Kā izveidot Rc dronu un raidītāju, izmantojot Arduino: 11 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:55

Mūsdienās bezpilota lidaparāta izgatavošana ir vienkāršs uzdevums, taču tas jums izmaksās daudz. Tāpēc es jums pastāstīšu, kā ar zemāku cenu izveidot bezpilota lidaparātu, izmantojot arduino. Tāpat es jums pastāstīšu, kā izveidot bezpilota lidaparāta raidītāju arī šis drons ir pilnībā mājās gatavots. Jums nav jāiegādājas nekādi lidojuma vadības paneļi vai raidītāji.

Piegādes

Mums ir nepieciešami šie priekšmeti, lai izgatavotu dronu,

• Dronam-

  1. Rāmis - kvadrokoptera “mugurkauls”. Rāmis ir tas, kas satur visas helikoptera daļas kopā. Tam jābūt izturīgam, bet, no otras puses, tam jābūt arī vieglam, lai motori un akumulatori necīnītos, lai to noturētu gaisā.
  2. Motori - vilces spēku, kas ļauj Quadcopter nokļūt gaisā, nodrošina bezsuku līdzstrāvas motori, un katru no tiem atsevišķi kontrolē elektroniskais ātruma regulators vai ESC.
  3. ESC - elektroniskais ātruma regulators ir kā nervs, kas nodrošina smadzeņu kustību informāciju (lidojuma kontrolieris) uz roku vai kāju muskuļiem (motoriem). Tas regulē motoru saņemto jaudu, kas nosaka kvadracikla ātrumu un virziena izmaiņas.
  4. Dzenskrūves-atkarībā no kvadracikla veida varat izmantot 9 līdz 10 vai 11 collu butaforijas (stabiliem, aerofotogrāfijas lidojumiem) vai 5 collu sacīkšu aksesuārus, lai iegūtu mazāku vilci, bet lielāku ātrumu.
  5. Akumulators - atkarībā no iestatītā maksimālā sprieguma līmeņa varat izvēlēties 2S, 3S, 4S vai pat 5S baterijas. Bet, standartam kvadraciklam, ko plānots izmantot filmēšanai no gaisa (tikai piemērs), jums būs nepieciešama 11,4 V 3S baterija. Jūs varētu iet ar 22,8 V 4S, ja veidojat sacīkšu četrinieku un vēlaties, lai motori grieztos daudz ātrāk.
  6. Arduino dēlis (Nano)
  7. IMU (MPU 6050) - tāfele, kas būtībā (atkarībā no jūsu izvēles) ir dažādu sensoru summa, kas palīdz jūsu četriniekam zināt, kur tā atrodas un kā sevi izlīdzināt.

• Raidītājam-

  1. NRF24L01 uztvērēja modulis
  2. NRF24L01 + PA + LNA
  3. Potenciometrs
  4. Servo motors
  5. Pārslēgšanas slēdzis
  6. Kursorsvira
  7. Arduino Pro Mini

1. darbība: SHEMATIKA

Tas ir jūsu darbības galvenais plāns.

Kā savienot ESC:

• Signāla tapa ESC 1 - D3
• Signāla tapa ESC 3 - D9
• Signāla tapa ESC 2 - D10
• Signāla tapa ESC 4 - D11

Kā savienot Bluetooth moduli:

• Tx - Rx
• Rx - Tx

Kā pieslēgt MPU-6050:

• SDA - A4
• SCL - A5

Kā savienot LED indikatoru:

LED anoda kāja - D8

Uztvērēja pievienošana:

• Droseļvārsts - 2Elerons - D4
• Aileri - D5
• Stūre - D6
• AUX 1-D7 MPU-6050, Bluetooth modulis, uztvērējs un ESC ir jāzemē. Un, lai to izdarītu, jums ir jāpievieno visas GND tapas ar Arduino GND tapu.

2. solis: LODĒJIET VISU KOPĀ

• Pirmā lieta, kas jums jādara, ir ņemt sieviešu galvenes un pielodēt pie prototipa dēļa. Tajā atradīsies jūsu Arduino dēlis.
• Lodējiet tos tieši centrā, lai būtu vietas pārējām MPU, Bluetooth moduļa, uztvērēja un ESC galvenēm, un atstājiet vietu dažiem papildu sensoriem, kurus jūs varētu nolemt pievienot nākotnē.

• Nākamais solis ir lodēt uztvērēju un ESC vīriešu galvenes tieši no Arduino sieviešu galvenēm. Cik daudz vīriešu ESC galvenes rindu jums būs, ir atkarīgs no tā, cik motoru būs jūsu dronam. Mūsu gadījumā mēs būvējam kvadrokopteri, kas nozīmē, ka būs četri rotori un katram ESC. Tas nozīmē arī 4 rindas, no kurām katrai ir 3 vīriešu galvenes. Pirmās rindas pirmā galvene tiks izmantota signāla PID, otrā - 5 V (lai gan tas ir atkarīgs no tā, vai jūsu ESC ir 5 V kontakts vai nav, ja nē, šīs galvenes atstāsit tukšas), un trešo galvene būs paredzēta GND.

  Kad ESC lodēšanas daļa ir beigusies, varat pāriet uz uztvērēja galvenes lodēšanas daļu. Vairumā gadījumu četriniekam ir 4 kanāli. Tie ir droseļvārsts, piķis, pagrieziens un rullis. Atlikušais bezmaksas kanāls (piektais) tiek izmantots lidojuma režīma maiņai (palīgkanāls). Tas nozīmē, ka jums vajadzēs lodēt vīriešu galvenes 5 rindās. Un katrai, izņemot vienu, būs viena galvene, bet tikai vienai no šīm rindām ir vajadzīgas 3 galvenes pēc kārtas.

• visi laukumi bija saistīti ar Arduino teritoriju. Tas ietver visus ESC pamatus, uztvērēja zemējumu (droseļvārsta signāla galvene pilnībā pa labi), kā arī Bluetooth moduli un MPU pamatni.
• Pēc tam jums jāievēro iepriekš aprakstītās shēmas un savienojumi. Piemēram, Arduino MPU (SDA - A4 un SCL - A5) un Bluetooth (TX - TX un RX - RX). Pēc tam vienkārši sekojiet savienojumiem, kā mēs tos rakstījām: signāla tapas no ESC1, ESC2… līdz D3, D10… no Arduino. Pēc tam uztvērēja signāla tapas Pitch - D2, Roll - D4 … un tā tālāk. Turklāt jums ir jāpievieno gaismas diodes garais vads (pozitīvais terminālis) pie Arduino D8 tapas, kā arī jāpievieno 330 omu rezistors starp Arduino zemējumu un LED īso vadu (negatīvais terminālis). Pēdējais, kas jādara, ir nodrošināt 5V barošanas avota savienojumu. Un tam jums paralēli jāpievieno melnais vads (akumulatora zemējums) ar visu jūsu komponentu zemi un sarkanais vads ar Arduino, MPU un Bluetooth moduli, 5 V tapas. Tagad MPU 6050 ir jāpielodē vīriešu galvenēm līdz tām, kuras plānojat izmantot. Pēc tam pagrieziet dēli par 180 grādiem un pievienojiet visas sastāvdaļas attiecīgajām prototipa plāksnes galvenēm.
• Ieslēdziet to un jūsu Arduino ir gatavs kodu pievienošanai, izmantojot datoru!

3. darbība. KĀ PROGRAMMĒT ARDUINO LIDOJUMA KONTROLI

1. Pirmkārt, jums ir jālejupielādē MultiWii 2.4. Pēc tam izvelciet to.
2. Ievadiet mapi MultiWii, atrodiet MultiWii ikonu un palaidiet to
3. Izmantojiet Arduino IDE, lai atrastu “Arduino failu” vai Multiwii failu ar “.ino”. Jebkurš “CPP fails” vai “H fails” ir mūsu Multiwii koda atbalsta faili, tāpēc neatveriet tos. Vienkārši izmantojiet failu Multiwii.ino.
4. Atverot failu, jūs atradīsit daudzas cilnes Alarms.cpp, Alarms.h, EEPROM.cpp, EEPROM.h un daudzas citas. Atrodiet “config.h”
5. Ritiniet uz leju, līdz atrodat “Daudzkopētāju veids”, un pēc tam, izdzēšot atzīmi “//”, tā ir definēta un darbojas. Quad X, jo mēs pieņemam, ka jūs izmantojat “X” rotora konfigurāciju savā kvadraciklā.
6. Tagad ritiniet uz leju un atrodiet “Kombinētās IMU plates” un aktivizējiet jauno Gyro+Acc dēļa veidu. Mūsu gadījumā mēs izmantojām GY-521, tāpēc mēs aktivizējām šo iespēju.
7. Ja jūs nolemjat pievienot citus sensorus, piemēram, barometru vai ultraskaņas sensoru, viss, kas jums jādara, ir “aktivizēt” tos šeit, un tie darbosies.
8. Nākamais ir “Buzzer pin”, tur jums jāaktivizē lidojuma indikatora opcijas (pirmās 3)
9. Atvienojiet Arduino plati no lidojuma kontroliera un pēc tam pievienojiet to datoram, izmantojot USB. Kad esat izkļuvis no FC un pievienojies datoram, jūs atradīsit TOOLS un atlasīsit sava Arduino plates veidu (mūsu gadījumā Arduino Nano).
10. Tagad atrodiet “Serial Port” un aktivizējiet COM portu, kuram Arduino Nano ir pievienots (mūsu gadījumā, COM3). Visbeidzot, noklikšķiniet uz bultiņas un augšupielādējiet kodu un gaidiet, līdz kods tiks pārsūtīts.
11. Kad augšupielāde ir pabeigta, atvienojiet Arduino no USB, ievietojiet to atpakaļ savā vietā FC panelī un pievienojiet 5 V akumulatoru, lai viss FC tiktu ieslēgts, un pēc tam pagaidiet, līdz Arduino gaismas diode ir sarkana. Tas nozīmē, ka tas ir pabeidzis sāknēšanu un varat to atkal savienot ar datoru. Tagad atrodiet mapi Multiwii 2.4, pēc tam MultiwiiConfig un atrodiet mapi, kas ir saderīga ar jūsu operētājsistēmu. Mūsu gadījumā tas ir “application.windows64”.
12. Tagad sāciet lietotni MultiwiiConf Un tas ir viss! Jūs uzreiz pamanīsit, kā ekrānā pārvietojat FC, akselerometra un žiroskopa datu vērtības. Jūsu FC orientācija tiek parādīta apakšā. Šajā saskarnē varat mainīt PID vērtības un precizēt savu kvadraciklu atbilst jūsu personīgajām vēlmēm. Un šajā saskarnē varat arī piešķirt lidojuma režīmus noteiktām papildu slēdžu pozīcijām. Viss, kas jums jādara, ir atrast vietu savam Arduino FC uz rāmja, un tas ir gatavs nokļūt debesīs.

4. solis: rāmis

Tagad jums ir jāiestata visas detaļas uz rāmi. Jūs varat iegādāties rāmi vai izgatavot to mājās

5. solis: Motoru un ātruma regulatoru salikšana

• Vispirms jums ir jāizurbj caurumi motoru rāmī atbilstoši attālumam starp skrūvju caurumiem uz motoriem. Būtu labi izveidot citu caurumu, kas ļautu motora klipam un vārpstai brīvi pārvietoties.
• Ātruma regulatorus ieteicams pievienot rāmja apakšpusē vairāku iemeslu dēļ, kas saistīti ar drona funkcionalitāti. Cita starpā šie iemesli ietver to, ka tas “izkraus” drona augšējo pusi, kur jāpievieno citas sastāvdaļas.

6. darbība: lidojuma kontroliera un akumulatora pievienošana

• Tagad salieciet mūsu mājās gatavoto lidojuma kontrolieri (arduino uztvērēju) drona rāmja centrā.
• Ieteicams uzlikt nelielu sūkļa gabalu lidojuma kontroliera apakšpusē, jo tas absorbē un samazina motoru radīto vibrāciju. Tādējādi jūsu bezpilota lidaparāts lidošanas laikā būs stabilāks, un stabilitāte ir galvenais, lai lidotu ar dronu.
• Tagad pievienojiet lipo akumulatoru rāmja apakšai un pārliecinieties, ka drons ir līdzsvarots līdz centram.
• tagad jūsu drons ir gatavs pacelšanās brīdim

7. solis: raidītāja izgatavošana

• Šī kontroliera radiosakaru pamatā ir raiduztvērēja modulis NRF24L01, kas, ja to lieto kopā ar pastiprinātu antenu, tam var būt stabils diapazons līdz 700 metriem atklātā telpā. Tam ir 14 kanāli, no kuriem 6 ir analogās un 8 digitālās ieejas.
• Tam ir divi kursorsviras, divi potenciometri, divi pārslēgšanas slēdži, sešas pogas un papildus iekšēja mērvienība, kas sastāv no akselerometra un žiroskopa, ko var izmantot arī lietu kontrolei, vienkārši pārvietojoties vai noliekot kontrolieri.

8. darbība: shēmas shēma

• Šī RC kontrollera smadzenes ir Arduino Pro Mini, kas tiek darbināts, izmantojot 2 LiPo baterijas, kas rada aptuveni 7,4 voltus. Mēs varam tos savienot tieši ar Pro Mini RAW tapu, kurai ir sprieguma regulators, kas samazināja spriegumu līdz 5 V. Ņemiet vērā, ka ir divas Arduino Pro Mini versijas, piemēram, manā, kas darbojas ar 5 V spriegumu, bet otra - pie 3.3 V.
• No otras puses, modulim NRF24L01 ir nepieciešams 3,3 V spriegums, un ieteicams to iegūt no īpaša avota. Tāpēc mums ir jāizmanto 3,3 V sprieguma regulators, kas ir pievienots baterijām, un jāpārveido 7,4 V uz 3,3 V. Tāpat mums ir jāizmanto atvienošanas kondensators tieši blakus modulim, lai spriegums būtu stabilāks, tādējādi arī radiosakari būs stabilāki. Modulis NRF24L01 sazinās ar Arduino, izmantojot SPI protokolu, savukārt MPU6050 akselerometrs un žiroskopu modulis izmanto I2C protokolu.
• Jums ir lodēt visas detaļas kopā saskaņā ar diagrammu. Jūs varat izveidot un izdrukāt ķēdi, kas atvieglo.

9. solis: raidītāja kodēšana

• Pro Mini plates programmēšanai mums ir nepieciešams USB -sērijas UART interfeiss, ko var savienot ar programmēšanas galveni, kas atrodas mūsu kontroliera augšējā pusē.
• Pēc tam Arduino IDE rīku izvēlnē mums jāizvēlas Arduino Pro vai Pro Mini plate, jāizvēlas pareizā procesora versija, jāatlasa ports un jāizvēlas programmēšanas metode uz “USBasp”.
• Šeit ir pilnīgs Arduino kods šim DIY Arduino RC raidītājam
• Augšupielādējiet to arduino pro mini.

10. solis: uztvērēja kodēšana

• Šeit ir vienkāršs uztvērēja kods, kurā mēs saņemsim datus un vienkārši izdrukāsim tos seriālajā monitorā, lai mēs zinātu, ka sakari darbojas pareizi. Atkal mums jāiekļauj RF24 bibliotēka un jādefinē objekti un struktūra tāpat kā raidītāja kodā. Iestatīšanas sadaļā, nosakot radio sakarus, mums ir jāizmanto tādi paši iestatījumi kā raidītājam un jāiestata modulis kā uztvērējs, izmantojot radio.startListening () funkciju.
• Augšupielādējiet to uztvērējā

11. solis: drona noņemšana

• Vispirms novietojiet savu dronu uz zemes un sagatavojiet to darbam. Paņemiet lidojuma kontrolieri un pēc tam uzmanīgi un droši sāciet pirmo lidojumu.
• Tomēr ir ļoti ieteicams lēni droseļvārstu droselēt. Turklāt pirmo reizi pārliecinieties, ka lidojat zemākā augstumā.
• Es ceru, ka šis raksts palīdzēs jums izveidot pašmāju dronu.
• Neaizmirstiet atzīmēt šo ar Patīk un atstāt komentāru.