Quadrocopter fejlesztése és irányítása

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Blázovics László
Automatizálási és Alkalmazott Informatikai Tanszék

Napjainkban egyre nagyobb teret hódítanak maguknak a civil felhasználású több rotoros helikopterek (multikopter), melyek a legkülönfélébb módokon segíthetik az emberek életét. Beszéljünk akár tűzoltásról, permetezésről, vagy az oly sokak által kedvelt légi videózásról, ezek a pilóta nélküli légi járművek (UAV) remekül helyt állnak. A dolgozat az általam tervezett drón tervezési folyamatát mutatja be. A kitűzött cél egy közepes méretű, négy rotoros helikopter (quadcopter) megtervezése és tesztelése volt. Első körben a megbízhatóságra törekedtem, illetve arra, hogy a drón könnyen továbbfejleszthető legyen bármilyen alkalmazási területre.

A tervezési folyamat során a kiválasztottam a motorokat, melyekhez digitális vezérlésű hajtásinvertereket terveztem. Az inverterek BLDC hajtást valósítanak meg szinuszmezős állandó mágneseses szinkron motorokhoz. Az inverterek megvalósítási folyamata végigmegy a hardver- és nyáktervezéstől, a forrasztáson és az élesztésen keresztül, egészen a szoftvertervezésig. A motorvezérlők tervezési és tesztelési folyamata mintegy fél évig tartott.

Az elkészült inverterek tesztelése bebizonyította, hogy azok alkalmasak a quadcopter manőverezéséréhez szükséges tolóerő létrehozására, így megkezdődhetett a drón tervezése. A quadcopter irányításához egy vezérlő kártyát terveztem, amelynek kivitelezése az inverterekhez hasonlóan teljes körű (hardvertervezés, forrasztás, élesztés, szoftverfejlesztés). A kártya képes a quadcopter röppályájának szabályozására, és egy külső modul segítségével vezeték nélküli kapcsolat felállítására.

A drón természetesen nem képes repülni megfelelő váz nélkül. A quadcopter testét tizenhat darab 3D nyomtatott alkatrész teszi ki, melyet különböző méretű rögzítő csavarok tartanak össze. Az alkatrészeket az Autodesk Inventor program segítségével terveztem meg.

A quadcopter irányítható vezetékes (a fejlesztési folyamat során) illetve vezeték nélküli kapcsolaton keresztül. A repülés irányításához egy távirányítót terveztem, amelynek váza ugyancsak 3D nyomtatott alkatrészekből áll. A távirányító rendelkezik 4 kapcsolóval, két joystick-el, illetve egy OLED kijelzővel, amelyről fontos repülési adatok olvashatók le. A távirányító vezérléséről egy Arduino Nano gondoskodik.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.