Kako izgraditi daljinski upravljač i odašiljač pomoću Arduina: 11 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:35

Izrada bespilotne letjelice ovo je jednostavan zadatak ovih dana, ali koštat će vas mnogo. Pa ću vam reći kako izgraditi bespilotnu letjelicu pomoću arduina s niskim troškovima. Također ću vam reći kako izgraditi odašiljač drona također.pa je i ovaj dron u potpunosti domaći. Ne morate kupovati nikakve ploče za kontrolu leta ili odašiljače.

Pribor

Potrebni su nam ti predmeti za izradu drona,

• Za dron-

  1. Okvir - "okosnica" četvorougla. Okvir je ono što drži sve dijelove helikoptera na okupu. Mora biti čvrst, ali s druge strane mora biti i lagan kako se motori i baterije ne bi borili da ga zadrže u zraku.
  2. Motori - Potisak koji omogućuje Quadcopteru da se unese u zrak omogućuju istosmjerni motori bez četkica i svakim od njih zasebno upravlja elektronički regulator brzine ili ESC.
  3. ESC - Elektronički regulator brzine je poput živca koji prenosi informacije o kretanju iz mozga (kontrola leta) do mišića ruke ili noge (motori). On regulira koliko snage motori dobivaju, što određuje promjenu brzine i smjera četvorke.
  4. Propeleri-ovisno o vrsti četverokuta, možete koristiti rekvizite od 9 do 10 ili 11 inča (za stabilne letove iz zraka) ili 5-inčne regatne rekvizite za manji potisak, ali veću brzinu.
  5. Baterija - Ovisno o maksimalnoj razini napona, možete birati između 2S, 3S, 4S ili čak 5S baterija. No, standard za quad koji se planira koristiti za snimanje iz zraka (samo primjer), trebat će vam 11,4 V 3S baterija. Mogli biste ići s 22.8 V 4S ako gradite trkaći četverac i želite da se motori okreću puno brže.
  6. Arduino ploča (Nano)
  7. IMU (MPU 6050) - ploča koja je u osnovi (ovisno o vašem izboru) zbroj različitih senzora koji pomažu vašem quadu da zna gdje se nalazi i kako se izravnati.

• Za odašiljač-

  1. Modul primopredajnika NRF24L01
  2. NRF24L01 + PA + LNA
  3. Potenciometar
  4. Servo motor
  5. Prekidač za uključivanje / isključivanje
  6. Joystick
  7. Arduino Pro Mini

Korak 1: SHEMATIKA

Ovo je glavni plan vašeg rada.

Kako spojiti ESC -ove:

• Signalni pin ESC 1 - D3
• Signalni pin ESC 3 - D9
• Signalni pin ESC 2 - D10
• Signalni pin ESC 4 - D11

Kako spojiti Bluetooth modul:

• Tx - Rx
• Rx - Tx

Kako spojiti MPU-6050:

• SDA - A4
• SCL - A5

Kako spojiti LED indikator:

LED anodna noga - D8

Kako spojiti prijemnik:

• Ručica za gas - 2Elerona - D4
• Elerone - D5
• Kormilo - D6
• AUX 1-D7 Morate uzemljiti MPU-6050, Bluetooth modul, prijemnik i ESC. A da biste to učinili, morate spojiti sve GND pinove na Arduino GND pin.

Korak 2: ZAJEDNO SPAJITE SVE

• Prvo što trebate učiniti je uzeti ženska zaglavlja i lemiti ih na prototipnu ploču. Ovo će smjestiti vašu Arduino ploču.
• Lemite ih točno u sredinu tako da ima mjesta za ostatak zaglavlja za MPU, Bluetooth modul, prijamnik i ESC -ove te ostavite malo prostora za neke dodatne senzore koje ćete u budućnosti možda dodati.

• Sljedeći korak je lemljenje muških zaglavlja prijemnika i ESC -ova izravno iz ženskih zaglavlja Arduino. Koliko ćete redaka zaglavlja muškog ESC -a imati, ovisi o tome koliko će motora imati vaš dron. U našem slučaju gradimo četverokopter, što znači da će postojati 4 rotora i ESC za svaki. To nadalje znači 4 reda sa svakim po 3 muška zaglavlja. Prvo zaglavlje u prvom retku koristit će se za signalni PID, drugo za 5V (iako to ovisi o tome imaju li vaši ESC -i 5V pin ili ne, ako nemate, ostavit ćete ova zaglavlja prazna), a treće zaglavlje će biti za GND.

  Kad dio lemljenja ESC -a završi, možete prijeći na dio za lemljenje zaglavlja prijemnika. U većini slučajeva quad ima 4 kanala. To su Throttle, Pitch, Yaw i Roll. Preostali slobodni kanal (peti) koristi se za promjenu načina leta (pomoćni kanal). To znači da ćete morati lemiti muške zaglavlje u 5 redova. Svaki će osim jednog imati jedno zaglavlje, dok samo jednom od tih redaka trebaju 3 zaglavlja zaredom.

• svi su temelji povezani s osnovama Arduina. To uključuje sve ESC uzemljenje, uzemljenje prijamnika (zaglavlje signala leptira za gas potpuno s desne strane) te uzemljenje Bluetooth modula i MPU.
• Zatim morate slijediti sheme i veze koje smo gore objasnili. Na primjer, MPU (SDA - A4 i SCL - A5), a za Bluetooth (TX - TX i RX - RX) Arduina. Nakon toga samo slijedite veze kako smo ih napisali: Signalni pinovi ESC1, ESC2 … do D3, D10 … Arduina. Zatim signalni pinovi prijamnika Pitch - D2, Roll - D4… i tako dalje. Nadalje, trebate spojiti dugi vod LED-a (pozitivni terminal) na Arduino D8 pin, kao i dodati otpornik od 330 ohma između uzemljenja Arduina i kratkog LED kabela (negativni terminal). Posljednje što trebate učiniti je osigurati 5V izvor napajanja. A za to morate paralelno spojiti crnu žicu (uzemljenje baterije) na uzemljenje svih vaših komponenti, a crvenu žicu na Arduino, MPU i Bluetooth modul, 5V pinove. Sada MPU 6050 treba lemiti na muške zaglavlje na one koje planirate koristiti. Nakon toga okrenite ploču za 180 stupnjeva i povežite sve svoje komponente s odgovarajućim zaglavljima na prototipnoj ploči.
• Uključite ga i vaš Arduino je spreman za dodavanje kodova putem računala!

Korak 3: KAKO PROGRAMIRATI SVOJ ARDUINO KONTROLER LETA

1. Prvo morate preuzeti MultiWii 2.4. Zatim ga izvadite.
2. Unesite mapu MultiWii, potražite ikonu MultiWii i pokrenite je
3. Pomoću Arduino IDE -a pronađite “Arduino datoteku” ili datoteku Multiwii s “.ino”. Bilo koja "CPP datoteka" ili "H datoteka" datoteke su podrške za naš Multiwii kod pa ih nemojte otvarati. Samo upotrijebite datoteku Multiwii.ino.
4. Kada otvorite datoteku, pronaći ćete mnoge kartice Alarms.cpp, Alarms.h, EEPROM.cpp, EEPROM.h i mnoge druge. Pronađite "config.h"
5. Pomaknite se prema dolje dok ne pronađete "Vrsta višenamjenskog helikoptera", a zatim brisanjem "//" koje označite je definirano i radi. Quad X jer pretpostavljamo da koristite konfiguraciju rotora “X” na svom četverokutu.
6. Sada se pomaknite prema dolje i potražite "Kombinirane IMU ploče" i aktivirajte vrstu Gyro+Acc ploče koju koristite. U našem slučaju koristili smo GY-521 pa smo aktivirali tu opciju.
7. Ako odlučite dodati druge senzore, poput barometra ili ultrazvučnog senzora, sve što trebate učiniti je da ih ovdje "aktivirate" i oni će se pokrenuti.
8. Slijedi "Zvučni pin". Tamo morate aktivirati opcije pokazivača leta (prve 3)
9. Isključite Arduino ploču iz kontrolera leta, a zatim je spojite na računalo pomoću USB -a. Nakon što izađete iz FC -a i povežete se s računalom, pronaći ćete ALATE i odabrati vrstu vaše Arduino ploče (u našem slučaju Arduino Nano).
10. Sada pronađite “Serial Port” i aktivirajte COM port na koji je povezan Arduino Nano (u našem slučaju, COM3). Na kraju kliknite strelicu i prenesite kôd te pričekajte da se kôd prenese.
11. Kad je prijenos završen, odspojite Arduino s USB -a, umetnite ga na mjesto na FC ploči i spojite 5V bateriju tako da se napaja cijeli FC, a zatim pričekajte da LED na Arduinu zasvijetli. To znači da je pokretanje završeno i da ga možete ponovno povezati s računalom. Sada pronađite mapu Multiwii 2.4, zatim MultiwiiConfig i pronađite mapu koja je kompatibilna s vašim OS -om. U našem slučaju to je “application.windows64”.
12. Sada pokrenite aplikaciju MultiwiiConfI to je to! Odmah ćete primijetiti kako pomičete FC, vrijednosti za akcelerometar i podatke o žiroskopu na ekranu. Orijentacija vašeg FC prikazana je pri dnu. U ovom sučelju možete promijeniti vrijednosti PID-a i fino podesiti svoj quad na odgovaraju vašim osobnim preferencijama. Također, možete dodijeliti načine leta određenim pomoćnim prekidačima na ovom sučelju. Sve što trebate učiniti je pronaći mjesto za svoj Arduino FC na okviru i spremno je udariti u nebo.

Korak 4: Okvir

Sada morate postaviti sve dijelove na okvir. Okvir možete kupiti ili ga napraviti kod kuće

Korak 5: Sklapanje motora i regulatora brzine

• Prvo morate izbušiti rupe u okviru za motore, prema udaljenosti između rupa za vijke na motorima. Bilo bi dobro napraviti još jednu rupu koja će omogućiti slobodno kopčanje i osovinu motora.
• Preporučuje se povezivanje regulatora brzine na donjoj strani okvira iz nekoliko razloga koji uključuju funkcionalnost drona. Ti razlozi, između ostalih, uključuju to što će "istovariti" gornju stranu drona gdje treba dodati druge komponente.

Korak 6: Dodavanje kontrolera leta i baterije

• Sada sastavite naš domaći kontrolor leta (arduino prijemnik) do središta okvira drona.
• Preporuča se staviti mali dio spužve na donju stranu kontrolera leta jer apsorbira i smanjuje vibracije iz motora. Tako će vaš dron biti stabilniji tijekom letenja, a stabilnost je ključna za upravljanje dronom.
• Sada dodajte lipo bateriju na dno okvira i provjerite je li dron uravnotežen prema sredini.
• sada je vaš dron spreman za uzlijetanje

Korak 7: Izrada odašiljača

• Radio komunikacija ovog kontrolera temelji se na primopredajničkom modulu NRF24L01 koji, ako se koristi s pojačanom antenom, može imati stabilan domet do 700 metara u otvorenom prostoru. Sadrži 14 kanala, od kojih je 6 analognih ulaza i 8 digitalnih ulaza.
• Ima dva džojstika, dva potenciometra, dva prekidača, šest gumba i dodatno unutarnju mjernu jedinicu koja se sastoji od akcelerometra i žiroskopa koji se također može koristiti za upravljanje stvarima samo kretanjem ili naginjanjem kontrolera.

Korak 8: Dijagram kruga

• Mozak ovog RC kontrolera je Arduino Pro Mini koji se napaja pomoću 2 LiPo baterije koje proizvode oko 7,4 volti. Možemo ih spojiti izravno na RAW pin Pro Mini koji ima regulator napona koji je smanjio napon na 5V. Imajte na umu da postoje dvije verzije Arduina Pro Mini, poput one koju imam koja radi na 5V, a druga na 3.3V.
• S druge strane, modulu NRF24L01 strogo je potrebno 3,3 V i preporučuje se da dolazi iz namjenskog izvora. Stoga moramo koristiti regulator napona od 3,3 V koji je spojen na baterije i pretvoriti 7,4 V u 3,3 V. Također moramo koristiti kondenzator za odvajanje tik uz modul kako bi napon bio stabilniji, pa će i radio komunikacija biti stabilnija. Modul NRF24L01 komunicira s Arduinom koristeći SPI protokol, dok akcelerometar MPU6050 i žiroskopski modul koriste protokol I2C.
• Morate lemiti sve dijelove zajedno prema dijagramu. Možete projektirati i ispisati sklop koji olakšava.

Korak 9: Kodiranje odašiljača

• Za programiranje Pro Mini ploče potrebno nam je USB do serijsko UART sučelje koje se može spojiti na zaglavlje za programiranje koje se nalazi na gornjoj strani našeg kontrolera.
• Zatim u izborniku Arduino IDE alati moramo odabrati Arduino Pro ili Pro Mini ploču, odabrati odgovarajuću verziju procesora, odabrati port i odabrati način programiranja na "USBasp".
• Evo potpunog Arduino koda za ovaj DIY Arduino RC odašiljač
• Prenesite ga na arduino pro mini.

Korak 10: Kodiranje prijemnika

• Evo jednostavnog koda primatelja gdje ćemo primiti podatke i jednostavno ih ispisati na serijskom monitoru kako bismo znali da komunikacija radi ispravno. Opet moramo uključiti biblioteku RF24 i definirati objekte i strukturu na isti način kao u kodu odašiljača. U odjeljku za postavljanje pri definiranju radio komunikacije moramo koristiti iste postavke kao i odašiljač i postaviti modul kao prijemnik pomoću funkcije radio.startListening ().
• Prenesite ga na prijemnik

Korak 11: Skidanje drona

• Prvo postavite svoj dron na tlo i pripremite ga za rad. Uzmite kontroler leta, a zatim pažljivo i sigurno započnite svoj prvi let.
• Međutim, jako se preporučuje polako gasiti dron. Štoviše, po prvi put svakako letite na manjoj nadmorskoj visini.
• Nadam se da će vam ovaj članak pomoći u izgradnji vašeg domaćeg drona.
• Ne zaboravite lajkati ovo i ostaviti komentar.