გააკეთეთ და იფრინეთ იაფი სმარტფონის კონტროლირებადი თვითმფრინავი: 8 ნაბიჯი

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

ოდესმე გიოცნებიათ <15 $ DIY დისტანციური მართვის პარკის ფლაერის თვითმფრინავის მშენებლობაზე, რომელიც აკონტროლებს თქვენს მობილურ ტელეფონს (Android აპლიკაცია WiFi– ით) და მოგცემთ ადრენალინის ყოველდღიური დოზის 15 წუთის განმავლობაში (ფრენის დრო დაახლოებით 15 წუთის განმავლობაში)? ვიდრე ეს ინსტრუქციაა თქვენთვის.. ეს თვითმფრინავი ძალიან სტაბილური და ნელია, ამიტომ ბავშვებისთვისაც კი ადვილია მისი ფრენა.

ვსაუბრობ თვითმფრინავის დიაპაზონზე … მე მაქვს 70 მეტრიანი LOS დიაპაზონი ჩემი Moto G5S მობილურით, რომელიც მოქმედებს როგორც WiFi ცხელი წერტილი და დისტანციური კონტროლერი. შემდგომი რეალურ დროში RSSI ნაჩვენებია Android აპლიკაციაში და თუ თვითმფრინავი აპირებს დიაპაზონის გარეთ გასვლას (RSSI დაეცემა -85 დბმ -ზე ქვემოთ) მობილური ტელეფონი ვიბრაციას იწყებს. თუ თვითმფრინავი გადის Wi-Fi წვდომის წერტილიდან, მაშინ ძრავა ჩერდება, რათა უზრუნველყოს უსაფრთხო დაშვება. ასევე ბატარეის ძაბვა ნაჩვენებია Android აპლიკაციაში და თუ ბატარეის ძაბვა დაეცემა 3.7 ვ -ზე დაბლა, მობილური ტელეფონი იწყებს ვიბრაციას, რათა უზრუნველყოს პილოტთან კავშირი თვითმფრინავზე, სანამ ბატარეა სრულად დაიწურება. თვითმფრინავი სრულად აკონტროლებს ჟესტიკულაციას, თუ მობილურს მარცხნივ იხრით, ვიდრე თვითმფრინავს მარცხნივ და პირიქით მარჯვნივ. ასე რომ, აქ მე გაგიზიარებთ ნაბიჯ ნაბიჯ ინსტრუქციას ჩემი ESP8266 დაფუძნებული WiFi კონტროლირებადი პატარა თვითმფრინავის შესახებ. ამ თვითმფრინავის მშენებლობის დრო დაახლოებით 5-6 საათია და მოითხოვს შედუღების ძირითად უნარებს, ESP8266– ის მცირე პროგრამირების ცოდნას Arduino IDE– ს გამოყენებით და ჭიქა ცხელი ყავის ან გაცივებული ლუდის დალევა იქნება კარგი:).

ნაბიჯი 1: ნაბიჯი 1: კომპონენტები და ინსტრუმენტების სია

ელექტრონიკის ნაწილები: თუ ელექტრონიკის მოყვარული ხართ, თქვენს ინვენტარში ნახავთ ქვემოთ ჩამოთვლილ ბევრ ნაწილს

• 2 არა Coreless DC ძრავა cw და ccw პროპ 5 $
• 1 არა ESP-12 ან ESP-07 მოდული 2 $
• 1 არა 3.7V 180mAH 20C LiPo ბატარეა -> 5 $
• 2 არა SI2302DS A2SHB SOT23 MOSFET 0.05 $
• 5 არა 3.3kOhms 1/10 watt smd ან 1/4 watt მეშვეობით ხვრელი resistors 0.05 $ (3.3K to 10K ნებისმიერი resistor იმუშავებს)
• 1 არა 1N4007 smd ან ხვრელი დიოდი 0.02 $
• 1 არა TP4056 1S 1A Lipo დამტენი მოდული 0.06 $
• 2 მამრობითი და 1 ქალი მინი JST კონექტორი 0.05 $

საერთო ღირებულება ------ 13 $ დაახლ

სხვა ნაწილები:

• 2-3 არა მწვადი ჯოხი
• 1 არა 50 სმ x 50 სმ 3 მმ დეპრონის ფურცელი ან ნებისმიერი ხისტი 3 მმ ქაფის ფურცელი
• ერთი ბირთვის იზოლირებული ჯუმბერის მავთული
• Nodemcu ან cp2102 USB to UART კონვერტორი, როგორც პროგრამისტი პროგრამული უზრუნველყოფის ასატვირთად esp8266
• შოტლანდიური ლენტი
• Სუპერ წებო

საჭირო ინსტრუმენტები:

• ჰობის კლასის შედუღების ინსტრუმენტები
• ქირურგიული დანა დანის დამჭერით
• ცხელი წებოს იარაღი
• სასწორი
• კომპიუტერი Arduino IDE– ით ESP8266 Arduino Core– ით
• Android მობილური ტელეფონი

ეს არის ყველაფერი რაც ჩვენ გვჭირდება … ახლა ჩვენ ყველანი მზად ვართ ავაშენოთ ჩვენი გიჟური WiFi კონტროლირებადი თვითმფრინავი

ნაბიჯი 2: ნაბიჯი 2: კონტროლის მექანიზმის გაგება

ეს თვითმფრინავი იყენებს დიფერენციალურ ბიძგს ყბის კონტროლისთვის (საჭე) და კოლექტიურ ბიძგს მოედნისთვის (ასვლა/დაღმართი) და ჰაერის სიჩქარის კონტროლი, ამიტომ არ არის საჭირო სერვო ძრავა და მხოლოდ ორი ძირითადი ბირთვიანი ძრავა უზრუნველყოფს ბიძგს და კონტროლს.

ფრთის მრავალწახნაგოვანი ფორმა უზრუნველყოფს როლის სტაბილურობას გარე ძალის მიმართ (ქარის დარტყმა). სერვო ძრავის განზრახ თავიდან აცილება საკონტროლო ზედაპირებზე (ლიფტი, აილერონი და საჭე) ხდის თვითმფრინავის დიზაინს ძალიან მარტივად ასაშენებლად ყოველგვარი რთული კონტროლის მექანიზმის გარეშე და ასევე ამცირებს მშენებლობის ღირებულებას. თვითმფრინავის გასაკონტროლებლად ყველაფერი რაც ჩვენ გვჭირდება არის აკონტროლოთ ორივე Coreless DC ძრავის დისტანციური მართვა დისტანციურად WiFi- ის საშუალებით, მობილური ტელეფონის Android პროგრამის გამოყენებით. იმ შემთხვევაში, თუ ვინმეს სურს დაიცვას ამ თვითმფრინავის დიზაინი 3D- ში, მე დავამატე Fusion 360 ეკრანის კადრი და stl ფაილი აქ. თვითმფრინავის CAD დიზაინი დოკუმენტაციისთვის, თქვენ არ გჭირდებათ 3D პრინტერი ან ლაზერული საჭრელი.. ასე რომ არ ინერვიულოთ:)

ნაბიჯი 3: ნაბიჯი 3: კონტროლერი სქემატური საფუძველზე ESP8266

დავიწყოთ სქემატურად თითოეული კომპონენტის ფუნქციის გაგებით,

• ESP12e: ეს ESP8266 WiFi SoC იღებს UDP კონტროლის პაკეტებს Android აპლიკაციიდან და აკონტროლებს მარცხენა და მარჯვენა ძრავის RPM- ს. ის ზომავს ბატარეის ძაბვას და WiFi სიგნალის RSSI- ს და აგზავნის Android აპლიკაციაში.
• D1: ESP8266 მოდული უსაფრთხოდ მუშაობს 1.8V ~ 3.6V შორის მისი მონაცემების ფურცლის მიხედვით, შესაბამისად ერთუჯრედიანი LiPo ბატარეა არ შეიძლება გამოყენებულ იქნას უშუალოდ ESP8266 დენის წყაროსთვის, ასე რომ საჭიროა ქვევით გადამყვანი. შეამცირეთ მიკროსქემის წონა და სირთულე, მე გამოვიყენე 1N4007 დიოდი ბატარეის ძაბვის დასაწევად (4.2V ~ 3.7V) 0.7V- ით (ძაბვის შემცირება 1N4007) ძაბვის მისაღებად 3.5V ~ 3.0V დიაპაზონში, რომელიც გამოიყენება როგორც ESP8266 მიწოდების ძაბვა რა მე ვიცი მისი მახინჯი გზა, მაგრამ ის მშვენივრად მუშაობს ამ თვითმფრინავზე.
• R1, R2 და R3: ეს სამი რეზისტორი არის მინიმალური საჭირო ESP8266 მინიმალური დაყენებისთვის. R1 გასაშლელი E_8266- ის CH_PD (EN) პინი მის გასააქტიურებლად. ESP8266– ის RST პინი აქტიურია დაბალი, ასე რომ R2 ამოიღეთ ESP8266– ის RST პინი და გამოიყვანეთ გადატვირთვის რეჟიმიდან. როგორც მონაცემების ფურცელი გააქტიურების, GPIO15 pin ESP8266 უნდა იყოს დაბალი, ასე რომ R3 გამოიყენება pull-down GPIO15 of ESP8266.
• R4 და R5: R4 და R5 გამოიყენება T1 და T2 კარიბჭეების მოსაშორებლად, რათა თავიდან აიცილონ mosfets– ის ნებისმიერი ცრუ გამომწვევი (საავტომობილო გაშვება), როდესაც ESP8266 გააქტიურებულია. (შენიშვნა: ამ პროექტში გამოყენებული R1 to R5 მნიშვნელობები არის 3.3 კოჰმსი, თუმცა 1K– დან 10K– მდე ნებისმიერი წინააღმდეგობა იმუშავებს შეუფერხებლად)
• T1 და T2: ეს არის ორი Si2302DS N არხის დენის მოსფეტი (2.5 Amp ნიშანი) აკონტროლებს მარცხენა და მარჯვენა ძრავის RPM PWM– ით GPIO4– დან და ESP8266– ის GPIO5– დან.
• L_MOTOR და R_MOTOR: ეს არის 7mmx20mm 35000 RPM Coreless DC ძრავები, რომელიც უზრუნველყოფს დიფერენციალურ ბიძგს ფრენისა და საკონტროლო სიბრტყისთვის. თითოეული ძრავა უზრუნველყოფს 30 გრამს ბიძგს 3.7 ვ -ზე და სიჩქარეს უწევს 700mA დენს.
• J1 და J2: ეს არის მინი JST კონექტორი, რომელიც გამოიყენება ESP12e მოდულისა და ბატარეის დასაკავშირებლად. თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ ნებისმიერი კონექტორი, რომელსაც შეუძლია გაუმკლავდეს მინიმუმ 2 Amp დენს.

(შენიშვნა: მე სრულად მესმის კონდენსატორის დაშლის მნიშვნელობა შერეული სიგნალის წრედის დიზაინში, მაგრამ მე თავიდან ავიცილე კონდენსატორების დაშლა ამ პროექტში, რათა თავიდან ავიცილოთ წრიული სირთულე და ნაწილი გამოვთვალოთ, რადგან ESP8266– ის მხოლოდ WiFi ნაწილი არის RF/Analog და ESP12e მოდული, რომელსაც გააჩნია საჭირო გამთიშველი კონდენსატორები ბორტზე. BTW ყოველგვარი გარე გაწყვეტის კონდენსატორის მიკროსქემის გარეშე მშვენივრად მუშაობს.)

ESP12e დაფუძნებული მიმღების სქემატური პროგრამირების კავშირი pdf ფორმატში თან ერთვის ამ ნაბიჯს..

ნაბიჯი 4: ნაბიჯი 4: კონტროლერის შეკრება

ვიდეოს ზემოთ წარწერით ნაჩვენებია ESP12e დაფუძნებული მიმღების კონტროლერის ეტაპობრივი აგების ჟურნალი, რომელიც შექმნილია ამ პროექტისათვის. მე შევეცადე კომპონენტების განთავსება ჩემი უნარების შესაბამისად. თქვენ შეგიძლიათ განათავსოთ კომპონენტები თქვენი უნარის მიხედვით წინა საფეხურზე მოცემული სქემატური გათვალისწინებით.

მხოლოდ SMD mosfets (Si2302DS) ძალიან მცირეა და საჭიროებს ზრუნვას შედუღების დროს. მე მაქვს ეს მოსფეთები ჩემს ინვენტარში, ასე რომ მე გამოვიყენე. თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ ნებისმიერი უფრო დიდი TO92 პაკეტი mosfet Rdson <0.2ohms და Vgson 1.5Amps. (შემომთავაზეთ, თუკი თქვენ აღმოაჩენთ, რომ ასეთი მარკეტი ადვილად ხელმისაწვდომია ბაზარზე..) მას შემდეგ, რაც ეს ტექნიკა მზად იქნება, ჩვენ ყველანი მზად ვართ WiFi Plane– ის firmware– ის ატვირთვისთვის, რათა nodemcu ეს პროცესი განხილული იყოს შემდეგ ეტაპზე.

ნაბიჯი 5: ნაბიჯი 5: ESP8266 Firmware Setup and Upload

ამ პროექტისთვის ESP8266 firmware შემუშავებულია Arduino IDE გამოყენებით.

Nodemcu ან USBtoUART კონვერტორი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ESP12e– ზე firmware– ის ასატვირთად. ამ პროექტში მე ვიყენებ ნოდემკუს როგორც პროგრამისტს, რომ ატვირთო firmware ESP12e– ზე.

ზემოთ ვიდეოში ნაჩვენებია ეტაპობრივად იგივე პროცესი..

არსებობს ორი მეთოდი, რომ ატვირთოთ ეს firmware ESP12e– ზე,

1. Nodemcu flasher– ის გამოყენება: თუ თქვენ უბრალოდ გსურთ გამოიყენოთ wifiplane_esp8266_esp12e.bin ორობითი ფაილი, რომელსაც თან ახლავს ეს ნაბიჯი, firmware– ის ყოველგვარი ცვლილების გარეშე, ეს არის საუკეთესო მეთოდი.

   • ჩამოტვირთეთ wifiplane_esp8266_esp12e.bin ამ ნაბიჯის დანართიდან.
   • ჩამოტვირთეთ nodemcu flasher repo მისი ოფიციალური github საცავიდან და გახსენით იგი.
   • გახსნილ საქაღალდეში გადადით nodemcu-flasher-master / Win64 / Release და გაუშვით ESP8266Flasher.exe
   • გახსენით ESP8266 კონფიგურაციის ჩანართი Flasher და შეცვალეთ ორობითი ფაილის ბილიკი შიდადან: // NODEMCU to wifiplane_esp8266_esp12e.bin
   • მიჰყევით ზემოთ მოცემულ ვიდეოში მოცემულ ნაბიჯებს …

2. Arduino IDE– ს გამოყენება: თუ გსურთ შეცვალოთ firmware (ანუ SSID და WiFi ქსელის პაროლი - ამ შემთხვევაში Android Hotspot), მაშინ ეს საუკეთესო მეთოდია.

   • დააინსტალირეთ Arduino IDE ESP8266– ისთვის, ამ შესანიშნავი ინსტრუქციის შესაბამისად.
   • ჩამოტვირთეთ wifiplane_esp8266.ino ამ ნაბიჯის დანართიდან.
   • გახსენით Arduino IDE და დააკოპირეთ კოდი wifiplane_esp8266.ino– დან და ჩასვით Arduino IDE– ში.
   • შეცვალეთ თქვენი ქსელის SSID და პაროლი კოდში, ორი სტრიქონის რედაქტირებით. და მიჰყევით ნაბიჯებს, როგორც ზემოთ ვიდეოში.
   • char ssid = "wifiplane"; // თქვენი ქსელის SSID (სახელი) char pass = "wifiplane1234"; // თქვენი ქსელის პაროლი (გამოიყენეთ WPA– სთვის, ან გამოიყენეთ როგორც გასაღები WEP– ისთვის)

ნაბიჯი 6: ნაბიჯი 6: საჰაერო ჩარჩოს შეკრება

საჰაერო ჩარჩოს შექმნის ჟურნალი ნაჩვენებია ეტაპობრივად ზემოთ ვიდეოში.

მე გამოვიყენე 18 სმ x 40 სმ ნაჭერი დეპრონის ქაფი საჰაერო ჩარჩოსთვის. მწვადი ჯოხი, რომელიც დამატებით ძალას იძლეოდა ფიუზელაჟსა და ფრთაში. ზემოთ მოცემულ სურათზე მოცემულია საჰაერო ჩარჩოს გეგმა, თუმცა თქვენ შეგიძლიათ შეცვალოთ გეგმა თქვენი საჭიროებისამებრ, მხოლოდ მხედველობაში მიიღოთ თვითმფრინავის ძირითადი აეროდინამიკა და წონა. ამ თვითმფრინავის ელექტრონიკის დაყენების გათვალისწინებით, მას შეუძლია ფრენა თვითმფრინავით, რომლის მაქსიმალური წონაა დაახლოებით 50 გრამი. BTW ამ საჰაერო ჩარჩოთი და ყველა ელექტრონიკით, ამ თვითმფრინავის ბატარეის საფრენი მასით არის 36 გრამი.

CG მდებარეობა: მე გამოვიყენე CG– ის ზოგადი წესი გლუვი სრიალისთვის… მისი აკორდის სიგრძის 20% –25% დაშორებით ფრთის წინა კიდედან… ამ CG– ის დაყენებით ოდნავ მაღლა ასული ლიფტით, ის სრიალებს ნულოვანი გასროლით, დონის ფრენაზე 20-25% –იანი გოფრით და დამატებული გოფრით ის ასვლას იწყებს ოდნავ აწეული ლიფტის გამო…

აქ არის ჩემი მფრინავი ფრთის თვითმფრინავის დიზაინის youtube ვიდეო იმავე ელექტრონიკით, რომ უბრალოდ შთაგაგონოთ ექსპერიმენტი სხვადასხვა დიზაინზე და ასევე დაამტკიცოთ, რომ ამ კონფიგურაციისთვის შეიძლება გამოყენებულ იქნას მრავალი ტიპის ჩარჩო.

ნაბიჯი 7: ნაბიჯი 7: Android პროგრამის დაყენება და ტესტირება

Android პროგრამის ინსტალაცია:

თქვენ უბრალოდ უნდა გადმოწეროთ wifiplane.apk ფაილი, რომელიც მიმაგრებულია ამ საფეხურზე თქვენს სმარტფონში და უნდა მიყევით მითითებებს, როგორც ზემოთ მოცემულ ვიდეოში.

აპლიკაციის შესახებ, ეს Android აპლიკაცია შემუშავებულია Android- ისთვის დამუშავების გამოყენებით.

აპლიკაციას არ აქვს ხელმოწერილი პაკეტი, ასე რომ თქვენ უნდა ჩართოთ უცნობი წყაროს ვარიანტი თქვენი ტელეფონის პარამეტრებში. აპს სჭირდება მხოლოდ ვიბრატორისა და WiFi ქსელის წვდომის უფლება.

თვითმფრინავის წინასწარი ტესტირება Android პროგრამის გამოყენებით: მას შემდეგ რაც Android აპლიკაცია ამოქმედდება თქვენს სმარტ ტელეფონზე, მიმართეთ ზემოთ ვიდეოს, რომ იცოდეთ როგორ მუშაობს აპლიკაცია და აპის სხვადასხვა მაგარი მახასიათებლები.. თუ თქვენი თვითმფრინავი პასუხობს აპს ისევე, როგორც ზემოთ ვიდეო, ვიდრე ეს შესანიშნავია … შენ ეს გააკეთე…

ნაბიჯი 8: ნაბიჯი 8: დროა ფრენა

მზად ხართ ფრენისთვის?…

• შედი სფეროში
• გააკეთეთ ზოგიერთი GLIDE ტესტი
• შეცვალეთ ლიფტის კუთხე ან დაამატეთ/წაშალეთ წონა თვითმფრინავის ცხვირზე მანამ, სანამ ის რბილად არ გაბრწყინდება…
• ერთხელ ის რბილად, ენერგიით თვითმფრინავზე და გახსენით ანდროიდის აპლიკაცია
• ხელით გაშვების თვითმფრინავი 60% -იანი საჰაერო ხომალდით ქარის წინააღმდეგ
• ერთხელ ჰაერშია, ის ადვილად უნდა გაფრინდეს დონეზე დაახლოებით 20% -დან 25% -მდე