Série 1 – Quadcopter – Sensores

Neste vídeo descrevemos os componentes (processador, sensores, conectores) presentes na flight board do nosso quadcopter.

A flightboard (o controlador principal do quadcopter) consiste, de forma simplificada, no processador e um conjunto de sensores.

A board que nós escolhemos para o nosso quad é baseada em Arduino (que tem por base um processador Atmel atmega 328p) e, porque pertence à família de controladores MultiWii, utiliza os vários sensores dos comandos da consola de jogos Wii (da Nintendo).

Esta plataforma foi evoluindo ao longo dos tempos e embora tenha começado literalmente com os sensores retirados dos comandos, hoje em dia já existem modelos que integram os sensores na sua forma mais minimalista, directamente numa placa especializada. O nosso controlador é um desses modelos.

O Luís Correia apresenta a board e indica o que faz o quê na mesma, para termos uma visão mais completa do que faz a magia de manter o nosso quadcopter a voar estável, mesmo apesar dos nossos erros de pilotagem, das condições atmosféricas e todos os outros factores adversos.

Dissecando cada um dos componentes por ordem de importância para o voo, temos:

  • Giroscópio – lê valores de rotação sobre os eixos X, Y e Z. Se não existir rotação sobre nenhum dos eixos, os valores lidos são zero. É usado para manter a orientação, evitando o efeito de torque;
  • Acelerómetro – lê valores de aceleração sobre os eixos X, Y e Z (tipicamente, neste último caso, a gravidade). Se estiver em queda livre, o valor Z será zero. É usado em conjunto com o giroscópio para manter um voo ainda mais estável, pois o conjunto dos seis eixos permite a manutenção de posição;
  • Magnetómetro ou bússula magnética – lê o campo magnético da terra em três eixos, sendo assim imune à posição do sensor. É usado em modos avançados tal como HEADFREE. Este modo permite que um piloto menos experiente comande o multicopter de forma simples, independentemente da orientação do mesmo (ou seja, quando dá o comando para a direita, o multicopter vai para a direita do piloto, independentemente da orientação actual do multicopter);
  • Barómetro – lê a pressão atmosférica. Não sendo um elemento essencial para o voo, a sua utilização na plataforma MultiWii passa por combinar os valores de aceleração no eixo do Z com as variações da pressão atmosférica para manter uma posição vertical (ou seja, para manter a altitude).

 

O conjunto de sensores tem a designação IMU (inercial measurement unit) e pode ter diversos DOF (graus de liberdade ou degrees of freedom). No site do Arduino encontramos uma boa descrição destes termos.

Vamos descrever os vários modos de voo disponibilizados pela MultiWii no episódio sobre a programação do nosso quadcopter.

 

Links para sites e artigos relevantes

Este vídeo é referenciado no episódio:

Como sempre, podem contar com o Glossário de termos técnicos usados ao longo de toda a série.

S01VA02_-_Sensores_-_ThumbResumo da série 1

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