Твой первый квадрокоптер: теория и практика - [45]
Если центр тяжести платы смещен относительно геометрического центра точек опор, то линейные ускорения неравномерно смещают плату на упругом подвесе, отсюда и возникает вращательная составляющая.
Вращательная составляющая "сводит с ума" гироскопы, а поскольку гироскопы предназначены для немедленной и острой реакции на угловые Отклонения, то вред от передемпфирования значительно превосходит вред от вибрации. Неопытные владельцы коптеров склонны чрезмерно демпфировать полетный контроллер. Лучше начинать с монтажа контроллера вообще без демпферов, и смягчать крепление только при крайней необходимости, когда балансировка ВМГ и настройка параметров программной фильтрации не помогают.
Демпфирование подвеса камеры
Вибрация камеры проявляется на изображении в виде "эффекта желе", когда изображение полностью или в виде чередующихся широких полос колышется, словно студень. Этот эффект возникает из-за биений между частотами вибрации и частотой смены кадров.
Камера не должна жестко отслеживать малейшее отклонение рамы, поэтому, в отличие от крепления контроллера! для подвеса камеры применяют мягкие демпферы. Обычно это специальные пустотелые амортизаторы-"грибки" из силикона.
Амортизаторы различаются по размерам и жесткости. Чем тяжелее камера, тем жестче амортизаторы и тем большее их количество требуется. Приблизительная жесткость в виде максимальной нагрузки на один амортизатор указывается в его характеристиках, но для достижения наилучшего результата обычно требуется подбирать жесткость и количество амортизаторов экспериментально. Поэтому амортизаторы лучше сразу приобретать с запасом и различной жесткости.
Маленькую и легкую камеру можно подвесить на четырех амортизаторах малой или средней жесткости. При конструировании подвеса также следует избегать вращательно-раскачивающей составляющей, которая может сопровождать вибрацию.
Для того чтобы избежать раскачивания подвеса, следует стараться поднять его центр тяжести как можно выше и разнести амортизаторы подвеса на максимальное расстояние, как показано на рис. 4.7.
Остальные электронные узлы, такие как приемники GPS, выносные магнетометры, приемники и т. д., виброизоляции не требуют.
Рис. 4.7.Предотвращение раскачивания подвеса
Фиксация резьбовых соединений
Высокочастотная вибрация способствует саморазвинчиванию резьбовых соединений. Чтобы воспрепятствовать этому, применяются различные фиксаторы резьбы. Прежде всего, это гайки со специальными нейлоновыми вставками. Формально это одноразовые гайки, но на практике они выдерживают 3–4 цикла завинчивания развинчивания, после чего нейлоновая вставка истирается резьбой и гайку нужно менять.
В случаях, когда гайки с фиксатором применить невозможно, например при креплении двигателя к мотораме, используют жидкие фиксаторы резьбы. В обиходе их часто называют "локтайт" по имени наиболее известного производителя Loctite. Небольшое количество жидкости наносят на резьбу винта непосредственно перед завинчиванием. После того как винт вкручен, жидкость полимеризуется от контакта с металлом, без присутствия воздуха. Поэтому такие фиксаторы называются анаэробными. Поскольку катализатором полимеризации являются ионы металла, винтовые соединения "пластик — пластик" такая жидкость не зафиксирует.
Приобрести фиксатор резьбы можно в любом магазине автозапчастей и аксессуаров. По прочности фиксации жидкости делятся на три категории: сильная (красная), средняя (синяя) и слабая (зеленая). При сборке квадрокоптеров желательно использовать синюю или зеленую жидкость. Они размягчаются при нагревании. Для вывинчивания винта рекомендуется нагреть его, например, мощным паяльником. Соединения, зафиксированные качественной красной жидкостью, зачастую не удается расфиксировать даже при сильном нагреве.
После разборки обязательно следует очистить резьбы винта и гайки от остатков фиксатора при помощи метчика и плашки, а перед сборкой нанести новый слой фиксатора.
Примечание
Не используйте фиксатор для разборных соединений типа "металл — пластик". Отвердевший фиксатор, прилипший к металлической резьбе, разрушит резьбу пластиковой детали при вывинчивании. Если деталь, в которую ввинчен стальной винт, алюминиевая, то старайтесь вывинчивать винт только при нагреве или использовать слабый фиксатор, иначе алюминиевая резьба может быть испорчена.
Для фиксации резьбы нейлонового крепежа можно использовать циакриновый клей. Это обычный "секундный" клей в маленьких тюбиках. Такой клей очень быстро и прочно фиксирует нейлоновую резьбу. Смоченный клеем винт следует завинчивать быстро и не останавливаясь. Соединение с клеем исключительно одноразовое, развинтить его не получится! Циакриновый клей не дает надежную фиксацию металлических резьб.
Конструкция квадрокоптера предусматривает только жесткое крепление винтов на валы моторов, и должно быть максимально надежным. Потеря пропеллера в полете означает немедленную и безусловную аварию коптера, а неправильное крепление значительно усиливает вибрацию.
Даже опытные владельцы коптеров допускают распространенную ошибку в монтаже моторов и винтов: чрезмерный вынос вверх относительно плоскости крепления. Обратимся к рис. 4.8, на котором схематически изображены два способа монтажа.
