é isso por enquanto. Abraços!
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No mercado livre é realmente MUITO caro. Recomendo que compre na loja dos links que passei no post, você vai economizar mais da metade do que comprando no mercado livre. E na hora de comprar você pode declarar até 10% do valor apenas, ficando com menos risco de pagar impostos ou pagando bem pouco. A bateria de 5A por exemplo custaria no máximo R$40,00. Tudo bem que tem o frete, mas mesmo assim vai ficar bem mais barato comprar na hobbyking.
Quanto ao pouco peso com muito empuxo, eu acho ótimo. Se estiver sem peso adicional vai ter bastante tempo de vôo. Acho bom ficar com esse empuxo mesmo :D
Renato Aloi de Almeida Batista disse:Lucas! Valeu pela resposta! Cara, eu estou verificando uns modelos de bateria. E descobri uma de 2,2 A que tem 185 gramas de peso. Então se eu usar dois kits dessa bateria, vou ter um acréscimo de 370 gramas. Eu queria mesmo usar uma de 5 Amperes, mas acho que vai ser como vc falou, vai ficar muito pesado.
A bateria que estou namorando é essa:
http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-164498844-bateria-de-lipo-tu...
Isso sem falar que a bateria 5A é bem mais cara, dá uma olhada:
http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-169707189-bateria-de-lipo-fl...
Então estou pensando em 400 gramas de bateria, mais uns 50 gramas de estrutura, 100 gramas de motor (4x 25 gramas), mais uns 100 gramas de equipamentos, como acelerômetro, Arduino, fios etc. Totalizando 650 gramas. Acho que vai dar um peso legal se ficar dentro dessa faixa. Acho até que nesse caso dá pra usar uns motores mais simples... Um empuxo de 3,5 Kg pra carregar um aparelho de 650 gramas, estou achando muito!
Abraços,
Renato
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caro lucas zanella de vez em quando a receita cobra a taxação através do tamanho das caixas, e pode ter certeza que os fiscais da receita sabem o preço das peças de modelismo e quando você declara apenas 10% do valor você não podera reclamar sobre a taxação, pois acredite tem veses que eles so olham o tamanho da caixa e ja estimão o valor da taxa eu aconselho você declara o valor correto, conpras abaixo de $ 50 dolares não tem taxação se for mandado de pessoa física para pessoa física e tem que ser mandado pelo correio postal.
abraços
Braz
Lucas Zanella disse:No mercado livre é realmente MUITO caro. Recomendo que compre na loja dos links que passei no post, você vai economizar mais da metade do que comprando no mercado livre. E na hora de comprar você pode declarar até 10% do valor apenas, ficando com menos risco de pagar impostos ou pagando bem pouco. A bateria de 5A por exemplo custaria no máximo R$40,00. Tudo bem que tem o frete, mas mesmo assim vai ficar bem mais barato comprar na hobbyking.
Quanto ao pouco peso com muito empuxo, eu acho ótimo. Se estiver sem peso adicional vai ter bastante tempo de vôo. Acho bom ficar com esse empuxo mesmo :D
Renato Aloi de Almeida Batista disse:Lucas! Valeu pela resposta! Cara, eu estou verificando uns modelos de bateria. E descobri uma de 2,2 A que tem 185 gramas de peso. Então se eu usar dois kits dessa bateria, vou ter um acréscimo de 370 gramas. Eu queria mesmo usar uma de 5 Amperes, mas acho que vai ser como vc falou, vai ficar muito pesado.
A bateria que estou namorando é essa:
http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-164498844-bateria-de-lipo-tu...
Isso sem falar que a bateria 5A é bem mais cara, dá uma olhada:
http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-169707189-bateria-de-lipo-fl...
Então estou pensando em 400 gramas de bateria, mais uns 50 gramas de estrutura, 100 gramas de motor (4x 25 gramas), mais uns 100 gramas de equipamentos, como acelerômetro, Arduino, fios etc. Totalizando 650 gramas. Acho que vai dar um peso legal se ficar dentro dessa faixa. Acho até que nesse caso dá pra usar uns motores mais simples... Um empuxo de 3,5 Kg pra carregar um aparelho de 650 gramas, estou achando muito!
Abraços,
Renato
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Sim sim, só falei porque uma vez comprei umas peças de $250 e o pessoal declarou $10 na caixa hehe.
Só uma dica, mas que no mercado livre vai ficar caro, vaibraz feitosa disse:
caro lucas zanella de vez em quando a receita cobra a taxação através do tamanho das caixas, e pode ter certeza que os fiscais da receita sabem o preço das peças de modelismo e quando você declara apenas 10% do valor você não podera reclamar sobre a taxação, pois acredite tem veses que eles so olham o tamanho da caixa e ja estimão o valor da taxa eu aconselho você declara o valor correto, conpras abaixo de $ 50 dolares não tem taxação se for mandado de pessoa física para pessoa física e tem que ser mandado pelo correio postal.
abraços
Braz
Lucas Zanella disse:No mercado livre é realmente MUITO caro. Recomendo que compre na loja dos links que passei no post, você vai economizar mais da metade do que comprando no mercado livre. E na hora de comprar você pode declarar até 10% do valor apenas, ficando com menos risco de pagar impostos ou pagando bem pouco. A bateria de 5A por exemplo custaria no máximo R$40,00. Tudo bem que tem o frete, mas mesmo assim vai ficar bem mais barato comprar na hobbyking.
Quanto ao pouco peso com muito empuxo, eu acho ótimo. Se estiver sem peso adicional vai ter bastante tempo de vôo. Acho bom ficar com esse empuxo mesmo :D
Renato Aloi de Almeida Batista disse:Lucas! Valeu pela resposta! Cara, eu estou verificando uns modelos de bateria. E descobri uma de 2,2 A que tem 185 gramas de peso. Então se eu usar dois kits dessa bateria, vou ter um acréscimo de 370 gramas. Eu queria mesmo usar uma de 5 Amperes, mas acho que vai ser como vc falou, vai ficar muito pesado.
A bateria que estou namorando é essa:
http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-164498844-bateria-de-lipo-tu...
Isso sem falar que a bateria 5A é bem mais cara, dá uma olhada:
http://produto.mercadolivre.com.br/MLB-169707189-bateria-de-lipo-fl...
Então estou pensando em 400 gramas de bateria, mais uns 50 gramas de estrutura, 100 gramas de motor (4x 25 gramas), mais uns 100 gramas de equipamentos, como acelerômetro, Arduino, fios etc. Totalizando 650 gramas. Acho que vai dar um peso legal se ficar dentro dessa faixa. Acho até que nesse caso dá pra usar uns motores mais simples... Um empuxo de 3,5 Kg pra carregar um aparelho de 650 gramas, estou achando muito!
Abraços,
Renato
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Permalink Responder até JAIRO ALVES DE MEIRELES JUNIOR em
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Oi pessoal.
Minha primeira aparição aqui no Lab.
Lucas, tenta esse site aqui: http://radio-commande.com/international/triwiicopter-design/
Lá tem muitas informações que podem ser aproveitadas por vc. Estou montando um quad tipo o que vc quer montar.
Gostei do controle que vc fez, mas primeiro eu tentaria fazer com um transmissor convencional, pq controlar um quad com esses potenciômetros vai ser meio difícil...
Quanto a descarga das baterias funciona assim: exemplo de 1000mAh com descarga de 20C, fica assim: 1000mAh é o mesmo que 1A, certo? Então 1A x 20C = 20A de descarga, ou seja, a bateria pode fornecer até 20 A de descarga sem se danificar.
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MUITO obrigado pela informação, queria saber exatamente isso. Muito obrigado mesmo! :D
A propósito, os potenciômetros são pra controlar a câmera (pan/tilt) e o outro é a velocidade dos motores/altitude. Vou controlar mesmo é com o analógico de PS2 que coloquei no controle :DFiz isso justamente porque um transmissor bom é muito caro, e com esse meu controle, posso adicionar quantas funções quiser.
JAIRO ALVES DE MEIRELES JUNIOR disse:
Oi pessoal.
Minha primeira aparição aqui no Lab.
Lucas, tenta esse site aqui: http://radio-commande.com/international/triwiicopter-design/
Lá tem muitas informações que podem ser aproveitadas por vc. Estou montando um quad tipo o que vc quer montar.
Gostei do controle que vc fez, mas primeiro eu tentaria fazer com um transmissor convencional, pq controlar um quad com esses potenciômetros vai ser meio difícil...
Quanto a descarga das baterias funciona assim: exemplo de 1000mAh com descarga de 20C, fica assim: 1000mAh é o mesmo que 1A, certo? Então 1A x 20C = 20A de descarga, ou seja, a bateria pode fornecer até 20 A de descarga sem se danificar.
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Aproveitando, queria substituir esse analógico de PS2 por um stick de controle remoto de verdade, com potenciômetros, sabe? Com eixo x e y! Alguém sabe onde posso conseguir? Já procurei mas nem achei :(
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Permalink Responder até Cornelio Araujo Junior em
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Quanto vc acha que vai gastar neste Quad com todas es peças?
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Permalink Responder até JAIRO ALVES DE MEIRELES JUNIOR em
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É bom dar uma lida aqui também.
Infomações valiosas que te ajudarão.
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