Napravite i letite jeftino avionom s kontroliranim pametnim telefonom: 8 koraka

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

Jeste li ikada sanjali o izgradnji <15 $ DIY letačkog parka s daljinskim upravljačem koji upravlja vašim mobilnim telefonom (aplikacija za Android preko WiFi -a) i koji će vam dati dnevnu dozu adrenalina od 15 minuta (vrijeme letenja oko 15 minuta)? nego je ovo uputstvo za vas dečki.. Ovaj avion je vrlo stabilan i sporo leti pa je vrlo lako upravljati čak i djecom.

Govoreći o dometu aviona … Imam oko 70 metara LOS dometa koristeći svoj Moto G5S mobilni koji djeluje kao WiFi žarišna točka i daljinski upravljač. Daljnji RSSI u stvarnom vremenu prikazan je u Android aplikaciji i ako avion izlazi iz dometa (RSSI padne ispod -85 dBm) tada mobilni telefon počinje vibrirati. Ako zrakoplov izlazi iz dometa Wi-Fi pristupne točke, motor se zaustavlja kako bi se osiguralo sigurno slijetanje. Također napon baterije prikazan u Android aplikaciji i ako napon baterije padne ispod 3,7 V tada mobilni telefon počinje vibrirati kako bi pružio povratnu informaciju pilotu za slijetanje zrakoplova prije nego što se baterija potpuno isprazni. Avion je u potpunosti kontroliran pokretima, znači ako nagnete mobitel ulijevo nego u ravnini skrenite ulijevo i nasuprot za desno skretanje. Dakle, ovdje dijelim korak po korak upute za izradu svog malenog aviona s WiFi kontrolom zasnovanog na ESP8266. Vrijeme izrade potrebno za ovaj avion je oko 5-6 sati i zahtijeva osnovnu vještinu lemljenja, malo znanja o programiranju ESP8266 pomoću Arduino IDE-a i ispijanje šalice tople kave ili ohlađenog piva bit će izvrsno:).

Korak 1: Korak 1: Popis komponenti i alata

Dijelovi elektronike: Ako ste ljubitelj elektronike, u svom ćete inventaru pronaći mnoge dolje navedene dijelove

• 2 br. DC motor bez jezgre s cw i ccw podupiračem 5 USD
• 1 br. ESP-12 ili ESP-07 modul 2 USD
• 1 br. 3,7V 180mAH 20C LiPo baterija -> 5 USD
• 2 br. SI2302DS A2SHB SOT23 MOSFET 0,05 USD
• 5 br. 3.3kOhms 1/10 watt smd ili 1/4 watt kroz otpornike 0,05 $ (3,3K do 10K svaki otpornik će raditi)
• 1 br. 1N4007 smd ili dioda kroz otvor 0,02 $
• 1 br. TP4056 1S 1A Lipo modul punjača 0,06 USD
• 2 muška i 1 ženski mini JST konektor 0,05 USD

Ukupni trošak ------ 13 USD Pribl

Ostali dijelovi:

• 2-3 br. Štap za roštilj
• 1 br. 50cm x 50cm 3 mm depron lista ili bilo koji kruti lim od 3 mm pjene
• Izolirana kratkospojna žica s jednom jezgrom
• Nodemcu ili cp2102 USB u UART pretvarač kao programer za prijenos firmvera na esp8266
• Samoljepljiva vrpca
• Super ljepilo

Potrebni alati:

• Alati za lemljenje iz hobija
• Kirurška oštrica s držačem oštrice
• Pištolj za vruće ljepilo
• Ljestvica
• Računalo koje ima Arduino IDE s ESP8266 Arduino jezgrom
• Android mobilni telefon

To je sve što nam treba … Sada smo spremni za izradu našeg ludog WiFi kontroliranog aviona

Korak 2: Korak 2: Razumijevanje kontrolnog mehanizma

Ovaj avion koristi diferencijalni potisak za upravljanje odmicanjem (upravljanje) i zajednički potisak za nagib (uspon/spuštanje) i kontrolu brzine zraka, stoga nije potreban servo motor, a samo dva glavna istosmjerna motora bez jezgre pružaju potisak i kontrolu.

Poliedarski oblik krila osigurava stabilnost kotrljanja protiv vanjske sile (nalet vjetra). Namjerno izbjegavanje servo motora na upravljačkim površinama (dizalo, krilca i kormilo) čini dizajn aviona vrlo lakim za izradu bez složenih upravljačkih mehanizama, a također smanjuje i troškove izgradnje. Za upravljanje zrakoplovom Sve što trebamo je daljinski kontrolirati potisak oba Coreless istosmjerna motora putem WiFi -a pomoću Android aplikacije pokrenute na mobilnom telefonu. Za svaki slučaj, ako netko želi promatrati dizajn ovog aviona u 3D -u, ovdje sam priložio snimak zaslona Fusion 360 i stl datoteku.. možete upotrijebiti mrežni stl preglednik da pogledate dizajn iz bilo kojeg kuta gledanja.. još jednom je samo CAD dizajn aviona za dokumentaciju, ne trebate 3D pisač ili laserski rezač.. pa ne brinite:)

Korak 3: Korak 3: Shema kontrolera temeljena na ESP8266

Počnimo s razumijevanjem funkcije svake komponente u shemi,

• ESP12e: Ovaj ESP8266 WiFi SoC prima UDP kontrolne pakete iz Android aplikacije i kontrolira RPM lijevog i desnog motora. Mjeri napon baterije i RSSI WiFi signala i šalje ih u Android aplikaciju.
• D1: Modul ESP8266 sigurno radi između 1,8 V ~ 3,6 V prema podacima iz papira, stoga se jednoćelijska LiPo baterija ne može koristiti izravno za napajanje ESP8266, pa je potreban pretvarač. Smanjite težinu i složenost kruga Koristio sam 1N4007 diodu za pad napona akumulatora (4,2 V ~ 3,7 V) za 0,7 V (presjek napona 1N4007) kako bih dobio napon u rasponu od 3,5 V ~ 3,0 V koji se koristi kao napon napajanja ESP8266. Znam da je to ružan način, ali radi dobro za ovaj avion.
• R1, R2 i R3: ova tri otpornika su minimalno potrebni za postavljanje minimalnog ESP8266. R1 povlačni pin CH_PD (EN) ESP8266 za njegovo omogućavanje. RST pin ESP8266 je aktivan nisko pa R2 povucite RST pin ESP8266 i izvadite ga iz moda resetiranja. prema podatkovnom listu o uključivanju, GPIO15 pin ESP8266 mora biti nizak pa se R3 koristi za povlačenje GPIO15 ESP8266.
• R4 i R5: R4 i R5 koriste se za povlačenje vrata T1 i T2 kako bi se izbjegao bilo koji lažni okidač MOSFET-ova (rad motora) pri uključivanju ESP8266. (Napomena: Vrijednosti R1 do R5 korištene u ovom projektu su 3.3Kohms, međutim svaki otpor između 1K i 10K funkcionirat će besprijekorno)
• T1 i T2: Ovo su dva Si2302DS N-kanalna MOSFET-a snage (2,5 Amp) koji kontroliraju okretaje lijevog i desnog motora pomoću PWM-a koji dolaze iz GPIO4 i GPIO5 iz ESP8266.
• L_MOTOR i R_MOTOR: To su istosmjerni motori bez jezgre 7 mm x 20 mm i 35000 o / min koji osiguravaju diferencijalni potisak za let i upravljačku ravninu. Svaki motor daje potisak od 30 grama pri 3,7 V i povlači struju od 700 mA pri brzini.
• J1 i J2: Ovo su mini JST konektor koji se koristi za ESP12e modul i povezivanje baterije. Možete koristiti bilo koji konektor koji može podnijeti struju od najmanje 2 Ampera.

(Napomena: Potpuno razumijem važnost razdvajanja kondenzatora u dizajnu sklopova mješovitih signala, ali izbjegao sam odvajanje kondenzatora u ovom projektu kako bih izbjegao složenost kruga i broj dijelova jer je samo WiFi dio ESP8266 RF/analogni i sam modul ESP12e koji ima potrebne odvojene kondenzatore na ploči. BTW bez ikakvog vanjskog spojnog kondenzatorskog kruga radi sasvim u redu.)

Shema prijemnika zasnovana na ESP12e s programskom vezom u pdf formatu prilaže se uz ovaj korak.

Korak 4: Korak 4: Montaža kontrolera

Iznad videozapisa s naslovom prikazan je korak po korak dnevnik izgradnje ESP12e baznog prijemnika zasnovanog kontrolera dizajniranog za ovaj projekt. Pokušao sam postaviti komponente prema svojim vještinama. komponente možete postaviti prema svojim vještinama uzimajući u obzir shemu datu u prethodnom koraku.

Samo su SMD mosfeti (Si2302DS) premali i potrebno ih je paziti tijekom lemljenja. Imam te MOSFET -ove u svom inventaru pa sam ih i koristio. Možete koristiti bilo koji veći TO92 paket napajanja s MOSFET -om s Rdson <0,2ohms i Vgson 1,5Amps. (Predložite mi ako smatrate da je takav MOSFET lako dostupan na tržištu..) Kad ovaj hardver bude spreman, svi smo spremni za postavljanje firmvera WiFi Plane na nodemcu o ovom procesu koji se raspravlja u sljedećem koraku.

Korak 5: Korak 5: Postavljanje i prijenos firmvera ESP8266

ESP8266 firmver za ovaj projekt razvijen je pomoću Arduino IDE -a.

Nodemcu ili USBtoUART Converter mogu se koristiti za prijenos firmvera na ESP12e. U ovom projektu koristim Nodemcu kao programer za postavljanje firmvera na ESP12e.

Gornji video prikazuje korak po korak isti proces..

Postoje dva načina za prijenos ovog firmvera na ESP12e,

1. Korištenje nodemcu bljeskalice: Ako samo želite koristiti binarnu datoteku wifiplane_esp8266_esp12e.bin uz ovaj korak bez ikakvih izmjena u firmveru, to je najbolji način da slijedite.

   • Preuzmite wifiplane_esp8266_esp12e.bin iz privitka ovog koraka.
   • Preuzmite nodemcu flasher repo iz službenog github spremišta i raspakirajte ga.
   • U unzipped mapi idite na nodemcu-flasher-master / Win64 / Release i pokrenite ESP8266Flasher.exe
   • Otvorite karticu konfiguracije ESP8266Flashera i promijenite putanju binarne datoteke s INTERNAL: // NODEMCU na putanju wifiplane_esp8266_esp12e.bin
   • Zatim slijedite korake navedene u videu….

2. Korištenje Arduino IDE -a: Ako želite urediti firmver (tj. SSID i lozinku WiFi mreže - u ovom slučaju Android hotspot), to je najbolji način da slijedite.

   • Postavite Arduino IDE za ESP8266 slijedeći ovaj izvrstan Instructable.
   • Preuzmite wifiplane_esp8266.ino iz privitka ovog koraka.
   • Otvorite Arduino IDE i kopirajte kôd s wifiplane_esp8266.ino i zalijepite ga u Arduino IDE.
   • Uredite SSID i lozinku svoje mreže u kodu uređivanjem sljedeća dva retka. i slijedite korake prema gornjem videu.
   • char ssid = "wifiplane"; // vaš mrežni SSID (naziv) char pass = "wifiplane1234"; // vašu mrežnu lozinku (koristite za WPA ili koristite kao ključ za WEP)

Korak 6: Korak 6: Montaža okvira

Dnevnik izgradnje konstrukcije prikazan je korak po korak u gornjem videu.

Koristio sam komad pjene deprona 18cmx40cm za konstrukciju zrakoplova. Štap za roštilj koji se koristi za pružanje dodatne snage trupu i krilu. Na gornjoj slici nalazi se plan zrakoplovnog okvira, međutim plan možete izmijeniti prema svojim potrebama samo imajući na umu osnovnu aerodinamiku i težinu aviona. S obzirom na postavljanje elektronike ovog aviona, sposoban je letjeti avionom maksimalne težine oko 50 grama. BTW s ovim okvirom i svom elektronikom, uključujući i leteću bateriju ovog aviona, iznosi 36 grama.

CG lokacija: Koristio sam općenito pravilo palca CG za glatko klizanje … njegovih 20% -25% duljine akorda udaljeno od prednjeg ruba krila … S ovim CG postavkom s blago uzdignutim dizalom, klizi s nulom gasa, nivelirajući u ravnini s prigušnicom od 20-25% i s dodatnim prigušivačem počinje se penjati zbog blago podignutog lifta …

Evo youtube videa mog dizajna aviona s letećim krilima s istom elektronikom koji će vas samo potaknuti na eksperimentiranje s različitim dizajnom i dokazati da se za ovu postavku može koristiti s mnogim vrstama dizajna zrakoplova.

Korak 7: Korak 7: Postavljanje i testiranje Android aplikacije

Instalacija Android aplikacije:

Samo trebate preuzeti datoteku wifiplane.apk priloženu ovim korakom na svoj pametni telefon i morate slijediti upute prema gornjem videu.

O aplikaciji, ova Android aplikacija razvijena je pomoću Processing za Android.

Aplikacija nije potpisani paket pa morate omogućiti postavku nepoznatog izvora u postavkama telefona. Aplikaciji je potrebno samo pravo pristupa vibratoru i WiFi mreži.

Predletno testiranje aviona pomoću Android aplikacije: Nakon što je Android aplikacija pokrenuta i pokrenuta na vašem pametnom telefonu, pogledajte gornji video da biste saznali kako aplikacija radi i razne zanimljive značajke aplikacije.. Ako vaš avion reagira na aplikaciju na isti način kao gore navedeni video, nego SJAJNO … UČINILI STE…

Korak 8: Korak 8: Vrijeme je za let

Spremni za let?…

• ULAZITE NA POLJE
• UČINITE NEKI TEST GLIDE
• PROMJENITE KUT LIFTA ili DODAJTE/UKLONITE TEŽINU NA NOSU AVIONA DO GLAZANJA …
• JEDNOM GLAZNO KLIZI, UKLJUČI SE NA AVIONU I OTVORI ANDROID APLIKACIJU
• RAVNO LONIRAJUĆA PLANIRA ČVRSTO SA 60% GASILA protiv vjetra
• KADA JE U ZRAKU, TREBA LAKO LETETI NA RAZINI SA OKO 20% do 25% GASILA