В. Яценко - Твой первый квадрокоптер: теория и практика

Жидкокристаллический дисплей. Обычно это двух- или четырехстрочный дисплей с фиксированными знакоместами, подключаемый по протоколу I 2С или UART(pnc. 3.12). Знакогенератор прошит в памяти дисплея, поэтому набор отображаемых символов ограничен стандартным набором ASCII.

Рис. 3.12. Дисплей 4 строки 16 знакомест LCD03

OLED-дисплей. Это относительно новое для любительской практики устройство. Дисплей графический, изображение формируется из миниатюрных пикселов-светодиодов, поэтому могут отображаться не только цифробуквенные символы, но и графические изображения. Прошивка MultiWii по умолчанию поддерживает монохромный дисплей CRIUS OLED С-16 с разрешением 128x64 точек, подключаемый по протоколу I 2С (рис. 3.13).

Рис. 3.13. Графический дисплей CRIUS OLED

Преимущества графического OLED-дисплея:

• небольшие габариты и вес;

• большой объем отображаемой текстовой информации;

• возможность отображать графику.

Недостатки:

• большой объем программного кода в прошивке контроллера для формирования знакогенератора и графических символов;

• более высокая цена;

• на ярком солнце изображение почти не видно;

• дисплей CRIUS СО-16 "из коробки" работает нестабильно и требует доработки, что, впрочем, не гарантирует безупречную дальнейшую работу.

В свою очередь ЖК-дисплей стоит существенно дешевле, его обслуживание занимает меньший объем памяти, работает без сбоев, изображение лучше видно на ярком солнце. Но при этом он больше весит и отображает небольшой объем информации.

Цветной графический LCD-дисплей(рис. 3.14).

Рис. 3.14. Цветной графический дисплей

Графическая матрица устроена аналогично компьютерному монитору и позволяет отображать минимум 262 000 цветов. Недорогие дисплеи подходящего размера обычно подключаются к источнику данных по протоколу SPI. В прошивке MultiWii не реализована поддержка цветных дисплеев с протоколом SPI, поэтому автором разработана собственная конструкция автономного модуля дисплея на основе микроконтроллера Atmega328.

Даже если полет происходит в пределах прямой видимости, после аварии поиск коптера в лесу, густом кустарнике или овражистой местности может быть очень затруднителен. Для облегчения поиска применяют специальные технические средства.

Самое простое устройство для поиска — это звуковой сигнализатор (бипер). Обычно в нем используется излучатель, аналогичный индикатору разряда батареи. Излучатель активируется сигналом на одном из выводов полетного контроллера, по команде с пульта. Такому решению присущи очевидные недостатки: для срабатывания бипера необходимо, чтобы питание и электроника коптера остались исправными после краша и продолжали принимать сигналы управления, а это случается далеко не всегда. Слышимость бипера также зависит от того, насколько удачно упал коптер. Можно применить более сложный бипер с автономной батареей питания и датчиком удара, но радиус действия все равно существенно ограничивается слышимостью звукового сигнала на местности.

На рис. 3.15 изображен простейший универсальный бипер, который состоит из транзисторного ключа и активного звукоизлучателя, питается напряжением 5 В и управляется стандартным логическим уровнем с вывода контроллера. В зависимости от настройки прошивки контроллера, бипер может короткими звуковыми сигналами индицировать переключение режимов, а по команде с пульта включаться в постоянном режиме.

Рис. 3.15. Простейший звуковой излучатель

Попытки авиамодельного сообщества использовать для поиска моделей радиомаячки, с последующей пеленгацией их специальным приемником, пока реализуются с переменным успехом. Радиус действия и точность ориентации на источник у радиомаячка заметно выше, но к упомянутой ранее зависимости от исправности бортовой аппаратуры добавляется необходимость использовать пеленгующий приемник с антенной узконаправленного действия. Кроме того, передатчик маячка должен иметь собственную передающую антенну, и эффективность ее работы очень сильно зависит от расположения после падения. Маячки могут иметь автономный источник питания и датчик удара. В качестве приемника обычно используют недорогие китайские портативные радиостанции.

Наиболее сложным, дорогостоящим и эффективным устройством является GPS-трекер. Это устройство состоит из приемника GPS, модуля сотовой связи GSM и автономного источника питания. Во время всего полета приемник GPS непрерывно отслеживает координаты летательного аппарата и с интервалом в несколько секунд передает их при помощи модуля сотовой связи. Координаты могут передаваться как по каналу GPRS на сервер одного из сервисов по отслеживанию объектов, так и в виде обычных SMS на телефон владельца. В первом случае можно воспользоваться одним из бесплатных или условно-бесплатных сервисов, которые не только ведут лог координат, но и накладывают их на карту местности. Во втором случае частота передачи SMS зависит от их стоимости и ограничений сотового оператора. Поэтому обычно SMS во время полета следуют с интервалом не менее 10 с, а после аварии оператор отправляет SMS с командой на трекер и в ответ получает координаты упавшего коптера с точностью 6-12 м.

В настоящее время широко применяются готовые миниатюрные GPS-трекеры (рис. 316) китайского производства, которые крепятся на ошейники собак, а также трекеры для контроля за перемещением пожилых людей или детей. Все эти трекеры имеют автономную батарею, которой хватает на несколько часов, и неплохо подходят для использования на квадрокоптерах. Трекеры для детей и пожилых людей обычно оснащены тревожной кнопкой и каналом голосовой связи, но для использования в коптерах это излишние опции, к тому же повышающие вес и стоимость.

Рис. 3.16. Автомобильный ( а) и бытовой ( б) GPS-трекеры

Главным недостатком GPS-трекеров является необходимость находиться в зоне действия сотовой связи. Это не слишком критично для европейских стран, но может оказаться проблемой на бескрайних российских просторах. Но даже при наличии сотовой связи она может прерваться после падения коптера в овраг или водоем. То же самое относится и к приему сигнала GPS. Благодаря постоянному слежению за координатами и скоростью полета можно по логам с достаточной точностью предсказать направление полета и точку падения, существенно сузив зону поиска. Для окончательного поиска может оказаться полезен и упомянутый выше бипер.