DRONE A GUIDA AUTONOMA - PARTE 3
In questa pubblicazione proseguiamo con la configurazione del drone a guida autonoma basato sul firmware Arducopter del sistema Ardupilot.
Nel primo articolo, che trovate a questo link, abbiamo visto come si prepara il proprio computer per trasformarlo in una stazione di controllo a terra, grazie all’uso del software di gestione Mission Planner, e come si configura un Flight Controller per trasformarlo in Autopilot con installato il firmware Arducopter. Vi abbiamo poi fornito anche consigli utili su come procedere all’assemblaggio del drone.
Nel secondo articolo, invece, siamo entrati nel vivo della configurazione utilizzando il software di gestione Mission Planner per scrivere le impostazioni sulla scheda di controllo volo FC. Abbiamo impostato correttamente la sequenza dei motori, configurando il regolatore ESC affinché funzioni correttamente con il firmware Arducopter, per poi procedere alle impostazioni del radiocomando e dei modi di volo. L’articolo lo potete trovare sempre sul nostro blog visitando questa pagina.
27Per proseguire con la lettura della guida dovrete aver già sviluppato una buona dimestichezza con l’uso di mission planner ed in particolar modo con la pagina di configurazione dei parametri. Se non vi ritrovate con questo supposto vi suggeriamo di andare a rileggere gli articoli precedenti.
In questa parte della guida vedremo insieme i passaggi per effettuare i collegamenti radio alla Ground Station su cui è installato Mission Planner, i collegamenti radio per la trasmissione dell’immagine video, il collegamento del GPS.
Dato che l’obiettivo finale di questa guida è consentirvi di poter finalmente spiccare il volo con il vostro drone Ardupilot, andiamo subito ad illustrare i passaggi che vi consentiranno di eliminare il collegamento al Flight Controller o Autopilot mediante il cavo USB per poter operare liberamente con il collegamento seriale wireless.
[IMMAGINE MAVLINK]
Come già abbiamo visto nei precedenti articoli, MAVLink è un protocollo di comunicazione leggero, progettato per la comunicazione tra veicoli aerei senza pilota (UAV) e stazioni di terra. In termini semplici, è un linguaggio comune che permette al tuo drone Ardupilot e al software di controllo Mission Planner di scambiarsi informazioni. Queste informazioni possono includere dati di telemetria (come posizione GPS, altitudine, velocità), comandi di controllo (come decollo, atterraggio, cambio di rotta) e molto altro. Il collegamento MAVLink può avvenire tramite diverse connessioni, come cavo seriale, radio telemetria o Wi-Fi. Ad oggi noi abbiamo sempre lavorato con l’utilizzo del cavo USB ma, per le prossime configurazioni, dobbiamo appunto impostare la connessione via Radio.
Per impostare la connessione seriale Mavlink via radio abbiamo due differenti sistemi utilizzabili, tramite rete Wi-Fi o tramite collegamento radio telemetria.
Il percorso più semplice da percorrere è quello di realizzare il collegamento Mavlink sfruttando la connessione via Radio sulla banda di frequenza 868MHZ (EU) / 915 MHZ (US). Se il vostro drone ha sufficiente spazio fisico per poter montare un secondo trasmettitore radio, potete acquistare un sistema Datalink autonomo composto da due moduli, uno che andrete a collegare al vostro Flight Controller su una qualsiasi UART libera e uno che collegherete via USB al PC.
Sistemi Datalink ne esistono di vari tipi e modelli, alcuni anche molto costosi, in base all’obiettivo che volete raggiungere con il vostro progetto. Giusto per darvi qualche spunto di riflessione, il compromesso migliore per utilizzare bene un drone basato su Ardupilot è avere un radiocomando che integra tutte le funzionalità di una base a terra come il radiocomando Skydroid G20.
Grazie al display grafico potete visionare tutte le informazioni di volo, che avreste usando il software Mission Planner sul portatile, compresa la posizione del drone sulla mappa e l’immagine video di una FPV Cam (ovviamente analogica). Una soluzione del genere però vi viene a costare non meno di 500,00€ ed è quindi una soluzione che si rivolge a chi vuole realizzare progetti di ricerca o comunque progetti professionali.
Il prodotto che generalmente è consigliabile usare su droni a guida autonoma è un sistema Datalink come quelli venduti da Matek o da Holybro. Noi abbiamo testato il sistema di Tarot, modello RFD900A, con buoni risultati ma installato su droni da 9/10 pollici.
Per utilizzare questo collegamento vi sarà sufficiente connettere il modulo al vostro Flight Controller, con l’apposito cavetto che potrete saldare ad una qualsiasi porta UART libera ricordandovi di invertire il collegamento RX/TX e rispettando la tensione di alimentazione. Una volta effettuate le connessioni ai pad, compresa l’alimentazione, dovrete aprire il Mission Planner e collegarvi ancora tramite cavo USB per configurare la porta UART affinché funzioni correttamente per effettuare il collegamento Mavlink wireless. All’interno del Mission Planner dovrete spostarvi nella sezione Config/tuning e poi nella pagine della lista parametri, selezionando Full parameter list nel menù di sinistra.
A questo punto dovete individuare i parametri riferiti alla porta seriale corrispondente alla UART su cui avete installato il vostro modulo Radio Datalink. Se ci ricordate dai precedenti articoli, il nostro drone è stato assemblato montando un Autopilot, la nostra FC, marca Foxeer H7. Su questa scheda la prima UART libera disponibile è la UART 3, corrispondente alla porta seriale 3 aspetto da verificare sempre nella pagina riferita al vostro Flight Controller che trovate a Questo Link, quindi andremo a cercare il parametro SERIAL3_PROTOCOL e andremo a scrivere nella casella Value il valore 2.
Nel campo opzioni selezioniamo poi inverted RX e inverted TX. A quel punto ricordate di salvare premendo il tasto “Scrivi Parametri”. Sempre sotto SERIAL3 andiamo poi a modificare il parametro SERIAL3_BAUND inserendo nel campo Value la velocità di connessione supportata che trovate indicata nelle specifiche del vostro Datalink. Nel nostro caso il modello RFD900A supporta una velocità pari a 256kbps quindi andremo a scrivere 256. A quel punto ancora una volta andremo a premere il tasto “Scrivi Parametri” per salvare.
Terminati questi passaggi potremo finalmente scollegare il cavo USB dal nostro computer, collegare il secondo modulo Datalink sempre sfruttando la porta USB, andando a verificare a quale porta COM viene associato dalla pagina gestione dispositivi delle impostazioni di WIndows o da altra pagina in base al tipo di sistema operativo che state usando, e da mission planner effettuate il collegamento sempre in modalità seriale.
Vedrete che impiegherà più tempo a caricare i parametri e a completare il collegamento ma poi potrete finalmente spostare il Drone lontano dal vostro computer, senza cavi tra i piedi, in modo da completare la configurazione.
Come abbiamo fatto notare, il collegamento con i due moduli Datalink prevede il fatto di avere un frame del drone di dimensioni importanti che sia in grado di alloggiare anche questa periferica aggiuntiva. Solitamente, invece, noi voliamo con droni da 5 pollici o più piccoli che difficilmente hanno spazio a sufficienza per questo scopo. Per nostra fortuna chi ha sviluppato i sistemi base di trasmissione radio con protocollo ELRS ne ha pensato anche l’utilizzo per il collegamento Mavlink. Esistono infatti due modalità differenti che si possono usare per sfruttare le riceventi e i moduli di trasmissione ELRS, esterni al radiocomando, al fine di ottenere un collegamento Mavlink efficace.
Per entrambi i metodi occorre che abbiate già installato e configurato il vostro radiocomando e la vostra ricevente affinché possano lavorare correttamente con il sistema ELRS e dovrete quindi aver già installato il LUA di configurazione sulla vostra radio OpenTX/EdgeTX. Se non capite a quale passaggio stiamo facendo riferimento vi consiglio di andare a leggere la guida su come si configura un sistema ELRS, che trovate QUI, e il secondo articolo su Ardupilot visitando questa pagina.
Per effettuare il collegamento Mavlink USB dovrete essere in possesso di un modulo esterno al Radiocomando anche se quest’ultimo è già dotato di un modulo interno ELRS. Se siete abituati ad usare il modulo interno del radiocomando quello che vi consigliamo è di creare un nuovo modello OpenTX/EdgeTX per le configurazioni che faremo in seguito.
Il primo passaggio è quindi quello di andare nel menù modello del radiocomando, nella prima schermata “Model Setup” scorrete il menù e andate alle voci contestuali riferite al modulo radio, disabilitate il modulo Interno e abilitate External RF andando ad attivare il modulo esterno, impostate il collegamento CRSF e modificate il baud rate a 921 K o 1,87M (vedete voi quanti errori vi segna aumentando il Baud Rate).
Vi consigliamo inoltre di cambiare il numero ricevente (receiver) da 00 a 01 o 02 in modo tale da salvare questa configurazione specifica senza andare a sovrascrivere la configurazione base.
Il secondo passaggio si svolge usando il configuratore ELRS Lua script. Se avete abbinato correttamente il radiocomando e la ricevente (bind), tramite il collegamento ELRS, dovrete avviare il LUA script dal menù sistema -> tools della vostra radio compatibile EdgeTX o OpenTX.
Quello che vedete nell’immagine è il menù del Lua script visualizzato sul display a colori di un radiocomando Radiomaster TX16S ma avrete le medesime voci contestuali anche se farete partire lo script su altri modelli di radiocomando.
Per sfruttare il collegamento Mavlink dovrete portare il ratio della telemetria a 1:2 ed aumentare la frequenza di aggiornamento a 500Hz. A quel punto vi dovrete spostare nella voce contestuale Other Device -> Rx e modificate la modalità di collegamento in Mavlink. Tornate nel menù precedente e nella voce link mode selezionate sempre Mavlink.
Terminato di impostare il sistema ELRS per il collegamento Mavlink dovrete configurare anche il Flight Controller mediante Mission Planner. Effettuate quindi il collegamento della scheda controllo volo Autopilot, montata sul drone, al computer mediante la porta USB, avviate Mission Planner, effettuate la connessione come abbiamo visto nei punti precedenti poi spostatevi nel menù Config/tuning nella lista completa dei parametri. Nel precedente articolo abbiamo impostato la ricevente ELRS con i seguenti parametri:
SERIALx_PROTOCOL = 23 (RCIN)
SERIALx_BAUD = 115
RSSI_TYPE = 3 (ReceiverProtocol)
dove x è il numero della porta UART di riferimento.
Per abilitare il collegamento Mavlink, invece, dovrete modificare i parametri come segue:
SERIALx_PROTOCOL = 2
SERIALx_BAUD = 460
RSSI_TYPE = 5
dove x è il numero della porta UART di riferimento.
Ricordate sempre di salvare quando modificate i parametri premendo il tasto “Scrivi Parametri”.
Scollegate nuovamente il drone dal computer e andate a collegare il modulo esterno, montato sul radiocomando, attraverso la sua porta USB al computer. Avviare Mission Planner, fare il collegamento selezionando la porta COM assegnata al modulo e la velocità di baund pari a 460kbps. Se tutto è andato a buon fine vedrete attivarsi il collegamento Mavlink e vedrete trasferire i dati. Ovviamente il tempo di trasferimento sarà più lungo, è del tutto normale.
Un altro metodo è sfruttare la connessione WiFi generata dai moduli ELRS.
Con questo sistema potrete utilizzare anche il modulo interno del radiocomando senza dover avere un modulo esterno ma lo svantaggio è che dovrete installare anche il firmware Back pack.
La procedura è la medesima che si segue per installare il firmware base o per aggiornare il modulo ELRS. Dovete collegare il modulo via USB al PC, dove avete il configuratore ELRS installato, oppure il radiocomando in modalità DFU se volete utilizzare il modulo interno.
Nel configuratore dovete spostarvi nella schermata Backpack, selezionando la voce contestuale nel Menù di sinistra, e a quel punto selezionare il modello di modulo e l’ultima versione di Backpack da installare.
Selezionate la modalità UART o passthrough e la porta COM corretta, impostate la vostra Passphrase se ne usate una, fate il Flash. Se avete dubbi potete consultare la guida a questo Link.
Se l’installazione è andata a buon fine a quel punto vi dovrete spostare sul radiocomando e aprire il LUA Script ELRS dalla pagina script delle impostazioni generali.
Nello Script di configurazione avete la voce contestuale Backpack. All’interno del menù Backpack dovrete attivare la modalità Backpack ON poi spostarvi sulla voce Telemetry e impostare WIFI.
Non attivate mai il collegamento WiFi del modulo TX, esterno o interno che sia, dal menù del configuratore Lua ELRS WiFi Connectivity -> Enable Backpack WiFi. Questo renderà inefficace il collegamento mandando in errore il modulo.
Una volta attivato il collegamento sul radiocomando, alimentate il drone e verificate che avvenga correttamente il Bind tra ricevente e radiocomando. Successivamente vi dovete spostare sul PC o sul Tablet che usate come base a terra e cercare la rete WiFi “expresslrs TX Backpack”. Effettuate il collegamento sempre con la solita password “expresslrs” e, una volta che la connessione WiFi sarà operativa, potete aprire Ardupilot e attivare il collegamento Mavlink UDP impostando la porta 14550.
Durante i nostri test abbiamo provato tutte le varie modalità di connessione che vi abbiamo descritto e la migliore è stata quella in cui si usano i moduli dedicati esclusivamente al Mavlink. La connessione più lenta e instabile è risultata essere quella mediante il WiFi del modulo TX ELRS che al contempo risulta però il Setup meno impattante, in termini di ingombro, per quanto riguarda la costruzione del drone, soprattutto se usate frame sotto i 7 pollici.
Se non vi crea troppo disturbo il cavo, la soluzione intermedia di usare il modulo esterno ELRS del radiocomando, collegato via USB al computer o tablet che usate come base a terra, risulta il giusto compromesso tra le scelte possibili.
Abbiamo finalmente raggiunto l’obiettivo di avere un collegamento Mavlink tra drone e configuratore Ardupilot senza fili che ci consente di muovere liberamente l’aeromodello stesso in modo da poter ultimare gli ultimi step di configurazione.
Per concludere le impostazioni di collegamento radio, dopo aver impostato il collegamento con il radiocomando e il collegamento Mavlink con il nostro tablet o computer che usiamo come base a terra, andremo ad impostare il collegamento video al trasmettitore o VTX.
Nel nostro caso abbiamo montato sul Drone una trasmittente video digitale modello Caddx Walksnail HD V2, prodotto che potrete trovare a questo link, ma potete anche montare una classica VTX analogica compatibile con protocollo smartaudio. Non vi stiamo ora a descrivere i collegamenti da effettuare sulla scheda FC, vi basterà seguire il diagramma presente sul manuale di istruzioni, e passiamo subito alle impostazioni da effettuare tramite il configuratore Mission Planner.
Avendo montato sul drone la VTX ed essendo necessario tenere alimentato il drone per le procedure di configurazioni vi consigliamo di tenere una ventola accesa puntata sull’aeromodello per evitare che si surriscaldi eccessivamente causando il guasto involontario dei componenti elettronici.
Alimentate il drone ed effettuate il collegamento Mavlink a Mission Planner. Potete usare il collegamento Wireless appena configurato o il collegamento diretto via USB collegato al Flight Controller.
Spostatevi nel menù CONFIG -> FULL PARAMETER LIST e cercate il parametro VTX_ENABLE. Impostate il parametro su 1 e salvate ricordandovi sempre di premere il tasto scrivi parametri sulla barra di destra.
[IMMAGINE VTX_WIRING]
Cercate poi le impostazioni riferite alla porta seriale su cui avete collegato la VTX. Per esempio, facendo riferimento alla nostra scheda FC Foxeer H745, avremmo potuto usare la porta seriale UART 2 TX per un collegamento del cavetto smartaudio, oppure usare il connettore predisposto per il collegamento dell’unità digitale che fa riferimento alla porta seriale UART 7.
Se avessimo effettuato un collegamento a una VTX analogica sulla seriale 2 avremmo poi dovuto seguire questi passaggi per la configurazione:
Passiamo ora alla fase di calibrazione del drone prima di effettuare il primo volo.
D’ora in avanti occorre che al vostro Flight Controller sia collegato il GPS completo di Magnetometro o Bussola. Nel nostro drone abbiamo collegato all’Autopilot Foxeer H745 un GPS esterno Foxeer M10Q 250, che potrete trovare a questo link, collegando anche i cavetti SCL / SDA agli appositi PAD della scheda controllo volo. Nel nostro caso abbiamo effettuato il collegamento, invertendo RX e TX, alla porta UART 6.
Se avete staccato tutto tornate ad Alimentare il drone, avviate Mission Planner sul PC ed effettuate il collegamento Mavlink in modalità wireless, o tramite ELRS o tramite adapter WiFi dedicati. Come dicevamo le operazioni di caricamento e lettura delle impostazioni saranno ora un po’ più lente ma non dovete spaventarvi è del tutto normale.
Il primo passaggio è configurare correttamente il GPS quindi spostatevi nel menù CONFIG -> FULL PARAMETER LIST e cercate il parametro SERIALx_PROTOCOL dove x è il numero della UART dove è collegato il GPS. Nel nostro caso abbiamo SERIAL6_protocol dove imposteremo il valore Value a 5, il parametro SERIAL6_Baund a 115. Nessun’altra modifica deve essere fatta e non è necessario indicare opzioni. Salvate le impostazioni sempre premendo il tasto “Scrivi Parametri”. In teoria il GPS così è già configurato e pronto all’uso ma per sicurezza controlliamo che il parametro GPS1_TYPE sia impostato su value 1 che significa configurazione automatica.
In ogni caso per vedere se tutto funziona vi basterà spostare il drone all’esterno in modo che il GPS possa collegarsi ai satelliti e, nella schermata principale di Mission Planner, vedrete che vi verrà visualizzata sulla mappa la posizione del drone. Ovviamente per caricare correttamente le mappe occorre mantenere anche un collegamento con la rete dati per avere accesso ad internet. Eventualmente usate la condivisione internet WiFi del vostro smartphone.
Terminata anche l’installazione e la configurazione del GPS finalmente il nostro drone è completo. Se avete seguito tutti i passaggi della guida correttamente ora siete nelle condizioni di avere il collegamento a Mission Planner mediante il modulo radio quindi non avete più l’impedimento del cavo USB, avete l’immagine video e l’OSD sul vostro visore e avete anche il collegamento GPS.
Nell’ultima parte della nostra guida andremo finalmente ad effettuare le calibrazioni necessarie per poi poter fare il primo volo con il nostro drone Autopilot.
Grazie al display grafico potete visionare tutte le informazioni di volo, che avreste usando il software Mission Planner sul portatile, compresa la posizione del drone sulla mappa e l’immagine video di una FPV Cam (ovviamente analogica). Una soluzione del genere però vi viene a costare non meno di 500,00€ ed è quindi una soluzione che si rivolge a chi vuole realizzare progetti di ricerca o comunque progetti professionali.
Il prodotto che generalmente è consigliabile usare su droni a guida autonoma è un sistema Datalink come quelli venduti da Matek o da Holybro. Noi abbiamo testato il sistema di Tarot, modello RFD900A, con buoni risultati ma installato su droni da 9/10 pollici.
Per utilizzare questo collegamento vi sarà sufficiente connettere il modulo al vostro Flight Controller, con l’apposito cavetto che potrete saldare ad una qualsiasi porta UART libera ricordandovi di invertire il collegamento RX/TX e rispettando la tensione di alimentazione. Una volta effettuate le connessioni ai pad, compresa l’alimentazione, dovrete aprire il Mission Planner e collegarvi ancora tramite cavo USB per configurare la porta UART affinché funzioni correttamente per effettuare il collegamento Mavlink wireless. All’interno del Mission Planner dovrete spostarvi nella sezione Config/tuning e poi nella pagine della lista parametri, selezionando Full parameter list nel menù di sinistra.
A questo punto dovete individuare i parametri riferiti alla porta seriale corrispondente alla UART su cui avete installato il vostro modulo Radio Datalink. Se ci ricordate dai precedenti articoli, il nostro drone è stato assemblato montando un Autopilot, la nostra FC, marca Foxeer H7. Su questa scheda la prima UART libera disponibile è la UART 3, corrispondente alla porta seriale 3 aspetto da verificare sempre nella pagina riferita al vostro Flight Controller che trovate a Questo Link, quindi andremo a cercare il parametro SERIAL3_PROTOCOL e andremo a scrivere nella casella Value il valore 2.
Nel campo opzioni selezioniamo poi inverted RX e inverted TX. A quel punto ricordate di salvare premendo il tasto “Scrivi Parametri”. Sempre sotto SERIAL3 andiamo poi a modificare il parametro SERIAL3_BAUND inserendo nel campo Value la velocità di connessione supportata che trovate indicata nelle specifiche del vostro Datalink. Nel nostro caso il modello RFD900A supporta una velocità pari a 256kbps quindi andremo a scrivere 256. A quel punto ancora una volta andremo a premere il tasto “Scrivi Parametri” per salvare.
Terminati questi passaggi potremo finalmente scollegare il cavo USB dal nostro computer, collegare il secondo modulo Datalink sempre sfruttando la porta USB, andando a verificare a quale porta COM viene associato dalla pagina gestione dispositivi delle impostazioni di WIndows o da altra pagina in base al tipo di sistema operativo che state usando, e da mission planner effettuate il collegamento sempre in modalità seriale.
Vedrete che impiegherà più tempo a caricare i parametri e a completare il collegamento ma poi potrete finalmente spostare il Drone lontano dal vostro computer, senza cavi tra i piedi, in modo da completare la configurazione.
Come abbiamo fatto notare, il collegamento con i due moduli Datalink prevede il fatto di avere un frame del drone di dimensioni importanti che sia in grado di alloggiare anche questa periferica aggiuntiva. Solitamente, invece, noi voliamo con droni da 5 pollici o più piccoli che difficilmente hanno spazio a sufficienza per questo scopo. Per nostra fortuna chi ha sviluppato i sistemi base di trasmissione radio con protocollo ELRS ne ha pensato anche l’utilizzo per il collegamento Mavlink. Esistono infatti due modalità differenti che si possono usare per sfruttare le riceventi e i moduli di trasmissione ELRS, esterni al radiocomando, al fine di ottenere un collegamento Mavlink efficace.
Per entrambi i metodi occorre che abbiate già installato e configurato il vostro radiocomando e la vostra ricevente affinché possano lavorare correttamente con il sistema ELRS e dovrete quindi aver già installato il LUA di configurazione sulla vostra radio OpenTX/EdgeTX. Se non capite a quale passaggio stiamo facendo riferimento vi consiglio di andare a leggere la guida su come si configura un sistema ELRS, che trovate QUI, e il secondo articolo su Ardupilot visitando questa pagina.
Per effettuare il collegamento Mavlink USB dovrete essere in possesso di un modulo esterno al Radiocomando anche se quest’ultimo è già dotato di un modulo interno ELRS. Se siete abituati ad usare il modulo interno del radiocomando quello che vi consigliamo è di creare un nuovo modello OpenTX/EdgeTX per le configurazioni che faremo in seguito.
Il primo passaggio è quindi quello di andare nel menù modello del radiocomando, nella prima schermata “Model Setup” scorrete il menù e andate alle voci contestuali riferite al modulo radio, disabilitate il modulo Interno e abilitate External RF andando ad attivare il modulo esterno, impostate il collegamento CRSF e modificate il baud rate a 921 K o 1,87M (vedete voi quanti errori vi segna aumentando il Baud Rate).
Vi consigliamo inoltre di cambiare il numero ricevente (receiver) da 00 a 01 o 02 in modo tale da salvare questa configurazione specifica senza andare a sovrascrivere la configurazione base.
Il secondo passaggio si svolge usando il configuratore ELRS Lua script. Se avete abbinato correttamente il radiocomando e la ricevente (bind), tramite il collegamento ELRS, dovrete avviare il LUA script dal menù sistema -> tools della vostra radio compatibile EdgeTX o OpenTX.
Quello che vedete nell’immagine è il menù del Lua script visualizzato sul display a colori di un radiocomando Radiomaster TX16S ma avrete le medesime voci contestuali anche se farete partire lo script su altri modelli di radiocomando.
Per sfruttare il collegamento Mavlink dovrete portare il ratio della telemetria a 1:2 ed aumentare la frequenza di aggiornamento a 500Hz. A quel punto vi dovrete spostare nella voce contestuale Other Device -> Rx e modificate la modalità di collegamento in Mavlink. Tornate nel menù precedente e nella voce link mode selezionate sempre Mavlink.
Terminato di impostare il sistema ELRS per il collegamento Mavlink dovrete configurare anche il Flight Controller mediante Mission Planner. Effettuate quindi il collegamento della scheda controllo volo Autopilot, montata sul drone, al computer mediante la porta USB, avviate Mission Planner, effettuate la connessione come abbiamo visto nei punti precedenti poi spostatevi nel menù Config/tuning nella lista completa dei parametri. Nel precedente articolo abbiamo impostato la ricevente ELRS con i seguenti parametri:
SERIALx_PROTOCOL = 23 (RCIN)
SERIALx_BAUD = 115
RSSI_TYPE = 3 (ReceiverProtocol)
dove x è il numero della porta UART di riferimento.
Per abilitare il collegamento Mavlink, invece, dovrete modificare i parametri come segue:
SERIALx_PROTOCOL = 2
SERIALx_BAUD = 460
RSSI_TYPE = 5
dove x è il numero della porta UART di riferimento.
Ricordate sempre di salvare quando modificate i parametri premendo il tasto “Scrivi Parametri”.
Scollegate nuovamente il drone dal computer e andate a collegare il modulo esterno, montato sul radiocomando, attraverso la sua porta USB al computer. Avviare Mission Planner, fare il collegamento selezionando la porta COM assegnata al modulo e la velocità di baund pari a 460kbps. Se tutto è andato a buon fine vedrete attivarsi il collegamento Mavlink e vedrete trasferire i dati. Ovviamente il tempo di trasferimento sarà più lungo, è del tutto normale.
Un altro metodo è sfruttare la connessione WiFi generata dai moduli ELRS.
Con questo sistema potrete utilizzare anche il modulo interno del radiocomando senza dover avere un modulo esterno ma lo svantaggio è che dovrete installare anche il firmware Back pack.
La procedura è la medesima che si segue per installare il firmware base o per aggiornare il modulo ELRS. Dovete collegare il modulo via USB al PC, dove avete il configuratore ELRS installato, oppure il radiocomando in modalità DFU se volete utilizzare il modulo interno.
Nel configuratore dovete spostarvi nella schermata Backpack, selezionando la voce contestuale nel Menù di sinistra, e a quel punto selezionare il modello di modulo e l’ultima versione di Backpack da installare.
Selezionate la modalità UART o passthrough e la porta COM corretta, impostate la vostra Passphrase se ne usate una, fate il Flash. Se avete dubbi potete consultare la guida a questo Link.
Se l’installazione è andata a buon fine a quel punto vi dovrete spostare sul radiocomando e aprire il LUA Script ELRS dalla pagina script delle impostazioni generali.
Nello Script di configurazione avete la voce contestuale Backpack. All’interno del menù Backpack dovrete attivare la modalità Backpack ON poi spostarvi sulla voce Telemetry e impostare WIFI.
Non attivate mai il collegamento WiFi del modulo TX, esterno o interno che sia, dal menù del configuratore Lua ELRS WiFi Connectivity -> Enable Backpack WiFi. Questo renderà inefficace il collegamento mandando in errore il modulo.
Una volta attivato il collegamento sul radiocomando, alimentate il drone e verificate che avvenga correttamente il Bind tra ricevente e radiocomando. Successivamente vi dovete spostare sul PC o sul Tablet che usate come base a terra e cercare la rete WiFi “expresslrs TX Backpack”. Effettuate il collegamento sempre con la solita password “expresslrs” e, una volta che la connessione WiFi sarà operativa, potete aprire Ardupilot e attivare il collegamento Mavlink UDP impostando la porta 14550.
Durante i nostri test abbiamo provato tutte le varie modalità di connessione che vi abbiamo descritto e la migliore è stata quella in cui si usano i moduli dedicati esclusivamente al Mavlink. La connessione più lenta e instabile è risultata essere quella mediante il WiFi del modulo TX ELRS che al contempo risulta però il Setup meno impattante, in termini di ingombro, per quanto riguarda la costruzione del drone, soprattutto se usate frame sotto i 7 pollici.
Se non vi crea troppo disturbo il cavo, la soluzione intermedia di usare il modulo esterno ELRS del radiocomando, collegato via USB al computer o tablet che usate come base a terra, risulta il giusto compromesso tra le scelte possibili.
Abbiamo finalmente raggiunto l’obiettivo di avere un collegamento Mavlink tra drone e configuratore Ardupilot senza fili che ci consente di muovere liberamente l’aeromodello stesso in modo da poter ultimare gli ultimi step di configurazione.
Per concludere le impostazioni di collegamento radio, dopo aver impostato il collegamento con il radiocomando e il collegamento Mavlink con il nostro tablet o computer che usiamo come base a terra, andremo ad impostare il collegamento video al trasmettitore o VTX.
Nel nostro caso abbiamo montato sul Drone una trasmittente video digitale modello Caddx Walksnail HD V2, prodotto che potrete trovare a questo link, ma potete anche montare una classica VTX analogica compatibile con protocollo smartaudio. Non vi stiamo ora a descrivere i collegamenti da effettuare sulla scheda FC, vi basterà seguire il diagramma presente sul manuale di istruzioni, e passiamo subito alle impostazioni da effettuare tramite il configuratore Mission Planner.
Avendo montato sul drone la VTX ed essendo necessario tenere alimentato il drone per le procedure di configurazioni vi consigliamo di tenere una ventola accesa puntata sull’aeromodello per evitare che si surriscaldi eccessivamente causando il guasto involontario dei componenti elettronici.
Alimentate il drone ed effettuate il collegamento Mavlink a Mission Planner. Potete usare il collegamento Wireless appena configurato o il collegamento diretto via USB collegato al Flight Controller.
Spostatevi nel menù CONFIG -> FULL PARAMETER LIST e cercate il parametro VTX_ENABLE. Impostate il parametro su 1 e salvate ricordandovi sempre di premere il tasto scrivi parametri sulla barra di destra.
[IMMAGINE VTX_WIRING]
Cercate poi le impostazioni riferite alla porta seriale su cui avete collegato la VTX. Per esempio, facendo riferimento alla nostra scheda FC Foxeer H745, avremmo potuto usare la porta seriale UART 2 TX per un collegamento del cavetto smartaudio, oppure usare il connettore predisposto per il collegamento dell’unità digitale che fa riferimento alla porta seriale UART 7.
Se avessimo effettuato un collegamento a una VTX analogica sulla seriale 2 avremmo poi dovuto seguire questi passaggi per la configurazione:
- Nell’elenco FULL PARAMETER LIST cercare il parametro SERIAL2_PROTOCOL e impostare il valore 37;
- Nel parametro successivo SERIAL2_OPTION nel campo MASK selezionate opzione HALF DUPLEX e TX_PullDown;
- Nel parametro successivo SERIAL2_BAUND impostate il valore Value 4800;
- Salvate tutto premendo il tasto “Scrivi Parametri”;
- Cercate ora la voce VTX e vedrete che avrete tutti i classici parametri da impostare quali VTX_BAND (la banda di frequenza che volete usare) / VTX_CHANNEL (il canale che volete usare) / VTX_FREQ (la frequenza) / VTX_POWER (la potenza di trasmissione che volete impostare) / VTX MAX POWER (la potenza massima di trasmissione che supporta la vostra trasmittente) / VTX_OPTION dove è importante usare il campo MASK per selezionare le opzioni 0 (per attivare la modalità PIT), 1 (per attivare il reset della modalità PIT quando si arma il drone), 2 (per attivare la modalità PIT quando si disarma). Le impostazioni di banda, canale, frequenza, potenza le dovete ricavare dal manualetto della vostra VTX.
- Anche qua salvate tutto premendo il tasto “Scrivi Parametri”.
- Nell’elenco FULL PARAMETER LIST cercare il parametro SERIAL7_PROTOCOL e impostare il valore 32;
- Nel parametro successivo SERIAL7_OPTION nel campo MASK selezionate opzione HALF DUPLEX;
- Nel parametro successivo SERIAL2_BAUND impostate il valore Value 115;
- Cercate il parametro MSP_OPTIONS ed impostate il valore 1 nel campo Value;
- Cercate il parametro OSD_TYPE ed impostate il valore 1;
- Salvate tutto premendo il tasto “Scrivi Parametri”;
Passiamo ora alla fase di calibrazione del drone prima di effettuare il primo volo.
D’ora in avanti occorre che al vostro Flight Controller sia collegato il GPS completo di Magnetometro o Bussola. Nel nostro drone abbiamo collegato all’Autopilot Foxeer H745 un GPS esterno Foxeer M10Q 250, che potrete trovare a questo link, collegando anche i cavetti SCL / SDA agli appositi PAD della scheda controllo volo. Nel nostro caso abbiamo effettuato il collegamento, invertendo RX e TX, alla porta UART 6.
Se avete staccato tutto tornate ad Alimentare il drone, avviate Mission Planner sul PC ed effettuate il collegamento Mavlink in modalità wireless, o tramite ELRS o tramite adapter WiFi dedicati. Come dicevamo le operazioni di caricamento e lettura delle impostazioni saranno ora un po’ più lente ma non dovete spaventarvi è del tutto normale.
Il primo passaggio è configurare correttamente il GPS quindi spostatevi nel menù CONFIG -> FULL PARAMETER LIST e cercate il parametro SERIALx_PROTOCOL dove x è il numero della UART dove è collegato il GPS. Nel nostro caso abbiamo SERIAL6_protocol dove imposteremo il valore Value a 5, il parametro SERIAL6_Baund a 115. Nessun’altra modifica deve essere fatta e non è necessario indicare opzioni. Salvate le impostazioni sempre premendo il tasto “Scrivi Parametri”. In teoria il GPS così è già configurato e pronto all’uso ma per sicurezza controlliamo che il parametro GPS1_TYPE sia impostato su value 1 che significa configurazione automatica.
In ogni caso per vedere se tutto funziona vi basterà spostare il drone all’esterno in modo che il GPS possa collegarsi ai satelliti e, nella schermata principale di Mission Planner, vedrete che vi verrà visualizzata sulla mappa la posizione del drone. Ovviamente per caricare correttamente le mappe occorre mantenere anche un collegamento con la rete dati per avere accesso ad internet. Eventualmente usate la condivisione internet WiFi del vostro smartphone.
Terminata anche l’installazione e la configurazione del GPS finalmente il nostro drone è completo. Se avete seguito tutti i passaggi della guida correttamente ora siete nelle condizioni di avere il collegamento a Mission Planner mediante il modulo radio quindi non avete più l’impedimento del cavo USB, avete l’immagine video e l’OSD sul vostro visore e avete anche il collegamento GPS.
Nell’ultima parte della nostra guida andremo finalmente ad effettuare le calibrazioni necessarie per poi poter fare il primo volo con il nostro drone Autopilot.
Articolo scritto da Marco Greco, caricato sul sito da Matteo Del Pino, foto di Marco Greco.
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