Download - Passo a Passo Multiwii
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PLACA MULTIWII PRO COM GPS MTK CONFIGURAO, MONTAGEM E VOO
Autor: Cssio Agnaldo Onodera E-mail: [email protected]
Este tutorial tem o objetivo de orientar pessoas leigas que desejam montar um Multi-Rotor com esta excelente placa a MultiWii Pro com GPS MTK da Hextronic, vendida na HobbyKing.
Esta uma excelente placa controladora para diversos tipos de Multi-rotores, tais como: Quadri (4 motores), Tri (3 motores), Hexa (6 motores), etc; pois possui diversas funcionalidades avanadas que antes estavam disponveis somente em placas controladores de preos bem salgados.
Para realizar estas funcionalidades avanadas, esta placa possui alguns sensores:
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ACC Acelerometro permite identificar a posio do multi-rotor em 3 eixos: x, y e z.
Gyro Giroscpio permite identificar que tipo de movimento est sendo feito em 3 eixos: x, y e z
Baro Barometro permite identificar a altitude
Mag - Magnetometro um tipo de bssola -
Alm desses sensores ainda possvel adicionar placa:
GPS Esta placa vem com o mdulo GPS MTK 3329. Permite saber qual a posio do multi-rotor sabendo as coordenadas de latitude e longitude
Buzzer Utilizado para emitir um som quando alguns recursos forem acionados
Bluetooth Permite a configurao e monitoramento durante o voo atravs de aparelhos com Bluetooth, inclusive por celulares om Android
Sonar O sonar um sensor de distncia ultrasnico, ele mede apenas pequenas distncias, de alguns centmetros at no mximo 4 metros. Utilizado para a funo de Alt Hold (altitude fixa) mais precisa.
Com todos estes recursos, a placa d a possibilidade de ativarmos algumas funes avanadas, tais como:
ACC (Level) mantm o multi-rotor nivelado, ou seja, se ele estiver inclinado para um dos lados, a placa ir corrigir e mante-lo nivelado. Esta funo deixa o multi meio travado.
Baro (Alt. Hold) mantm o multi-rotor em uma mesma altura. Como a medida da altura feita usando o barmetro (mede a presso atmosfrica), o valor encontrado no totalmente precisa. Para ter uma altitude mais precisa em relao ao solo, possvel incluir um sonar placa Multiwii, mas o sonar s mede altitudes abaixo de 4 metros, mas para pouso mais recomendado o sonar. Exemplo: Sonar HC-SR04.
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Mag magnetometro ou bssola, permite que a placa MultiWii identifique onde est o norte magntico. Este informao usada para saber para que lado o multi est virado e possa se movimentar para o lado correta ao usar a funo RTH.
GPS Home (RTH Return To Home) Return to Home ou Retorne para casa esta funo faz com que o multi-rotor retorne para o local marcado como home. Para realizar esta funo a placa MultiWii utiliza o GPS.
GPS Hold (Pos. Hold) Trava em uma posio. Ao ativar esta funo o multi ficar fixo na posio atual. Esta funo tambm utiliza o GPS.
A tela abaixo demonstra a ativao ou desativao dessas funes:
Inicialmente vamos configurar a placa controladora sem efetuar as conexes do receptor e dos ESCs dos motores.
Vamos conectar ao conectar ao computador atravs do cabo USB que acompanha a placa, editar o firmware no software Arduino e grav-lo em nossa placa.
Com o firmware gravado, vamos executar o programa MultiWiiConf para efetuar algumas configuraes e testar se os sensores esto funcionando corretamente.
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Depois disso, vamos conectar o GPS placa MultiWii Prof e utilizar o programa MultiWiiGui para testar se as conexes esto corretas e se o GPS est encontrando os satlites e conseguindo efetuar o posicionamento.
Quando terminar de efetuar todos esses testes, vamos efetuar as conexes da placa com o receptor e ESCs dos motores.
Testado o que fizemos at agora, vamos tentar conectar um Buzzer e depois uma placa Bluetooth que vai nos permitir configurar e monitorar nosso Quadricoptero em tempo real.
Tudo isso ser feito detalhadamente passo-a-passo.
ETAPA A Efetuar o download do Firmware Multiwii 2.1
1 Entrar no site:
https://code.google.com/p/multiwii/dowloads/list
2 Clique no link/menu Downloads
3 Clique no link Multiwii_2_1.zip
4 Clique com o boto do direito do mouse sobre o arquivo Multiwii_2_1.zip
5 Escolha a opo Salvar link como...
6 Crie/Escolha uma pasta para gravar o arquivo Multiwii_2_1.zip
7 Descompacte este arquivo em uma pasta
ETAPA B Efetuar o download do Arduino
1 Entrar no site:
http://www.arduino.cc
2 Clique na guia/menu Download
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3 Para efetuar o download do Arduino clique sobre o link Windows (ou outra plataforma) com o boto direito do mouse 4 Crie/escolha uma pasta para gravar o arquivo arduino-1.0.3-windows.zip
5 Descompacte o arquivo arduino-1.0.3-windows.zip
ETAPA C Efetuando o download do driver da placa Multiwii Instalao do driver
1 Entrar no site da Hobbyking e entrar na pgina da placa Multiwii:
http://www.hobbyking.com/hobbyking/store/__26588__MultiWii_PRO_Flight_Controller_w_MTK_GPS_Module.html
2 Localize e clique na guia Files
3 Clique com o boto direito do mouse sobre o link Multiwii USB Driver
4 Escolha a opo Salvar link como...
5 Crie/selecione uma pasta para gravar o driver
6 Descompacte o driver
7 Pegue o cabo USB que acompanha a placa Multiwii
8 Conecte o cabo uma porta USB do computador
9 Conecte com cuidado o conector menor do cabo ao conector da placa Multiwii
10 Aps a conexo, dever surgir a janela Assistente para adicionar novo hardware nesta janela clique na opo No, no agora para no permitir que o Windows procure um driver na internet
11 Clique no boto Avanar
12 Na prxima tela, clique na opo Instalar de uma lista ou local especfico (avanado)
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13 Na prxima tela, clique no boto Procurar
14 Selecione a pasta onde voc descompactou o driver (passo 6) e clique no boto Avanar
15 Aguarde o trmino da instalao e clique no boto Concluir
Obs: pode ser necessrio reiniciar o computador aps a instalao do driver
ETAPA D Verificando se o Driver foi instalado corretamente e identificando o nmero da porta serial (COM)
1 Mantenha a placa Multiwii conectada ao computador pela porta USB
2 - Abra o Painel de Controle do Windows
3 Abra o cone Sistemas
4 Abra o Gerenciador de Dispositivos
5 Abra o item Portas (COM & LPT) e verifique se aparece o nome do Driver Silicon Labs CP210x USB TO UART Bridge (COM4) 6 Anote o nmero da porta serial. No nosso exemplo COM4. Poderia ser COM2 ou COM6 ou COM12, etc
ETAPA E Configurando e gravando o Firmware
1 Abra a pasta onde voc descompactou o Arduino (\arduino-1.0.3) 2 Execute o arquivo arduino.exe
3 No programa Arduino 1.0.3 clique no menu File e escolha a opo Open
4 Procure a pasta onde voc descompactou o arquivo Multiwii_2_1.zip
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5 Dentro desta pasta, abra a sub-pasta MultiWii_2_1
6 Selecione o arquivo MultiWii_2_1.ino e clique em Abrir
7 Observe que vrios arquivos foram abertos em suas respectivas abas. Selecione a aba com o arquivo config.h
Definindo a placa Controladora que Voc est utilizando
8 Localize o texto //#define FFIMUv2 e retire os comentrios (//). Este placa controladora possui caractersticas semelhanda da MultiWii Pro da HobbyKing
#define FFIMUv2
ATIVANDO GPS devemos retirar o comentrio de algumas linhas
9 Localize o texto //#define GPS_SERIAL 2 e retire os caracteres //. O nmero 2 indica que estamos usando a porta serial 2 da placa Multiwii
#define GPS_SERIAL 2
10 - Localize o texto //#define GPS_BAUD 115200, se necessrio retire os caracteres //. O valor 115200 indica que a velocidade de comunicao da placa MultiWii com o GPS
#define GPS_BAUD 115200
Definindo a DECLINAO MAGNTICA devemos definir um valor para ajustar o posicionamento da bssola interna da placa MultiWii com o Norte real.
11 Entre no site:
http://magnetic-declination.com/
12 Localize a sua cidade no mapa e clique sobre ela. Voc deve clicar sobre o local mais prximo possvel de onde voc efetuar seus voos
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13 Anote o valor apresentado no mapa da Magnetic declination, no nosso caso : -19 15
14 O valor deve ser convertido para um valor decimal atravs da frmula: grau + minutos * (1/60) No nosso caso:
Grau = 19
Minutos = 15
O resultado do nosso clculo seria: 19,25
Como no nosso exemplo estamos no Oeste (WEST), este valor deve ser negativo, ou seja: -19,25 15 Localize o texto #define MAG_DECLINIATION 0.0f e altere o valor 0.0f para o valor que voc calculou seguido de f, no nosso exemplo ficaria:
#define MAG_DECLINIATION -19.25f
16 O valor definido em #define GPS_WP_RADIUS a distncia mnima (em centmetros) para considerar que o Multi-Rotor atingiu o seu Way Point (ponto de origem)
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#define GPS_WP_RADIUS 200
Alterando Velocidades de navegao no modo RTH
17 Clique na aba do arquino GPS.INO para acessar as prximas configuraes
18 O valor definido em #define NAV_SPEED_MIN indica da velocidade (em centmetro por segundo) do Multi-Rotor quando ele estiver prximo de atingir o Way Point (ponto de origem) #define NAV_SPEED_MIN 100 // cm/sec
19 - O valor definido em #define NAV_SPEED_MAX indica da velocidade (em centmetro por segundo) mxima de navegao do Multi-Rotor. Recomendamos reduzir para 200 no incio e depois aumentar gradualmente.
#define NAV_SPEED_MAX 200 // cm/sec
20 O valor definido em #define NAV_SLOW_NAV indica se o Multi-Rotor poder reduzir a sua velocidade quando estiver prximo do Way Point.
#define NAV_SLOW_NAV true
Escolhendo o tipo de Multi-Rotor utilizado
21 Existe vrios padres que podem ser utilizados, identifique o seu padro e retire o comentrio referente este padro. Exemplos:
TRI : para tricoptero
QUADX: para quadricoptero no modo X
No nosso caso:
#define QUADX
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Obs: existem vrios outros parmetros que no foram alterados
22 Grave os arquivos que sofrero alteraes
Gravando o firmware na placa MultiWii
23 Selecione a porta serial em que a sua placa est ligada entrando no menu Tools, escolhendo a opo Serial Port e escolhendo a porta correta. No nosso caso COM4
24 Selecione a placa correta entrando no menu Tools, escolhendo a opo Board e a placa Arduno Mega 2560 or Mega ADK
25 Clique no boto Upload do programa Arduino
26 Aguarde o trmino da gravao e transferncia para a placa
27 Ao terminar a transferncia do firmware para a placa, ser mostrada a mensagem:
Done uploading
ETAPA F Executando o MultiWiiConf para conferir os sensores e alterar configuraes
1 Abra a pasta \MultiWiiConf_2_1 que deve estar dentro da pasta \MultiWii_2_1
2 Abra a pasta com o seu sistema operacional. Neste exemplo a pasta \application.windows32
3 Execute o aplicativo MultiWiiConf_2_1.exe
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4 Em PORT COM selecione a porta serial que voc est utilizando. Neste exemplo: COM4
5 Ao clicar sobre a porta, a conexo ser aberta automaticamente.
6 Clique no boto START para iniciar a leitura dos sensores da placa MultiWii.
7 Observe os valores lidos e movimente a placa para visualizar os valores vendo alterados.
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8 Para alterar qualquer um dos valores de PID, clique sobre o valor desejado e arraste o mouse
9 Depois de fazer as alteraes desejadas, clique no boto Write.
10 Define as funcionalidades para as chaves auxiliares: AUX1, AUX2, AUX3 e AUX4
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11 No se esquea de gravar as alteraes clicando no boto Write.
ETAPA G Conectando o mdulo GPS MTK-3329 placa MultiWii
1 Pegue os fios que acompanha o GPS e conecte a placa GPS
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2 Observe as cores dos fios com a funo escrita na placa do GPS. As cores dos fios podem variar, portanto anote a funo e a cor do fio. No meu caso, ficou assim:
Fio Azul PPS Fio Verde GND Fio Branco RXA Fio Amarelo TXA Fio Preto VDD Fio Vermelho - PEN
3 Antes de conectar os fios, observe a placa MultiWii e anote a sequncia dos conectores da entrada da porta Serial2. Anotando da esquerda para direita, temos:
GND TX2 RX2 5V
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4 Efetue as seguintes conexes:
GPS MTK-3329 Cor do fio MultiWii PRO PPS Azul ** NO USAR GND Verde GND RXA Branco TX2 TXA Amarelo RX2 VDD Preto 5V PEN Vermelho ** NO USAR
Obs: lembrando que as cores dos fios podem variar. Portanto no esquea que conferir a cor do fio com a funo
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ETAPA H Efetuando o download e instalando o aplicativo MultiWiiGUI
Depois de conectar o GPS na placa controladora MultiWii PRO podemos utilizar o software MultiWiiGUI para testar o GPS verificando se as conexes esto corretas e se ele consegue efetuar a localizao.
Para isso devemos efetuar o download do software. Para executar este software necessrio que o seu computador tenha o .Net Framework instalado.
1 Entre no site:
https://code.google.com/p/mw-wingui/
Caso voc no tenha o .Net Framework instalado em seu computador, a pgina acima fornece um link para que voc efetue o download e a instalao do .Net.
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2 Clique na guia downloads
3 Efetue o download do arquivo Mw-WinGUI-2.1.zip ou outra verso mais recente
4 Aps efetuar o download, descompacte o arquivo.
5 Para executar o software, entre na pasta que foi criada aps a descompactao e execute o arquivo MultiWiiWinGUI.exe
ETAPA I Testando a placa o GPS no software MultiWiiGUI
1 Abra a pasta \Mw-WinGUI-2.1
2 Execute o aplicativo MultiWinWiiGUI.exe
3 Em Port selecione a porta serial que voc est utilizando e em Speed selecione a velocidade de comunicao, normalmente 115200. Clique no boto Connect.
4 Ao conectar, os valores de configurao (Parameters) sero mostrados.
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5 Clique na guia RC Control Settings para visualizar e/ou alterar a funes em relao os botes auxiliares do rdio (Aux1, Aux2, Aux3 ou Aux4)
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6 Clique na guia Realtime Data para visualizar dados enviados da placa MultiWii. Movimente a placa MultiWii e observe os valores e os movimentos sendo representados na tela do software.
7 Observe que o software informa a conexo com os satlites. Caso o cone do satlite fique vermelho, significa que ele no encontrou o satlite. Neste caso, v para um local mais livre (em teto) e verifique se ele consegue detectar alguns satlites. No exemplo abaixo, ele conseguiu detectar 6 satlites.
8 Clique na aba Map e visualize o local que voc est. Esta operao exige que voc esteja conectado Internet, pois o mapa retirado do Google Maps.
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9 Se possvel, caminhe com a placa MultiWii, com o GPS e o computador e perceba o movimento sendo detectado pelo GPS. Observe que os valores da latitude e longitude so mostrados na canto superior direito da tela.
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ETAPA J Instalando a placa MultiWii no Multi-Rotor
Os passos seguir, demonstram como conectar a placa MultiWii no receptor e como conectar os motores de um quadricoptero na placa MultiWii. Tambm vou mostrar como sero feitas as ligaes do placa em outros tipos de multi-rotores.
1 Observe o esquema de conexes:
2 As conexes do receptor com a placa MultiWii deve ficar assim (estou usando os canais no padro Futaba): Receptor MultiWii PRO Conector Acelerador - canal 3 A8 Aileron canal 1 A9 Profundor canal 2 A10 Leme canal 4 A11 Aux 1 canal 5 A12 Aux 2 canal 6 A13 Controle de cmera pitch A14 Controle de cmera roll A15
3 Escolha o tipo de multi-rotor que voc est montando:
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4 De acordo com o tipo de multi-rotor escolhido na figura acima, efetue as conexes. A tabela abaixo mostra as conexes para um quadricoptero no formato X:
Motor / ESC MultiWii PRO Conector Frente / Esquerdo D2 Frente / Direito D5 Trs / Esquerdo D6 Trs / Direito D3
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ETAPA K Configurao antes do primeiro voo
interessante conferir as configuraes e se necessrio alterar algumas configuraes antes do primeiro voo.
1 Conecte o cabo USB do computador at a placa MultiWii
2 Abra a pasta \Mw-WinGUI-2.1
3 Execute o aplicativo MultiWinWiiGUI.exe
4 Selecione a porta serial e a velocidade que voc est utilizando e clique no boto Connect.
5 Ao conectar, os valores de configurao (Parameters) sero mostrados. No meu caso, no alterei nenhum parmetro. Deixei os valores default.
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6 Clique na guia RC Control Settings para alterar as configuraes das chaves auxiliares. Para o primeiro voo, configurei da seguinte maneira:
Aux1 ativado: LEVEL
Aux 2 ativado: ALTHOLD, POSHOLD
A imagem abaixo apenas ilustrativa, no a configurao que usei.
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7 Aps a configurao, no se esquea de clicar no boto Write Settings que ir gravar as configuraes na placa MultiWii.
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ETAPA L Primeiro voo e Teste da funo AUTO LEVEL
1 Confira as conexes dos fios
2 Confira se todos os componentes (motor, esc, placa, receptor, GPS) esto bem presos 3 Posicione a bateria e forma que o multi-rotor fique equilibrado
4 Ligue o rdio transmissor (TX) 5 Ligue a bateria do multi-rotor
6 Deixa as duas chaves auxiliares desativadas
7 Cuidado, ao armar a placa MultiWii, os motores comearo a girar. Arme movendo o stick da esquerda para baixo e para a direita. Caso no consiga armar, pode ser necessrio alterar a configurao dos limites no rdio, configurando o leme para 120% no lado esquerdo e no lado direito.
8 Acelere lentamente at o multi-rotor sair do cho, at uns 0,5 metro.
9 Caso o multi-rotor estiver muito instvel, desacelere, pouse e desligue e retorne ao software MuitiWiiGui e aumente o valor de P do Roll e do Pitch. Altere em pequenos intervalos e faa o teste novamente. Se o multi-rotor ficar oscilando rapidamente (tremendo), diminua o valor de P.
10 Quando o voo estiver estvel e sem oscilaes, acione a Chave AUX1 para acionar a funo AUTO LEVEL.
11 Faa pequenos movimentos com o aileron e com o profundor, soltando o stick rapidamente e observe que o multi-rotor nivelado automaticamente. Esta a funo AUTO LEVEL.
12 possvel fazer voos com o AUTO LEVEL. Algumas pessoas menos experientes, preferem voar com o AUTO LEVEL ativado.
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Outras pessoas no gostam de voar com o AUTO LEVEL, pois o voo se torna muito travado.
13 Pouse e desligue o multi-rotor.
ETAPA M Teste das funes ALTHOLD e POSHOLD
Anteriormente j deixamos a chave AUX2 configurao com as funes ALTHOLD e POSHOLD. Caso a sua placa no esteja configurada desta forma, retorne para a ETAPA K.
1 Inicie o voo normalmente com as chaves AUX1 e AUX2 desligadas.
2 Se desejar, ligue a chave AUX1 para deixar a funo AUTO LEVEL ligada
3 Ligue a chave AUX2 para acionar as funes ALTHOLD E POSHOLD
4 Observe que o multi-rotor sobe alguns centmetros e desce alguns centmetros sozinho. Isto ocorre pois a medio da altura feita para Barmetro que utiliza a presso atmosfrica para medir a altura que o multi-rotor est e ele no totalmente preciso, por isso ele sobe e desce. Esta a funo ALTHOLD. Voc pode interferir movendo o stick do acelerador.
5 Observe que o multi-rotor vai alguns centmetros para um lado depois volta alguns centmetros para o outro lado, as vezes para frente e para traz. Isto ocorre porque o GPS no extremamente preciso e possui alguns metros de erro. Est a funo POSHOLD. Mesmo estando no modo POSHOLD (posio travada), voc pode movimentar e controlar o multi-rotor, a funo s ser executada se voc no estiver movendo os sticks.
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ETAPA N Teste da funo RTH (Return To Home)
1 Execute o programa MultiWiiWinGUI e altere as configuraes das chaves auxiliares:
Aux1 ativado: LEVEL
Aux 2 ativado: RTH
2 Deixe as chaves AUX1 e AUX2 desligadas.
3 Antes de iniciar o voo, coloque o multi-rotor em um local seguro onde ser definido como HOME (ponto de destino) 4 Arme a placa movendo o stick do lado esquerdo para baixo e para a direita. Neste momento a placa MultiWii gravou a posio atual como HOME, ou seja, o local de destino quando funo RTH for ativada.
5 Inicie o voo normalmente com as chaves AUX1 e AUX2 desligadas.
6 Se desejar, ligue a chave AUX1 para deixar a funo AUTO LEVEL ligada
7 Voe com o multi-rotor uns 50 metros distantes da posio inicial, deixando-o em uma altura segura (no muito prximo ao solo) 8 Ligue a chave AUX2 para ativar a funo RTH
9 Observe que no incio o multi-rotor pode se mover alguns poucos metros para o lado oposto ao destino (home), depois de alguns segundos, ele iniciar o seu caminho em direo ao seu destino (HOME) 10 O local no ser exatamente o mesmo em que ele marcou para destino, pode ter alguns metros de diferena.
11 Durante o voo, vc pode interferir nos comandos. Caso mova os sticks, voc estar controlando o multi-rotor.
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12 Quando estiver prximo ao local de destino (home), desligue a chave AUX2
Espero que este pequeno tutorial ajude as pessoas a montarem, configurarem e voarem seus multi-rotores com esta fantstica placa que a MultiWii Pro.
Abs
Cssio Agnaldo Onodera
E-mail: [email protected]