2017年8月29日 星期二

【ArkLab飛行學院】虛擬實境 VR-BOX 開箱文


                近年來利用VR眼鏡來體驗虛擬實境的風氣也越來越盛行,但到底什麼是VR呢?『Virtual Reality』英文縮寫為VR,意味著「虛擬實境」也稱「虛擬環境」,其實是利用電腦技術模擬產生出一個虛擬三維空間,提供觀看者在視覺上的衝擊彷彿身歷其境。

  但對於Arklab飛行學院來說,使用飛行器進行FPV飛行時,是否也能達到這樣身歷其境的效果呢?這樣的好奇與期待,讓我們這次決定實際來找一款VR眼鏡來嘗試看看。

  今天體驗的是這款名為VR BOXVR眼鏡,其外盒是這個樣子的:


                  而拿掉外殼並打開後,會看到內容物被仔細的包裝著:


                而除了主要的VR眼鏡外,整套產品還附有一些相關配件,分別是VR眼鏡主體、原文說明書、拭鏡布、酒精擦布、橡膠墊等……


                 只是酒精擦布部分看個人喜好可斟酌使用,因為酒精味道其實挺重,目前個人比較偏向僅使用試鏡布擦拭即可。

  使用前,從眼鏡左側可拉出裡面的手機固定架,而前面所提到配件中有一組三顆的黑色橡膠墊就是可以貼在固定架裡,避免手機放上後,會直接影響手機的邊緣使其刮傷,而貼上橡膠墊的位置可自行依使用手機大小去挑整,上面可移動的固定夾貼一片,底下貼兩片,只要注意不會按到手機按鈕即可:




                而這款眼鏡有個很重要的特色是,前蓋採滑蓋式可往左推開,推開後的位置剛好可讓手機的鏡頭拍攝,或是偷懶不想拉出手機固定座但想調整手機位置的,可以從小孔稍微移動調整手機,但平常還是建議將前蓋關上,畢竟打開時多少還是會影響採光。



                規格提到內放的手機大小,可放7.5吋至5.7吋的手機,但這部分我們後來有另外再嘗試,似乎放上5.5吋的iPhone 6 plus後看起來就幾乎是快滿的,這點使用前可能要稍微注意一下,以免手機卡住或放不進去:


                而準備戴上去前,需先根據自行狀況挑整幾個地方,但它可挑整的地方其實很多,首先頭戴式的後方有一個白色而類似T字形的軟墊,連接上方與左右兩方共三處的魔鬼氈可自由調整鬆緊度:


                 再來眼睛部分也可挑整鏡頭的前後深淺與左右眼距,周圍有海綿且鼻樑處有個凹槽,使得整體戴起來還算舒適,且貼心的是,即便近視人員本身就帶著眼鏡,也無須將原有眼鏡取下可直接戴上,有足夠空間可置眼鏡,只是前後焦距部分可以稍調遠些:




                而其構造其實是裡面用一層層的鏡片用光學原理將原有畫面放大成整個眼鏡罩內的視野,所以手機本身螢幕呈現的好壞,決定了最後畫面呈現的效果。


  然後最重要的,能不能實際搭配FPV飛行呢?原先我們有小型的5.8G圖傳鏡頭搭配Android手機專用的接收器與天線,可讓手機直接觀看飛行時的即時圖傳畫面,而這款VR眼鏡的設計,手機固定架的兩側也有孔位可插上接收計的連接線,只是有幾個問題要注意:接上天線後若不想讓接收器在半空中甩動,建議可用個膠來將接收器黏在此眼鏡的一側;另外手機固定架兩旁的孔位還是有限,建議若要這樣搭配接收器使用,選擇的手機要以連接孔在中下方的為優先考量,避免手機夾上去後卻沒有空間插上接收器連接線。



但優勢是,也是因為這樣的設計,讓手機搭配使用時若想要插上耳機也有孔位可運用。


  不過要特別注意的一點是,使用時一定要搭配支援3D遊覽的APP軟體再使用VR眼鏡,連接收飛行圖傳鏡頭畫面時都要選擇分割左右兩邊雙螢幕的3D模式,其原理也是利用VR眼鏡內的設計構造來達到視覺重疊的效果,若使用一般畫面來觀看,則不會有太大的功效。

  第一次使用的可能會因為調整不當或眼鏡加手機的重量太重,抑或者使用太久感到頭暈等因素,而感覺到使用起來會不舒服不習慣,但對於虛擬實境的體驗上,這款的設計與使用其實是非常的推薦。






2017年8月15日 星期二

【廢材無人機】菜籃君1號的變身計畫 PART2


                還記得在上篇文章中我們幫助菜籃君長出了一雙翅膀,空有一雙翅膀不會控制是沒用的,這次我們就來教教他到底要怎麼飛行。

                在正式飛行之前,我們幫他整理一下內部讓前後的重量保持平衡,讓他不至於在起飛的時候容易偏斜或自旋,整理完之後是不是乾淨了許多呢?



               我們採用和飛控核心pixhawk對應的mission planner來安裝韌體以及設定基礎硬體設備

              首先我們需要先來選擇多旋翼飛行器的形式,在上一篇文章中有提到我們的菜籃長寬並不是1:1的正方形而是長方形,所以在飛行器結構上我們選擇較符合菜籃情況的H


                配合H型的飛行結構,馬達也須要做一些適度的調整才能有正常的升力讓菜籃浮空,如下圖所示,我們可以觀察到X型和H型馬達的旋轉方向是不一樣的,H型的機構兩側馬達需要向左右兩邊內旋才會提供足夠的升力,並且在馬達的電子變速器連接RF接收器時,需要按照下圖的順序連接,不然就有可能會發生像是想要舉手卻把腳抬起來的慘劇囉~



                接下來來做加速度校正,加速度校正時必須要確實使用水平儀來校正,在飛行時菜籃才能有好的飛行姿態,尤其是在沒有GPS輔助的情況下更是如此。在沒有GPS輔助定位的情況下,只能靠手動調整飛機的姿態,如果加速度校正沒有確實完成的話,在操作時必定會是人有一種事倍功半的感覺。


          Left , right, up, down, back 都要確實做到,不然等到飛上天失控了可就欲哭無淚了呢~


                 再來要做的就是炒菜籃陀螺儀校正,在做陀螺儀校正的時候將機首當成箭頭分別對向上下左右前後六個方位做搖晃的動作,讓系統可以盡可能多的採集到取樣點,當取樣點夠多組成一個飽滿的球型時,羅盤校正就算成功囉~



                第四步驟我們將菜籃通上電之後打開遙控器,就可以開始執行遙控器調教了,在這步驟可以遙控器上各個開關把手的輸出通道最大最小值是否正常,一般來說1000~2000中間算是正常數值。


                最後需要設定的就是飛行模式了,一般模式下我們可以設定為Stabilize自穩模式,此外為了操作方便還可設定AltHold以及Loiter兩個模式,AltHold可以讓飛行器保持在一樣的高度,Loiter則可以在有GPS信號時做到位置的保持。


            做完這些就可以來嘗試解鎖了喔


                什麼!?不能解鎖?

                沒關係沒有誰第一次嘗試就會飛行的,國父孫中山曾經說過:革命尚未成功,同志仍須努力,各位同志咱們再來一次!!!


                 再重新調整菜籃的狀態之後,終於通過安全檢查成功解鎖囉~
另外需要注意的是,由於馬達支架是自行裁切的,難免會有一些歪斜,在起飛時我們需要先仔細確認四顆馬達是不是水平對稱的,不然起飛之後受力不均可能就不是摔斷一兩根槳可以解決的囉~

                  現在就來讓我們看看我們的菜籃君到底的第一次飛行到底如何!!!

【影片請看】


        看著平常在超市提的菜籃飛在天空之中是不是很神奇呢?arklab對天空的革命遠遠不只如此,只有想不到沒有做不到,如果還有什麼新鮮創意歡迎在下方留言,或許哪天你的創意就是下一個菜籃君~



2017年8月7日 星期一

【廢材無人機】菜籃君1號的變身計畫

                
                一般現成材料的無人機組裝已經不再稀奇,只要將全部的材料對應到該安裝的位置總能拼湊出一架完好的飛機,就像拼拼圖一樣,只要拼圖板上還有沒裝上的拼圖片你就知道這是一幅還沒完成的拼圖,做為一位合格的工程師,就是要有無中生有的能力,ArkLab的工程師之夜總會使人迸發出很多奇思妙想,今天我們要來嘗試挑戰的就是使用我們生活中隨處可得的廢物組裝出一台可以穩定飛行的無人機!

今天的主角就是他!!! (?)


                 菜籃作為一般市井小民出門買菜必備物品,大家第一個想到的就是它能在我們逛街購物的時候能夠方便裝提東西,同時也是我們生活日常中唾手可得的東西,應該從來沒有人想過有一天他也能成為飛行器,今天我們就來化不可能為可能,讓這個菜籃翱翔天際吧!!!

幫助它做全身大改造的話需要用到以下東西:
1.      分電盤+電變*4
2.      無刷馬達 恆力W4822 390Kv *4
3.      無線接收器
4.      飛控模組
5.      穩壓模組
6.      飛控
7.      電池

                在經過改裝小組的規畫討論之後,我們決定將菜籃改裝成以籃口朝上的形式做成H型的4旋翼飛行器,就像要在服裝店訂製衣服一樣,想要改裝這個菜籃,光是一股腦地想要加裝卻不知道它實際長寬是不行的,磨刀不誤砍柴工,首先我們要知道它的三圍究竟是多少,在往後的設計上才能事半功倍。


                經過測量之後我們得知它的籃長、籃寬以及籃高各是43公分、31公分和22.5公分,這些數據非常重要,因為有了這些數據之後,在挑選改裝的馬達以及匹配的螺旋槳時才不會發生兩個馬達太近,造成相鄰兩片槳葉發生撞擊的意外。

               螺旋槳的半徑莫約為20公分,如果想要將馬達裝在籃頂四個角,只有31公分的籃寬並不足以容納下兩根螺旋槳,因次我們決定幫他在籃子的側邊裝上兩根支架以便將四顆馬達延伸出去,秉持著廢物利用的精神,我們從廢棄物回收中找出了一根長約兩米的鐵條來當作菜籃兩側馬達的支架。


                將完整的鐵條裁切下兩段莫約42公分的片段之後,貼上泡棉膠以防鐵條邊角銳利的地方割傷人。


                 這裡我們需要先測量好馬達的孔距之後才能在馬達下方的鐵條打上對應孔洞以便固定,經過測量後我們得知無刷馬達恆力W4822馬達孔距分別為2.5公分以及較短的1.6公分。


                測量完孔距之後用麥克筆在鐵條上標記好馬達下方螺絲孔的位置,除了馬達十字位置上的四個螺絲之外,別忘了在馬達中心也開一個略大的孔讓馬達中心的轉軸有活動的空間才行,標記完成就可以開始實施打孔作業囉~


                在鑽床上對著鐵條上面麥可筆留下來的標記一一打上孔洞,打完孔之後如下圖,記得也要在鐵條的側邊鑽上兩個小孔以便支架跟菜籃之間的固定,鑽完孔之後我來測試看看馬達以及螺旋槳裝上去的實際效果如何?在裝上馬達之前必須切記我們DIY製作自行選用的螺絲千萬不能太長,如果選用太長的螺絲一不注意,上鎖時可能會戳傷馬達裡面的銅線,馬達就會跟著一不注意地報廢囉~


              實際將螺旋槳裝上後我們發現,也許是測量的時候有些許誤差導致槳葉和槳葉之間的間隔比想像中的小,不過只要機身沒有劇烈的震動或是撞擊應該不影響實際飛行。


               接下來我們分別在菜籃的四個角打上八個孔,使菜籃和馬達支架能夠緊密的固定在一起。

                將馬達支架和作為主體的菜籃組裝在一起大體的外觀就完成囉!是不是開始有點飛行器的氣勢了呢?


               外觀的設計上大致上已經成形,不過他現在也只是虛有其表而已,充其量也不過是裝了四顆馬達裝飾的菜籃(還是菜籃),為了完成改造的大業我們還必須幫它充實充實內在才行。

1.電子變速器+分電盤


2. 飛控



3. 穩壓模組


4.接收器


5.電池


6. GPS






                將以上這幾樣東西連接上之後這個菜籃終於不只是一具空殼,總算是真正長了一雙會動的翅膀,可是沒學過飛行菜籃怎麼會飛呢?下篇文章我們就會教會它怎麼飛行,想看看我們怎麼幫助他實現飛行的夢想嗎?別忘了繼續關注我們ArkLab的紛絲專頁!