DRONE A GUIDA AUTONOMA - PARTE 4
In questa pubblicazione troverete la quarta ed ultima parte di istruzioni per configurare un drone a guida autonoma basato sul firmware Arducopter del sistema Ardupilot.
Nel primo articolo, che trovate a questo link, abbiamo visto come preparare il proprio computer per trasformarlo in una stazione di controllo a terra, grazie all’uso del software di gestione Mission Planner, e come configurare 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.
Nella seconda parte della guida, 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.
Nella terza pubblicazione abbiamo affrontato tutti 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 e il collegamento del GPS.
Nell’ultimo testo che pubblicheremo sul tema Ardupilot, avendo terminato la costruzione del nostro drone, andremo ad effettuare la calibrazione dei sensori accelerometro e magnetometro o bussola per poi arrivare ad effettuare il primo volo di prova.
Iniziamo quindi subito col collegare il drone al nostro sistema su cui è installato Mission Planner mediante l’attivazione della connessione Mavlink senza fili mediante l’uso dei moduli radio o del nostro radiocomando, sfruttando il collegamento ELRS.
Ricordatevi ora che sul drone avete montato anche la VTX e, dovendo alimentare il drone a batteria, vi consigliamo di usare un ventilatore per poter raffreddare i vari componenti ed evitare che si bruci l’elettronica.
Una volta avviato Mission Planner e stabilito il collegamento col drone spostatevi nella schermata Setup, nel menù Mandatory Hardware della colonna di sinistra e poi in Accel_Calibration. Vi troverete nella schermata che vedete nell’immagine.
Per chi è abituato ad usare Betaflight lo step di calibrazione dell’accelerometro risulta essere un passaggio abbastanza semplice nel senso che basta mantenere il drone stabile orizzontale su un piano pari e far fare la procedura automatica.
Questa procedura coincide in Ardupilot alla voce di menù “Calibration Level” che però non è sufficiente ad effettuare la prima calibrazione iniziale.
Inoltre, proprio come in Betaflight, se avete montato il vostro Flight Controller in una posizione non convenzionale, cioè ruotato rispetto quella che è la direzione di volo indicata dal costruttore sulla scheda, dovrete prima cambiare il parametro AHRS_ORIENTATION nella schermata CONFIG -> FULL PARAMETERS LIST come abbiamo già visto nei passaggi precedenti. Dovrete chiaramente scrivere il valore che si riferisce a come avete orientato la vostra scheda.
Tornando alla calibrazione, la procedura completa è quella che si attiva selezionando il tasto virtuale “Calibrate Accel”. Quando darete avvio a questa procedura dovrete muovere il drone nelle posizioni indicate dal software quindi prima con il drone fermo livellato sul piano orizzontale, poi appoggiato sul lato sinistro, sul lato destro, con il muso anteriore verso il basso, poi verso l’alto e infine sottosopra.
Durante questi passaggi è molto importante tenere il drone fermo anche se non perfettamente pari, avrete una tolleranza di 20 gradi rispetto l’asse di riferimento. Capite quindi il perché è indispensabile fare la procedura senza collegamenti tra i piedi e con il drone completo a frame chiuso (con o senza eliche è indifferente). Ad ogni passaggio dovrete confermare la calibrazione premendo il tasto virtuale DONE e vi apparirà poi scritto il passaggio successivo da seguire.
Terminata l’operazione potrete ulteriormente migliorare la calibrazione riportando il drone in posizione orizzontale, su un piano stabile non inclinato, per poi avviare la procedura “Calibration Level” che vi andrà a correggere la precedente calibrazione se non siete stati perfettamente in pari.
Terminata la calibrazione del sensore accelerometro si dovrà procedere ad una delle fasi più delicate e rognose del setup di Arducopter: La calibrazione del magnetometro o bussola.
In Betaflight non è mai stato necessario svolgere queste operazioni in quanto si è appreso che, in realtà, i dati della Bussola non erano molto usati per controllare il volo. Solo nelle versioni più recenti dalla 4.4 in avanti è stato implementato maggiormente il controllo soprattutto nelle fasi del recupero in emergenza del drone.
In Arducopter, senza aver fatto correttamente la calibrazione del magnetometro, il drone non volerà o volerà molto male col rischio di perdita di controllo e Fly Away.
Come potete notare la schermata SETUP -> MANDATORY HARDWARE -> COMPASS CALIBRATION è abbastanza complessa. Avete una tabella con riportati tutte le bussole/magnetometri rilevati dalla scheda controllo volo dove è possibile impostarne la priorità di interrogazione usando le frecce sù e giù per spostare la riga dell’hardware che volete usare. Nel nostro drone abbiamo montato una scheda Foxeer H745, che ha un proprio magnetometro interno, e il GPS Foxeer M10Q 250 che ha anche lui il sensore Bussola, infatti abbiamo saldato anche i due cavetti SCL / SDA agli appositi PAD della scheda.
Ora è importante notare come nella tabella siano presenti tre colonne intitolate Missing / External / Orientation. Il sensore integrato nel GPS è un sensore che deve essere spostato fuori dal frame collocato lontano dal resto dell’elettronica quindi di solito si pone in coda al drone (con una apposita stampa 3D per fissarlo) o sopra alla canopy dell’action Cam.
Nella riga di riferimento nella tabella di configurazione questo verrà indicato come External. Il magnetometro del Flight Controller, invece, non dovrà essere indicato come External in quanto è integrato sulla scheda stessa posta all’interno del frame. Come indice di priorità dovrà essere indicato al primo posto il magnetometro del GPS e al secondo posto quello interno del Flight Controller questo perché il magnetometro interno sarà più soggetto ad interferenze e meno preciso.
Se nella tabella vedrete la spunta di Missing a fianco al nome della bussola vuol dire che il sistema non la rileva più e quindi viene disattivato. Inutile dire che non è un buon segno.
Nella colonna Orientation vi conviene sempre selezionare “None” oppure lasciate non compilato.
Ancora una volta poi dovremo spostarci nella pagina “CONFIG” nel menù “FULL PARAMETERS LIST” e cercare il parametro compass_offs_max che dovrà essere impostato con valore 2000, poi il parametro compass_auto_rot che deve essere impostato sul valore 2. Salvate sempre tutti i parametri.
Una volta che avrete configurato i parametri dovrete staccare tutto e trasferirvi all’aperto in uno spazio ampio lontano da strutture metalliche o fonti che potrebbero disturbare la calibrazione.
Al campo dovrete avere il drone, il radiocomando e il computer su cui avete installato mission planner. Avviate il computer e il radiocomando predisponendo anche il collegamento al modulo esterno ELRS se usate quella modalità per generare la connessione Mavlink.
Attaccate la batteria al drone ed avviate Mission Planner sul computer per effettuare il collegamento mavlink wireless tramite il radiocomando ELRS o con l’adapter WiFi.
Una volta collegato tornate nel menù SETUP -> MANDATORY HARDWARE -> COMPASS e avviate la procedura di calibrazione premendo il pulsante start nella parte in basso della finestra.
A quel punto dovete sollevare il drone da terra facendolo ruotare con le mani in tutte le posizioni viste anche per la calibrazione dell’accelerometro quindi sul lato destro, quello sinistro, puntando in basso e in alto, e rivoltandolo sotto sopra. Vedrete nella schermata che le barre MAG 1 e MAG 2 inizieranno a colorarsi di verde. Continuate fino a quando l’avanzamento delle barre non sarà completo e a quel punto la calibrazione è finita. Premete il tasto accept per salvare la calibrazione, assicuratevi che il drone sia posizionato nuovamente a terra e premete il tasto reboot per riavviare il sistema.
Una volta completato il riavvio e ripristinato il collegamento tra Mission Planner e il drone abbiamo un ultimo passaggio da compiere per calibrare il magnetometro. Tornate ad alimentare il drone con la sua batteria e controllate che le eliche siano ancora smontate dai motori. Se vedete che il radiocomando si è scollegato dal flight controller tornate a ripristinare il collegamento in modo che il drone riceva i comandi.
Andate nel menù SETUP -> OPTIONAL HARDWARE -> Compass/Motor Calibration.
Nella schermata che avete davanti notate che vi è un grafico vuoto ed in alto a sinistra il tasto per iniziare la calibrazione. La procedura funziona in questo modo:
Dal menù potete selezionare quali controlli deve effettuare il Flight Controller prima di darvi l’abilitazione al decollo. In Ardupilot il sistema di controllo è molto più complesso di Betaflight e potreste avere un numero importante di errori, segnalati da Mission Planner, che potrebbero impedire l’avvio dei motori.
Chiaramente non è una buona idea disabilitare i controlli pre volo senza aver risolto eventuali problemi che possono impedire il decollo, d’altra parte però possiamo assicurarvi che potrebbe essere un’esperienza molto frustrante cercare la causa di tutti gli errori anche perché spesso la ricerca vi porta a capire che, nella maggioranza dei casi, il problema riguarda i disturbi del magnetometro che non riesce a determinare correttamente l’orientamento del drone. Questi problemi sono sempre indicati con un acronimo iniziale EKF seguito dalla descrizione dell’errore.
Dato che il primo decollo lo faremo in totale sicurezza, vi consigliamo di abilitare esclusivamente il controllo di Barometro, Compasso, GPS Lock e Battery level.
Salvate tutto premendo il tasto in alto “Scrivi i Parametri”.
Un altra impostazione molto importante riguarda GeoFence cioè letteralmente Recinto Geospaziale. Questa opzione vi serve per impostare dei limiti di volo che il drone non deve superare. In questo modo se perdete l’orientamento mentre volate o se il vostro drone, a causa di un problema, inizia ad allontanarsi da voi andando alla deriva (Fly Away) potrete evitare di far danni facendo in modo che il drone ritorni al punto di decollo, atterri o interrompa il volo.
Come potete vedere dall’immagine potete impostare la massima altitudine di volo, la massima distanza (radius = raggio della circonferenza dove la posizione di decollo sta nel punto centrale), la modalità di comportamento del drone nel caso venga superata la distanza o l’altezza. Per quanto riguarda il tipo di recinto vi consigliamo di selezionare sempre quello circolare. Il recinto virtuale poligonale deve essere impostato da Mission Planner, nella schermata di simulazione, nel menù Way Point.
Una volta abilitato il controllo GeoFence ricordate che il drone non potrà decollare se prima non avrà acquisito la posizione del GPS.
Ultimo passaggio di configurazione riguarda la possibilità di registrare i dati di volo e modificare leggermente il valore di rate di pitch e roll. andate quindi sempre nella schermata configurazione di Mission Planner e spostatevi su advanced Params. Scorrendo la pagina dovreste trovare una voce che riguarda il Log Bitmask. Qua selezionate Default + IMU nel menù a tendina. Salvate l’impostazione premendo sempre il tasto Scrivi Parametri.
Andate poi nel menù Extended Tuning e controllate che il rate roll P sia impostato su 0.150. Se dovete cambiare il valore ricordatevi sempre di salvare le modifiche con il tasto Scrivi Parametri.
Terminato il setup dei controlli di sicurezza è giunto finalmente il momento di montare le eliche e provare il drone. Prima di spostarvi all’aperto ricordatevi magari di usare la pagina di Motor test per verificare che la rotazione dei motori sia corretta, così come abbiamo fatto nella guida n.2. Ricordatevi inoltre che vi servirà avere il computer o il Tablet su cui è installato Mission Planner, il radiocomando con il cavo per collegare il modulo al Computer o i due moduli WiFi per attivare il collegamento Mavlink, il visore anche se in prima battuta non servirà, la batteria per alimentare il drone.
Una volta all’aperto con il drone a terra e le eliche montate, inserite la batteria ed effettuate il collegamento con il radiocomando e con Mission Planner. Se avete seguito i consigli sulla configurazione del radiocomando, che vi abbiamo dato nelle precedenti pubblicazioni, avrete il selettore a tre posizioni SC su cui sono impostati i modi di volo. Impostate il modo volo Stabilizzato.
Controllate nella schermata principale di Mission Planner, nello strumento di volo, che vi sia l’indicazione di modo volo stabilizzato e il collegamento GPS. Ricordatevi che il selettore a due posizioni SE del radiocomando vi consente di dare il comando ARM/DISARM mentre sul selettore SF abbiamo impostato il comando di emergenza che è configurato per il ritorno alla posizione di decollo RTH.
Se avete la posizione del GPS e sullo schermo di Mission Planner non vedete visualizzati messaggi di errore in rosso, allontanatevi dal drone e date il comando di ARM.
Se i motori si avviano, iniziate a dare un po’ di GAS in modo da far decollare il drone.
In caso contrario controllate sempre su Mission Planner qual’è il problema che impedisce l’Attivazione del drone.
Alzatevi in volo a circa un metro da terra e controllate il Drone a vista. Se vedete che il drone non mantiene la posizione o vibra o se vi sembra che i motori facciano un rumore strano allora disarmate subito. Se il drone cade da quell’altezza non succede nulla. Se vi sembra che il volo sia stabile allora sollevatevi fino a circa due metri da terra.
Con il selettore SC modificate il modo volo e spostatevi su ALT HOLD. Lasciate il comando del Throttle poco sotto la posizione centrale e controllate che il drone rimanga stabile all’altezza in cui avete impostato ALT HOLD. Il drone non deve ne scendere ne salire. Se mantiene correttamente la posizione significa che anche il Barometro sta lavorando bene.
Infine, tenendo un dito pronto per dare il comando Disarm, usate sempre il selettore SC per selezionare il modo volo Loiter che è il modo volo che utilizza anche il GPS per il mantenimento della posizione. Se vedete che il drone inizia a spostarsi in modo repentino dalla propria posizione disarmate subito. Se mantiene la posizione allora vuol dire che sta funzionando tutto.
Ultimo step del primo volo, riportate il selettore SC della radio nella posizione volo stabilizzato e iniziate a muovere un poco alla volta il drone avanti e indietro e a destra e a sinistra con colpi di Pitch e Roll rapidi e vedete come si comporta. Se non vibra ed è stabile, dopo qualche minuto che state dando comandi di pitch e roll, provate ad attivare il selettore SE in modo da fare un atterraggio automatico e disarmate appena siete a terra. Una volta che il drone è spento e fermo a terra andate a toccare i motori per sentire se non sono troppo caldi.
I controlli successivi si fanno guardando i LOG su Mission Planner attraverso la schermata Data flash Log che selezionate scorrendo il menù sotto lo strumento di volo nella schermata principale.
Dalla disamina dei logs potete avere molte informazioni utili. In particolare però dovete controllare la voce CTUN. Dal grafico dovete estrapolare il valore di Throttle medio che, durante il volo, corrisponde al mantenimento di quota cioè alla posizione in cui il drone non sale e non scende. Una volta capito quale è il valore corretto dovrete tornare nel menù configurazione, nella pagina “Full Parameters List”. Cercate la variabile THR_MID e scrivete il valore estrapolato dal grafico. Premete poi “Scrivi Parametri” per salvare il tutto.
Siamo giunti alla conclusione della nostra guida. Se la serie di controlli di volo, visti insieme, ha dato esiti positivi allora siete pronti ad ampliare le vostre competenze iniziando con la configurazione avanzata del modello che prevede la regolazione puntuale dei filtri e dei PID.
Vi consigliamo per i passi successivi di utilizzare il materiale che trovate a questo link Ardupilot Methodic Configurator anche se si tratta di testo in inglese.
Se invece avete avuto problemi con il primo volo purtroppo l’unica soluzione è rivedere tutti i passi della configurazione ricominciando dal primo articolo della nostra guida.
Vi ricordiamo inoltre che sul sito ufficiale di Ardupilot, che trovate a questo link, potrete trovare diversa documentazione che vi aiuterà ad approfondire varie tematiche del mondo della guida autonoma ed in particolare degli aeromobili a pilotaggio remoto.
Una volta avviato Mission Planner e stabilito il collegamento col drone spostatevi nella schermata Setup, nel menù Mandatory Hardware della colonna di sinistra e poi in Accel_Calibration. Vi troverete nella schermata che vedete nell’immagine.
Per chi è abituato ad usare Betaflight lo step di calibrazione dell’accelerometro risulta essere un passaggio abbastanza semplice nel senso che basta mantenere il drone stabile orizzontale su un piano pari e far fare la procedura automatica.
Questa procedura coincide in Ardupilot alla voce di menù “Calibration Level” che però non è sufficiente ad effettuare la prima calibrazione iniziale.
Inoltre, proprio come in Betaflight, se avete montato il vostro Flight Controller in una posizione non convenzionale, cioè ruotato rispetto quella che è la direzione di volo indicata dal costruttore sulla scheda, dovrete prima cambiare il parametro AHRS_ORIENTATION nella schermata CONFIG -> FULL PARAMETERS LIST come abbiamo già visto nei passaggi precedenti. Dovrete chiaramente scrivere il valore che si riferisce a come avete orientato la vostra scheda.
Tornando alla calibrazione, la procedura completa è quella che si attiva selezionando il tasto virtuale “Calibrate Accel”. Quando darete avvio a questa procedura dovrete muovere il drone nelle posizioni indicate dal software quindi prima con il drone fermo livellato sul piano orizzontale, poi appoggiato sul lato sinistro, sul lato destro, con il muso anteriore verso il basso, poi verso l’alto e infine sottosopra.
Durante questi passaggi è molto importante tenere il drone fermo anche se non perfettamente pari, avrete una tolleranza di 20 gradi rispetto l’asse di riferimento. Capite quindi il perché è indispensabile fare la procedura senza collegamenti tra i piedi e con il drone completo a frame chiuso (con o senza eliche è indifferente). Ad ogni passaggio dovrete confermare la calibrazione premendo il tasto virtuale DONE e vi apparirà poi scritto il passaggio successivo da seguire.
Terminata l’operazione potrete ulteriormente migliorare la calibrazione riportando il drone in posizione orizzontale, su un piano stabile non inclinato, per poi avviare la procedura “Calibration Level” che vi andrà a correggere la precedente calibrazione se non siete stati perfettamente in pari.
Terminata la calibrazione del sensore accelerometro si dovrà procedere ad una delle fasi più delicate e rognose del setup di Arducopter: La calibrazione del magnetometro o bussola.
In Betaflight non è mai stato necessario svolgere queste operazioni in quanto si è appreso che, in realtà, i dati della Bussola non erano molto usati per controllare il volo. Solo nelle versioni più recenti dalla 4.4 in avanti è stato implementato maggiormente il controllo soprattutto nelle fasi del recupero in emergenza del drone.
In Arducopter, senza aver fatto correttamente la calibrazione del magnetometro, il drone non volerà o volerà molto male col rischio di perdita di controllo e Fly Away.
Come potete notare la schermata SETUP -> MANDATORY HARDWARE -> COMPASS CALIBRATION è abbastanza complessa. Avete una tabella con riportati tutte le bussole/magnetometri rilevati dalla scheda controllo volo dove è possibile impostarne la priorità di interrogazione usando le frecce sù e giù per spostare la riga dell’hardware che volete usare. Nel nostro drone abbiamo montato una scheda Foxeer H745, che ha un proprio magnetometro interno, e il GPS Foxeer M10Q 250 che ha anche lui il sensore Bussola, infatti abbiamo saldato anche i due cavetti SCL / SDA agli appositi PAD della scheda.
Ora è importante notare come nella tabella siano presenti tre colonne intitolate Missing / External / Orientation. Il sensore integrato nel GPS è un sensore che deve essere spostato fuori dal frame collocato lontano dal resto dell’elettronica quindi di solito si pone in coda al drone (con una apposita stampa 3D per fissarlo) o sopra alla canopy dell’action Cam.
Nella riga di riferimento nella tabella di configurazione questo verrà indicato come External. Il magnetometro del Flight Controller, invece, non dovrà essere indicato come External in quanto è integrato sulla scheda stessa posta all’interno del frame. Come indice di priorità dovrà essere indicato al primo posto il magnetometro del GPS e al secondo posto quello interno del Flight Controller questo perché il magnetometro interno sarà più soggetto ad interferenze e meno preciso.
Se nella tabella vedrete la spunta di Missing a fianco al nome della bussola vuol dire che il sistema non la rileva più e quindi viene disattivato. Inutile dire che non è un buon segno.
Nella colonna Orientation vi conviene sempre selezionare “None” oppure lasciate non compilato.
Ancora una volta poi dovremo spostarci nella pagina “CONFIG” nel menù “FULL PARAMETERS LIST” e cercare il parametro compass_offs_max che dovrà essere impostato con valore 2000, poi il parametro compass_auto_rot che deve essere impostato sul valore 2. Salvate sempre tutti i parametri.
Una volta che avrete configurato i parametri dovrete staccare tutto e trasferirvi all’aperto in uno spazio ampio lontano da strutture metalliche o fonti che potrebbero disturbare la calibrazione.
Al campo dovrete avere il drone, il radiocomando e il computer su cui avete installato mission planner. Avviate il computer e il radiocomando predisponendo anche il collegamento al modulo esterno ELRS se usate quella modalità per generare la connessione Mavlink.
Attaccate la batteria al drone ed avviate Mission Planner sul computer per effettuare il collegamento mavlink wireless tramite il radiocomando ELRS o con l’adapter WiFi.
Una volta collegato tornate nel menù SETUP -> MANDATORY HARDWARE -> COMPASS e avviate la procedura di calibrazione premendo il pulsante start nella parte in basso della finestra.
A quel punto dovete sollevare il drone da terra facendolo ruotare con le mani in tutte le posizioni viste anche per la calibrazione dell’accelerometro quindi sul lato destro, quello sinistro, puntando in basso e in alto, e rivoltandolo sotto sopra. Vedrete nella schermata che le barre MAG 1 e MAG 2 inizieranno a colorarsi di verde. Continuate fino a quando l’avanzamento delle barre non sarà completo e a quel punto la calibrazione è finita. Premete il tasto accept per salvare la calibrazione, assicuratevi che il drone sia posizionato nuovamente a terra e premete il tasto reboot per riavviare il sistema.
Una volta completato il riavvio e ripristinato il collegamento tra Mission Planner e il drone abbiamo un ultimo passaggio da compiere per calibrare il magnetometro. Tornate ad alimentare il drone con la sua batteria e controllate che le eliche siano ancora smontate dai motori. Se vedete che il radiocomando si è scollegato dal flight controller tornate a ripristinare il collegamento in modo che il drone riceva i comandi.
Andate nel menù SETUP -> OPTIONAL HARDWARE -> Compass/Motor Calibration.
Nella schermata che avete davanti notate che vi è un grafico vuoto ed in alto a sinistra il tasto per iniziare la calibrazione. La procedura funziona in questo modo:
- premete il tasto start;
- sentirete i regolatori ESC fare la sequenza di avvio o comunque un segnale acustico;
- portate la leva del throttle del radiocomando verso l’alto in modo da arrivare repentinamente ad un 70%;
- Mantenete il gas a quel livello per 10/15 secondi poi portate il Throttle a zero istantaneamente.
Dal menù potete selezionare quali controlli deve effettuare il Flight Controller prima di darvi l’abilitazione al decollo. In Ardupilot il sistema di controllo è molto più complesso di Betaflight e potreste avere un numero importante di errori, segnalati da Mission Planner, che potrebbero impedire l’avvio dei motori.
Chiaramente non è una buona idea disabilitare i controlli pre volo senza aver risolto eventuali problemi che possono impedire il decollo, d’altra parte però possiamo assicurarvi che potrebbe essere un’esperienza molto frustrante cercare la causa di tutti gli errori anche perché spesso la ricerca vi porta a capire che, nella maggioranza dei casi, il problema riguarda i disturbi del magnetometro che non riesce a determinare correttamente l’orientamento del drone. Questi problemi sono sempre indicati con un acronimo iniziale EKF seguito dalla descrizione dell’errore.
Dato che il primo decollo lo faremo in totale sicurezza, vi consigliamo di abilitare esclusivamente il controllo di Barometro, Compasso, GPS Lock e Battery level.
Salvate tutto premendo il tasto in alto “Scrivi i Parametri”.
Un altra impostazione molto importante riguarda GeoFence cioè letteralmente Recinto Geospaziale. Questa opzione vi serve per impostare dei limiti di volo che il drone non deve superare. In questo modo se perdete l’orientamento mentre volate o se il vostro drone, a causa di un problema, inizia ad allontanarsi da voi andando alla deriva (Fly Away) potrete evitare di far danni facendo in modo che il drone ritorni al punto di decollo, atterri o interrompa il volo.
Come potete vedere dall’immagine potete impostare la massima altitudine di volo, la massima distanza (radius = raggio della circonferenza dove la posizione di decollo sta nel punto centrale), la modalità di comportamento del drone nel caso venga superata la distanza o l’altezza. Per quanto riguarda il tipo di recinto vi consigliamo di selezionare sempre quello circolare. Il recinto virtuale poligonale deve essere impostato da Mission Planner, nella schermata di simulazione, nel menù Way Point.
Una volta abilitato il controllo GeoFence ricordate che il drone non potrà decollare se prima non avrà acquisito la posizione del GPS.
Ultimo passaggio di configurazione riguarda la possibilità di registrare i dati di volo e modificare leggermente il valore di rate di pitch e roll. andate quindi sempre nella schermata configurazione di Mission Planner e spostatevi su advanced Params. Scorrendo la pagina dovreste trovare una voce che riguarda il Log Bitmask. Qua selezionate Default + IMU nel menù a tendina. Salvate l’impostazione premendo sempre il tasto Scrivi Parametri.
Andate poi nel menù Extended Tuning e controllate che il rate roll P sia impostato su 0.150. Se dovete cambiare il valore ricordatevi sempre di salvare le modifiche con il tasto Scrivi Parametri.
Terminato il setup dei controlli di sicurezza è giunto finalmente il momento di montare le eliche e provare il drone. Prima di spostarvi all’aperto ricordatevi magari di usare la pagina di Motor test per verificare che la rotazione dei motori sia corretta, così come abbiamo fatto nella guida n.2. Ricordatevi inoltre che vi servirà avere il computer o il Tablet su cui è installato Mission Planner, il radiocomando con il cavo per collegare il modulo al Computer o i due moduli WiFi per attivare il collegamento Mavlink, il visore anche se in prima battuta non servirà, la batteria per alimentare il drone.
Una volta all’aperto con il drone a terra e le eliche montate, inserite la batteria ed effettuate il collegamento con il radiocomando e con Mission Planner. Se avete seguito i consigli sulla configurazione del radiocomando, che vi abbiamo dato nelle precedenti pubblicazioni, avrete il selettore a tre posizioni SC su cui sono impostati i modi di volo. Impostate il modo volo Stabilizzato.
Controllate nella schermata principale di Mission Planner, nello strumento di volo, che vi sia l’indicazione di modo volo stabilizzato e il collegamento GPS. Ricordatevi che il selettore a due posizioni SE del radiocomando vi consente di dare il comando ARM/DISARM mentre sul selettore SF abbiamo impostato il comando di emergenza che è configurato per il ritorno alla posizione di decollo RTH.
Se avete la posizione del GPS e sullo schermo di Mission Planner non vedete visualizzati messaggi di errore in rosso, allontanatevi dal drone e date il comando di ARM.
Se i motori si avviano, iniziate a dare un po’ di GAS in modo da far decollare il drone.
In caso contrario controllate sempre su Mission Planner qual’è il problema che impedisce l’Attivazione del drone.
Alzatevi in volo a circa un metro da terra e controllate il Drone a vista. Se vedete che il drone non mantiene la posizione o vibra o se vi sembra che i motori facciano un rumore strano allora disarmate subito. Se il drone cade da quell’altezza non succede nulla. Se vi sembra che il volo sia stabile allora sollevatevi fino a circa due metri da terra.
Con il selettore SC modificate il modo volo e spostatevi su ALT HOLD. Lasciate il comando del Throttle poco sotto la posizione centrale e controllate che il drone rimanga stabile all’altezza in cui avete impostato ALT HOLD. Il drone non deve ne scendere ne salire. Se mantiene correttamente la posizione significa che anche il Barometro sta lavorando bene.
Infine, tenendo un dito pronto per dare il comando Disarm, usate sempre il selettore SC per selezionare il modo volo Loiter che è il modo volo che utilizza anche il GPS per il mantenimento della posizione. Se vedete che il drone inizia a spostarsi in modo repentino dalla propria posizione disarmate subito. Se mantiene la posizione allora vuol dire che sta funzionando tutto.
Ultimo step del primo volo, riportate il selettore SC della radio nella posizione volo stabilizzato e iniziate a muovere un poco alla volta il drone avanti e indietro e a destra e a sinistra con colpi di Pitch e Roll rapidi e vedete come si comporta. Se non vibra ed è stabile, dopo qualche minuto che state dando comandi di pitch e roll, provate ad attivare il selettore SE in modo da fare un atterraggio automatico e disarmate appena siete a terra. Una volta che il drone è spento e fermo a terra andate a toccare i motori per sentire se non sono troppo caldi.
I controlli successivi si fanno guardando i LOG su Mission Planner attraverso la schermata Data flash Log che selezionate scorrendo il menù sotto lo strumento di volo nella schermata principale.
Dalla disamina dei logs potete avere molte informazioni utili. In particolare però dovete controllare la voce CTUN. Dal grafico dovete estrapolare il valore di Throttle medio che, durante il volo, corrisponde al mantenimento di quota cioè alla posizione in cui il drone non sale e non scende. Una volta capito quale è il valore corretto dovrete tornare nel menù configurazione, nella pagina “Full Parameters List”. Cercate la variabile THR_MID e scrivete il valore estrapolato dal grafico. Premete poi “Scrivi Parametri” per salvare il tutto.
Siamo giunti alla conclusione della nostra guida. Se la serie di controlli di volo, visti insieme, ha dato esiti positivi allora siete pronti ad ampliare le vostre competenze iniziando con la configurazione avanzata del modello che prevede la regolazione puntuale dei filtri e dei PID.
Vi consigliamo per i passi successivi di utilizzare il materiale che trovate a questo link Ardupilot Methodic Configurator anche se si tratta di testo in inglese.
Se invece avete avuto problemi con il primo volo purtroppo l’unica soluzione è rivedere tutti i passi della configurazione ricominciando dal primo articolo della nostra guida.
Vi ricordiamo inoltre che sul sito ufficiale di Ardupilot, che trovate a questo link, potrete trovare diversa documentazione che vi aiuterà ad approfondire varie tematiche del mondo della guida autonoma ed in particolare degli aeromobili a pilotaggio remoto.
Articolo scritto da Marco Greco, caricato sul sito da Matteo Del Pino, foto di Marco Greco.
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