فلایت کنترلر apm

شناخت فلایت کنترل APM(امکانات و تفاوت ورژن های مختلف) {جلسه بیست و هفتم}

مقدمه

فلایت کنترل APM به دلیل دارا بودن ویژگی OPEN Source از محبوبیت بالایی برخوردار است. این فلایت کنترل را می توان در تمامی ربات های رادیو کنترلی همانند هواپیما، ماشین های کنترلی، هلی کوپتر، زیردریایی و مولتی روتورها استفاده کرد. APM را با نام های مختلفی همانند:

  • آردوپایلوت(ArduPilot)
  • آردوکوپتر(ArduCopter)

هنگامي كه در هلي كوپتر و مولتي كوپتر استفاده مي شود با نام آردوكوپتر خوانده مي شود.

  • آردوپلن(ArduPlane) 

هنگامي كه در هواپيما استفاده مي شود با نام آردوپلن خوانده مي شود.

  • آردو روور(ArduRouver) 
  • هنگامي كه  در ماشين استفاده مي شود با نام آردوروور خوانده مي شود.

 

apm-flight-control

در تمامی نام های بالا Ardu همان مخفف Arduino می باشد که پایه و اساس طراحی این فلایت کنترل می باشد. این فلایت کنترل قابلیت ساخت یک مولتی روتور کاملا خودکار را برای شما فراهم می کند. این فلایت کنترل در سالهای 2012 و 2014 برنده مسابقات UAV Outback Challenge شد. رویکرد نرم افزاری آردوپایلوت همانند PX4 و Papparazi می باشد. لغت APM مخفف Ardu Pilot Mega است. 

قابلیت های فلایت کنترل APM

  • سازگاری کامل با نرم افزار آردوینو
  • قابلیت بازگشت به خانه با اتمام باتری یا قطع سیگنال یا هر مشکل دیگری
  • قابلیت اتصال به شبیه سازها
  • قابلیت کنترل با لب تاپ، گوشی، تبلت و… بدون استفاده از رادیوکنترل
  • قابلیت اتصال به بلوتوث، تلمتری، وایفای و… جهت اتصال بدون رادیوکنترل
  • جایروسکوپ، شتاب سنج و قطب نمای سه محوره به همراه فشارسنج
  • دارای پورت USB میکرو جهت اتصال به کامپیوتر
  • و قابليت هاي زيادي كه مي توانيد از راهنماي همراه برد مطالعه كنيد.

ورژن هاي APM از ابتدا

apm

  • APM  1
  • APM 2
  • APM  2.5
  • APM 2.5.2
  • APM 2.6
  • APM 2.7
  • APM 2.8
  • APM 2.9

تفاوت ورژن های مختلف فلایت کنترل APM

فلایت کنترل APM با ورژن های مختلفی در بازار ارایه شده است که تغییرات زیادی را شاهد بوده است. در ابتدا که برد APM 2 معرفی شده بود کلیه تجهیزات و سنسورها همراه برد بودند. یعنی اینکه GPS و قطب نما روی برد اصلی بودند ولی در ورژن های جدید ابتدا GPS را جدا کردند(در ورژن APM2.5) و سپس قطب نما را هم از برداصلی جدا کردند(ورژن APM2.6) و به همراه GPS با کابل متصل می شدند. علت این جداسازی هم بیشتر به کاهش نویز بر میگردد بدین ترتیب برای وسایل و تجهیزات کنترلی که نیاز به دور بودن قطب نما و جی پی اس از منبع تغذیه و موتورها جهت جلوگیری از تداخل مغناطیسی می باشد از ورژن 2.6 به جای 2.5 استفاده می شود. البته با بروز شدن این بردها و با ورود ورژن 2.8 تمامی مشکلات سری های قبلی حذف شد. هم اکنون ورژن 2.8 بهینه ترین حالت می باشد. ورژن 2.9 در اين تاريخ در ايران موجود نمي باشد و به آن نمي پردازيم.

نکته دیگری هم که قابل ذکر است اینه که شاید یکی نخاد از قطب نما و جی پی اس استفاده کنه یا اینکه نیازی به دقت بالا نداشته باشه و فقط بخاد با برد تنها راه اندازی رو انجام بده که در این صورت ورژن های جدید بسیار کاربردی تر و ارزان تر می شوند و نیازی به خریدن ماژول جی پی اس و قطب نما نیست.

شکل زیر نمایی از برد APM2 را نشان می دهد:

apm-2

شکل زیر هم یک APM2.5 را نشان می دهد که GPS از روی برد جدا شده است:

apm2-5

شكل زير APM2.5.2 را نشان ميدهد.

apm2-5-2

اینکه جی پی اس از روی برد جدا شده است مزیت هایی دارد همانند اینکه دیگر شاهد نویزهای ناشی از ربات نیستیم و همچنین با جداسازی جی پی اس در صورت خرابی میتوان آن را به راحتی تعویض نمود ولی عیب آن این است که با توجه به اینکه جی پی اس و در ورژن های بالاتر قطب نما را از روی برد جدا کرده اند نیاز به کالیبره کردن دارد که باعث صرف زمان می شود.

تفاوت ورژن های APM2.5 و APM2.6

تفاوت های سخت افزاری

این دو ورژن از لحاظ سخت افزاری و سنسورها کاملا شبیه به همدیگر هستند و تنها تغییری که در سخت افزار APM2.6 به وجود آمده است این است که سنسور قطب نما به همراه ماژول GPS ارایه شده است و بدین ترتیب ماژول GPS مربوط به این دو ورژن با هم متفاوت است و بدین ترتیب APM2.6 قطب نمای داخلی روی برد اصلی ندارد.

در بین بردهای سری دوم APM یعنی APM2.X تنها بردی که قطب نمای داخلی ندارد APM2.6 است.

  • ماژول GPS مربوط به APM2.5 از نوع Mediatek می باشد.

 

apm-mediatek

  • ماژول GPS مربوط به APM2.6 از نوع Ublox می باشد.

ublox-gps

تفاوت نرم افزاری

از لحاظ نرم افزاری هیچ تفاوتی بین بردهای APM2.5 و APM 2.6 نیست و هر دو دارای فریمور یکسانی هستند.

از لحاظ قیمت 

از نظر قیمت برد APM2.6 به دلیل مجزا بود GPS و قطب نما دارای قیمت بیشتری نسبت به APM2.5 است.

تفاوت ورژن های APM2.6 و APM2.8

در مورد این دو ورژن از لحاظ سخت افزاری اینکه سنسورهای هر دو برد تغییر چندانی نداشته است به جز اینکه یک سنسور قطب نمای داخلی به برد APM2.8 اضافه شده است. و بدین ترتیب تنها بردی که قطب نمای داخلی ندارد همان APM2.6 است.

apm-2-8

در ورژن  2.6  یک مشکل اساسی سوختن رگولاتور ولتاژ 3.3 ولت بود که باعث میشد سنسورهای داخلی فلایت کنترل(شتاب سنج و قطب نما) از مدار خارج شوند. برای حل این مشکل شما باید هنگامی که فلایت کنترل روشن است به هیچ وجه هیچ سنسور یا قطعه ای رو به فلایت کنترل متصل نکنید یا از آن جدا نکنید. کلا هر نوع قطع یا اتصال سنسور ها را به بعد از جدا کردن باتری از فلایت کنترل محول کنید. راه حل دوم اینه که از فلایت کنترل APM2.8 استفاده کنید که این مشکل برطرف شده است.

از لحاظ قیمت هم تفاوت چندانی میانی این دو ورژن نیست.

شکل زیر هم ورژن های 2.7 و 2.8 را نشان می دهد.

hk-pilot-2-7

برای اتصال به کامپیوتر این بردها می توانید از پورت USB میکرو آن استفاده کنید و با یک کابل شارژر گوشی تان آن را به لب تاپ وصل کنید. 

نکته: دقت کنید که پین های مربوط به پورت USB میکرو به صورت ظریفی روی PCB لحیم شده اند و هنگام جازدن و در آوردن کابل بسیار دقت کنید تا آسیب نبینند.

apm-usb

نكات كاربردي

در هنگام تهیه این برد با دو نوع متفاوت از پین هدرهای افقی و عمودی مواجه می شوید که بسته به نوع رباتتان می توانید از هرکدام استفاده کنید.

apm-2-6-pinheader

حتی الامکان سعی کنید برد را به همراه کاور اصلی آن استفاده کنید.

apm-assembly

در صورتی که کاور مشکی رنگ فلایت کنترل را باز می کنید حتما بر روی فشارسنج(بارومتر یا Barometric Sensor نام انگلیسی آن است) یک فوم قرار دهید و آن را با یک لایه دیگری که جهت حفاظت از نور می باشد به طور مناسب نصب کنید. معمولا علت خطاي فشار سنج به دو دليل است:

  1. جريان باد متلاطم و همچنين باد ملخ ها كه اصطلاحا WASH ناميده مي شود.
  2. نور مستقيم آفتاب

apm2-9

دلیل اینکار هم این است که علاوه بر اینکه فشار باد ناشی از ملخ ها بر روی فشار سنج اثر می گذارد نور آفتاب هم باعث تغییراتی در داده های ارسالی از فشارسنج می شود. یعنی اینکه فشارسنج در معرض نور مستقیم آفتاب و سایه دو داده متفاوت را نشان می دهد که باید این موضوع مدنظر قرار گیرد و از پوشش مناسب استفاده شود.

apm-barometer

شكل زير هم مربوط به پوشش هاي قرار داده شده است.

barometric-sensor-apm

البته براي بالا بردن دقت مي توان از يك سنسور سونار هم كه با استفاده از امواج آلتراسونيك كار ميكند و هيچ كدام از پارامترهاي بالا روي آن تاثير منفي ندارند بهره برد. شكل زير يك سنسور آلتراسونيك SR04 را نشان مي دهد.

سنسور سونار

در هنگام نصب فلايت كنترل هم حتما از ضربه گير طراحي شده مخصوص اين برد كه با فيبركربن است استفاده كنيد و يا اگر نداريد از يك فوم به عنوان ضربه گير استفاده كنيد تا هم لرزش هاي اضافه را بگيريد و هم در صورتي كه از قطب نماي داخلي بعضي ورژن ها استفاده مي كنيد تداخل و نويز كمتري داشته باشد. دقت كنيد كه در زير برد از بكار بردن جنس هاي آهني همانند اسپيسر آهني و…خودداري كنيد و حتي الامكان از اسپيسر پلاستيكي و… استفاده كنيد.

apm-shock-absorbers

نكته مهم: محل نصب فلايت كنترل را حتما در نزديكي مركز جرم قرار دهيد زيرا نوسان و لرزش در اين نقطه كمتر است. براي اطلاعات بيشتر در مورد مركز جرم به لينك زير مراجعه كنيد.

آشنايي كامل با مركز ثقل

برای خرید فلایت کنترل APM می توانید از فروشگاههای زیر تهیه کنید. دقت کنید که این برد دارای نمونه های چینی و نمونه های اصلی است. نمونه ی چینی هم از کیفیت مناسبی برخوردار است و می توانید استفاده کنید. هر چند کیفیت برد اصلی را ندارند. قيمت برد چيني حدود 150000تومان است و قيمت برد اصلي حدود 1200000تومان است. بعضي فروشگاهها مثل اهواز هابي تمامي قطعات همراه و همچنين جي پي اس و… را به صورت پكيج ارايه مي كنند. آفتاب رايانه هم اين برد را به صورت جداگانه به فروش مي رساند. البته جي پي اس و ماژول تغذيه و… هم مي توانيد به صورت جداگانه از اين سايت تهيه كنيد. سايت رها هم ورژن جديد را نديدم بخاطر هم لينك سايت رو نزاشتم.

اهواز هابي

آفتاب رايانه

این جلسه هم به پایان رسید. مثل همیشه میتونید برای اطلاع از آموزش های جدید ما رو در تلگرام و یا انیتساگرام دنبال کنید.

 

 

31 نظر

  • مرتضی

    سلام آقای قاسمی
    ببخشید یک سوال؛ اگر apm2.8 چراغ ابی چشمک زن داشته باشه به این معنی هست که gps داره؟
    مدلی که من چندوقت پیش خریدم دقیقا این هست http://shop.aftabrayaneh.com/Flying_Robots/Aero_Controllers/Apm2_8_Flight_Control_Multi_Rotor_Ardupilot__AFTAB.html
    میشه بفرمایید این مدل gps دارد یا خیر؟ و لطفا بفمایید این مدلی که خریدم کلا چه سنسور هایی دارد؟ ممنون از شما

    • قاسم قاسمی

      سلام و احترام
      در مورد فلایت کنترل APM2.8 سنسورهای آن را به طور کامل در جلسات راه اندازی APM ذکر کردیم. این فلایت دارای سنسورهای ژیروسکوپ-شتاب سنج-قطب نما-فشارسنج می باشد. در مورد GPS هم اینکه باید از یک جی پی اس خارجی برای آن استفاده کنید زیرا در حالت دیفالت فقط یک قطب نما بر روی فلایت کنترل قرار دارد و برای جی پی اس باید به صورت جداگانه خریداری شود. در هنگام خرید جی پی اس خیلی دقت کنید زیرا سوکت های مربوطه در مدل های مختلف متفاوت است و معمولا بعضی از وب سایت های فروش این نکته را ذکر نمی کنند. برای بقیه سنسورها همانند سونار و…نیز باید به صورت جداگانه خریداری کنید.
      موفق باشید.

  • آرش ارژنگی

    سلام مهندس قاسمی عزیز وقتتون بخیر باشه
    ممنون میشم راهنماییم کنید چطور به سور کد APM دسترسی پیدا کنم
    در واقع میخام سورس کد pixhawk رو تغییر بدم تا از سنسور فشار داخلی نخونه و از سنسور خارجی فشار رو بخونه و  احتمال میدم روش دسترسی به سورس کد توی این دوتا فلایت یکی باشه
    ممنون میشم راهنماییم کنید چطوری اینکار رو انجام بدم.

    • قاسم قاسمی

      سلام
      براي دسترسي به سورس كد فلايت كنترل APM مي توانيد از لينك زير استفاه كنيد و با كليك بر روي گزينه download كه در سمت راست صفحه است و با كادر سبز رنگ مشخص شده است فايل زيپ آن را دانلود كنيد. برنامه مربوط به APM را به راحتي مي توانيد با نرم افزار آردوينو باز كنيد و ويرايش كنيد. فشارسنج مورد نظرتان چيست؟
      https://github.com/ArduPilot/ardupilot
      موفق باشيد.

  • نوشتن نظر

    نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

    Optionally add an image (JPEG only)