वॉयस कंट्रोल्ड 3डी प्रिंटेड ट्राइकॉप्टर: 23 स्टेप्स (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

यह पूरी तरह से 3डी प्रिंटेड ट्राइकॉप्टर ड्रोन है जिसे रास्पबेरी पाई द्वारा नियंत्रित ग्राउंड स्टेशन के माध्यम से अमेज़ॅन के एलेक्सा का उपयोग करके आवाज नियंत्रण के साथ उड़ाया और नियंत्रित किया जा सकता है। इस वॉयस कंट्रोल्ड ट्राइकॉप्टर को ओलिवर द ट्राई के नाम से भी जाना जाता है।

क्वाडकॉप्टर के अधिक सामान्य ड्रोन कॉन्फ़िगरेशन के विपरीत एक ट्राइकॉप्टर में केवल 3 प्रोपेलर होते हैं। एक कम डिग्री के नियंत्रण के लिए, रोटार में से एक को सर्वो मोटर द्वारा झुकाया जाता है। ओलिवर द ट्राई में पिक्सहॉक ऑटोपायलट है, जो एक उन्नत ऑटोपायलट सिस्टम है जो बड़े पैमाने पर अनुसंधान या उन्नत ड्रोन उद्योग में उपयोग किया जाता है। यह ऑटोपायलट सिस्टम फॉलो-मी, वेपॉइंट नेविगेशन और गाइडेड फ्लाइट सहित कई तरह के फ्लाइट मोड में सक्षम है।

अमेज़ॅन का एलेक्सा निर्देशित उड़ान मोड का उपयोग करेगा। यह वॉयस कमांड को प्रोसेस करेगा और उन्हें ग्राउंड स्टेशन पर भेजेगा, जो इन कमांड्स को MAVLink (माइक्रो एयर व्हीकल कम्युनिकेशन प्रोटोकॉल) में मैप करता है और टेलीमेट्री के जरिए पिक्सहॉक को भेजता है।

छोटा होते हुए भी यह ट्राइकॉप्टर शक्तिशाली है। यह लगभग 30 सेमी लंबा है और इसका वजन 1.2 किलोग्राम है लेकिन हमारे प्रोप और मोटर कॉम्बो के साथ यह 3 किलोग्राम तक उठा सकता है।

चरण 1: सामग्री और उपकरण

ट्राइकॉप्टर

• 3 ब्रशलेस डीसी मोटर्स
• 3 मोटर शाफ्ट
• ३ ४०ए इलेक्ट्रॉनिक गति नियंत्रक
• 8x4 समग्र प्रोपेलर सीसीडब्ल्यू
• विद्युत वितरण बोर्ड
• तार और कनेक्टर
• टीजीवाई-777 सर्वो मोटर
• बैटरी और बैटरी कनेक्टर
• 6x 6-32x1" कतरनी बोल्ट, नट*
• 3एम डुअल लॉक*
• ज़िप बंध*

ऑटो-पायलट

• पिक्सहॉक ऑटोपायलट किट
• जीपीएस और बाहरी कम्पास
• 900 मेगाहर्ट्ज टेलीमेट्री

सुरक्षा आरसी नियंत्रण

• ट्रांसमीटर और रिसीवर जोड़ी
• पीपीएम एनकोडर

आवाज नियंत्रित ग्राउंड स्टेशन

• रास्पबेरी पाई जीरो डब्ल्यू किट या रास्पबेरी पाई 3
• अमेज़ॅन इको डॉट या कोई अमेज़ॅन इको उत्पाद

उपकरण और उपकरण

• टांका स्टेशन
• थ्री डी प्रिण्टर
• सुई जैसी नाक वाला प्लास*
• स्क्रूड्राइवर्स*
• एलन कुंजी सेट*

* स्थानीय हार्डवेयर स्टोर से खरीदा गया

चरण 2: सामग्री संगठन

चूंकि यह एक जटिल और लंबी अवधि की परियोजना है, इसलिए मैं इस निर्माण को तीन मुख्य वर्गों में व्यवस्थित करने का एक तरीका प्रदान कर रहा हूं जो एक साथ किया जा सकता है:

हार्डवेयर: ट्राइकॉप्टर का भौतिक फ्रेम और प्रणोदन प्रणाली।

ऑटोपायलट: फ्लाइट कंट्रोलर उपयोगकर्ता कमांड के अनुसार प्रत्येक 3 ब्रशलेस मोटर्स और सर्वो मोटर प्रदान करने के लिए पीडब्लूएम सिग्नल की गणना करता है।

आवाज नियंत्रण: यह उपयोगकर्ता को वॉयस कमांड का उपयोग करके ड्रोन को नियंत्रित करने की अनुमति देता है और MAVLINK प्रोटोकॉल के माध्यम से Pixhawk बोर्ड को संचार करता है।

चरण 3: ट्राइकॉप्टर फ्रेम पार्ट्स डाउनलोड करना

ट्राइकॉप्टर का पूरा फ्रेम अल्टिमेकर 2+ पर 3डी प्रिंटेड है। अल्टिमेकर 2+ की बिल्ड प्लेट को फिट करने के लिए फ्रेम को 5 मुख्य घटकों में विभाजित किया गया है और दुर्घटना में क्षतिग्रस्त होने की स्थिति में विशेष भागों को पुनर्मुद्रण और मरम्मत करना आसान बनाता है। वे:

• 2 फ्रंट मोटर आर्म्स (main-arm.stl)
• 1 टेल आर्म (tail-arm.stl)
• 1 टेल एएम और दो फ्रंट मोटर आर्म्स के बीच कनेक्टिंग पीस (tail-arm-base.stl)
• 1 टेल मोटर माउंट (motor-platform.stl)

चरण 4: ट्राइकॉप्टर फ्रेम की 3डी प्रिंटिंग

इन भागों को कम से कम 50% infill के साथ प्रिंट करें और इनफिल पैटर्न के रूप में लाइनों का उपयोग करें। खोल मोटाई के लिए मैं 0.7 मिमी की दीवार मोटाई और 0.75 मिमी की ऊपर/नीचे मोटाई का उपयोग करता हूं। बिल्ड प्लेट आसंजन जोड़ें और 8 मिमी पर ब्रिम का चयन करें। यह फ्रेम पीएलए प्लास्टिक फिलामेंट के साथ मुद्रित किया गया था, लेकिन यदि आप अधिक मजबूत लेकिन भारी ट्राइकॉप्टर पसंद करते हैं तो आप एबीएस प्लास्टिक फिलामेंट का उपयोग कर सकते हैं। इन सेटिंग्स के साथ, इसे सभी प्रिंट करने में <20 घंटे लग गए।

यदि किनारा 3D प्रिंटर की प्रिंटिंग सतह पर नहीं चिपक रहा है, तो ग्लू स्टिक का उपयोग करें और स्कर्ट को प्रिंटिंग सतह पर चिपका दें। प्रिंट के अंत में, बिल्ड प्लेट को हटा दें, अतिरिक्त गोंद को धो लें, और प्रिंटर में वापस डालने से पहले इसे पोंछकर सुखा लें।

चरण 5: सपोर्ट और ब्रिम को हटाना

3डी प्रिंटेड पुर्जों को हर जगह सपोर्ट के साथ प्रिंट किया जाएगा और बाहरी किनारे के साथ जिसे असेंबली से पहले हटाने की जरूरत है।

ब्रिम पीएलए की एक परत है और इसे हाथ से आसानी से छीला जा सकता है। दूसरी ओर, समर्थन को हटाना बहुत कठिन है। इसके लिए आपको सुई नाक सरौता और एक फ्लैट सिर पेचकश की एक जोड़ी की आवश्यकता होगी। समर्थन के लिए जो संलग्न स्थानों में नहीं हैं, समर्थन को कुचलने और इसे खींचने के लिए सुई नाक सरौता का उपयोग करें। अंदर के छेद या संलग्न स्थानों के लिए जो सुई नाक सरौता के साथ पहुंचना कठिन है, या तो छेद के माध्यम से ड्रिल करें या इसे किनारे से निकालने के लिए एक फ्लैट हेड स्क्रूड्राइवर का उपयोग करें, फिर इसे सुई नाक सरौता के साथ बाहर निकालें। समर्थन को हटाते समय 3डी प्रिंटेड भाग के साथ कोमल रहें क्योंकि यदि आप इसे बहुत अधिक तनाव देते हैं तो यह टूट सकता है।

एक बार जब समर्थन हटा दिए जाते हैं, तो खुरदरी सतहों को रेत दें जहां समर्थन हुआ करता था या ध्यान से शेष समर्थन को एक हॉबी चाकू से तराशते हैं। स्क्रू होल को चिकना करने के लिए सैंडिंग या ग्राइंडिंग बिट और डरमेल का उपयोग करें।

चरण 6: ट्राइकॉप्टर फ्रेम को असेंबल करना

असेंबली के लिए, आपको फ्रेम को एक साथ सुरक्षित करने के लिए छह बोल्ट (अधिमानतः कतरनी बोल्ट, 6-32 या पतले, 1 लंबे) की आवश्यकता होगी।

मेन-आर्म.एसटीएल और टेल-आर्म-बेस.एसटीएल नामक 3डी प्रिंटेड भाग लें। ये घटक एक पहेली की तरह गूंथते हैं, जिसमें टेल-आर्म-बेस दो मुख्य-हथियारों के बीच में सैंडविच होता है। चार स्क्रू होल को संरेखित करें और फिर ऊपर से बोल्ट डालें। यदि भाग आसानी से एक साथ फिट नहीं होते हैं, तो उन्हें मजबूर न करें। टेल-आर्म-बेस को तब तक सैंड करें जब तक वे ऐसा न करें।

इसके बाद, टेल-आर्म को टेल-आर्म-बेस के उभरे हुए सिरे पर तब तक स्लाइड करें जब तक कि स्क्रू होल संरेखित न हो जाए। फिर, फिट होने से पहले आपको रेत की आवश्यकता हो सकती है। इसे ऊपर से बोल्ट करें।

मोटर प्लेटफॉर्म को इकट्ठा करने के लिए, आपको पहले सर्वो को पीछे की ओर इशारा करते हुए, टेल-आर्म पर ओपनिंग में डालना होगा। दो क्षैतिज छिद्रों को सर्वो पर पेंच छेद के साथ पंक्तिबद्ध होना चाहिए। यदि घर्षण फिट पर्याप्त नहीं है, तो आप इसे इन छेदों के माध्यम से जगह में बोल्ट कर सकते हैं। फिर कंट्रोल हॉर्न को सर्वो पर रखें लेकिन इसे स्क्रू न करें। यह एक पल में आता है।

मोटर प्लेटफॉर्म के एक्सल को टेल-आर्म के बहुत अंत में और दूसरी तरफ हॉर्न के ऊपर वाले छेद में खिसकाएं। मंच के इनसेट में हॉर्न अच्छी तरह से फिट होना चाहिए। अंत में, प्लेटफॉर्म के छेद और हॉर्न दोनों के माध्यम से हॉर्न स्क्रू लगाएं जैसा कि ऊपर की छवि में दिखाया गया है।

चरण 7: मोटर्स को स्थापित करना

ब्रशलेस मोटर्स प्रोपेलर एक्सल और माउंटिंग क्रॉस-प्लेट प्री-अटैच के साथ नहीं आएंगे, इसलिए पहले उन्हें स्क्रू करें। इसके बाद आप उन्हें मोटर प्लेटफॉर्म और ट्राइकॉप्टर की मुख्य भुजाओं पर या तो इसके साथ आए स्क्रू या M3 मशीन स्क्रू और नट्स का उपयोग करके बोल्ट करें। आप इस कदम पर प्रोपेलर को मंजूरी सुनिश्चित करने के लिए संलग्न कर सकते हैं और अपनी करतूत की प्रशंसा कर सकते हैं, लेकिन पूर्व-उड़ान परीक्षण से पहले उन्हें हटा दें।

चरण 8: ऑटोपायलट बोर्ड को तार देना

सेंसर को पिक्सहॉक ऑटोपायलट बोर्ड से कनेक्ट करें जैसा कि ऊपर चित्र में दिखाया गया है। इन्हें ऑटोपायलट बोर्ड में भी लेबल किया गया है और कनेक्ट करने के लिए काफी सरल है, यानी बजर बजर पोर्ट से कनेक्ट होता है, स्विच पोर्ट से स्विच कनेक्ट होता है, पावर मॉड्यूल पावर मॉड्यूल पोर्ट से कनेक्ट होता है, और टेलीमेट्री टेलीम 1 पोर्ट से कनेक्ट होता है। जीपीएस और बाहरी कंपास में कनेक्टर्स के दो सेट होंगे। अधिक पिन वाले वाले को GPS पोर्ट से और छोटे वाले को I2C से कनेक्ट करें।

पिक्सहॉक ऑटोपायलट बोर्ड में जाने वाले ये DF13 कनेक्टर बहुत नाजुक होते हैं, इसलिए तारों को न खींचे, और सीधे प्लास्टिक के आवरण पर धकेलें और खींचें।

चरण 9: रेडियो संचार प्रणाली को तार देना

ग्राउंड स्टेशन या एलेक्सा की खराबी या दूसरे के लिए एक कमांड की गलती के मामले में क्वाडकॉप्टर को नियंत्रित करने के लिए रेडियो नियंत्रण संचार प्रणाली का उपयोग सुरक्षा बैकअप के रूप में किया जाएगा।

पीपीएम एन्कोडर को रेडियो रिसीवर से कनेक्ट करें जैसा कि ऊपर की छवि में दिखाया गया है। PPM एनकोडर और रिसीवर दोनों को लेबल किया गया है, इसलिए S1 से S6 को अपने रिसीवर के सिग्नल पिन 1 से 6 से कनेक्ट करें। S1 में इसके साथ ग्राउंड और वोल्टेज वायर भी होंगे, जो PPM एनकोडर के माध्यम से रिसीवर को पावर देगा।

चरण 10: विद्युत वितरण बोर्ड को मिलाप करना

PDB 11.1V और 125A के वोल्टेज और करंट के साथ लिथियम पॉलिमर (LiPo) बैटरी से इनपुट लेगा, और इसे तीन ESCs में वितरित करेगा और पावर मॉड्यूल के माध्यम से Pixhawk Autopilot बोर्ड को पावर देगा।

एक मित्र के सहयोग से बनाए गए पिछले प्रोजेक्ट से इस पावर मॉड्यूल का पुन: उपयोग किया गया था।

तारों को टांका लगाने से पहले, प्रत्येक तार को फिट करने के लिए हीट सिकुड़न को काटें, ताकि शॉर्ट सर्किटिंग को रोकने के लिए इसे बाद में उजागर टांका लगाने वाले सिरे पर खिसकाया जा सके। पुरुष XT90 कनेक्टर को मिलाप पहले PDB पैड की ओर ले जाता है, फिर 16 AWG तारों को ESCs में, उसके बाद XT60 कनेक्टर को इन तारों पर ले जाता है।

पीडीबी पैड पर तारों को मिलाप करने के लिए, आपको इसे सीधा मिलाप करने की आवश्यकता है ताकि गर्मी सिकुड़न टर्मिनलों के माध्यम से फिट हो सके और इन्सुलेट कर सके। मैंने तारों को सीधा रखने के लिए मदद करने वाले हाथों का उपयोग करना आसान पाया (विशेषकर बड़ी XT90 केबल) और इसे टेबल पर आराम करने वाले PDB के ऊपर रख दिया। फिर पीडीबी पैड के चारों ओर तार मिलाप करें। फिर, गर्मी को सिकोड़ें और सर्किटरी को इन्सुलेट करने के लिए इसे गर्म करें। बाकी ईएससी तारों के लिए इसे दोहराएं। XT60 को मिलाप करने के लिए, ESC बैटरी टर्मिनल को XT60s से कैसे बदला गया, इस पर पिछले चरण का पालन करें।

चरण 11: मोटर्स और इलेक्ट्रॉनिक गति नियंत्रकों को तार देना

चूंकि हम ब्रशलेस डीसी मोटर्स का उपयोग कर रहे हैं, वे तीन तारों के साथ आएंगे जो इलेक्ट्रॉनिक गति नियंत्रक (ईएससी) के तीन तार टर्मिनलों से जुड़ेंगे। इस चरण के लिए केबल कनेक्शन का क्रम कोई मायने नहीं रखता। हम इसकी जांच तब करेंगे जब हम पहली बार ट्राइकॉप्टर को चालू करेंगे।

तीनों मोटरों का घुमाव वामावर्त होना चाहिए। यदि कोई मोटर वामावर्त नहीं घूम रहा है, तो रोटेशन को उलटने के लिए ESC और मोटर के बीच तीन में से किन्हीं दो तारों को स्विच करें।

उनमें से प्रत्येक को बिजली प्रदान करने के लिए सभी ईएससी को बिजली वितरण बोर्ड से कनेक्ट करें। फिर सामने के दाएं ईएससी को पिक्सहॉक के मुख्य आउट से कनेक्ट करें। सामने वाले बाएं ईएससी को पिक्सहॉक के मुख्य आउट 2 से कनेक्ट करें, सर्वो को मुख्य आउट 7 से और शेष पूंछ ईएससी को मुख्य आउट 4 से कनेक्ट करें।

चरण 12: ऑटोपायलट फर्मवेयर सेट करना

इस ट्राइकॉप्टर बिल्ड के लिए चुना गया फर्मवेयर एक ट्राइकॉप्टर कॉन्फ़िगरेशन के साथ अर्डुपिलॉट का अर्डुकॉप्टर है। विज़ार्ड में दिए गए चरणों का पालन करें और फ़र्मवेयर में ट्राइकॉप्टर कॉन्फ़िगरेशन का चयन करें।

चरण 13: आंतरिक सेंसर को कैलिब्रेट करना

वॉयस एक्टिवेटेड चैलेंज में उपविजेता