Как да изградим Rc дрон и предавателя с помощта на Arduino: 11 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:52

Създаването на дрон това е проста задача в наши дни, но това ще ви струва много, така че ще ви кажа как да създадете дрон с помощта на arduino с ниска цена. Също така ще ви кажа как да изградите предавателя на дрон също. така че този дрон е изцяло домашен. Не е нужно да купувате платки или предаватели за полетни контролери.

Консумативи

Нуждаем се от тези елементи, за да направим дрона,

• За дрона-

  1. Рамка - „гръбнакът“на квадрокоптера. Рамката е това, което държи всички части на хеликоптера заедно. Той трябва да е здрав, но от друга страна, трябва да е и лек, така че двигателите и батериите да не се борят да го държат във въздуха.
  2. Двигатели - Тягата, която позволява на Quadcopter да се вдигне във въздуха, се осигурява от безчеткови DC двигатели и всеки от тях се управлява отделно от електронен контролер на скоростта или ESC.
  3. ESC - Електронният контролер на скоростта е като нерв, който доставя информацията за движението от мозъка (контролера на полета) до мускулите на ръката или крака (двигателите). Той регулира колко мощност получават двигателите, което определя скоростта и промяната на посоката на четириядреното колело.
  4. Пропелери-В зависимост от типа на четириъгълника, можете да използвате 9 до 10 или 11-инчови подпори (за стабилни полети с въздушна фотография) или 5-инчови състезателни подпори за по-малко тяга, но повече скорост.
  5. Батерия - В зависимост от настройката на максималното ниво на напрежение, можете да избирате между 2S, 3S, 4S или дори 5S батерии. Но стандартът за четворка, която се планира да се използва за заснемане от въздух (само пример), ще ви трябва 11,4 V 3S батерия. Можете да отидете с 22.8 V 4S, ако изграждате състезателен четворка и искате двигателите да се въртят много по -бързо.
  6. Дъска Arduino (Nano)
  7. IMU (MPU 6050) - Дъска, която е по същество (в зависимост от вашия избор) сума от различни сензори, които помагат на вашия четворка да знае къде се намира и как да се изравнява.

• За предавателя-

  1. NRF24L01 трансивер модул
  2. NRF24L01 + PA + LNA
  3. Потенциометър
  4. Серво мотор
  5. Превключвател за превключване
  6. Джойстик
  7. Arduino Pro Mini

Стъпка 1: СХЕМАТИКА

Това е основният план на вашата операция.

Как да свържете ESC:

• Сигнален щифт ESC 1 - D3
• Сигнален щифт ESC 3 - D9
• Сигнален щифт ESC 2 - D10
• Сигнален щифт ESC 4 - D11

Как да свържете Bluetooth модула:

• Tx - Rx
• Rx - Tx

Как да свържете MPU-6050:

• SDA - A4
• SCL - A5

Как да свържете LED индикатора:

LED аноден крак - D8

Как да свържете приемника:

• Дросела - 2Елерона - D4
• Елерони - D5
• Кормило - D6
• AUX 1-D7 Трябва MPU-6050, Bluetooth модулът, приемникът и ESC да бъдат заземени. И за да направите това, трябва да свържете всички GND щифтове към Arduino GND Pin.

Стъпка 2: СПЕЙТЕ ВСИЧКО ЗАЕДНО

• Първото нещо, което трябва да направите, е да вземете женските заглавки и да ги запоите към прототипната платка. Това ще постави вашата дъска Arduino.
• Запояйте ги точно в центъра, така че да има място за останалите заглавки за MPU, Bluetooth модул, приемник и ESC и оставете малко място за някои допълнителни сензори, които може да решите да добавите в бъдеще.

• Следващата стъпка е запояване на мъжки заглавки на приемника и ESC директно от женските заглавки на Arduino. Колко мъжки ESC заглавни реда ще имате, зависи от това колко двигателя ще има вашият дрон. В нашия случай изграждаме квадрокоптер, което означава, че ще има 4 ротора и ESC за всеки. Това допълнително означава 4 реда, всеки от които има 3 мъжки заглавки. Първият заглавие в първия ред ще се използва за PID на сигнала, вторият за 5V (въпреки това, това зависи от това дали вашите ESC имат 5V пин или не, ако не, ще оставите тези заглавки празни), а третият заглавката ще бъде за GND.

  Когато частта за запояване на ESC свърши, можете да преминете към частта за запояване на заглавките на приемника. В повечето случаи четворката има 4 канала. Това са дроселна клапа, стъпка, криволичене и преобръщане. Останалият свободен канал (петият) се използва за смяна на режима на полет (спомагателен канал). Това означава, че ще трябва да запоите мъжки хедери на 5 реда. И всеки, освен един, ще има по една заглавка, докато само един от тези редове се нуждае от 3 заглавки подред.

• всички основания са свързани с основите на Arduino. Това включва всички основания на ESC, земята на приемника (заглавката на сигнала на дросела изцяло вдясно) и Bluetooth модула и основата на MPU.
• След това трябва да следвате схемите и връзките, които обяснихме по -горе. Например MPU (SDA - A4 и SCL - A5) и за Bluetooth (TX - TX и RX - RX) на Arduino. След това просто следвайте връзките, както ги написахме: Сигнални щифтове на ESC1, ESC2 … към D3, D10 … на Arduino. След това сигналните щифтове на приемника Pitch - D2, Roll - D4 … и така нататък. Освен това трябва да свържете дългия проводник на светодиода (положителен извод) към щифта Arduino D8, както и да добавите 330-омов резистор между заземяването на Arduino и късия проводник на LED (отрицателен извод). Последното нещо, което трябва да направите, е да осигурите 5V връзка към източник на захранване. И за това трябва паралелно да свържете черния проводник (земята на батерията) към земята на всичките си компоненти и червения проводник към Arduino, MPU и Bluetooth модул, 5V щифтове. Сега MPU 6050 трябва да бъде запоен към мъжки заглавки към тези, които планирате да използвате. След това завъртете платката на 180 градуса и свържете всичките си компоненти към съответните заглавки на прототипната платка.
• Включете го и вашият Arduino е готов за добавяне на кодове чрез компютър!

Стъпка 3: КАК ДА ПРОГРАМИРАМЕ СВОЯ КОНТРОЛЕР НА ARDUINO

1. Първо трябва да изтеглите MultiWii 2.4. След това го извлечете.
2. Влезте в папката MultiWii, потърсете иконата MultiWii и я стартирайте
3. Използвайте Arduino IDE, за да намерите „Arduino File“или Multiwii файл с „.ino“. Всеки „CPP файл“или „H файл“са файловете за поддръжка на нашия Multiwii Code, така че не ги отваряйте. Просто използвайте файла Multiwii.ino.
4. Когато отворите файла, ще намерите много раздели Alarms.cpp, Alarms.h, EEPROM.cpp, EEPROM.h и много други. Намерете „config.h“
5. Превъртете надолу, докато намерите „Типът мултикоптер“и след това, като изтриете „//“, който маркирате, е както е дефинирано и работи. Quad X, защото предполагаме, че използвате конфигурацията на ротора „X“на вашия четириъгълник.
6. Сега превъртете надолу и потърсете „Комбинирани IMU платки“и активирайте типа на Gyro+Acc Board, който използвате. В нашия случай използвахме GY-521, така че активирахме тази опция.
7. Ако решите да добавите други сензори като барометър или ултразвуков сензор, всичко, което трябва да направите, е да ги „активирате“тук и те ще работят.
8. Следва „Звънецът“, Там трябва да активирате опциите за индикатор на полета (първите 3 такива)
9. Изключете платката Arduino от контролера Flight и след това я свържете към компютъра си чрез USB. След като излезете от FC и се свържете с вашия компютър, ще намерите ИНСТРУМЕНТИ и изберете типа на вашата платка Arduino (в нашия случай Arduino Nano).
10. Сега намерете „Сериен порт“и активирайте COM порта, към който е свързан Arduino Nano (в нашия случай COM3). Накрая щракнете върху стрелката и качете кода и изчакайте кода да бъде прехвърлен.
11. Когато качването приключи, откачете Arduino от USB, поставете го обратно на мястото му в FC платката и свържете 5V батерия, така че цялата FC да се захранва, и след това изчакайте, докато светодиодът на Arduino стане червен. Това означава, че зареждането е завършено и можете да го свържете отново с компютъра си. Сега намерете папката Multiwii 2.4, след това MultiwiiConfig и намерете папката, която е съвместима с вашата операционна система. В нашия случай това е „application.windows64“.
12. Сега стартирайте приложението MultiwiiConf И това е всичко! Веднага ще забележите как премествате FC, стойностите за данните за акселерометъра и жироскопа на екрана. Ориентацията на вашия FC е показана в долната част. В този интерфейс можете да промените стойностите на PID и да настроите фино вашия четириъгълник на отговаря на вашите лични предпочитания. Можете също така да зададете режимите на полет на определени позиции на помощния превключвател в този интерфейс. Всичко, което трябва да направите сега, е да намерите място за вашия Arduino FC на рамката и то е готово да удари небето.

Стъпка 4: Рамка

Сега трябва да настроите всички части към рамката. Можете да си купите рамка или да я направите у дома

Стъпка 5: Сглобяване на двигателите и регулаторите на скоростта

• Първо трябва да пробиете отворите в рамката за двигателите, в зависимост от разстоянието между отворите за винтове на двигателите. Би било добре да се направи друг отвор, който ще позволи свободно движение на скобата и вала на двигателя.
• Препоръчва се свързването на регулаторите на скоростта от долната страна на рамката поради няколко причини, които включват функционалността на дрона. Тези причини, между другото, включват, че той ще "разтовари" горната страна на дрона, където трябва да се добавят други компоненти.

Стъпка 6: Добавяне на полетния контролер и батерията

• Сега сглобете нашия домашен контролер за полет (arduino приемник) до центъра на рамката на дрона.
• Препоръчително е да поставите малко парче гъба от долната страна на полетния контролер, тъй като той абсорбира и намалява вибрациите от двигателите. По този начин вашият дрон ще бъде по -стабилен по време на полет, а стабилността е от ключово значение за управление на дрон.
• Сега добавете батерията lipo в долната част на рамката и се уверете, че дронът е балансиран до центъра.
• сега вашият дрон е готов за излитане

Стъпка 7: Създаване на предавателя

• Радио комуникацията на този контролер се основава на трансивърния модул NRF24L01, който, ако се използва с усилена антена, може да има стабилен обхват до 700 метра в открито пространство. Той разполага с 14 канала, 6 от които са аналогови входове и 8 цифрови входа.
• Той има два джойстика, два потенциометра, два превключвателя, шест бутона и допълнително вътрешен измервателен уред, състоящ се от акселерометър и жироскоп, който може да се използва и за управление на нещата само с придвижване или накланяне на контролера.

Стъпка 8: Електрическа схема

• Мозъкът на този RC контролер е Arduino Pro Mini, който се захранва с помощта на 2 LiPo батерии, произвеждащи около 7,4 волта. Можем да ги свържем директно към RAW щифта на Pro Mini, който има регулатор на напрежението, който намалява напрежението до 5V. Обърнете внимание, че има две версии на Arduino Pro Mini, като тази, която имам, която работи на 5V, а другата работи на 3.3V.
• От друга страна, модулът NRF24L01 се нуждае стриктно от 3.3V и се препоръчва да идва от специален източник. Затова трябва да използваме регулатор на напрежение 3.3V, който е свързан към батериите и да преобразуваме 7.4V в 3.3V. Също така трябва да използваме отделящ кондензатор точно до модула, за да поддържаме напрежението по -стабилно, като по този начин радио комуникацията също ще бъде по -стабилна. Модулът NRF24L01 комуникира с Arduino, използвайки SPI протокол, докато акселерометърът и жироскопът MPU6050 използват протокола I2C.
• Трябва да запоите всички части заедно според схемата. Можете да проектирате и отпечатате верига, която прави по -лесно.

Стъпка 9: Кодиране на предавателя

• За програмиране на платка Pro Mini се нуждаем от USB към сериен UART интерфейс, който може да бъде свързан към заглавката за програмиране, разположена в горната част на нашия контролер.
• След това в менюто с инструменти на Arduino IDE трябва да изберем платката Arduino Pro или Pro Mini, да изберем правилната версия на процесора, да изберем порта и да изберем метода за програмиране на „USBasp“.
• Ето пълния код на Arduino за този DIY Arduino RC предавател
• Качете го в arduino pro mini.

Стъпка 10: Кодиране на приемника

• Ето един прост код на приемник, където ще получим данните и просто ще ги отпечатаме на серийния монитор, за да знаем, че комуникацията работи правилно. Отново трябва да включим библиотеката RF24 и да дефинираме обектите и структурата по същия начин, както в кода на предавателя. В раздела за настройка при дефиниране на радиовръзката трябва да използваме същите настройки като предавателя и да настроим модула като приемник с помощта на функцията radio.startListening ().
• Качете го в приемника

Стъпка 11: Излитане на дрона

• Първо, поставете своя дрон на земята и го подгответе за работа. Вземете своя полетен контролер и след това започнете първия си полет внимателно и безопасно.
• Въпреки това е силно препоръчително бавно да дръпнете дрона. Освен това за първи път не забравяйте да летите на по -малка надморска височина.
• Надявам се, че тази статия ще ви помогне да създадете своя домашен дрон.
• Не забравяйте да харесате това и да оставите коментар.