Cum să construiți o dronă Rc și transmițătorul utilizând Arduino: 11 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Realizarea unei drone este o sarcină simplă în zilele noastre, dar vă va costa mult. Deci, vă voi spune cum să construiți o dronă folosind arduino cu un cost redus. De asemenea, vă voi spune cum să construiți transmițătorul de dronă De asemenea, deci această dronă este complet făcută în casă. Nu este nevoie să cumpărați plăci sau transmițătoare ale controlerului de zbor.

Provizii

Avem nevoie de aceste articole pentru a face drona,

• Pentru dronă

  1. Cadru - „coloana vertebrală” a quadcopterului. Cadrul este cel care menține împreună toate părțile elicopterului. Trebuie să fie robust, dar, pe de altă parte, trebuie să fie și ușor, astfel încât motoarele și bateriile să nu se lupte pentru a le menține în aer.
  2. Motoare - Puterea care permite Quadcopterului să ajungă în aer este asigurată de motoarele DC fără perii și fiecare dintre ele este controlată separat de un regulator electronic de viteză sau ESC.
  3. ESC - Controlerul electronic de viteză este ca un nerv care transmite informațiile despre mișcare de la creier (controler de zbor) către mușchii brațului sau picioarelor (motoare). Reglează cât de multă putere obțin motoarele, ceea ce determină schimbările de viteză și direcție ale quad-ului.
  4. Elice - În funcție de tipul unui quad, puteți utiliza recuzită de 9 până la 10 sau 11 inci (pentru zboruri stabile, cu fotografii aeriene) sau recuzită de curse de 5 inci pentru o forță mai mică, dar mai mare viteză.
  5. Baterie - În funcție de nivelul de tensiune maxim configurat, puteți alege dintre bateriile 2S, 3S, 4S sau chiar 5S. Dar, standardul pentru un quad care este planificat să fie utilizat pentru filmări aeriene (doar un exemplu), veți avea nevoie de o baterie de 11,4 V 3S. Ai putea merge cu 22.8 V 4S dacă construiești un quad de curse și vrei ca motoarele să se rotească mult mai repede.
  6. Placă Arduino (Nano)
  7. IMU (MPU 6050) - O placă care este practic (în funcție de alegerea dvs.) o sumă de diverși senzori care vă ajută quad-ul să știe unde este și cum să se niveleze.

• Pentru transmițător

  1. NRF24L01 Modul Transceiver
  2. NRF24L01 + PA + LNA
  3. Potențiometru
  4. Servo motor
  5. Comutator
  6. Joystick
  7. Arduino Pro Mini

Pasul 1: SCHEMATICĂ

Acesta este planul principal al operației dvs.

Cum să conectați ESC-urile:

• Pin de semnal ESC 1 - D3
• Pin de semnal ESC 3 - D9
• Pin de semnal ESC 2 - D10
• Pin de semnal ESC 4 - D11

Cum se conectează modulul Bluetooth:

• Tx - Rx
• Rx - Tx

Cum se conectează MPU-6050:

• SDA - A4
• SCL - A5

Cum se conectează indicatorul LED:

Picior anod LED - D8

Cum să conectați receptorul:

• Accelerator - 2Eleroni - D4
• Eleronele - D5
• Cârmă - D6
• AUX 1 - D7 Aveți nevoie de MPU-6050, modulul Bluetooth, receptorul și ESC-urile, pentru a fi împământate. Și, pentru a face acest lucru, trebuie să conectați toți pinii GND la pinul Arduino GND.

Pasul 2: SOLDERUL TOTUL ÎMPREUNĂ

• Primul lucru pe care trebuie să-l faceți este să luați antetele feminine și să le lipiți pe placa prototip. Aceasta va găzdui placa dvs. Arduino.
• Lipiți-le chiar în centru, astfel încât să existe spațiu pentru restul antetelor pentru MPU, modul Bluetooth, receptor și ESC-uri și lăsați spațiu pentru niște senzori suplimentari pe care ați putea să îi adăugați în viitor.

• Următorul pas este lipirea receptorului și a anteturilor masculine ESC direct de la anteturile feminine Arduino. Câte rânduri de antet ESC masculin veți avea, depinde de câte motoare va avea drona dvs. În cazul nostru, construim un quadcopter, ceea ce înseamnă că vor exista 4 rotoare și câte un ESC pentru fiecare. Asta înseamnă în plus 4 rânduri, fiecare având câte 3 anteturi masculine. Primul antet din primul rând va fi utilizat pentru Signal PID, al doilea pentru 5V (deși acest lucru depinde de ESC-urile dvs. care au un pin de 5V sau nu, dacă nu, veți lăsa aceste anteturi goale) și al treilea antetul va fi pentru GND.

  Când partea de lipit ESCs s-a încheiat, puteți trece la partea de lipire a antetelor receptorului. În majoritatea cazurilor, un quad are 4 canale. Acestea sunt Throttle, Pitch, Yaw și Roll. Canalul liber rămas (cel de-al cincilea), este utilizat pentru modificările modului de zbor (canalul auxiliar). Aceasta înseamnă că va trebui să lipiți anteturi masculine în 5 rânduri. Și fiecare, cu excepția unuia, va avea un antet, în timp ce doar unul dintre aceste rânduri are nevoie de 3 anteturi la rând.

• toate terenurile erau legate de terenurile Arduino. Aceasta include toate terenurile ESC, masa receptorului (antetul semnalului clapetei complet în dreapta) și modulul Bluetooth și terenurile MPU.
• Apoi, trebuie să urmați schemele și conexiunile pe care le-am explicat mai sus. De exemplu, MPU (SDA - A4 și SCL - A5) și pentru Bluetooth (TX - TX și RX - RX) ale Arduino. După aceea, urmați conexiunile așa cum le-am scris: Pinii de semnal de la ESC1, ESC2 … la D3, D10 … de la Arduino. Apoi pinii semnalului receptorului Pitch - D2, Roll - D4 … și așa mai departe. Mai mult, trebuie să conectați cablul lung al LED-ului (terminal pozitiv) la pinul Arduino D8, precum și să adăugați rezistorul de 330 ohmi între solul Arduino și cablul scurt LED (terminal negativ). Ultimul lucru de făcut este să oferiți o conexiune la sursa de alimentare de 5V. Și, pentru asta, trebuie să conectați în paralel firul negru (masa bateriei) la masa tuturor componentelor dvs., iar firul roșu la Arduino, MPU și modulul Bluetooth, pini de 5V. Acum, MPU 6050 trebuie lipit cu anteturi masculine cu cele pe care intenționați să le utilizați. După aceea, întoarceți placa cu 180 de grade și conectați toate componentele la antetele respective de pe placa prototip.
• Porniți-l și Arduino este pregătit pentru adăugarea de coduri printr-un computer!

Pasul 3: CUM SĂ PROGRAMAȚI CONTROLUL DE ZBOR ARDUINO

1. Mai întâi, trebuie să descărcați MultiWii 2.4. Apoi extrageți-l.
2. Introduceți folderul MultiWii și căutați pictograma MultiWii și rulați-l
3. Utilizați IDE-ul Arduino pentru a găsi „Fișierul Arduino” sau fișierul Multiwii cu „.ino”. Orice „fișier CPP” sau „fișier H” sunt fișierele de asistență pentru codul nostru Multiwii, deci nu le deschideți. Folosiți doar fișierul Multiwii.ino.
4. Când deschideți fișierul, veți găsi multe file Alarms.cpp, Alarms.h, EEPROM.cpp, EEPROM.h și multe altele. Găsiți „config.h”
5. Derulați în jos până găsiți „Tipul de multi-copter” și apoi prin ștergerea „//” pe care o marcați este definită și rulează. Quad X deoarece presupunem că utilizați configurația rotorului „X” pe quad-ul dvs.
6. Acum derulați în jos și căutați „Plăci combinate IMU” și activați tipul plăcii Gyro + Acc pe care o utilizați. În cazul nostru, am folosit GY-521, așa că am activat această opțiune.
7. Dacă decideți să adăugați alți senzori, cum ar fi un barometru sau un senzor cu ultrasunete, tot ce trebuie să faceți este să le „activați” aici și vor rula.
8. Următorul este „Buzzer pin”, acolo, trebuie să activați opțiunile indicatorului de zbor (primele 3)
9. Deconectați placa Arduino de la controlerul de zbor și apoi conectați-o la computer utilizând USB. Odată ieșiți din FC și conectați la computer, veți găsi TOOLS și veți selecta tipul plăcii Arduino (în cazul nostru Arduino Nano).
10. Acum găsiți „Serial Port” și activați portul COM la care este conectat Arduino Nano (cazul nostru, COM3). În cele din urmă, faceți clic pe săgeată și încărcați codul și așteptați ca codul să fie transferat.
11. Când încărcarea este terminată, deconectați Arduino de pe USB, introduceți-l înapoi la locul său în placa FC și conectați o baterie de 5V astfel încât întregul FC să fie alimentat, apoi așteptați până când LED-ul de pe Arduino este roșu. Asta înseamnă că a terminat pornirea și că îl puteți conecta din nou la computerul dvs. Acum, găsiți folderul Multiwii 2.4, apoi MultiwiiConfig și găsiți folderul care este compatibil cu sistemul dvs. de operare. În cazul nostru, este „application.windows64”.
12. Acum porniți aplicația MultiwiiConf Și gata! Veți observa imediat cum mutați FC, valorile pentru accelerometru și datele giroscopului pe ecran. Orientarea FC-ului dvs. este afișată în partea de jos. În această interfață, puteți schimba valorile PID și reglați fin quad-ul la corespunde preferințelor personale. Și, de asemenea, puteți atribui modurile de zbor anumitor poziții ale comutatorului auxiliar din această interfață. Tot ce trebuie să faceți acum este să găsiți un loc pentru Arduino FC pe cadru și este gata să lovească cerul.

Pasul 4: Cadru

Acum trebuie să setați toate piesele pe cadru. Puteți cumpăra un cadru sau puteți face unul acasă

Pasul 5: Asamblarea motoarelor și a regulatoarelor de viteză

• Mai întâi trebuie să faceți găurile din cadru pentru motoare, în funcție de distanța dintre găurile șuruburilor de pe motoare. Ar fi bine să mai faci o gaură care să permită clemei și arborelui motorului să se miște liber.
• Se recomandă conectarea regulatoarelor de viteză în partea de jos a cadrului din mai multe motive care implică funcționalitatea dronei. Aceste motive, printre altele, includ faptul că va „descărca” partea superioară a dronei acolo unde ar trebui adăugate alte componente.

Pasul 6: Adăugarea controlerului de zbor și a bateriei

• Acum asamblați controlerul nostru de zbor realizat acasă (receptor arduino) în centrul cadrului dronei.
• Se recomandă să puneți o bucată mică de burete pe partea inferioară a controlerului de zbor, deoarece absoarbe și reduce vibrațiile de la motoare. Astfel, drona dvs. va fi mai stabilă în timpul zborului, iar stabilitatea este esențială pentru a zbura cu o dronă.
• Acum adăugați bateria lipo în partea de jos a cadrului și asigurați-vă că drona este echilibrată spre centru.
• acum drona ta este gata să decoleze

Pasul 7: Realizarea transmițătorului

• Comunicația radio a acestui controler se bazează pe modulul transceptor NRF24L01 care, dacă este utilizat cu o antenă amplificată, poate avea o rază stabilă de până la 700 de metri în spațiu deschis. Are 14 canale, dintre care 6 sunt intrări analogice și 8 intrări digitale.
• Are două joystick-uri, două potențiometre, două comutatoare, șase butoane și, în plus, o unitate de măsurare internă formată dintr-un accelerometru și un giroscop care poate fi, de asemenea, utilizat pentru controlul lucrurilor doar prin mișcarea sau înclinarea controlerului.

Pasul 8: Diagrama circuitului

• Creierul acestui controler RC este un Arduino Pro Mini care este alimentat folosind 2 baterii LiPo producând în jur de 7,4 volți. Le putem conecta direct la pinul RAW al Pro Mini, care are un regulator de tensiune care a redus tensiunea la 5V. Rețineți că există două versiuni ale Arduino Pro Mini, cum ar fi cea pe care o am, care funcționează la 5V și cealaltă funcționează la 3,3V.
• Pe de altă parte, modulul NRF24L01 are nevoie strict de 3,3V și se recomandă să provină dintr-o sursă dedicată. Prin urmare, trebuie să folosim un regulator de tensiune de 3,3V care este conectat la baterii și să convertim 7,4V la 3,3V. De asemenea, trebuie să folosim un condensator de decuplare chiar lângă modul pentru a menține tensiunea mai stabilă, astfel comunicarea radio va fi și mai stabilă. Modulul NRF24L01 comunică cu Arduino folosind protocolul SPI, în timp ce accelerometrul MPU6050 și modulul giroscopic utilizează protocolul I2C.
• Trebuie să lipiți toate piesele împreună conform schemei. Puteți proiecta și imprima un circuit care vă ușurează.

Pasul 9: Codificarea transmițătorului

• Pentru programarea unei plăci Pro Mini avem nevoie de o interfață USB către serie UART care poate fi conectată la antetul de programare situat în partea superioară a controlerului nostru.
• Apoi, în meniul de instrumente Arduino IDE, trebuie să selectăm placa Arduino Pro sau Pro Mini, selectăm versiunea corectă a procesorului, selectăm portul și selectăm metoda de programare la „USBasp”.
• Iată codul Arduino complet pentru acest transmițător RC Arduino DIY
• Încărcați-l pe arduino pro mini.

Pasul 10: Codificarea receptorului

• Iată un cod simplu de receptor în care vom primi datele și le vom imprima pur și simplu pe monitorul serial, astfel încât să știm că comunicarea funcționează corect. Din nou, trebuie să includem biblioteca RF24 și să definim obiectele și structura în același mod ca și în codul transmițătorului. În secțiunea de configurare atunci când definim comunicația radio, trebuie să folosim aceleași setări ca emițătorul și să setăm modulul ca receptor utilizând funcția radio.startListening ().
• Încărcați-l pe receptor

Pasul 11: Scoaterea dronei

• În primul rând, poziționați drona pe sol și pregătiți-o pentru funcționare. Luați controlerul de zbor și apoi începeți primul zbor cu atenție și în siguranță.
• Cu toate acestea, este foarte recomandat să accelerați drona încet. Mai mult, pentru prima dată, asigurați-vă că îl zburați la o altitudine mai mică.
• Sper că acest articol vă va ajuta să vă construiți drona de casă.
• Nu uitați să vă placă acest lucru și să lăsați un comentariu.