როგორ ავაშენოთ Rc Drone და გადამცემი Arduino– ს გამოყენებით: 11 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:18

უპილოტო თვითმფრინავის დამზადება ამ დღეებში მარტივი ამოცანაა, მაგრამ ეს დაგიჯდებათ. ასე რომ, მე გეტყვით, თუ როგორ უნდა ავაშენოთ დრონი არდუინოს გამოყენებით დაბალი ღირებულებით. ასევე მე გეტყვით, თუ როგორ უნდა ავაშენოთ თვითმფრინავის გადამცემი ასევე. ეს თვითმფრინავი არის სრულად ხელნაკეთი. თქვენ არ გჭირდებათ ფრენის კონტროლერის დაფების ან გადამცემების ყიდვა.

მარაგები

ჩვენ გვჭირდება ეს ნივთები დრონის გასაკეთებლად,

• დრონისთვის-

  1. ჩარჩო - ოთხკუთხედის "ხერხემალი". ჩარჩო არის ის, რაც ინახავს ვერტმფრენის ყველა ნაწილს ერთად. ის უნდა იყოს მტკიცე, მაგრამ მეორეს მხრივ, ის ასევე უნდა იყოს მსუბუქი, რათა ძრავები და ბატარეები არ იბრძოლონ მისი ჰაერში შენარჩუნებისთვის.
  2. ძრავები - ის ბიძგი, რომელიც Quadcopter– ს საშუალებას აძლევს მიიღოს საჰაერო ხომალდი, უზრუნველყოფილია Brushless DC ძრავით და თითოეული მათგანი ცალკე კონტროლდება ელექტრონული სიჩქარის კონტროლერის ან ESC– ს მიერ.
  3. ESCs - სიჩქარის ელექტრონული კონტროლერი ჰგავს ნერვს, რომელიც აწვდის მოძრაობის ინფორმაციას ტვინიდან (ფრენის კონტროლერი) მკლავის ან ფეხის კუნთებზე (ძრავები). ის არეგულირებს ძრავების სიმძლავრეს, რაც განსაზღვრავს კვადრატის სიჩქარეს და მიმართულებას.
  4. პროპელერები-ოთხკუთხედის ტიპზეა დამოკიდებული, შეგიძლიათ გამოიყენოთ 9-დან 10-მდე ან 11-ინჩიანი საყრდენი (სტაბილური, საჰაერო ფოტოგრაფიის ფრენებისთვის), ან 5-ინჩიანი სარბოლო საყრდენი ნაკადის ნაკადის, მაგრამ მეტი სიჩქარისთვის.
  5. ბატარეა - თქვენი დაყენებული მაქსიმალური ძაბვის დონიდან გამომდინარე, შეგიძლიათ აირჩიოთ 2S, 3S, 4S, ან თუნდაც 5S ბატარეებიდან. მაგრამ, სტანდარტი კვადრატისთვის, რომელიც დაგეგმილია საჰაერო გადაღებისთვის (მხოლოდ მაგალითი), დაგჭირდებათ 11.4 V 3S ბატარეა. 22.8 V 4S– ით შეგიძლიათ წასვლა, თუ სარბოლო ოთხეულს აშენებთ და გსურთ, რომ ძრავები უფრო სწრაფად დატრიალდეს.
  6. არდუინოს დაფა (ნანო)
  7. IMU (MPU 6050) - დაფა, რომელიც ძირითადად (თქვენი არჩევანის მიხედვით) არის სხვადასხვა სენსორების ჯამი, რომელიც ეხმარება თქვენს ოთხკუთხედს იცოდეს სად არის და როგორ გაათანაბროს თავი.

• გადამცემისათვის-

  1. NRF24L01 გადამცემი მოდული
  2. NRF24L01 + PA + LNA
  3. პოტენომეტრი
  4. სერვო მოტორი
  5. გადამრთველის გადართვა
  6. ჯოისტიკი
  7. Arduino Pro Mini

ნაბიჯი 1: სქემატიკა

ეს არის თქვენი ოპერაციის მთავარი გეგმა.

როგორ დააკავშიროთ ESC– ები:

• სიგნალის პინი ESC 1 - D3
• სიგნალის პინი ESC 3 - D9
• სიგნალის პინი ESC 2 - D10
• სიგნალის პინი ESC 4 - D11

როგორ დააკავშიროთ Bluetooth მოდული:

• Tx - Rx
• Rx - Tx

როგორ დააკავშიროთ MPU-6050:

• SDA - A4
• SCL - A5

როგორ დააკავშიროთ LED ინდიკატორი:

LED ანოდი ფეხი - D8

როგორ დააკავშიროთ მიმღები:

• სარქველი - 2 ელერონი - D4
• აილერონსი - D5
• საჭე - D6
• AUX 1-D7 თქვენ გჭირდებათ MPU-6050, Bluetooth მოდული, მიმღები და ESC, დასაბუთებული. და, ამის გაკეთება, თქვენ უნდა დააკავშიროთ ყველა GND ქინძისთავები Arduino GND პინთან.

ნაბიჯი 2: შეაჯამეთ ყველაფერი ერთად

• პირველი რაც თქვენ უნდა გააკეთოთ არის აიღოთ ქალი სათაურები და შეაერთოთ ისინი პროტოტიპის დაფაზე. აქ განთავსდება თქვენი Arduino დაფა.
• გათიშეთ ისინი პირდაპირ ცენტრში ისე, რომ ადგილი დარჩეს დანარჩენი სათაურებისთვის MPU, Bluetooth მოდულის, მიმღებისა და ESC– ებისთვის და დატოვეთ ადგილი დამატებითი სენსორებისთვის, რომელთა დამატებაც მომავალში შეგიძლიათ გადაწყვიტოთ.

• შემდეგი ნაბიჯი არის მიმღების და ESC მამაკაცების სათაურების შედუღება არდუინოს ქალი სათაურებიდან. რამდენი მამრობითი ESC სათაურის რიგი გექნებათ, ეს დამოკიდებულია იმაზე, თუ რამდენი ძრავა ექნება თქვენს თვითმფრინავს. ჩვენს შემთხვევაში, ჩვენ ვაშენებთ ოთხკუთხედს, რაც იმას ნიშნავს, რომ იქნება 4 როტორი და თითოეულისთვის ESC. ეს ნიშნავს 4 სტრიქონს, თითოეულს აქვს 3 მამრობითი სათაური. პირველი სათაური პირველ რიგში, გამოყენებული იქნება სიგნალის PID– ისთვის, მეორე 5V– სთვის (თუმცა, ეს დამოკიდებულია თქვენს ESC– ებზე 5V პინით თუ არა, თუ არა, თქვენ დატოვეთ ეს სათაურები ცარიელი), ხოლო მესამე სათაური იქნება GND- ისთვის.

  როდესაც ESC– ების შედუღების ნაწილი დამთავრდება, შეგიძლიათ გადახვიდეთ მიმღების სათაურებზე. უმეტეს შემთხვევაში, ოთხკუთხედს აქვს 4 არხი. ესენია Throttle, Pitch, Yaw და Roll. დარჩენილი თავისუფალი არხი (მეხუთე), გამოიყენება ფრენის რეჟიმის ცვლილებებისთვის (დამხმარე არხი). ეს ნიშნავს, რომ თქვენ დაგჭირდებათ მამაკაცის სათაურების ჩასმა 5 რიგში. და თითოეულ მათგანს ექნება ერთი სათაური, ხოლო მხოლოდ ერთ სტრიქონს სჭირდება ზედიზედ 3 სათაური.

• ყველა საფუძველი დაკავშირებული იყო არდუინოს მოედნებთან. ეს მოიცავს ESC– ს ყველა საფუძველს, მიმღების მიწას (Throttle სიგნალის სათაური მთლიანად მარჯვნივ) და Bluetooth მოდული და MPU საფუძველი.
• შემდეგ, თქვენ უნდა დაიცვას სქემები და კავშირები, რომლებიც ზემოთ განვმარტეთ. მაგალითად, MPU (SDA - A4 და SCL - A5) და Bluetooth– ისთვის (Arduino– სთვის TX - TX და RX - RX). ამის შემდეგ, უბრალოდ მიჰყევით კავშირებს, როგორც ჩვენ დავწერეთ: ESC1, ESC2… to D3, D10… Arduino– ს სიგნალის ქინძისთავები. შემდეგ მიმღების სიგნალი აფიქსირებს Pitch - D2, Roll - D4… და ასე შემდეგ. გარდა ამისა, თქვენ უნდა დააკავშიროთ LED- ის გრძელი ბილიკი (დადებითი ტერმინალი) Arduino D8 პინთან, ასევე დაამატოთ 330 ოჰმიანი რეზისტორი არდუინოს გრუნტსა და LED მოკლე ტყვიას შორის (უარყოფითი ტერმინალი). ბოლო რაც უნდა გააკეთოთ არის 5V დენის წყაროს კავშირის უზრუნველყოფა. და, ამისთვის, თქვენ გჭირდებათ პარალელურად დააკავშიროთ შავი მავთული (ბატარეის საფუძველი) თქვენი ყველა კომპონენტის მიწასთან, ხოლო წითელი მავთული არდუინოს, MPU და Bluetooth მოდულს, 5V ქინძისთავებს. ახლა, MPU 6050 უნდა გადანაწილდეს მამაკაცის სათაურებზე, რომელთა გამოყენებასაც აპირებთ. ამის შემდეგ დააბრუნეთ დაფა 180 გრადუსით და დაუკავშირეთ ყველა თქვენი კომპონენტი პროტოტიპის დაფის შესაბამის სათაურებს.
• ჩართეთ იგი და თქვენი Arduino მზად არის კომპიუტერის საშუალებით კოდების დასამატებლად!

ნაბიჯი 3: როგორ დაპროგრამდეს თქვენი ARDUINO ფრენის კონტროლერი

1. პირველ რიგში, თქვენ უნდა გადმოწეროთ MultiWii 2.4. შემდეგ ამოიღეთ იგი.
2. შეიყვანეთ MultiWii საქაღალდე და მოძებნეთ MultiWii ხატი და გაუშვით
3. გამოიყენეთ Arduino IDE, რომ იპოვოთ "Arduino ფაილი" ან Multiwii ფაილი ".ino" - ით. ნებისმიერი "CPP ფაილი" ან "H ფაილი" არის დამხმარე ფაილები ჩვენი Multiwii კოდისთვის, ასე რომ არ გახსნათ ისინი. უბრალოდ გამოიყენეთ Multiwii.ino ფაილი.
4. როდესაც გახსნით ფაილს, ნახავთ ბევრ ჩანართს Alarms.cpp, Alarms.h, EEPROM.cpp, EEPROM.h და მრავალი სხვა. იპოვნეთ "config.h"
5. გადაახვიეთ ქვემოთ, სანამ არ იპოვით "მულტიპლიკატორის ტიპს" და შემდეგ "//"-ის წაშლით თქვენ აღნიშნავთ როგორც განსაზღვრულია და მუშაობს. Quad X იმიტომ, რომ ჩვენ ვვარაუდობთ, რომ თქვენ იყენებთ "X" როტორის კონფიგურაციას თქვენს ოთხკუთხედზე.
6. ახლა გადაახვიეთ ქვემოთ და მოძებნეთ "კომბინირებული IMU დაფები" და გააქტიურეთ Gyro+Acc დაფის ტიპი, რომელსაც იყენებთ. ჩვენს შემთხვევაში, ჩვენ გამოვიყენეთ GY-521, ასე რომ ჩვენ გავააქტიურეთ ეს ვარიანტი.
7. თუ გადაწყვეტთ სხვა სენსორების დამატებას, როგორიცაა ბარომეტრი ან ულტრაბგერითი სენსორი, ყველაფერი რაც თქვენ გჭირდებათ არის გაააქტიუროთ ისინი აქ და ისინი გააქტიურდებიან.
8. შემდეგი არის "Buzzer pin", იქ თქვენ უნდა გაააქტიუროთ Flight მაჩვენებელი პარამეტრები (პირველი 3)
9. გათიშეთ Arduino დაფა ფრენის კონტროლერისგან და შემდეგ დაუკავშირეთ იგი თქვენს კომპიუტერს USB- ის გამოყენებით. მას შემდეგ რაც გამოხვალთ FC– დან და დაუკავშირდებით თქვენს კომპიუტერს, თქვენ ნახავთ TOOLS– ს და შეარჩიეთ თქვენი Arduino დაფის ტიპი (ჩვენს შემთხვევაში Arduino Nano).
10. ახლა იპოვეთ "სერიული პორტი" და გააქტიურეთ COM პორტი, რომელთანაც დაკავშირებულია Arduino Nano (ჩვენი საქმე, COM3). დაბოლოს, დააწკაპუნეთ ისარზე და ატვირთეთ კოდი და დაელოდეთ კოდის გადაცემას.
11. ატვირთვის დასრულებისთანავე გათიშეთ Arduino USB– დან, ჩადეთ იგი თავის ადგილას FC დაფაზე და შეაერთეთ 5 ვ ბატარეა ისე, რომ მთელი FC იკვებება და შემდეგ დაელოდეთ სანამ არდუინოს შუქნიშანი წითელია. ეს ნიშნავს, რომ დასრულდა ჩატვირთვა და შეგიძლიათ კვლავ დაუკავშიროთ იგი თქვენს კომპიუტერს. ახლა იპოვეთ Multiwii 2.4 საქაღალდე, შემდეგ MultiwiiConfig და იპოვეთ საქაღალდე, რომელიც თავსებადია თქვენს OS- თან. ჩვენს შემთხვევაში, ეს არის "application.windows64".
12. ახლა დაიწყეთ MultiwiiConf პროგრამა და ეს არის ის! თქვენ დაუყოვნებლივ შეამჩნევთ, თუ როგორ გადაადგილდება FC, ეკრანზე აქსელერომეტრისა და გიროსკოპის მონაცემების მნიშვნელობები. თქვენი FC ორიენტაცია ნაჩვენებია ბოლოში. ამ ინტერფეისში შეგიძლიათ შეცვალოთ PID მნიშვნელობები და დაარეგულიროთ თქვენი კვადრატი შეესაბამება თქვენს პირად პრეფერენციებს. ასევე, თქვენ შეგიძლიათ ფრენის რეჟიმები მიანიჭოთ დამხმარე გადართვის ზოგიერთ პოზიციას ამ ინტერფეისში. ყველაფერი რაც თქვენ უნდა გააკეთოთ არის იპოვოთ ადგილი თქვენი Arduino FC– ის ჩარჩოზე და ის მზად არის ცაში დარტყმისთვის.

ნაბიჯი 4: ჩარჩო

ახლა თქვენ უნდა გააკეთოთ, რომ დააყენოთ ყველა ნაწილი ჩარჩოზე. შეგიძლიათ შეიძინოთ ჩარჩო ან გააკეთოთ ის სახლში

ნაბიჯი 5: ძრავებისა და სიჩქარის კონტროლერების შეკრება

• პირველი რაც თქვენ უნდა გააკეთოთ არის საბურღი ხვრელები ჩარჩოში ძრავებისთვის, ძრავების ხრახნებს შორის მანძილის მიხედვით. კარგი იქნება კიდევ ერთი ხვრელის გაკეთება, რომელიც ძრავის სამაგრსა და ლილვს თავისუფლად გადაადგილების საშუალებას მისცემს.
• მიზანშეწონილია სიჩქარის კონტროლერების დაკავშირება ჩარჩოს ქვედა მხარეს რამდენიმე მიზეზის გამო, რაც მოიცავს დრონის ფუნქციონირებას. ეს მიზეზები, სხვათა შორის, მოიცავს იმას, რომ ის "გადმოტვირთავს" თვითმფრინავის ზედა მხარეს, სადაც სხვა კომპონენტები უნდა დაემატოს.

ნაბიჯი 6: ფრენის კონტროლერის და ბატარეის დამატება

• ახლა შეიკრიბეთ ჩვენი სახლის ფრენის კონტროლერი (არდუინოს მიმღები) დრონის ჩარჩოს ცენტრში.
• რეკომენდებულია პატარა ნაჭერი ღრუბელი ფრენის კონტროლერის ქვედა მხარეს, რადგან ის შთანთქავს და ამცირებს ძრავების ვიბრაციებს. ამრიგად, თქვენი დრონი უფრო სტაბილური იქნება ფრენისას და სტაბილურობა უმთავრესია თვითმფრინავის საფრენად.
• ახლა დაამატეთ ლიპო ბატარეა ჩარჩოს ბოლოში და დარწმუნდით, რომ დრონი დაბალანსებულია ცენტრში.
• ახლა თქვენი თვითმფრინავი მზად არის ასაფრენად

ნაბიჯი 7: გადამცემის დამზადება

• ამ კონტროლერის რადიოკავშირი ემყარება გადამცემი NRF24L01 მოდულს, რომელიც გაძლიერებულ ანტენაზე გამოყენების შემთხვევაში შეიძლება ჰქონდეს ღია სივრცეში 700 მეტრამდე სტაბილური დიაპაზონი. მას აქვს 14 არხი, რომელთაგან 6 არის ანალოგური და 8 ციფრული.
• მას აქვს ორი ჯოისტიკი, ორი პოტენომეტრი, ორი გადამრთველი, ექვსი ღილაკი და დამატებით შიდა საზომი ერთეული, რომელიც შედგება ამაჩქარებლისა და გიროსკოპისგან, რომელიც ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას საგნების გასაკონტროლებლად მხოლოდ კონტროლერის მოძრაობით ან დახრით.

ნაბიჯი 8: სქემის დიაგრამა

• ამ RC კონტროლერის ტვინი არის Arduino Pro Mini, რომელიც იკვებება 2 LiPo ბატარეის გამოყენებით, რომელიც აწარმოებს დაახლოებით 7.4 ვოლტს. ჩვენ შეგვიძლია მათი პირდაპირ დაკავშირება Pro Mini- ს RAW პინთან, რომელსაც აქვს ძაბვის რეგულატორი, რომელმაც შეამცირა ძაბვა 5 ვ -მდე. გაითვალისწინეთ, რომ არსებობს Arduino Pro Mini– ს ორი ვერსია, როგორიც მე მაქვს, რომელიც მუშაობს 5V– ზე და მეორე მუშაობს 3.3V– ზე.
• მეორეს მხრივ, NRF24L01 მოდულს მკაცრად სჭირდება 3.3V და რეკომენდირებულია გამოყოფილი წყაროდან. ამიტომ ჩვენ უნდა გამოვიყენოთ 3.3V ძაბვის რეგულატორი, რომელიც დაკავშირებულია ბატარეებთან და გადავიყვანოთ 7.4V 3.3V- ზე. ასევე ჩვენ უნდა გამოვიყენოთ გამშლელი კონდენსატორი მოდულის გვერდით, რათა შევინარჩუნოთ ძაბვა უფრო სტაბილური, შესაბამისად რადიოკავშირიც უფრო სტაბილური იქნება. NRF24L01 მოდული Arduino– სთან კომუნიკაციას ახდენს SPI პროტოკოლის გამოყენებით, ხოლო MPU6050 ამაჩქარებელი და გირო მოდული იყენებს I2C პროტოკოლს.
• თქვენ უნდა შეაერთოთ ყველა ნაწილი დიაგრამის მიხედვით. თქვენ შეგიძლიათ შეიმუშაოთ და დაბეჭდოთ წრე, რაც გაადვილებს.

ნაბიჯი 9: გადამცემის კოდირება

• Pro Mini დაფის დასაპროგრამებლად ჩვენ გვჭირდება USB სერიული UART ინტერფეისი, რომელიც შეიძლება მიმაგრდეს პროგრამირების სათაურზე, რომელიც მდებარეობს ჩვენი კონტროლერის ზედა ნაწილში.
• შემდეგ Arduino IDE ინსტრუმენტების მენიუში ჩვენ უნდა შევარჩიოთ Arduino Pro ან Pro Mini დაფა, შეარჩიოთ პროცესორის შესაბამისი ვერსია, შეარჩიოთ პორტი და შევარჩიოთ პროგრამირების მეთოდი "USBasp".
• აქ არის სრული Arduino კოდი ამ წვრილმანი Arduino RC გადამცემისათვის
• ატვირთეთ arduino pro mini- ში.

ნაბიჯი 10: მიმღების კოდირება

• აქ არის მიმღების მარტივი კოდი, სადაც ჩვენ მივიღებთ მონაცემებს და უბრალოდ დავბეჭდავთ მას სერიულ მონიტორზე, რათა ვიცოდეთ რომ კომუნიკაცია სწორად მუშაობს. ჩვენ კვლავ უნდა შევიტანოთ RF24 ბიბლიოთეკა და განვსაზღვროთ ობიექტები და სტრუქტურა ისე, როგორც გადამცემის კოდში. კონფიგურაციის განყოფილებაში რადიოკავშირის განსაზღვრისას ჩვენ უნდა გამოვიყენოთ იგივე პარამეტრები, რაც გადამცემი და მოდულის მიმღებად დაყენება radio.startListening () ფუნქციის გამოყენებით.
• ატვირთეთ იგი მიმღებზე

ნაბიჯი 11: თვითმფრინავის აფრენა

• პირველ რიგში, განათავსეთ თქვენი დრონი ადგილზე და მოამზადეთ იგი ოპერაციისთვის. აიღეთ თქვენი ფრენის კონტროლერი და შემდეგ დაიწყეთ პირველი ფრენა ფრთხილად და უსაფრთხოდ.
• თუმცა, რეკომენდირებულია დრონის ნელა ჩაშვება. უფრო მეტიც, პირველად, დარწმუნდით, რომ გააფრინეთ იგი დაბალ სიმაღლეზე.
• ვიმედოვნებ, რომ ეს სტატია დაგეხმარებათ თქვენი ხელნაკეთი თვითმფრინავის აშენებაში.
• არ დაგავიწყდეთ მოიწონოთ და დატოვეთ კომენტარი.