Ανάπτυξη ιπτάμενης πλατφόρμας τύπου Quadcopter.

Abstract

Τα τελευταία χρόνια με τη διάδοση και τις ποικίλες εφαρμογές που έχουν τα μη επανδρωμένα οχήματα (UAV) έχουν μπει για τα καλά στη ζωή μας. Η τεχνολογία ευπρόσιτη πλέον για να κατασκευαστεί ένα ρομπότ οικονομικά, βοηθά στην ευρέως έρευνα και ανάπτυξη εφαρμογών των συγκεκριμένων οχημάτων. Στόχος της πτυχιακής είναι η κατασκευή και ο έλεγχος ιπτάμενης πλατφόρμας με τέσσερις έλικες (Quadcopter) με βαθμονομημένους κινητήρες. Σκοπός της βαθμονόμησης είναι η βελτίωση της λειτουργίας των κινητήρων, με στόχο την όμοια λειτουργία των κινητήρων για αύξηση του χρόνου πτήσης και ομαλότερη πτήση. Στο κεφάλαιο 1 γίνεται μια αναφορά στα μη επανδρωμένα οχήματα (UAV), παρουσιάζονται διάφορες εμπορικές πλατφόρμες tricopters, quadcopters, hexacopters, octocopters και γίνεται μια αναφορά στο τρόπο με τον οποίο κινείται η πλατφόρμα στο χώρο. Στο κεφάλαιο 2 παρουσιάζεται αναλυτικά η πλατφόρμα που αναπτύχθηκε με τα επιμέρους πειράματα, τμήματα της και τα χαρακτηριστικά τους. Το κεφάλαιο 3 πραγματεύεται τις στρατηγικές ελέγχου που πραγματοποιήθηκαν, για την επίτευξη του ελέγχου γωνιακής θέσης στους παράλληλους με το έδαφος άξονες. Τέλος στο κεφάλαιο 4 παρουσιάζονται τα συμπεράσματα, τα σχόλια και οι μελλοντικές αναβαθμίσεις που μπορούν να γίνουν πάνω στη πλατφόρμα. Από την ανάπτυξη της συγκεκριμένης ιπτάμενης πλατφόρμας διαφαίνεται η ανάγκη για περαιτέρω ανάπτυξη της, μέσω της προσθήκης περισσότερων αισθητήρων και ελεγκτών, η πτήση θα είναι εφικτή από οποιοδήποτε χρήστη, χωρίς να υπάρχει κίνδυνος τραυματισμού ατόμου ή πτώση της πλατφόρμας. Η χρήση μαγνητόμετρου βοηθάει στην σταθεροποίηση της διεύθυνσης και με τη χρήση του βαρόμετρου επιτυγχάνεται η πτήση σε επιθυμητό υψόμετρο. Τέλος, με τη τοποθέτηση GPS στη πλατφόρμα ο χρήστης έχει τη δυνατότητα να ελέγχει τη γεωγραφική θέση και ταχύτητα της ιπτάμενης πλατφόρμας.

The last years with the spread and variety of applications the unmaned aerial vehicles (UAV) entered our lives for good. The technology to make a robot now is more reachable and cheaper, so this helps in research and applications of these specific vehicles. Target of this project is the manufacture and control of an aerial platform with four propellers and calibrated motors. The use of the calibration is to upturn of the motor operation so there can be smoother and longer flight. In chapter 1 reference is made of the unmanned vehicles, also some types of commercial platforms are presented and lastly a reference is made of how the platform moves into space. In chapter 2 is presented thoroughly the platform that was manufactured along with each component and its characteristics and the experiments that had to be done. Chapter 3 deals with the strategies of control that were done, so control of angular position could be achieved on pitch and roll axis. Lastly in chapter 4 are presented the conclusions, the comments and future upgrades that can be made on the platform. From this project the conclusion is that further research has to be made. With the addition of more sensors and controllers a safe flight can be achieved by anyone, without the fear of someone getting injured or the crash of the platform. With the use of a magnetometer orientation can be achieved, also adding a barometer the platform will be able to maintain a certain height and lastly with the addition of a GPS the geographic position and speed can be achieved.