DIY Smart Follow Me Drone ar kameru (pamatojoties uz Arduino): 22 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:58

Droni mūsdienās ir ļoti populāras rotaļlietas un rīki. Tirgū varat atrast profesionālus un pat iesācējus dronus un lidojošus sīkrīkus. Man ir četri bezpilota lidaparāti (kvadrokopteri un hekskopteri), jo man patīk viss, kas lido, bet 200. lidojums nav tik interesants un sāk būt garlaicīgs, tāpēc nolēmu, ka būvēšu pats savu dronu ar dažām papildu iespējām. Man patīk programmēt Arduino un projektēt shēmas un sīkrīkus, tāpēc es sāku to veidot. Es izmantoju MultiWii lidojuma kontrolieri, kura pamatā ir ATMega328 mikroshēma, kas tiek izmantota arī Arduino UNO, tāpēc programmēšana bija diezgan vienkārša. Šo bezpilota lidaparātu var savienot ar Android viedtālruni, kas nosūta savus GPS datus uz bezpilota lidaparātu, kas tiek salīdzināts ar paša GPS signālu, pēc tam sāk sekot tālrunim, tādēļ, ja pārvietojos uz ielas, drons seko man. Protams, vēl ir daudz neveiksmju, jo es nevarēju izveidot profesionālu filmēšanas dronu, bet sekoju tālrunim, izveidoju video un arī ultraskaņas attāluma sensoru, lai izvairītos no šķēršļiem gaisā. Es domāju, ka tas ir diezgan daudz pašdarināta bezpilota lidaparāta funkciju. Pēc iespējas ātrāk es ielādēšu videoklipu par lidojumu, taču ar vienmēr kustīgu dronu ir grūti izveidot labas kvalitātes ierakstus.

1. darbība: galvenās īpašības

Drons ir gandrīz pilnībā automātiski, jums tas nav jākontrolē, jo seko jūsu tālrunim, kas parasti atrodas jūsu velosipēdā, Ultraskaņas sensors palīdz apiet kokus, ēkas un citus šķēršļus, un GPS sniedz ļoti precīzus atrašanās vietas datus, bet redzēsim, kas mums kopumā ir:

• 1000mAh akumulators, pietiek 16-18 minūšu nepārtrauktai lidošanai
• ultraskaņas sensors, lai izvairītos no šķēršļiem gaisā
• Bluetooth modulis datu saņemšanai no tālruņa
• Arduino bāzes mikrokontrolleris
• iebūvēts žiroskops
• maksimālais regulējamais augstums (5 metri)
• kad akumulators ir zems, tas automātiski nokrīt uz tālruņa (cerams, ka tas ir jūsu rokās)
• tā celtniecība maksā apmēram 100 USD
• var ieprogrammēt jebko
• ar GPS palīdzību dronu var nosūtīt uz jebkurām koordinātām
• kvadracoptera projektēšana
• aprīkots ar 2MP 720p HQ videokameru
• sver 109 gramus (3,84 unces)

Tātad tas ir viss, ko var izdarīt pirmā versija, protams, es vēlos to attīstīt. Vasaras laikā es vēlos uzlauzt savu lielāko dronu, izmantojot šo programmatūru.

2. darbība: lidojuma pārbaudes video

Es palūdzu diviem maniem labiem draugiem, kamēr es biju zem drona, staigāt bezpilota lidaparāta priekšā, lai to glābtu, ja nokristu. Bet tests izdevās, un, kā redzat, drons joprojām nav ļoti stabils, bet strādāja. Kreisais puisis dzeltenā T-kreklā turēja tālruni, kas pārraidīja GPS datus. Video kvalitāte ar šo kameru nav tā labākā, bet es neatradu mazas 1080p kameras.

3. darbība: detaļu un rīku savākšana

Šim projektam jums ir vajadzīgas dažas jaunas un neparastas detaļas. Es projektēju no zema patēriņa un pārstrādātām detaļām, lai samazinātu izmaksas, un man izdevās iegūt ļoti labus materiālus rāmim. Bet redzēsim, kas mums vajadzīgs! Es nopirku lidojuma kontroliera Crius zīmolu no Amazon.com un strādāju

Rīki:

• Lodāmurs
• Līmes pistole
• Kuteris
• Stiepļu griezējs
• Rotācijas rīks
• Super līme
• Ductape
• Gumijas aproce

Daļas:

• MultiWii 32kB lidojuma kontrolieris
• Sērijas GPS modulis
• Sērijas uz I2C pārveidotājs
• Bluetooth modulis
• Ultraskaņas sensors
• Salmiņi
• Plastmasas gabals
• Pārnesums
• Motori
• Dzenskrūves
• Skrūves
• L293D motora draiveris (tā bija slikta izvēle, es labošu otrajā versijā)
• 1000mAh litija jonu akumulators

4. solis: salieciet dzenskrūves

Es nopirku šos dzenskrūves ar motoriem no Amazon.com par 18 dolāriem, tās ir rezerves daļas Syma S5X dronam, taču tās šķita noderīgas, tāpēc es tās pasūtīju un strādāja labi. Jums vienkārši jāievieto motors caurumā un jāpiestiprina balsti pie pārnesuma.

5. solis: ķēžu ķēde

Strādājot, vienmēr skatieties uz shēmu un esiet piesardzīgs ar savienojumiem.

6. solis: Motoru lodēšana vadītājam

Tagad jums ir jālodē visi kabeļi no motoriem līdz L293D motora draivera IC. Paskatieties uz attēliem, viņi saka daudz vairāk, jums ir jāpievieno melnie un zilie vadi GND un pozitīvie vadi pie izejām 1-4, tāpat kā man. L293D var vadīt šos motorus, bet es iesaku izmantot dažus jaudas tranzistorus, jo šī mikroshēma nevar apstrādāt visus četrus motorus ar lielu jaudu (vairāk nekā 2 ampēri). Pēc 15 cm salmiņu griešanas tie noturēs motorus vietā. Es izmantoju īpaši spēcīgus salmiņus, ko ieguvu no vietējās maiznīcas un kafejnīcas. Viegli novietojiet šos salmiņus uz motora pārnesumiem.

7. solis: rāmja montāža

Lūdzu, pievērsiet uzmanību otrajam attēlam, kas parāda, kā aprīkot propellerus. Izmantojiet karstu līmi un superlīmi, kas piemērota visiem četriem dzenskrūvēm, pēc tam pārbaudiet savienojumus. Ir ļoti svarīgi, lai propelleri atrastos vienādā attālumā viens no otra.

8. darbība: pievienojiet vadus L293D

Paņemiet četrus sieviešu-sieviešu džemperu vadus un pārgrieziet uz pusēm. Pēc tam pielodējiet tos atlikušajās IC tapās. Tas palīdzēs savienot tapas ar Arduino I/O tapām. Tagad ir pienācis laiks izveidot ķēdi.

9. solis: ķēde

Visi moduļi ir iekļauti lidojuma kontrollera komplektā, kuru es sapratu, tāpēc jums tie vienkārši jāsavieno kopā. Bluetooth iet uz seriālo portu, GPS vispirms I2C pārveidotājā, pēc tam I2C portā. Tagad jūs to varat aprīkot savā dronā.

10. solis: ķēdes uzlikšana uz rāmja

Izmantojiet abpusēju lenti un vispirms pievienojiet GPS. Šī sūkļa lente notur visu savā vietā, tāpēc pielīmējiet katru moduli pa vienam uz plastmasas gabala. Ja esat pabeidzis, varat savienot motora vadītāja tapas ar MultiWii.

11. darbība. Divu ķēžu savienošana

Ievades tapas iet uz D3, D9, D10, D11, pārējām jābūt savienotām ar VCC+ un GND tapām. Schemantic tiks augšupielādēts rīt.

12. darbība: akumulators …

Es izmantoju dažas gumijas lentes, lai piestiprinātu akumulatoru drona apakšai, un turās diezgan spēcīgi. Es pievienojos elektrotīklam un strādāju tieši tā, kā biju iedomājusies.

13. solis: Ultraskaņas sensors

Sonāra sensors ir piestiprināts pie drona ar gumijas joslu un savienots ar MultiWii kontroliera D7 un D6 tapām.

14. solis: kā to ieprogrammēt?

Lai programmētu mikroshēmu, jums jāizmanto sērijas FTDI modulis. Komplektā ietilpst arī programmētāja modulis.

15. solis: Kā darbojas GPS?

Globālā pozicionēšanas sistēma (GPS) ir kosmosa navigācijas sistēma, kas sniedz informāciju par atrašanās vietu un laiku visos laika apstākļos, jebkurā vietā uz Zemes vai tās tuvumā, kur ir netraucēta redzamība līdz četriem vai vairākiem GPS pavadoņiem. Sistēma nodrošina kritiskas iespējas militāriem, civiliem un komerciāliem lietotājiem visā pasaulē. ASV valdība izveidoja sistēmu, uztur to un padara to brīvi pieejamu ikvienam, kam ir GPS uztvērējs. GPS moduļi parasti izvieto virkni standarta informācijas virkņu saskaņā ar tā saukto Nacionālās jūras elektronikas asociācijas (NMEA) protokolu. Plašāku informāciju par NMEA standarta datu virknēm var atrast šajā vietnē.

Lai iegūtu vairāk informācijas par programmēšanu, izlasiet šo:

16. darbība: programmatūra

Es nezinu, vai programmatūra jau ir augšupielādēta mikroshēmā vai nē, bet šeit es paskaidrošu, kā rīkoties. Vispirms lejupielādējiet oficiālo MultiWii bibliotēku savā datorā. Izspiediet.zip failu un pēc tam atveriet MultiWii.ino failu. Izvēlieties "Arduino/Genuino UNO" un augšupielādējiet to savā dēlī. Tagad jūsu mikrokontrolleram ir visas iepriekš instalētās funkcijas. Žiroskops, gaismas, Bluetooth un pat mazais LCD (kas netiek izmantots šajā projektā) strādā ar augšupielādēto kodu. Bet šo kodu var izmantot tikai, lai pārbaudītu, vai moduļi darbojas perfekti. Mēģiniet noliekt dronu, un jūs redzēsiet, ka žirosena dēļ dzinēji griežas. Mums ir jāmaina kontroliera kods, lai sekotu tālrunim.

Pēc tam jūs varat izveidot savu uzlauzto bezpilota lidaparātu, ja varat ieprogrammēt Arduino vai izpildīt manus norādījumus un padarīt to par "sekojiet man" bezpilota lidaparātu.

Programmatūras GitHub saite:

Lūdzu, apmeklējiet oficiālo vietni, lai iegūtu sīkāku informāciju par programmatūru:

17. darbība: koda modificēšana

Man bija jāmaina sensoru kods un kontroliera kods, kas deva norādījumus ATMega328, bet tagad Bluetooth modulis dod trīs GPS koordinātas un atkarībā no tām drons pārvietojas, tādēļ, ja mana tālruņa x un y koordinātas ir 46^44'31 " un 65^24 "13 'un drona koordinātas ir 46^14'14" un 65^24 "0', tad drons virzīsies vienā virzienā, līdz sasniegs tālruni.

18. darbība. Tālruņa lietotne

Es izmantoju lietotni SensoDuino, kuru no jūsu viedtālruņa var lejupielādēt šeit: https://play.google.com/store/apps/details?id=com…. Izveidojiet savienojumu ar dronu, izmantojot Bluetooth, un ieslēdziet GPS TX un datu reģistrēšanu. Tagad tālruņa lietotne ir gatava.

19. darbība: kamera

Es nopirku ļoti lētu ķīniešu 720p atslēgu piekariņu kameru, un man bija lieliska kvalitāte. Es biju piemērots drona apakšai ar divpusēju līmlenti. Šī kamera tika izmantota daudzos manos projektos, un vienmēr ir labi to izmantot, tā sver 15 gramus un var izveidot ļoti labu video.

20. darbība: pārbaude…

Dronis joprojām ir nepārvarams, jo tas nav profesionāls projekts, bet darbojas labi. Esmu ļoti apmierināts ar rezultātiem. Savienojuma attālums bija aptuveni 8 metri, kas ir vairāk nekā pietiekami tādam dronam kā šis. Video būs drīzumā, un es ceru, ka jums patiks. Tas nav sacīkšu drons, taču tas ir arī diezgan ātrs.

21. solis: nākotnes plāni

Man ir arī lielāks drons, un, ja es varu labot koda kļūdas, es vēlos to izmantot ar šo, izmantojot WiFi savienojumu ar ESP8266 moduli. Tam ir lielāki rotori un tas var pacelt pat GoPro, nevis tāpat kā pirmā versija. Šis drons varētu būt noderīgs instruments, braucot ar velosipēdu, braucot, slēpojot, peldoties vai sportojot, viņš vienmēr seko jums.

22. darbība. Paldies, ka skatījāties

Es ļoti ceru, ka jums patika mans Instuctable, un, ja jā, lūdzu, lūdzu, laipni nobalsojiet konkursā Make It Fly. Ja jums ir jautājumi, jautājiet. Neaizmirstiet dalīties un dot sirdi, ja uzskatāt, ka tas ir pelnījis. Paldies vēlreiz, ka skatījāties!

Sveiks, Imetomi

Otrā vieta ārējā konkursā 2016

Otrā balva automatizācijas konkursā 2016

Otrā balva konkursā Make It Fly 2016