Меню

Двоичный счетчик серии 561



Двоичный счетчик серии 561

Квадрокоптер за 1 день и $120

Создать квадрокоптер как платформу для летающего робота я планирую уже очень давно. Первые расчеты и заказ деталей я сделал год еще назад. Однако, делать «просто коптер» чтобы полетать, управляя с пультом или даже в FPV режиме конечной задачей не является. Поэтому коптер должен быть максимально гибким и как можно менее дорогим.
По отдельности все детали для коптера есть, но их сопряжение — дело простое только в теории. Нужно быть и программистом и инженером и моделистом — вертолетчиком. Поэтому процесс движется довольно небыстро. А летать хочется 🙂 Ничто так не расхолаживает и не демотивирует как отсутствие видимых результатов, особенно когда прогресс-то вроде есть, но не наглядный. Да и экспериментировать сразу на большом квадракоптере дорого и опасно.
Поэтому я решил собрать для экспериментов миникоптер. Как всегда — задача сделать недорого, просто и гибко.
Мой результат — готовый коптер за 1 день (на сборку и запуск) и $120 (стоимость квадрокоптера включая доставку). А с аппаратурой — $145.

Кому как, а для меня основной преградой в коптеростроении всегда была дороговизна проверенных наборов деталей (kit), которые можно купить в одном месте и поэкспериментировать. Ведь собрав коптер, просто так летать надоест очень быстро, если, конечно, вы не авиамоделист, для которого это лишь еще одна забавная моделька. Самое интересное — добавить коптеру немного (или много, зависит от умений и изобретательности) самостоятельности. Но пока поднимешь коптер в воздух потратишь столько сил, что на самое интересное запал уже начинает угасать. Да и пока отладишь программу управления — разоришься, ведь каждая ошибка — это почти наверняка падение, а самое дешевое падение — это сломанные пропеллеры.
Сейчас покажу, как это преодолеть.

Заказываем детали

На самом деле основной бюджет коптера еще меньше, всего около $100 включая доставку.
Итак, обязательные запчасти:

Рама с моторами 445 мм $28,95
Плата управления (аналог KKmulticopter, но от HK) $14,95
ESC (регуляторы хода) $5,96 х 4
Пропеллеры прямого и обратного вращения $1,34 + $1,94
Резиновые кольца для крепления пропеллеров $1,4
Пропсейверы Prop Saver w/ Band 4mm (10pcs) $3,99
Аккумулятор на 1300мАч $5,96

Вот и весь джентльменский набор.

Но нам понадобится и кое-что дополнительно. Возможно, у вас что-то из этого имеется, поэтому заказывайте то, чего не хватает:

AVR ISP Программатор для платы управления (подойдет FTBB, USBASP, Arduino… любой) $4,75
Провода от ресивера к плате управления $4
Servo extension для подключения ESC — свои провода не достают, берите любые или спаяйте сами — там три проводка
Радиоаппаратура — любая с 4 и более каналами от $22,99
Разъемы XT60 к батарее $2.16
Силовой провод или аналогичный медный красного и черного цветов (+ -) $1,29

Радиоаппаратура у меня Turnigy 9x, которую я доработал для использования с LiIon аккумулятором и впаял разъем для обновления прошивки аппаратуры (я пользуюсь прошивкой er9x), но ее сейчас очень долго ждать из-за ее популярности, поэтому и не стал ее рекомендовать. Вообще, берите любую, какая есть в наличии и которая вам нравится с количеством каналов от 4. У меня Mode2 (ручка газа слева), но это не принципиально. Если возьмете 6-канальную Hobby King 2.4Ghz 6Ch Tx & Rx V2, не забудьте к ней шнурок для программирования, т.к. на ней самой никаких настроек не сделать, даже реверсировать каналы. Настраивается только с ПК.

Я покупал на HobbyKing только потому, что абсолютно все, что нам понадобится можно заказать там, но вы можете брать на rctimer.com или в любом другом месте. Если будете брать на HK, заказывайте сразу внизу нужные combo детали — так будет дешевле, чем набирать их по отдельности.
ЗИП:
Нам понадобятся еще винтики М2х10 или М3х10 (их проще достать в магазине, но придется чуть-чуть рассверлить отверстия в креплении моторов, это несложно).
Аккумуляторов берите по возможности хотя бы пару. Если нет зарядки для LiPo аккумуляторов, тоже
берите, это разовое вложение, пригодится.
Пропеллеров берите побольше. Не смотрите, что их по 5 штук в пакете. Я в первый день сломал 4 штуки, пока настраивал и обнаружил глюк в прошивке. 🙂 Это расходный материал, особенно в тесной комнате как у меня.
Запасные моторы тоже, наверное не помешают, но это позднее, сразу вы их вряд ли сломаете.
Понадобится также паяльник, немного припоя и флюса, термоусадочная трубка диаметром 2 и 5 мм или изолента, резинка для денег или от трусов для крепления аккумулятора 🙂
Как только определились что у нас есть, а что заказываем и в каком количестве, заказываем и спокойно ждем недельки три (ну это как повезет с почтой).

Читайте также:  Электросчетчики 1985 года выпуска

Собираем наш квадрик

Боковинки каждого луча склеиваем с помощью ПВА-М или суперклея (ПВА-М дает прочные эластичные швы, но собирать раму лучше вечерком, чтобы до утра оставить клей высохнуть как следует). Собираем все лучи и приклеиваем к нижней центральной пластине. Верхнюю пока отложите в сторону. Ножки лучей склеиваются из двух одинаковых половинок. Поскольку в луче всего 5 деталей (2 стенки и три распорки :), думаю, что сложности в сборке не составит.
Откладываем раму сохнуть до утра. А с утра достаем паяльник, термоусадку, провода и садимся паять.
Сначала продеваем провода всех 4х ESC в лучи вот таким макаром:

Затем берем толстый провод, отрезаем по 2 куска красного и черного цветов длиной сантиметров по 5-7. Зачищаем с концов по 5 мм и в середине примерно 5-7 мм. Куски спаиваем зачищенными серединами крест-накрест. Получится два креста — черного и красного цветов. Концы пока просто залудить.
Затем к красному перекрестию припаиваем красные концы от всех четырех ESC, не забыв надеть кусочки термоусадочной трубки по 1.5-2 см. То же самое проделываем с черной крестовиной. Размещаем все это в центре квадрокоптера.
Отрезаем еще по 1 куску толстого провода и припаиваем их к перекрестьям, концы выводим в отверстие в днище коптера, а место спайки изолируем:

Проверьте все внимательно, чтобы не было непропаев и коротких замыканий. Припоя не жалейте, токи тут очень серьезные текут, поэтому площадь контакта нужна побольше.
Если все в порядке, можно смазать ПВА-М верхнюю крестовину коптера и приклеить ее, спрятав таким образом все силовые провода внутри. На хвостик из просунутых в отверстие днища проводов надеваем термоусадку и припаиваем коннектор XT60 в соответствии с обозначенной на нем полярностью (красный провод к +).
Теперь крепим моторы к раме парой винтов М3х10, подложив с обратной стороны шайбу. Просовывем в отверстие в раме провода от мотора, припаиваем их к ESC. Перед пайкой наденьте термоусадочные кембрики, но пока не усаживайте их, после проверки может понадобиться сменить направление вращения мотора, для этого нужно поменять местами любые два провода.
Выглядит в готовом виде это примерно так:

Ну вот, теперь можно проверить и настроить ESC и моторы.
Не надевая пропеллеры, подключаем к ресиверу в 3й канал — это Throttle в стандартной 4х канальной схеме (или серво-тестеру, если имеется), затем включаем передатчик (предварительно нужно связать их- bind, эта операция описана в инструкции). Подключаем аккумулятор к коннектору XT60. После писка от ESC плавно даем газ и проверяем, что мотор с ESC в порядке.
Повторяем процедуру для остальных моторов. Я бы заодно порекомендовал настроить тип батареи и скалибровать газ, но это можно и потом.
Проверяя моторы, обратите внимание на направление вращения. Нам нужно, чтобы два мотора напротив друг друга вращались в одну сторону, а соседние — в разные:

Поменять направление вращения мотора, напоминаю, можно поменяв местами любые 2 из трех проводов, которые идут к ESC. Можно сразу пронумеровать моторы по схеме соответственно направлению вращения и подписать карандашом на лучах.
Все вращается правильно и реагирует на ручку газа передатчика правильно? Замечательно, переходим к плате управления.
Она поставляется в мягком корпусе из пеноматериала. аккуратно ее извлекаем, переворачиваем и вставляем обратно, а мягкий корпус на двусторонний скотч или клей крепим на раму так, как указано на картинке выше, чтобы стрелка смотрела между лучами, на которых установленым моторы 1 и 2.
Сбоку к нему клеим на двусторонний скотч ресивер радиоаппаратуры (антенну крепим к одному из лучей):

Я наклеил стрелку на корпус, чтобы было легче ориентироваться на земле где у коптера перед.
Теперь подключаем мозги — скорее всего 2-3 из 4 ESC не достанут до платы управления, тут то и пригодятся servo extension кабели. Но их можно сделать самим. Нужна 3пиновая вилка из обычный PLS гребенки с шагом 2.54 ммм и половинка кабеля для соединения ресивера и платы управления (нам нужен Female коннектор).
Подключаем моторы соответственно нумерации в разъемы M1-М4

Сигнальный провод к центру платы, землю к краю (на предыдущей фото все видно).
Теперь подключаем ресивер. По умолчанию 4-х канальная настройка такая:
1 — Aileron (элероны, ROLL)
2 — Elevator (тангаж, PITCH)
3 — Throttle (газ)
4 — Rudder (руль направления, рыскание, YAW)
Вот и подключаем по порядку каналы к плате, на ней подписано соответственно AIL, ELE, THR, RUDD.
Только не 4 проводами, а проще: первый подключаем как положено — черный провод (земля) к краю платы, сигнальный внутрь, а остальные три канала подключаем одним проводом, нас интересует только сигнальный провод:

Читайте также:  Подключение трехфазного электросчетчика с трансформаторами напряжения

Все, осталось прикрепить батарею и коптер собран. Тут и настал черед резинки 🙂

Батарею при взвешивании просто положил сверху.

Осталось прошить плату управления и настроить коптер.
Для прошивки используем AVR ISP программатор. Подключение такое:

Т.к. плата является клоном Kaptein Kuk quadrokopter, можно воспользоваться их софтинкой (KKmulticopter Flash) для прошивки.
У меня стабильно заработала прошивка XXcontrol_KR_XCopter v2.5. Ее можно прошить с помощью avrdude:
avrdude -c usbasp -p m168p -U flash:w:XXcontrol_KR_XCopter_v2_5.hex:a
или выбрать в программульке для прошивки, она скачает сама.

v4.7 от Kaptein Kuk у меня заработала некорректно, поэтому не советую ее.

Отключаем от программатора, выполняем настройку по инструкции (пункты 1, 2, 4 и 8, остальное по желанию).
Все, полетели 🙂
Взлетать советую медленно и очень осторожно. Сначала поставьте коптер стрелкой от себя, нужно попробовать приподнять коптер газом, если наклоняется или вращается, триммируем его, чтобы он взлетал без перекоса (попробуйте покачать аккуратно стиками элеронов и тангажа, буквально касаясь их, пока он еще на земле, чтобы убедиться, что все каналы работают правильно, если нет, инвертируйте нужные, у меня это был канал Elevator). Затем если он покачивается стиками правильно, чуть-чуть добавьте газа, чтобы взлетел на пару сантиметров, и опускайте обратно. Ну и дальше учимся летать 🙂 (Я пока определил что к чему, сломал 2 пропеллера об стену — глюк прошивки v4.7, а потом еще в процессе настройки коэффициентов усиления гироскопов сломал еще пару — коптер раскачивался и задел диван, дома тесно, поэтому дома больше не летаю). Если не уверены или страшно — наденьте защитные очки и оденьтесь, пропеллеры бьют ощутимо, мне не попадало по рукам, но они острые и вращаются очень быстро!
Как освоите эту платформу, можно ставить свой контроллер или писать свою прошивку, добавлять акселерометры, барометр, компас, сонар, GPS, телеметрию, LPS лазер и делать из платформы робота. Но сначала получаем удовольствие, от винта, мы взлетели!
Удачных вам полетов!

Источник

Цифровые микросхемы — начинающим (занятие 14) — К561ИЕ11

На седьмом (см. РК 07-2000) занятии этого цикла мы изучили работу обычного двоичного счетчика на примере микросхемы К561ИЕ10. Но кроме таких простых счетчиков в серии К561 имеются более сложные варианты, позволяющие изменять направление счета и принудительно устанавливать счетчик не только в нулевое состояние, но и в любое другое. Один из таких счетчиков — микросхема К561ИЕ11 (рисунок 1).

На седьмом (см. РК 07-2000) занятии этого цикла мы изучили работу обычного двоичного счетчика на примере микросхемы К561ИЕ10. Но кроме таких простых счетчиков в серии К561 имеются более сложные варианты, позволяющие изменять направление счета и принудительно устанавливать счетчик не только в нулевое состояние, но и в любое другое. Один из таких счетчиков — микросхема К561ИЕ11 (рисунок 1).

Она содержит двоичный четырехразрядный счетчик, который кроме всех функций, свойственных обычному счетчику, может изменять направление счета и имеет режим предустановки в любое состояние (от 0000 до 1111). Микросхема имеет стандартный 16-выводный корпус, такой же как и у микросхемы К561ИЕ10. Питание подается на выводы 8 (минус) и 16 (плюс).

Входы R и С счетчика, а также выходы 1, 2, 4, 8 выполняют такие же функции, как и у обычного счетчика. При подаче логической единицы на вход R счетчик устанавливается в положение «0000» и несмотря ни на что будет удерживаться в таком состоянии до те пор пока на входе R будет единица. Вход С служит для приема входных импульсов, которые счетчик должен считать. Полярность этих импульсов должна быть отрицательной, то есть, пока импульсов нет на входе С должна быть единица, а во время длительности импульса там будет ноль. Счетчик считает от «0» до «15» (от 0000 до 1111).

Выход Р служит для переноса (как выход Р счетчика К561ИЕ8, рассмотренного на занятии N9), пока работает счетчик на этом выходе единица, а в момент перехода через 0000 на этом выходе появляется отрицательный импульс. Этот импульс можно подать на вход С второго такого же счетчика чтобы соединить счетчики так чтобы они работали последовательно и таким образом получить восьмиразрядный двоичный счетчик, построенный на двух микросхемах.

Читайте также:  Как списать показания водяных счетчиков

Интересен новый вход Р1, этот вход предназначен для выключения входа С счетчика. Когда на вход Р1 поступает единица счетчик ни как не реагирует на импульсы, поступающие на его вход С, а когда на Р1 — нуль , счетчик работает в счетном режиме. Этот вход дает возможность при последовательном включении нескольких счетчиков соединять их входы С вместе, а последовательность работы достигается соединением выхода Р младшего разряда с входом Р1 старшего разряда.

Вход S по своему действию похож на вход R, потому что, при подаче на вход S1 единицы счетчик, независимо от того в каком положении он был ранее, сбрасывается. Но разница в том, что он устанавливается не обязательно в состояние 0000, как при подаче единицы на R, а в то состояние, которое задано на входах предустановки — D1, D2, D4, D8. Например, если на D1 подать единицу, на D2 — нуль, на D3 — опять нуль, и на D4 — единицу (получается код 1001, то есть «9»), то при подаче единицы на вход S счетчик установится именно в это положение, и на его выходах будет «1001» независимо от того что было до этого. Если после этого уровень на входе S сменить на нуль, то до поступления следующего импульса на С на его выходах будет сохраняться код «1001». Таким образом, можно не только принудительно устанавливать счетчик в любое положение, но и использовать его как ячейку памяти.

Вход U, — это вход изменения направления счета, когда на этот вход поступает единица счетчик работает как обычно, то есть, с поступлением очередного импульса на входе С состояние счетчика увеличивается на единицу, например, сначала было «1001» («9»), потом — импульс на С, и стало «1010» («10»). Если на вход U подать ноль все станет происходить наоборот, счетчик будет считать в сторону уменьшения и с каждым импульсом, поступившим на вход С его состояние будет не увеличиваться на единицу, а уменьшаться. Например, если было «1001» («9»), то с поступлением на С следующего импульса, станет «1000» («8»).

Наличие такого количества различных входов может вызывать конфликты в работе микросхемы, например что будет, если подать единицы одновременно на входы S и R? Чтобы схемы, выполненные на К561ИЕ11 не давали сбоев в работе нужно знать приоритеты входов и особенности комбинаций поступающих на них уровней.

Например, вход R имеет приоритет перед всеми остальными входами, и перед входом S. Если на R поступает единица счетчик будет в состоянии 0000 независимо от логических уровней или импульсов на других входах.

Второй по степени приоритета вход S, если на входе R нуль, то единица на входе S устанавливает счетчик е состояние, которое задано на входах предустановки. И пока единица поступает на S счетчик не реагирует на входы С, U и Р1. Но в это время, пока на входе S единица, на выходах счетчика будет тоже самое, что на входах предустановки D1, D2, D4, D8. И следовательно состояние на выходах будет меняться так же как и на входах предустановки. Но только пока на S — единица. Как только на S установили ноль счетчик перестает воспринимать информацию с входов предустановки (D1, D2, D4 и D8), и начинает работу с того кода, который был на этих входах последним.

Считать счетчик может только тогда, когда на входе Р1 нуль. Если на Р1 единица счетчик не реагирует на импульсы, поступающие на его вход С.

Изменение направление счета, то есть изменение логического уровня на входе U должно происхо- ить только в момент, когда на входе С присутствует единица, то есть в паузах между отрицательными импульсами.

Для экспериментов с счетчиком К561ИЕ11 можно собрать схему, показанную на рисунке 2.

S 1 — кнопка с переключающими контактами. RS -триггер на микросхеме D 1 служит для формирования импульсов, которые подаются на вход С. Импульс формируется при каждом нажатии и отпускании S 1. Остальные S 2- S 9 тумблеры, с их помощью можно менять логические уровни на различных входах микросхемы. Замкнутое состояние любого тумблера соответствует логической единице, разомкнутое — нулю. Для наблюдения за логическими уровнями на выходах микросхемы служит мультиметр или АВО-метр Р1, переключенный в режим измерения напряжений по шкале 0-10В (ноль — около нуля, единица — около 9В).

Источник

Adblock
detector