NRF24 divvirzienu radio telemetrijai: 9 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Sveiki, puiši, mani sauc Pedro Kastelani, un es jums parādīšu savu pirmo pamācāmo: izveidot divvirzienu radio ar arduino, lai, visam, kas jums nepieciešams.

Šajā projektā mēs izveidosim divas atsevišķas shēmas, kas darbosies gan kā uztvērējs, gan kā raidītājs. Vissvarīgākie komponenti ir divi arduino dēļi (visi darbojas) un divi nrf24 raidītāja moduļi. Manā gadījumā es kontrolēju servo ar potenciometru no otra arduino un nosūtu divu šūnu lipo akumulatora spriegumu atpakaļ uz pirmo.

Es plānoju to izmantot kā papildinājumu savam bezpilota lidaparātam, kuram nav telemetrijas un servo kardānvārpstas vadības. Tomēr jūs to varat izmantot citām lietām, piemēram, sava kvadracikla, lidmašīnas, rc automašīnas uc izveidei. Izmantojot piegādāto kodu, varat veikt arī nepieciešamās izmaiņas atbilstoši savām vajadzībām. Es arī mēģināšu izskaidrot, kā to pareizi modificēt (kas prasīja zināmu laiku, lai mācītos pats, jo biju pieradis pie cita veida nrf24 mikroshēmas izmantošanas).

1. solis: materiāli

Lai sāktu projektu, mums jāzina visas nepieciešamās detaļas. Zemāk ir saraksts ar nepieciešamajiem pamata elementiem. Lielāko daļu no tiem es nopirku vietējā elektronikas veikalā, kur es dzīvoju, tāpēc nevarēšu ieteikt nevienu vietu, kur tos iegādāties. Jūs varētu izmēģināt Amazon vai jebkuru citu vietu. Es nesaku, ka jums vajadzētu tos pasūtīt tur, bet tas ir tikai ieteikums.

1. Divas Arduino plates (ikvienam vajadzētu strādāt. Man ir divi arduino pro mini, kas man ļoti patīk, jo tiem ir 13 digitālās tapas un 8 analogās, savukārt Uno ir tikai 6 analogās).
2. Divi Nrf24 moduļi. Ir dažas ar ārējām antenām, kurām ir lielāks pārraides diapazons. Izvēlieties tos, kas jums visvairāk patīk.
3. Sieviešu-sieviešu un sieviešu-vīriešu džemperu kabeļi.
4. Prototipēšanas dēlis.
5. Arduino programmētājs (arduino pro mini, ja jums tāds ir ar USB savienojumu, jums tas nebūs vajadzīgs).
6. Arduino IDE (programmatūra). Lejupielādēt no šejienes.
7. Manā gadījumā es arī izmantoju:

• Servo. Ikviens, ko varat iegūt. Man patīk SG90, mazs, kas paredzēts arduino.
• Potenciometrs (no 10k līdz 20k omi). To var iegādāties vietējā elektronikas veikalā vai arī izmantot arduino izgatavoto kursorsviru. Ir daži attēli no tiem, kas man ir. Es arī saņēmu vienu no salauzta drone rc kontroliera, lai sniegtu jums dažas idejas
• 4 vienādi normāli rezistori. Es izmantoju 10 tūkstošus, ko ieguvu no vectēva mājas. Es tos izmantoju kā sprieguma dalītājus.
• Mazs vara spilventiņu perforators (ko es arī saņēmu no sava vectēva) rezistoru lodēšanai kopā.
• Pins. Izmanto, lai viegli savienotu džempera kabeļus no arduino ar rezistoriem.
• 2s lipo akumulators. Es to izmantoju, lai darbinātu vienu no maniem arduinos. Tam ir pievienoti rezistori un nolasa spriegumus. Es plānoju savu arduino savienot ar mana bezpilota lidaparāta 2s akumulatoru, jo tam nav nepieciešams ārējs barošanas avots, un tajā pašā laikā pastāstiet man, cik daudz akumulatora ir atlicis.
• Lodāmurs un lodētava. Nepieciešams, lai kopā pielodētu rezistorus, perforatoru un tapas.

2. darbība: funkcija un kods

Kad visi materiāli ir minēti, sāksim runāt par moduļu funkciju.

Kā tas darbojas: vienu arduino sauksim par “A”, bet otru par “B”. Manā gadījumā pēc abu programmēšanas es pievienoju tos attiecīgajai radio mikroshēmai un pievienoju potenciometru arduino A, bet rezistorus un servo - arduino B. Modulis A nosūta vērtības uz B un pārvieto Servo. B nolasa 2s akumulatora spriegumu un nosūta tos atpakaļ A. Tad viss aplis sākas no jauna. Tā kā A iegūst vērtības, kuras netiek izteiktas mehāniski, tas ir savienots ar programmētāju, caur kuru mēs varam tos nolasīt ar sērijas monitoru (iekļauts Arduino IDE)

Kods: es saucu skici arduino A (savienots ar programmētāju un potenciometru) TwoWayRadio_1, un skici arduino B TwoWayRadio_2WithServo

TwoWayRadio_1 un TwoWayRadio_2WithServo ir atrodami tieši zem šī punkta. Katrā kodā ir paskaidrojums, lai viss būtu vieglāk saprotams.

3. solis: lodēšanas moduļi: sprieguma dalītājs un potenciometrs

Šis solis nav obligāts, jo jūs, iespējams, vēlēsities izmantot potenciometru kursorsviru, kas īpaši izstrādāta arduino, un sprieguma dalītāja vietā izmantot citu moduli. Es tomēr plānoju visu (ieskaitot kodus) šiem moduļiem.

Potenciometrs:

Šī daļa ir gandrīz visvienkāršākā lodēšanas posmā. Jums vienkārši būs jāpielodē daži džempera kabeļi pie potenciometra. Ja vēlaties, vispirms varat pielodēt potenciometru pie plātnes un pēc tam pielodēt dažas tapas. Kad jums tas ir jāizmanto, vienkārši pievienojiet džempera kabeļus arduino un pēc tam uz tapām uz perforatora. Kad kabeļus neizmanto, varat tos noņemt un izmantot citam projektam. Tomēr, ja jūs darāt tāpat kā es, varat atstāt potenciometru pielodētu tieši pie kabeļiem

• Ja jūs darāt tāpat kā es, paņemiet trīs sieviešu-sieviešu džemperu kabeļus, nogrieziet vienu no padomiem un noņemiet tur esošo izolāciju, atstājot nelielu vara vadu gabalu uz katra stieples.
• Uzkarsējiet lodāmuru un pielodējiet modificētos džemperus pie potenciometru tapām. Ja varat, mēģiniet iegūt dažādas krāsas, lai varētu atcerēties, kura no tām ir vcc, gnd un “signāla” (vidējā). Pievienojiet šos kabeļus atbilstošajām arduino analogām tapām. Pasākuma sākumā ir daži attēli, kā tas beidzās. Potenciometrs nav parasts, tas faktiski ir mazs ritenis ar piecām tapām. Pagāja kāds laiks, lai uzzinātu, kurš ir kurš. Mēģiniet to izdarīt vieglāk un izmantojiet parasto potenciometru, kā parādīts MATERIĀLU solī.
• Ja jūs lodējat to uz perforācijas dēļa, iegūstiet potenciometru un perforatoru un lodējiet tos kopā ar lodāmuru.
• Iegūstiet tapas (trīs) un novietojiet tās ērtākajā veidā. Izmantojiet lodmetālu, lai izveidotu savienojumu starp katru tapu un potenciometra tapām. Neveidojiet savienojumu starp vairāk nekā divām tapām, pretējā gadījumā tas nedarbosies (tas darbosies kā īssavienojums).
• Iegūstiet dažus sieviešu-sieviešu vai sieviešu-vīriešu džemperu vadus un savienojiet tos no sava arduino ar jauno potenciometra moduli (atcerieties, kurš ir kurš).

2. Sprieguma dalītājs:

• Šī daļa ir nedaudz sarežģītāka. Jums būs jāiegādājas četri rezistori, piecas tapas un perforators. Es izstrādāju kodu, kas jāizmanto 2 sekunžu akumulatoram (divām šūnām), bet jūs to varētu izmantot arī 1 sekundei, nedaudz mainot arduino skici un aparatūru. Iekļauju attēlus ar diviem manis izgatavotiem sprieguma dalītājiem, no kuriem viens bija tikai ar 2 rezistoriem (1 s baterijām) un viens ar četriem (jūs uzminējāt: 2 s baterijas).
• Sāksim ar 2s vienu. Man nav būvniecības procesa attēlu, jo es sāku rakstīt šo pamācību labu laiku pēc tam, kad esmu pabeidzis tā lodēšanu. Es iekļauju gala rezultāta attēlus, tāpēc es centīšos būt pēc iespējas skaidrāks.
• Sāciet, iegūstot perforatoru un 5 tapas. Lodējiet tos tuvu sāniem un neļaujiet tiem pieskarties viens otram.
• Lodējiet rezistorus, kā parādīts pēdējā attēlā soļa sākumā (mazā shēma). Savienojumi starp katru rezistoru un tapu tiek veikti ar lodmetālu. Centieties aizņemt pēc iespējas mazāk vietas.
• Kad esat pabeidzis, tam vajadzētu izskatīties kaut kas līdzīgs gatavā sprieguma dalītāja attēliem, kurus ievietoju iepriekš.
• 1s sprieguma dalītājs būtībā ir vienāds, izņemot to, ka izmantojat tikai trīs tapas un divus rezistorus. Iekļauju attēlus, kā tas izskatās pēc pabeigšanas. Paskatieties uz 2s diagrammu un iedomājieties to bez signāla stieples 1, vidējā stieples un rezistoriem r2 un r3, un jums tas ir!
• Tātad, ja vēlaties 1s sprieguma dalītāju, tas var būt nedaudz sarežģītāk nekā tikai 2s.

4. solis: Arduino programmēšana

1. Mēs esam gandrīz pabeiguši!
2. Pēc tam, kad esat lejupielādējis Arduino IDE programmatūru no vietnes, kas ir saistīta ar soli MATERIĀLI, lejupielādējiet skices no FUNKCIJAS UN KODA darbības.
3. Pēc tam atveriet tos Arduino IDE.
4. Atveriet "Rīki" jebkurā no abām cilnēm un noklikšķiniet uz "Dēļi". Izvēlieties savu dēli no saraksta. Noklikšķiniet uz "Procesors" un pēc tam uz "Programmētājs", izvēloties katru no tiem atbilstoši jūsu dēlim. Pēc tam atgriezieties pie skices. Ir diezgan ērti meklēt jūsu dēļa informāciju internetā. Vienkārši meklējiet nosaukumu un skatiet specifikācijas.
5. Noklikšķiniet uz "skice" (augšpusē), pēc tam "iekļaut bibliotēku", pēc tam "pārvaldīt bibliotēkas". Ekrāna centrā vajadzētu atvērt nelielu logu. Ievadiet meklēšanas opciju "rf24". Lejupielādējiet vajadzīgo bibliotēku. Būs jāspēj augšupielādēt kodu arduino panelī.
6. Lai pārliecinātos, noklikšķiniet uz simbola "Atzīmēt" (augšā pa kreisi), lai pārbaudītu, vai tajā nav kļūdu. Pēc tam turpiniet tās augšupielādi, nospiežot bultiņu, kas vērsta pa labi, blakus simbolam "Tick".
7. Ja jūsu dēlis ir Pro Mini, pēc kāda laika es paskaidrošu, kā visu savienot. Ja tā nav, vienkārši augšupielādējiet to un, pabeidzot programmēt abus arduinos, pārejiet pie nākamās darbības, izlasot zemāk esošo brīdinājumu.
8. Tā kā jums ir divi dēļi, atcerieties, ar kuru kodu katrs bija ieprogrammēts, lai izvairītos no turpmākām problēmām.
9. Tātad, ja jums ir Pro Mini, jums būs nepieciešams programmētājs. Ir divu veidu programmētāji: 5 un 6 kontaktu. Es koncentrēšos uz 5 tapām, jo tās man ir. Savienojumi ir šādi (pirmais tapa ir no programmētāja, pēc tam arduino): Gnd-Gnd; 5v-Vcc (izņemot, ja jūsu Pro Mini ir 3.3v, tādā gadījumā tas ir 3.3v-Vcc); Rxd-Txo; Txd-Rxi. Es iekļāvu gan dēļa, gan programmētāja attēlu, ja jums ir jāpārbauda.
10. Pievienojiet savu arduino programmētājam un programmētāju datoram. Atveriet IDE un noklikšķiniet uz augšupielādes pogas. Ja paskatās ekrāna kreisajā apakšējā stūrī, jūs redzēsit ziņojumu, kurā teikts "apkopošana". Brīdī, kad šis ziņojums pārvēršas par augšupielādi, nospiediet arduino Pro Mini atiestatīšanas pogu. Pēc kāda laika skice tiks pabeigta, un parādīsies ziņojums “Augšupielāde pabeigta”. Kad tas notiek, jūs esat pabeidzis un esat gatavs pāriet uz nākamo soli.

5. solis: visu savienojiet

1. Pēc abu arduino ieprogrammēšanas mums ir jāsavieno viss, lai tas darbotos. Šeit mums būs vajadzīgs viss iepriekš minētais: arduinos, nrf24 moduļi, kabeļi, servo, programmētājs, sprieguma dalītājs, potenciometrs utt.
2. Vispirms mēs savienosim arduino, kas darbojas ar programmētāju. Pasākuma sākumā ir nrf24 savienojumu attēli. Irq tapa, kas, kā teikts, iet uz arduino 8. tapu, vispār nav savienota. Pārējais ir tāpat kā attēlā abiem arduino (lai iegūtu vairāk informācijas, varat izlasīt piezīmes attēlos)
3. Radio Vcc var būt savienots ar 3.3 vai 5V. Dažreiz tas darbojas tikai ar vienu no tiem. Izmēģiniet ar 3.3 un pēc tam ar 5, ja tas nedarbojas. Attiecībā uz 3.3 izmantojiet programmētāja 3.3V tapu. Man tas bija jādara, kā jūs redzēsit gatavā produkta attēlos.
4. Pievienojiet programmētāju arduino, kā teikts iepriekšējā solī.
5. Savienojiet potenciometra "signāla" kabeli ar analogo tapu A0.
6. Pievienojiet potenciometru "Pozitīvs" Vcc (tikai 5 V, nevis 3.3) un "Negatīvs" Gnd.
7. Pāriet pie otra arduino.
8. Pievienojiet radio, kā minēts iepriekš, saskaņā ar attēliem.
9. Pievienojiet servo signāla kabeli (oranži dzelteni balts. Pārbaudiet servo specifikācijas) ar 2. ciparu tapu, un tā gnd ar arinoino Gnd un pozitīvo arduino Vcc.
10. Savienojiet signāla kabeli 1 no sprieguma dalītāja ar tapu A0 un signāla vadu 2 ar tapu A1.
11. Izmantojot protoboard, pievienojiet sprieguma dalītāja negatīvo kabeli, arduino gnd un akumulatora gnd (melnais kabelis uz jst kontaktdakšas).
12. Pievienojiet "vidējo kabeli" no sprieguma dalītāja ar akumulatora vidējo kabeli starp sarkano un melno jst kontaktdakšas kabeli (balta krāsa).
13. Pievienojiet pozitīvo kabeli no sprieguma dalītāja akumulatora pozitīvajam spailim un arduino's Raw. Nepievienojiet to tieši Vcc, jo šī tapa ir īpaši paredzēta 5 V spriegumam. Neapstrādāta tapa izmanto jebkuru spriegumu virs 3.3 vai 5v līdz 12v un regulē to Pēc tam Vcc tapas kļūst par izejām ar 5V.

Gandrīz gatavs! Jūsu gatavajiem izstrādājumiem vajadzētu izskatīties kā iepriekš redzamajos attēlos. Pārbaudiet katru savienojumu, lai izvairītos no īssavienojumiem.

6. darbība: ieslēdziet savu projektu

• Jūsu arduino ar servo saņēma pēdējo soli, kad pievienojāt akumulatoru visai ķēdei. Tātad, jums vienkārši jāpievieno otrs arduino USB portam, un esat pabeidzis!
• Pārvietojiet potenciometru, un jums vajadzētu redzēt, kā pārvietojas arī servo. Manā gadījumā servo ir pievienots 1 ass kameras kardānam, kas ierobežoja leņķi, tāpēc man bija jāpielāgo parametri. Katrā ziņā jūs to atradīsit kodā.
• Lai redzētu spriegumus, kad esat pievienojis programmētāju datoram, atveriet arduino programmatūru un nospiediet "Ctrl+Shift+m". Tiks atvērts logs ar tekstu "Serial Monitor". Šī loga apakšā ir opcija, kas skan "(skaitlis) bauds". Noklikšķiniet uz tā un atlasiet “9600”. Aizveriet monitoru un atveriet to vēlreiz, nospiežot tos pašus taustiņus, un jums vajadzētu sākt redzēt daudz vērtību ienākšanu. Jūs nevarēsit redzēt, kādas ir šīs vērtības to ātruma dēļ, bet, ja atvienosit programmētājs viņi pārtrauks, un jūs varat tos izlasīt. Es cenšos iegūt kaut ko, ar ko tos automātiski grafiski attēlot, lai apskatītu spriegumus vai attēlotu tos ar gaismas diodēm, bet tas vēl ir procesā.
• Pat ja jūs, iespējams, skaidri neredzat vērtības, jo tās pāriet tik ātri, vienkārši ziniet, ka tas beidzot darbojas un ka jūs varat to mainīt atbilstoši savām vajadzībām!

7. darbība: demonstrācija

Šis ir video, kurā es to ieslēdzu un mazliet izmantoju, lai parādītu, kā tam vajadzētu darboties.

8. solis: vairāk ideju par šī projekta izmantošanu

Šeit ir dažas idejas, kuras varat veidot, izmantojot šo pamatu. Pastāsti man, vai tu taisi kādu no tām vai mēģini un nevari, lai varu palīdzēt!

• Tā vietā, lai nolasītu spriegumus, pārveidojiet kodu tā, lai tas nosūtītu atpakaļ temperatūru, spiedienu, augstumu utt. Es atklāju, ka šim nolūkam BMP180 mikroshēma ir diezgan noderīga.
• Izmēriet attālumus ar moduli HC-SR04 un nosūtiet tos atpakaļ pirmajam arduino. Izmantojiet servo, lai novirzītu sensoru uz jebkuru vietu.
• Pievienojiet citu servo kanālu, lai pārvietotu kameru uz augšu un uz sāniem; piemēram, uz rc automašīnas.
• Pievienojiet trīs citus servo kanālus (vai vairāk!) Un izveidojiet savu rc raidītāju un uztvērēju kvadracopterim, lidmašīnai, helikopteram, rc automašīnai utt.!
• Mainiet servo pret prožektoru un pievienojiet to savam dronam! Jūs varēsit arī kontrolēt gaismas intensitāti (iespējams, būs nepieciešami daži tranzistori un kods)
• Tā vietā, lai nolasītu spriegumus datorā, esiet radoši un pievienojiet LCD moduli, vai arī varat izveidot 6 vadu plati (divas zaļas, divas dzeltenas un divas sarkanas), kas izslēgs tos pa vienam, kad akumulators samazinās un sāks mirgot, kad akumulatora uzlādes līmenis nokrītas zem jūsu izvēlētā sprieguma. Es izveidoju šo mazo tāfelīti un soļa sākumā ievietoju attēlu.

Vienkārši, lai viss būtu skaidrs, ja plānojat īstenot kādu no šiem projektiem, paturiet prātā, ka jums būs jāmaina abi kodi un varbūt daži savienojumi. Lūdzu, mēģiniet atcerēties, lai neceptu savu dēli, darot kaut ko stulbu.

Ja jums ir vairāk ideju vai nepieciešama palīdzība kāda no šiem projektiem, lūdzu, ievietojiet jautājumu sadaļā!

9. darbība. Problēmu novēršana

Patiesību sakot, lielākā daļa problēmu, ar kurām esmu saskārusies līdz šim, bija saistītas ar skiču daļu, kuru jūs jau esat atrisinājis. Es centīšos jums pastāstīt pēc iespējas vairāk problēmu, lai jums palīdzētu.

Pirmkārt, ja jūs mēģināt augšupielādēt skici un nevarat to izdarīt, izmēģiniet šo:

Pārliecinieties, vai esat lejupielādējis nepieciešamās bibliotēkas (un pareizās!).

Pārliecinieties, vai esat izvēlējies pareizo tāfeli, procesoru un programmētāju.

Pārliecinieties, vai savienojums starp datoru un programmētāju un programmētāju un arduino ir labs.

Ja izmantojat pro mini, pēc ziņojuma "augšupielāde" parādīšanās mēģiniet pēc iespējas ātrāk nospiest atiestatīšanas pogu.

Par visām šīm lietām tiek runāts jūsu ARDUINO programmēšanas solī.

Otrkārt, pārbaudiet visus savienojumus starp visu:

Ja jūsu arduino neieslēdzas, tā acīmredzami ir sprieguma problēma. Pārbaudiet, vai kabeļi nav pareizi pievienoti un vai ir īssavienojums.

Ja tas tiek ieslēgts, bet nedarbojas, pārliecinieties, vai visi savienojumi ir tur, kur tiem vajadzētu būt, vai arduino, kas ieprogrammēts savienošanai ar servo un sprieguma dalītāju, patiešām ir pievienojis tos (citiem vārdiem sakot, pārliecinieties, ka neesat sajaucis), mēģiniet nospiest abu pogu atiestatīšanas pogu un redzēt, kas notiek. Ārkārtīgi retos gadījumos visa vaina var būt uz NRF24 moduli. Es atradu vienu no manējiem, kas darbojas tikai ar 5 voltiem, un otru, kas darbojas tikai ar 3.3 voltu. Pārbaudiet, vai tas kaut ko atrisina. Man arī gadījās, ka tikai viens arduino strādāja ar 3.3v radio, bet otrs tikai ar 5v. Pārsteidzoši, vai ne?

Treškārt, ja jūs varat pārvietot servo, bet spriegumi ir nepareizi, pārbaudiet, vai savienojumi ar sprieguma dalītāju ir tādi, kā parādīts 3. darbības diagrammā, un savienojums ar arduino. Ja, no otras puses, jūs saņemat spriegumu, bet nevarat pareizi pārvietot servo, pārbaudiet potenciometru un tā savienojumus, servo savienojumu ar digitālo tapu un Vcc un Gnd, un ja servo ir iestrēdzis, salauzts vai ieslēgts īssavienojums. Mēģiniet to mainīt ar citu servo. Pārliecinieties, vai digitālā tapa ir tāda pati kā kodā norādītā

Nu, tās ir gandrīz visas lietas, kas man varētu ienākt prātā par problēmām, ar kurām jūs varētu saskarties. Ceru, ka tie nekad nenotiks, un laimīgus projektus!

Paldies, ka izlasījāt manu pamācību! Lūdzu, kopīgojiet to un balsojiet par PIRMO REIZI AUTORU konkursu!