Решение задач на тему техника безопасности и законодательство, знакомство с симулятором.
Изучите правила техники безопасности при работе с БПЛА. Составьте памятку для школьников.
Установите симулятор полета (Liftoff или VelociDrone). Настройте джойстик/пульт.
Выполните взлет, зависание, посадку в режиме стабилизации (Stabilize). Запишите время, за которое удалось стабилизировать аппарат.
Решение задач на тему управление в симуляторе, базовые маневры.
Выполните полет по прямой на высоте 2 метра на расстояние 20 метров.
Выполните разворот на 180 градусов и возврат в точку взлета.
Задание для самостоятельного выполнения: выполните полет по квадрату 10х10 метров.
Задача 1. Продолжить обучение пилотированию в симуляторе Liftoff.
Задача 2. Выполнить полетное задание на полигоне «Сетчатый куб» с помощью квадрокоптера BLS-TT.
Полетное задание 1. Выполнить полет по квадрату – периметру полигона.
Направление полета – по часовой стрелке.
В каждой вершине квадрата повернуть квадрокоптер на 90 градусов.
Точка посадки совпадает с точкой взлета.
Ориентация в точек посадки такая же как в точке взлета.
Полетное задание 2.
2.1 Долететь до 1-х ворот.
2.2. Пролететь через 1-е ворота.
2.3. Развернуться после пролета 1-х ворот на курс ко 2-м воротам.
2.4. Пролететь через 2-е ворота.
2.5. Вернуться к точке взлета по периметру полигона.
2.6. В точке посадки занять исходное положение.
Задача 3.
Решение задач на тему основные компоненты БПЛА, рама.
Изучите типы рам квадрокоптеров (X, H, +). Соберите раму из готового набора (например, из карбона или пластика).
Определите центр тяжести и сбалансируйте раму.
Задание для самостоятельного выполнения: сравните две разные рамы по весу и жесткости.
Решение задач на тему винтомоторная группа.
Установите моторы на раму. Подключите регуляторы оборотов (ESC) к моторам.
Протестируйте работу моторов через программу BLHeli (или аналогичную) без пропеллеров.
Задание для самостоятельного выполнения: подберите пары мотор-пропеллер для оптимальной тяги.
Выполните задание с помощью онлайн конфигуратора.
Практическое занятие 3.
Тема: Беспилотные авиационные системы.
Задача 1. Выполните чертеж полигона в кабинете 107
в программе drawio.com или аналогичной.
Задача 2. Выполните чертеж виртульного учебного полигона в программе LiftOff
drawio.com или аналогичный
https://vk.com/wall-221589953_2366
https://disk.yandex.ru/d/BFn-IkQbgOLCCQ
https://vk.com/wall1058903223_47
https://disk.yandex.ru/d/p-sNd3kNx6Ljfg
Задача 3. Продолжить обучение пилотированию в симуляторе Liftoff.
Задача 4. Выполнить полетное задание на полигоне «Сетчатый куб» с помощью квадрокоптера BLS-TT.
Полетное задание 1. Выполнить полет по квадрату – периметру полигона.
Направление полета – по часовой стрелке.
В каждой вершине квадрата повернуть квадрокоптер на 90 градусов.
Точка посадки совпадает с точкой взлета.
Ориентация в точек посадки такая же как в точке взлета.
Полетное задание 2.
2.1 Долететь до 1-х ворот.
2.2. Пролететь через 1-е ворота.
2.3. Развернуться после пролета 1-х ворот на курс ко 2-м воротам.
2.4. Пролететь через 2-е ворота.
2.5. Вернуться к точке взлета по периметру полигона.
2.6. В точке посадки занять исходное положение.
Задача 5. Установите полетный контроллер (например, на базе Betaflight) на раму.
https://github.com/AppliedRobotics/ARA-EDU/tree/main/AR-Configurator
Подключите к нему регуляторы оборотов, приемник, аккумулятор.
Настройте программное обеспечение (Betaflight Configurator):
калибруйте акселерометр.
Задание для самостоятельного выполнения:
настройте режимы полета (Arm, Stabilize, AltHold) на переключателях пульта.
Решение задач на тему подключение и калибровка приемника.
Подключите приемник к полетному контроллеру.
Настройте каналы управления в Betaflight Configurator.
Откалибруйте стики пульта, минимальные, максимальные и средние значения.
Задание для самостоятельного выполнения: настройте экспоненциальные
кривые (expo) для более плавного управления.
Практическое занятие 4.
Тема: Беспилотные авиационные системы.
Задача 1. Составить сводную таблицу с данными о моделях квадрокоптеров
в симуляторе LiftOff. Колонки таблицы: № п/п, скриншот, название,
масса, скорость.
Задача 2. Начертить схему полигона первой локации LiftOff.
Использовать онлайн-программу Miro, miro.com
Задача 3. В первой локации Straw Bale симулятора LiftOff выплнить тренировку
полета вдоль изгороди по прямоугольнику.
Задача 4. Выполнить тренировки в LiftOff - пролет через здание амбара.
Задача 5. Решение задач на тему подключение и калибровка приемника.
Подключите приемник к полетному контроллеру.
Настройте каналы управления в Betaflight Configurator.
Откалибруйте стики пульта, минимальные, максимальные и средние значения.
Задание для самостоятельного выполнения: настройте экспоненциальные
кривые (expo) для более плавного управления.
Решение задач на тему калибровка датчиков.
Откалибруйте акселерометр, гироскоп и компас (если есть) в Betaflight Configurator.
Проверьте показания датчиков в реальном времени.
Задание для самостоятельного выполнения: изучите влияние вибраций
на показания датчиков и установите антивибрационное крепление.
Практическое занятие 5.
Тема: Пилотирование БПЛА.
Задача 1. Создать программу автономного управления квадрокоптером BLS-TT,
в среде Wholesbot Eagle. Полетное задание: взлет на высоту 1,5 м, облет
полигона защитного куба по периметру, посадка в исходную позицию.
Вариант 1 - с поворотами в углах полигона. Вариант 2 - без поворотов
в углах полигона.
Задача 2. Продолжить для следующих 5 моделей квадрокоптеров сводную таблицу
с данными о моделях в симуляторе LiftOff. Колонки таблицы: № п/п, скриншот, название,
масса, скорость.
Задача 3. В локации Straw Bale симулятора LiftOff выплнить тренировку полета
вдоль изгороди по прямоугольнику, удерживая высоту от 10 до 20 метров
сначала по часовой стрлеке, а затем - в обратном направлении.
Управление стиками Pitch, Roll, Yaw, Throttle в режимах Acro, Angle, Horiz, 3D Mode.
Acro (Acrobatic или Manual).Режим «акро», в котором нет автоматической стабилизации.
Дрон сохраняет заданный наклон, пока пилот не вернет стик в центр.
Angle или Level (Стабилизация). Дрон автоматически выравнивается, если отпустить стики.
Ограничивает максимальный угол наклона, что подходит для новичков.
Horizon. Гибрид Acro и Level. Стабилизирует дрон, когда стики рядом
с центром, но позволяет выполнять перевороты (флипы) при максимальном отклонении стиков.
3D Mode. Режим для перевернутого полета, требующий настройки инверсии тяги.
Задача 4. Пилотирование в авиасимуляторах.
Авиасимуляторы на персональном компьютере и в мобильных приложениях.
Режимы пилотирования: визуальный контроль, FPV, автономный полет по программе.
Сделайте обзор авиасимуляторов.
Решение задач на тему полет в ручном режиме (Acro).
Выполните взлет и посадку в режиме Acro.
Выполните базовые маневры: крен, тангаж, рысканье.
Задание для самостоятельного выполнения: выполните переворот (flip) в симуляторе.
Решение задач на тему настройка PID-регуляторов.
Изучите влияние параметров PID на стабилизацию квадрокоптера.
Измените параметры P, I, D для оси крена и посмотрите на поведение в симуляторе.
Задание для самостоятельного выполнения: подберите оптимальные PID-коэффициенты для плавного полета.
Практическое занятие 6
Тема. Пилотирование БПЛА.
Решение задач на тему полет в стабилизированных режимах (Stabilize, AltHold).
Выполните полет в режиме Stabilize: зависание, перемещение.
Выполните полет в режиме AltHold: набор высоты, зависание на высоте.
Задание для самостоятельного выполнения: сравните точность удержания высоты в режимах Stabilize и AltHold.
Решение задач на тему режимы Loiter и RTL.
Настройте GPS модуль, и проверьте его работу.
Выполните полет в режиме Loiter (удержание позиции) в симуляторе.
Задание для самостоятельного выполнения: активируйте режим RTL (Return to Launch, Возврат к точке взлета) и изучите его работу.
Практическое занятие 7
Тема. Программирование БПЛА.
Решение задач на тему установка полетного контроллера и датчиков.
Установите полетный контроллер на раму, подключите датчики (акселерометр, гироскоп).
Произведите калибровку датчиков.
Задание для самостоятельного выполнения: установите и подключите барометр, GPS.
Решение задач на тему установка полетного контроллера и датчиков.
Установите полетный контроллер на раму, подключите датчики (акселерометр, гироскоп).
Произведите калибровку датчиков.
Задание для самостоятельного выполнения: установите и подключите барометр, GPS.
Практическое занятие 8
Тема. Программирование БПЛА.
Напишите прошивку для Arduino, которая считывает данные с акселерометра и гироскопа и выводит углы наклона.
Добавьте стабилизацию платформы с помощью сервоприводов.
Задание для самостоятельного выполнения: интегрируйте барометр для удержания высоты.
Решение задач на тему управление сервоприводом и моторами с Arduino.
Подключите сервопривод к Arduino. Напишите скетч для поворота на заданный угол.
Подключите мотор постоянного тока с драйвером. Управляйте скоростью вращения.
Задание для самостоятельного выполнения: создайте систему стабилизации платформы с сервоприводами.
Практическое занятие 9
Тема. Полетные задания.
Решение задач на тему автоматизация полета по точкам.
На реальном аппарате или в симуляторе выполните автоматический полет по точкам.
Проанализируйте точность прохождения точек.
Задание для самостоятельного выполнения: настройте параметры прохождения точек скорость, радиус.
Решение задач на тему работа с навесным оборудованием.
Установите стабилизированный подвес для камеры на квадрокоптер.
Настройте управление подвесом с пульта.
Задание для самостоятельного выполнения: снимите видео с подвесом и без, сравните стабильность.
Практическое занятие 10
Тема. Полетные задания.
Решение задач на тему автоматические режимы полета на реальном аппарате.
Настройте режим AltHold: выполните набор высоты и зависание.
Активируйте режим Loiter (если есть GPS) и RTL.
Задание для самостоятельного выполнения: сравните точность посадки в режиме RTL при разных условиях.
Выполнить моделирование полета в приложении FPV FreeRider demo.
Приложение Weidu Tello EDU App Windows PC version.
Моделирование в приложении DroneBlocks Simulator.
Симулятор БПЛА InnoSimulator: github.com/InnopolisAero.
Практическое занятие 11
Тема. Полетные задания.
Решение задач на тему обработка данных с датчиков (логирование).
Настройте запись полетных данных (Blackbox) в Betaflight.
Проанализируйте данные полета: углы, ускорения, работа моторов.
Задание для самостоятельного выполнения: выявите колебания по осям и подберите PID для их уменьшения.
Планирование автоматического полета, определение территориальной зоны проведения полета, групповые полеты и полеты с применением стенда.
Автоматизация полета по точкам и применение роботизированного подвеса для получения видеоинформации.
Обработка данных полученных с БПЛА.
Контроль самостоятельной работы 1.
Тема: Программирование БПЛА
Соберите схему с Arduino: светодиод, кнопка. Напишите скетч для управления светодиодом.
Подключите потенциометр, считайте его значение и выведите в монитор порта.
Задание для самостоятельного выполнения: сделайте плавное изменение яркости светодиода.
Решение задач на тему работа с датчиками на Arduino.
Подключите датчик расстояния (ультразвуковой) к Arduino. Измерьте расстояние до объекта.
Подключите барометр BMP280, считайте давление и температуру.
Задание для самостоятельного выполнения: выведите данные с датчиков на LCD дисплей, OLED-дисплей.
Контроль самостоятельной работы 2.
Тема: Полетные задания.
Установите симулятор полета (например, VelociDrone, Liftoff). Настройте пульт управления для работы с симулятором.
Выполните базовые упражнения: взлет, зависание, посадка в режиме стабилизации.
Задание для самостоятельного выполнения: выполните полет по квадрату и восьмерке в ручном режиме.