SkHero Spy 600 – 2.7公里飛行

最遠距離2.7公里

上次試過1.5公里的飛行,今次打算試飛3公里,用的也是IBCrazy的Airblade天線。
飛行路線以mission設定好,可讓我專心留意OSD的數據-用電量,距離等等。
到了2.7公里斷了圖,心一驚就回航了。其實只是mission轉向時天線在一些角度下被降落架遮擋所至,感覺上超越3公里都無問題。

電量問題

問題反而是電量支持不了,電量下跌至14.4時我還在海中心,mission設定了時速30公里,這個速度一定返不到來。就立刻轉為手動模式,一於高速返航。裝上了兩顆5400mAh 4S電池,飛行時間也只有10-12分鐘。試過後,覺得Y6機架是為了安全性而放棄了效率的設計。

最高時速95公里

高速返航時在OSD看到速度可達90公里以上,當時油門還未推盡,怕電機支持不了而收油了。感覺上,SkyHero真的是一隻力量型的機。

國產OSD質素很好

因為minimosd的顯示很差,還有兩次無故死掉,很想找一個代替品,直至找到了PlayUAV OSD。顯示很細緻,功能也多,硬件穩定,一試便知道我會繼續用了。何況是國產開發,還是開源project,就更少見,更應該支持了。

硬件設定

Air Antenna: IBCrazy 5.8 GHz Airblade Antenna
Ground Antenna : FatShark Patch Antenna
Frame: Sky Hero Spy 600
Controller : Pixhawk
Firmware : ArduCopter 3.3
Props : APC 12″ MR
Motors : Antigravity MT2814 710KV
Batteries : 4S 5400mAh battery x 2
OSD : PlayUAV OSD
Total distance : 6.2km
Farthest distance : 2.7km

高清航拍短片,免費下載

pixabay.com home page

我把一些自己的航拍短片上載到pixabay.com,供有興趣的朋友免費使用。希望自己的航拍興趣除了自己高興外,也能為其他人提供一點價值。很高興短片上載後的10天內已有超過1,000次的下載,也有3條片選為Editor Choise。

pixabay.com網站上的所有相片及影片都是以Creative Commons CC0出版。你可以複製、修改、發布或展示作品,亦可進行商業利用。當然,如果你使用了我的短片在你作品上,告訴我會使我好高興的。

自動導航輔助航拍

要同時控制航拍機飛行及鏡頭的角度是一件困難的事,幸好多數航拍機都有自動導航的功能,只要在軟件中輸入路線,高度,速度等設定,航拍機就能自動航行。拍攝者就能專心地控制鏡頭的方向及角度,往往能拍出更多變化的片段。

我會在APM Planner小心計劃好路線,要特別留意飛行高度和地形的變化,最好是自己熟識的地點,而路線也要在視線範圍之內,有意外時可以立即接手操控。也會把自動返航(RTL)的高度設定得高一點(例如50米)。

我也會設定同一條路線飛行多次(DO_JUMP),第一次飛行時鏡頭向前平放,注要留意飛行高度,是否太接近障外物,做好除時取消導航的準備。當第一圈成功,就能專心於取景了。

在APM Planner裡還有一個很好用的功能(DO_SET_ROI),ROI是region of interest的簡寫,意思是航機的頭永遠向著這一點。上圖的#5就是ROI,所以航機飛到#6, #7機頭就會向著那更個半島。到了#8就取消了ROI,航拍機又會回復向前。

以下是一條短片,一次過飛了兩圈約六分鐘,已得到很多不同角度的片段。

如何在多軸機裝遙控的LED航燈?

How to DIY remote control LED light to your multicopter?

請先看以下完成品的片。可遙控開關,改變閃光效果,效果式樣也可以自定。如果你也想DIY到你的多軸機上,只要小於HK$100,一些焊接技巧和簡單的編程知識。

需要的材料如下:

WS2812 LED
WS2812 燈條
SparkFun-Pro-Micro
SparkFun Pro Micro (Arduino)

關於WS2812

我以為LED燈條就是LED燈條啦,但原來它們有很多種,甚麼WS2801, WS2811 和 WS2812,而我們要用的是WS2812,因為無論在接線和編程上它都比較簡單方便。

通常WS2812都是以一米為單位賣的,例如你隻四軸機想裝四條燈條,你可以買一條回來自己剪開便好了。

WS2812只有三條接線,5v電源,地線和數據線。要注意數據的方向,燈條上有箭頭指示。數據線要焊在DIN上, 如果焊錯了在DOUT,燈條是不會著的。

How to wire WS2812 LED


關於電源

你需要提供5v電源給Arduino和LED燈條。你可以用獨立電源或由多軸機電池取電。多軸機電池一般由7v-21v不等,所以必須降壓才可接上,否則你會馬上燒掉Arduino和燈條

不要由receiver,flight controller取電。如果你使用了大量的LED,receiver和flight controller都沒有足夠的電流可以提供,最壞的情況可使你失去愛機。

如果已經接上了燈條,不要單獨用USB接上Arduino,要先接上5v電才插USB,否則可能會燒了Arduino。

如果用降壓,也要知道它可提供的電流。每粒LED使用60mA電流,例如一條一米的燈條有60粒LED,60 x 60mA = 3600mA = 3.6A,要確保你的降壓板能提供3.6A電流而不會過熱燒掉。否則便要滅少LED的數量。

 每一顆LED用60mA電(紅綠藍各20 mA)

How to wire WS2812 LED and Arduino


關於Arduino

Arduino是控制LED燈條如何閃動的控製器,如果你沒有接觸過Arduino,可以看看它的網站,有很清楚的教學,基本的如何使用就不在這裡說了。

Arduino有很多版本,我使用了SparkFun Pro Micro,因為它細,而且有USB頭,不用FTDI,比較方便。

淘寶有很多這個版本的複製品,名稱都不一樣,文件更不用說了。找了好一回才知道原版是SparkFun Pro Micro,也找到了清楚的文件,使用起來也確定些。(對不起,我有想過買原版的,但運費貴過塊版,實在買不下去。)


LED data pin連接Arduino

我用了pin9-6連接4條LED,可以根據需要連接不同數量的燈條,pin位也可以任意,編程時對應輸出的pin位就行了。還要加上470Ω電阻,以保護Arduino。
How to wire WS2812 LED Arduino and data line




關於遙控

我們可以用遙控來開關LED,改變顏色,閃光效果等。我用的receiver是FrSky X8R,把channel12連到Arduino的A0 pin,同樣地channel和pin位沒有硬性規定,視乎你的需要而改變,編程時應改動就好了。

連接-WS2812-LED-Arduino-FrSky-X8R

我設定了channel12到遙控的TRN switch,這個鍵會自動回彈,剛好可用來每撥一次改變LED到下一個的顯示模式。

FrSky-TH9X-TRN-switch


WS2812-led-arduino-wiring
Arduino接線完成圖

 

LED 接線測試中
LED 接線測試中

 


在Arduino編程控制WS2812

我們已完成了硬件的連接,可以看看如何加入軟件,使LED做事了。

控制LED,有兩個很好用的library:

 如果你還沒有安裝Arduino的軟件,可以先看看入門篇

如果你用SparkFun Pro Micro,可以跟這裡裝driver

我用的是FastLED,由它的example中找了一些合適的再作修改,得到以下的程式:

 

[cpp]
#include <FastLED.h>

#define LED_TYPE WS2811
#define COLOR_ORDER GRB
#define BRIGHTNESS 255
#define FRAMES_PER_SECOND 120

#define LED_TOP_PIN 6
#define LED_LEFT_PIN 8
#define LED_RIGHT_PIN 7
#define LED_BACK_PIN 9
#define RC_PIN A0

#define LONG_LEDS_NUM 12
#define LEDS_NUM 8

CRGB leds_top[LONG_LEDS_NUM];
CRGB leds_left[LEDS_NUM];
CRGB leds_right[LEDS_NUM];
CRGB leds_back[LEDS_NUM];

void setup() {
delay(3000); // 3 second delay for recovery
FastLED.addLeds<LED_TYPE, LED_TOP_PIN, COLOR_ORDER>(leds_top, LONG_LEDS_NUM).setCorrection(TypicalLEDStrip);
FastLED.addLeds<LED_TYPE, LED_LEFT_PIN, COLOR_ORDER>(leds_left, LEDS_NUM).setCorrection(TypicalLEDStrip);
FastLED.addLeds<LED_TYPE, LED_RIGHT_PIN, COLOR_ORDER>(leds_right, LEDS_NUM).setCorrection(TypicalLEDStrip);
FastLED.addLeds<LED_TYPE, LED_BACK_PIN, COLOR_ORDER>(leds_back, LEDS_NUM).setCorrection(TypicalLEDStrip);
FastLED.setBrightness(BRIGHTNESS);

pinMode(RC_PIN, INPUT);
}

// List of patterns to cycle through. Each is defined as a separate function below.
typedef void (*SimplePatternList[])();
SimplePatternList gPatterns = { off, flash, off, police };

uint8_t gCurrentPatternNumber = 0; // Index number of which pattern is current
uint8_t gHue = 0; // rotating “base color” used by many of the patterns
int pulse_light = LEDS_NUM-1;
int leds_pos = 0;
int rc;
int rc_high = true;

void loop() {

rc = pulseIn(A0, HIGH, 25000);

leds_pos ++;
leds_pos = (leds_pos > 100) ? 0 : leds_pos;

// Top LED effect
topEffect();

// Call the current pattern function once, updating the ‘leds’ array
gPatterns[gCurrentPatternNumber]();

// pulse light in last LED of arms
pulse();

// send the ‘leds’ array out to the actual LED strip
FastLED.show();
// insert a delay to keep the framerate modest
// FastLED.delay(1000 / FRAMES_PER_SECOND);

// do some periodic updates
EVERY_N_MILLISECONDS( 20 ) {
gHue++; // slowly cycle the “base color” through the rainbow
}
EVERY_N_SECONDS( 10 ) {
// nextPattern(); // change patterns periodically
}

// RC control
if (rc > 1500 && !rc_high) {
rc_high = true;
nextPattern();
}
if (rc < 1500 && rc_high) {
rc_high = false;
}

}

#define ARRAY_SIZE(A) (sizeof(A) / sizeof((A)[0]))

void nextPattern()
{
// add one to the current pattern number, and wrap around at the end
gCurrentPatternNumber = (gCurrentPatternNumber + 1) % ARRAY_SIZE( gPatterns);
}

void topEffect()
{
// a colored dot sweeping back and forth, with fading trails
fadeToBlackBy( leds_top, LONG_LEDS_NUM, 30);
int pos = beatsin16(40, 0, LONG_LEDS_NUM);
leds_top[pos] += CHSV( gHue, 255, 192);
}

void off()
{
for (int i = 0; i < LEDS_NUM; i++) {
leds_left[i] = CRGB::Black;
leds_right[i] = CRGB::Black;
leds_back[i] = CRGB::Black;
}
}

void flash()
{
fadeToBlackBy( leds_left, LEDS_NUM, 50);
fadeToBlackBy( leds_right, LEDS_NUM, 50);
fadeToBlackBy( leds_back, LEDS_NUM, 50);
if (leds_pos < pulse_light) { leds_left[leds_pos] = CRGB::Red; leds_right[leds_pos] = CRGB::Blue; leds_back[leds_pos] = CRGB::White; } } void police() { CRGB c1 = CRGB::Red; CRGB c2 = CRGB::Blue; CRGB c3 = CRGB::White; if (leds_pos > 50) {
c1 = CRGB::Blue;
c2 = CRGB::Red;
c3 = CRGB::White;
}
if ((leds_pos % 5) == 0) {
c1 = c2 = c3 = CRGB::Black;
}
for (int i = 0; i < pulse_light; i++) {
leds_left[i] = c1;
leds_right[i] = c2;
leds_back[i] = c3;
}

}

void pulse()
{
if ((leds_pos % 50) == 0) {
leds_left[pulse_light] = leds_right[pulse_light] = leds_back[pulse_light] = leds_top[0] = CRGB::White;
} else {
leds_left[pulse_light] = leds_right[pulse_light] = leds_back[pulse_light] = leds_top[0] = CRGB::Black;
}
}
[/cpp]

下載NavLED.ino

下載後,修改一下pins位,燈的數量,以配合你硬件的設定,再上傳到Arduino執行便可以了。我只寫了兩個燈效,你有興趣可以輕易地修改或增加自己的燈效。

 

Sky Hero Spy試機,用錯frame type,一飛即反

剛剛砌好隻SkyHero Spy,立刻試機,但一飛即反!

起初以為是電機的次序錯了,又以為是方向錯了,又檢查了螺旋槳方向,全部無問題。

install firmware (Y6 frame),再做accelerometer calibration,再飛,再死。

 

imgres

原來我的frame type是Y6B,必須在Frame Type選Y6B。

 

Screen Shot 2015-10-06 at 2.25.52 am

選好了就成功了。

後來發現在Full Parameter List選Download Param File,把3DR Y6的設定載入,再自己調整不適合的會更方便。

Screen Shot 2015-10-06 at 1.43.32 am

 

Y6的螺旋槳應如何安裝?

How to set up Y6 props and motors?

1)摩打轉動的方向

這個星期在砌Sky-Hero SPY 600,SPY是一部Y6機,費了一番功夫在它的摩打轉向與螺旋槳上。

4DFD1A70-0904-488F-8FE4-20587693E619

由於都是Y6,所以跟著上面3DR Y6這張說明去調6個摩打。如圖以為要setup三個順時針及三個反時針的摩打,但裝好一試便知道錯了。它們都向同一個方向轉,負負得正嘛,反時針的摩打把它反轉裝,它變回順時針轉了!所以,所有的摩打都要順時針轉,裝好了便自然得到以上的結果了。原本很簡單的事,被我復雜化了。裝好,焊好了的摩打都要打開再焊,真的想殺人哦。

2)槳座問題

我買的是MT2814,是一對買的。很體貼的是正反槳座,給四軸用是剛剛好的,但給Y6就有問題了。於由6個摩打都向順時針轉,所以全部都應該用反槳座,使我有一半的槳座要再買了。

T-motor MT2814 710KV

T-motor CW & CWW prop adapter

3)螺旋槳的方向問題

還有,反轉了的摩打,螺旋槳會跟著反轉嗎?不是!所有螺旋槳都應該label向上,上面裝正槳,下面裝反槳就是了。

Building Sky-hero SPY 600
上下摩打向同一個方向轉,錯了!
Sky-hero Y6 MT 2814 motors and ESC
小心翼翼地調好方向又貼上labels,全都白費。

比較APC 12×4.5 MR 與 13×4.7 SF槳

試裝APC13吋槳上QAV500成功,做了一次簡單的測試,轉用13″槳是否有好處?

震動率:

左面的13″槳明顯地比右面的12″槳震動率高出30%有多。

APC 13x4.5 SF vs 12x4.7 MR vibration compare   Screen Shot 2015-09-22 at 9.45.14 am

 油門:

13″槳以45%油門維持高度(AltHold),12″槳要55%油門。

APC 13x4.5 SF vs 12x4.7 MR props throttle compare

飛行時間:

13″槳以45%油門AltHold,飛行時間會長一點嗎?也不是,反而12″槳有更長的飛行時間。

用的是4S電,設定了14.8v自動返航,13″槳更早開始返航。

APC 13x4.5 SF vs 12x4.7 props flight time compare

總結:

無論在飛行時間,震動率再看,較細的槳能提供更好的效能。但為什麼多數人還是追求更安裝更大的槳?我想是負載罷,如果要負載更大的電池,gimbal,相機,更大的槳是必須的。13″比12″槳減少10%的油門hold機,意味更重的負載。如果沒大負載的需要,大槳是沒有必要的。

Can QAV500 v2 mounting 13″ props

QAV500 v2 能裝13吋槳嗎?

答案是可以的,我裝了APC13x4.7 SF槳,只是與機身的距離十分近,只有4mm。正常情況是沒問題的,只是極端情況下,會有意外出現嗎?不能擔保哦。

QAV500 v2 mounting 13" props

QAV500 v2 mounting 13" props 4mm space left

今天近距離試飛了一次,速度也不高。效果不錯,原本要55%的油門才能AltHold,現在45%做到了。

這個設定是為了要裝兩顆5000mAh電而安排的。現在的飛行時間大約在一起12-15分鐘左右,希望提高升力,增大電量,可以增加時間至20-25分鐘。

AQV500 v2 loading 2 x 5000mAh batteries