DIY Smart Follow Me Drone with Camera (Arduino დაფუძნებული): 22 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:20

დრონები დღეს ძალიან პოპულარული სათამაშოები და იარაღებია. თქვენ შეგიძლიათ იპოვოთ პროფესიონალი და თუნდაც დამწყები თვითმფრინავები და საფრენი აპარატები ბაზარზე. მე მაქვს ოთხი უპილოტო საფრენი აპარატი (კვადკოპტერი და ექვსკოპტერი), რადგან მე მიყვარს ყველაფერი, რაც დაფრინავს, მაგრამ მე -200 ფრენა არც ისე საინტერესოა და მოსაწყენიც იწყება, ამიტომ გადავწყვიტე, რომ მე ავაშენებ ჩემს თვითმფრინავს დამატებითი აღჭურვილობით. მე მომწონს არდუინოს დაპროგრამება და სქემების და გაჯეტების დიზაინი, ამიტომ დავიწყე მისი შექმნა. მე გამოვიყენე MultiWii ფრენის კონტროლერი, რომელიც დაფუძნებულია ATMega328 ჩიპზე, რომელიც ასევე გამოიყენება Arduino UNO– ში, ამიტომ პროგრამირება საკმაოდ მარტივი იყო. ეს თვითმფრინავი შეიძლება დაუკავშირდეს Android სმარტფონს, რომელიც უგზავნის თავის GPS მონაცემებს თვითმფრინავში, რაც შევადარებთ საკუთარ GPS სიგნალს, შემდეგ იწყებს ტელეფონის გაყოლას, ასე რომ, თუ ქუჩაში გადავდივარ, დრონი მომყვება. რა თქმა უნდა, ჯერ კიდევ ბევრი ხარვეზია, რადგან მე ვერ შევძელი პროფესიონალური გადაღების თვითმფრინავის გაკეთება, მაგრამ მივყვები ტელეფონს, იღებს ვიდეოს და ასევე აქვს ულტრაბგერითი დისტანციის სენსორი, რათა თავიდან ავიცილოთ დაბრკოლებები ჰაერში. მე ვფიქრობ, რომ ეს არის საკმაოდ ბევრი მახასიათებელი ხელნაკეთი თვითმფრინავისგან. რაც შეიძლება მალე ჩავტვირთავ ვიდეოს ფრენის შესახებ, მაგრამ ძნელია კარგი ხარისხის ჩანაწერების გაკეთება ყოველთვის მოძრავი დრონით.

ნაბიჯი 1: ძირითადი თვისებები

თვითმფრინავი თითქმის მთლიანად ავტომატურად მუშაობს, თქვენ არ გჭირდებათ მისი კონტროლი, რადგან მიჰყვება თქვენს ტელეფონს, რომელიც ჩვეულებრივ თქვენს ველოსიპედშია, ულტრაბგერითი სენსორი ხელს უწყობს ხეების, შენობების და სხვა დაბრკოლებების გვერდის ავლით და GPS იძლევა ზუსტ პოზიციურ მონაცემებს, მაგრამ ვნახოთ რა გვაქვს საერთო ჯამში:

• 1000 mAh ბატარეა, საკმარისია 16-18 წუთის განმავლობაში უწყვეტი ფრენისთვის
• ულტრაბგერითი სენსორი ჰაერში დაბრკოლებების თავიდან ასაცილებლად
• Bluetooth მოდული ტელეფონიდან მონაცემების მისაღებად
• არდუინოზე დაფუძნებული მიკროკონტროლერი
• ჩაშენებული გიროსკოპი
• რეგულირებული მაქსიმალური სიმაღლე (5 მეტრი)
• როდესაც ბატარეა დაბალია ავტომატურად ეშვება ტელეფონზე (იმედია თქვენს ხელშია)
• მშენებლობა დაახლოებით 100 დოლარი ღირს
• შეიძლება დაპროგრამდეს ყველაფერზე
• GPS– ის დახმარებით თქვენ შეგიძლიათ გაგზავნოთ დრონი ნებისმიერ კოორდინატზე
• quadcopter desing
• აღჭურვილია 2 MP 720p HQ ვიდეოკამერით
• იწონის 109 გრამს (3.84 უნცია)

ეს არის ყველაფერი, რისი გაკეთებაც პირველ ვერსიას შეუძლია, რა თქმა უნდა, მსურს მისი განვითარება. ზაფხულის განმავლობაში მინდა გავტეხო ჩემი უფრო დიდი დრონი ამ პროგრამული უზრუნველყოფით.

ნაბიჯი 2: ფრენის სატესტო ვიდეო

ჩემ ორ კარგ მეგობარს ვთხოვე, რომ დრონის წინ, სანამ თვითმფრინავის ქვეშ ვიყავი, სიარული, რომ გადავარჩინოთ, თუ ის ძირს დაეცემა. მაგრამ გამოცდა წარმატებული იყო და როგორც ხედავთ დრონი ჯერ კიდევ არ არის ძალიან სტაბილური, მაგრამ მუშაობდა. მარცხენა ბიჭს ყვითელ მაისურში ეჭირა ტელეფონი, რომელიც გადასცემდა GPS მონაცემებს. ვიდეოს ხარისხი ამ კამერით არ არის საუკეთესო, მაგრამ მე ვერ ვიპოვე დაბალი წონის 1080p კამერები.

ნაბიჯი 3: ნაწილების და ინსტრუმენტების შეგროვება

ამ პროექტისთვის გჭირდებათ რაღაც ახალი და უჩვეულო ნაწილები. მე დაბალი სიმძლავრის და გადამუშავებული ნაწილებისგან შევადგინე ხარჯების შესამცირებლად და წარმატებით მივიღე ძალიან კარგი მასალები ჩარჩოსთვის. მაგრამ ვნახოთ რა გვჭირდება! შევიძინე ფრენის კონტროლერის Crius ბრენდი Amazon.com– დან და ვიმუშავე

ინსტრუმენტები:

• გასაყიდი რკინა
• წებო იარაღი
• საჭრელი
• მავთულის საჭრელი
• მბრუნავი ინსტრუმენტი
• Სუპერ წებო
• სადინარი
• Რეზინის სამაჯური

ნაწილები:

• MultiWii 32kB ფრენის მაკონტროლებელი
• სერიული GPS მოდული
• სერიული I2C კონვერტორი
• Bluetooth მოდული
• ულტრაბგერითი სენსორი
• ჩალის
• პლასტიკური ცალი
• გადაცემათა კოლოფი
• მოტორსი
• პროპელერები
• ხრახნები
• L293D საავტომობილო დრაივერი (ეს იყო ცუდი არჩევანი, მეორე ვერსიაში შევასწორებ)
• 1000mAh ლითიუმის იონური ბატარეა

ნაბიჯი 4: შეკრიბეთ პროპელერები

მე შევიძინე ეს პროპელერები ძრავით Amazon.com– დან 18 დოლარად, ისინი არის სათადარიგო ნაწილები Syma S5X თვითმფრინავისთვის, მაგრამ ისინი სასარგებლო აღმოჩნდნენ, ამიტომ შევუკვეთე ისინი და კარგად მუშაობდა. თქვენ უბრალოდ უნდა ჩადოთ ძრავა მის ხვრელში და მიამაგრეთ საყრდენები გადაცემათა კოლოფზე.

ნაბიჯი 5: სქემის სქემა

მუშაობისას ყოველთვის შეხედეთ სქემატურს და ფრთხილად იყავით კავშირებთან.

ნაბიჯი 6: ძრავების შედუღება მძღოლზე

ახლა თქვენ უნდა შეაერთოთ ყველა კაბელი ძრავებიდან L293D საავტომობილო დრაივერის IC- მდე. შეხედეთ სურათებს, ისინი ბევრად მეტს ამბობენ, თქვენ უნდა დააკავშიროთ შავი და ლურჯი მავთულები GND– სთან და პოზიტიური მავთულები გამოსვლებთან 1-4, ისევე როგორც მე. L293D- ს შეუძლია ამ ძრავების მართვა, მაგრამ მე გირჩევთ გამოიყენოთ რამდენიმე დენის ტრანზისტორი, რადგან ეს ჩიპი ვერ უმკლავდება ოთხივე ძრავას მაღალი სიმძლავრით (2 ამპერზე მეტი). ამის შემდეგ 15 სმ ჩალის მოჭრის შემდეგ ისინი ძრავებს გამართავს. მე გამოვიყენე დამატებითი ძლიერი ჩალები, რომლებიც მივიღე ადგილობრივი საცხობიდან და კაფედან. განათავსეთ ეს ჩალები ნაზად ძრავის მექანიზმებზე.

ნაბიჯი 7: ჩარჩოს შეკრება

გთხოვთ მიაქციოთ ყურადღება მეორე სურათს, რომელიც გვიჩვენებს, თუ როგორ აღჭურვა პროპელერები. გამოიყენეთ ცხელი წებო და სუპერ წებო ოთხივე პროპელერის მოსაწყობად, შემდეგ შეამოწმეთ კავშირები. ძალიან მნიშვნელოვანია, რომ პროპელერები ერთმანეთისგან ერთსა და იმავე მანძილზე უნდა იყვნენ.

ნაბიჯი 8: დაამატეთ მავთულები L293D- ში

აიღეთ ოთხი ქალი-ქალი მხტუნავის მავთული და გაჭერით შუაზე. შემდეგ მიამაგრეთ ისინი IC- ს დანარჩენ ქინძისთავებზე. ეს ხელს შეუწყობს ქინძისთავების დაკავშირებას არდუინოს I/O ქინძისთავებთან. ახლა დროა ავაშენოთ წრე.

ნაბიჯი 9: წრე

ყველა მოდული შედის ფრენის კონტროლერის ნაკრებში, რომელიც მე დავინახე, ასე რომ თქვენ უბრალოდ უნდა დააკავშიროთ ისინი ერთმანეთთან. Bluetooth მიდის სერიულ პორტში, GPS ჯერ I2C გადამყვანში, შემდეგ I2C პორტში. ახლა თქვენ შეგიძლიათ აღჭურვა ეს თქვენს თვითმფრინავზე.

ნაბიჯი 10: ჩართეთ წრე ჩარჩოზე

გამოიყენეთ ორმხრივი ლენტი და ჯერ დაამატეთ GPS. ეს სპონგ-ლენტი ინახავს ყველაფერს თავის ადგილზე, ასე რომ, თითოეულ მოდულს მიამაგრეთ სათითაოდ პლასტმასის ნაჭერზე. თუ ამას დაასრულებთ, შეგიძლიათ დააკავშიროთ ძრავის მძღოლის ქინძისთავები MultiWii- ს.

ნაბიჯი 11: ორი სქემის დაკავშირება

შეყვანის ქინძისთავები მიდის D3, D9, D10, D11 დანარჩენები უნდა იყოს დაკავშირებული VCC+ და GND- ქინძისთავებთან. სქემატიკა ხვალ აიტვირთება.

ნაბიჯი 12: ბატარეა…

მე გამოვიყენე რამდენიმე რეზინის ბაფთები, რომ ჩემი ბატარეა დამემყარებინა თვითმფრინავის ბოლოში და საკმაოდ ძლიერად მიჭირავს. ჩართული ვიყავი და ვმუშაობდი, ზუსტად ისე, როგორც წარმომედგინა.

ნაბიჯი 13: ულტრაბგერითი სენსორი

სონარის სენსორი დაფიქსირებულია თვითმფრინავზე რეზინის ზოლით და უკავშირდება MultiWii კონტროლერის D7 და D6 ქინძისთავებს.

ნაბიჯი 14: როგორ დავგეგმოთ ის?

თქვენ უნდა გამოიყენოთ სერიული FTDI მოდული ჩიპის დასაპროგრამებლად. ნაკრები ასევე შეიცავს პროგრამისტის მოდულს.

ნაბიჯი 15: როგორ მუშაობს GPS?

გლობალური პოზიციონირების სისტემა (GPS) არის კოსმოსური ნავიგაციის სისტემა, რომელიც აწვდის ინფორმაციას ადგილმდებარეობისა და დროის შესახებ ამინდის ნებისმიერ პირობებში, დედამიწის ნებისმიერ წერტილში ან მის მახლობლად, სადაც არის ხუთ ან მეტ GPS თანამგზავრზე ხილვის შეუფერხებელი ხაზი. სისტემა კრიტიკულ შესაძლებლობებს უწევს მთელს მსოფლიოში სამხედრო, სამოქალაქო და კომერციულ მომხმარებლებს. შეერთებული შტატების მთავრობამ შექმნა სისტემა, ინარჩუნებს მას და ხდის მას თავისუფლად ხელმისაწვდომს GPS მიმღებისათვის. GPS მოდულები, როგორც წესი, აქვეყნებენ ინფორმაციის სტანდარტულ სტრიქონებს, რასაც ეწოდება ეროვნული საზღვაო ელექტრონიკის ასოციაციის (NMEA) პროტოკოლი. დამატებითი ინფორმაცია NMEA სტანდარტული მონაცემთა სტრიქონების შესახებ შეგიძლიათ იხილოთ ამ საიტზე.

პროგრამირების შესახებ დამატებითი ინფორმაციისთვის წაიკითხეთ ეს:

ნაბიჯი 16: პროგრამული უზრუნველყოფა

არ ვიცი პროგრამული უზრუნველყოფა უკვე ჩატვირთულია ჩიპზე თუ არა, მაგრამ აქ აგიხსნით რა უნდა გავაკეთოთ. ჯერ გადმოწერეთ ოფიციალური MultiWii ბიბლიოთეკა თქვენს კომპიუტერში. გაააქტიურეთ.zip ფაილი, შემდეგ გახსენით MultiWii.ino ფაილი. აირჩიეთ "Arduino/Genuino UNO" და ატვირთეთ იგი თქვენს დაფაზე. ახლა თქვენს მიკროკონტროლერს აქვს ყველა ფუნქცია წინასწარ დაინსტალირებული. გიროსკოპი, განათება, Bluetooth და თუნდაც პატარა LCD (რომელიც ამ პროექტში არ გამოიყენება) მუშაობს ატვირთულ კოდთან. მაგრამ ეს კოდი შეიძლება გამოყენებულ იქნას მხოლოდ იმის შესამოწმებლად, მოდულები მშვენივრად მუშაობს თუ არა. ეცადე დრონი დახრიო და დაინახავ, რომ ძრავები დატრიალდება გიროსენსორის გამო. ჩვენ უნდა შევცვალოთ კონტროლერის კოდი, რათა დავიცვათ ტელეფონი.

ამის შემდეგ თქვენ შეგიძლიათ შექმნათ თქვენი საკუთარი გატეხილი თვითმფრინავი, თუ შეგიძლიათ დაპროგრამოთ Arduino ან მიჰყევით ჩემს მითითებებს და გახადეთ ის „გამომყევი“დრონი.

პროგრამული უზრუნველყოფის GitHub ბმული:

გთხოვთ ეწვიოთ ოფიციალურ საიტს პროგრამების შესახებ დამატებითი ინფორმაციისათვის:

ნაბიჯი 17: კოდის შეცვლა

მომიწია სენსორების კოდისა და კონტროლერის კოდის შეცვლა, რამაც მოგვცა ATMega328, მაგრამ ახლა Bluetooth მოდული იძლევა GPS– ის სამ კოორდინატს და ამის მიხედვით დრონი მოძრაობს, ასე რომ, თუ ჩემი ტელეფონის x და y კოორდინატებია 46^44'31 " და 65^24 "13" და თვითმფრინავის კოორდინატებია 46^14'14 "და 65^24" 0 "მაშინ დრონი გადაადგილდება ერთი მიმართულებით სანამ არ მიაღწევს ტელეფონს.

ნაბიჯი 18: ტელეფონის აპლიკაცია

მე გამოვიყენე SensoDuino აპლიკაცია, რომლის გადმოწერაც შეგიძლიათ აქედან თქვენს სმარტფონში: https://play.google.com/store/apps/details?id=com…. დაუკავშირდით თვითმფრინავს Bluetooth– ის საშუალებით და ჩართეთ GPS TX და მონაცემების ჟურნალი. ახლა ტელეფონის აპლიკაცია მზად არის.

ნაბიჯი 19: კამერა

შევიძინე ძალიან იაფი ჩინური 720p კლავიატურა და მქონდა შესანიშნავი ხარისხი. თვითმფრინავის ქვედა ნაწილს ორმაგი ცალმხრივი ლენტით შევეფერე. ეს კამერა გამოიყენებოდა ჩემს ბევრ პროექტში და ყოველთვის კარგია მისი გამოყენება, იწონის 15 გრამს და შეუძლია ძალიან კარგი ვიდეოს გადაღება.

ნაბიჯი 20: ტესტირება…

თვითმფრინავი ჯერ კიდევ დაუოკებელია, რადგან არ არის პროფესიონალური პროექტი, მაგრამ მშვენივრად მუშაობს. ძალიან კმაყოფილი ვარ შედეგებით. კავშირის მანძილი იყო დაახლოებით 8 მეტრი, რაც საკმარისზე მეტია მსგავსი თვითმფრინავისთვის. ვიდეო მალე გამოვა და იმედია მოგეწონებათ. ეს არ არის სარბოლო დრონი, მაგრამ ის ასევე საკმაოდ სწრაფია.

ნაბიჯი 21: სამომავლო გეგმები

მე ასევე მაქვს უფრო დიდი დრონი და თუ შემიძლია კოდში არსებული შეცდომების გამოსწორება მინდა გამოვიყენო ის ერთი WiFi კავშირის საშუალებით ESP8266 მოდულთან. მას აქვს უფრო დიდი ბრუნვა და შეუძლია GoPro- ს აწევაც კი, არა პირველი ვერსიის მსგავსად. ეს თვითმფრინავი შეიძლება იყოს სასარგებლო ინსტრუმენტი ველოსიპედით, მანქანით, თხილამურებით, ცურვით ან სპორტით, ის ყოველთვის მოგყვებათ.

ნაბიჯი 22: გმადლობთ ყურებისთვის

მე ნამდვილად ვიმედოვნებ, რომ მოგეწონათ ჩემი Instuctable, და თუ კი, გთხოვთ მომეცით გულწრფელად ხმა Make It Fly კონკურსში. თუ თქვენ გაქვთ შეკითხვები, მოგერიდებათ დასვათ. არ დაგავიწყდეთ გაზიარება და გულის გაცემა თუ თვლით რომ ამას იმსახურებს. მადლობა კიდევ ერთხელ ყურებისთვის!

გაიხარე, იმეტომი

მეორე ადგილზე გასულ კონკურსში 2016

მეორე პრიზი ავტომატიზაციის კონკურსში 2016

მეორე პრიზი Make It Fly კონკურსში 2016