Hoe om 'n Rc -drone en die sender te bou met behulp van Arduino: 11 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:25

Dit is deesdae 'n eenvoudige taak om 'n hommeltuig te maak, maar dit sal u baie kos. Daarom sal ek u vertel hoe u 'n drone met 'n lae koste met arduino kan bou. ook, so hierdie drone is heeltemal tuisgemaak. U hoef geen vlugkontrolerborde of senders te koop nie.

Voorrade

Ons benodig hierdie items om die hommeltuig te maak,

• Vir die hommeltuig-

  1. Raam - die 'ruggraat' van die quadcopter. Die raam is wat al die dele van die helikopter bymekaar hou. Dit moet stewig wees, maar aan die ander kant moet dit ook lig wees sodat die motors en die batterye nie sukkel om dit in die lug te hou nie.
  2. Motors– Die dryfkrag waarmee die Quadcopter in die lug kan kom, word verskaf deur Brushless DC -motors en elkeen word afsonderlik beheer deur 'n elektroniese snelheidsbeheerder of ESC.
  3. ESC's - Elektroniese spoedbeheerder is soos 'n senuwee wat die bewegingsinligting van die brein (vlugbeheerder) na die arm- of beenspiere (motors) lewer. Dit reguleer hoeveel krag die motors kry, wat die snelheids- en rigtingveranderinge van die vierwiel bepaal.
  4. Propellers-Afhangende van die tipe quad, kan u 9 tot 10 of 11-inch rekwisiete (vir stabiele, lugfotografie-vlugte) of 5-duim-rekwisiete gebruik vir minder stoot, maar meer spoed.
  5. Battery - Afhangende van u maksimum spanningsvlak, kan u kies uit 2S, 3S, 4S of selfs 5S batterye. Maar die standaard vir 'n vierwiel wat beplan word vir lugfilm (slegs 'n voorbeeld), benodig 'n 11,4 V 3S -battery. As u 'n quad bou, wil u die 22.8 V 4S gebruik en wil hê dat die motors baie vinniger moet draai.
  6. Arduino bord (Nano)
  7. IMU (MPU 6050) - 'n Bord wat basies (afhangend van u keuse) 'n som is van verskillende sensors wat u quad help om te weet waar dit is en hoe om homself gelyk te maak.

• Vir die sender-

  1. NRF24L01 Transceiver Module
  2. NRF24L01 + PA + LNA
  3. Potensiometer
  4. Servomotor
  5. Skakel skakelaar
  6. Joystick
  7. Arduino Pro Mini

Stap 1: SKEMATIEK

Dit is die belangrikste bloudruk van u operasie.

Hoe om die ESC's aan te sluit:

• Seinpen ESC 1 - D3
• Seinpen ESC 3 - D9
• Seinpen ESC 2 - D10
• Seinpen ESC 4 - D11

Hoe om die Bluetooth -module aan te sluit:

• Tx - Rx
• Rx - Tx

Hoe om die MPU-6050 aan te sluit:

• SDA - A4
• SCL - A5

Hoe om die LED -aanwyser aan te sluit:

LED -anodebeen - D8

Hoe om die ontvanger aan te sluit:

• Gasklep - 2Elerons - D4
• Ailerons - D5
• Roer - D6
• AUX 1-D7 U benodig die MPU-6050, die Bluetooth-module, die ontvanger en die ESC's. En om dit te kan doen, moet u alle GND -penne aan die Arduino GND -pen koppel.

Stap 2: VERKOOP ALLES SAAM

• Die eerste ding wat u moet doen, is om die vroulike kopstukke te neem en aan die prototipe te soldeer. Dit sal u Arduino -bord huisves.
• Soldeer hulle reg in die middel sodat daar ruimte is vir die res van die koptekste vir die MPU, Bluetooth -module, ontvanger en die ESC's, en laat 'n bietjie ruimte oor vir 'n paar ekstra sensors wat u in die toekoms kan besluit om by te voeg.

• Die volgende stap is die soldering van die ontvanger en ESC's manlike opskrifte direk vanaf die Arduino vroulike opskrifte. Hoeveel manlike ESC -koprye u sal hê, hang af van hoeveel motors u hommeltuig sal hê. In ons geval bou ons 'n quadcopter, wat beteken dat daar vier rotors en 'n ESC vir elk sal wees. Dit beteken verder 4 rye met elk drie manlike opskrifte. Die eerste kop in die eerste ry word gebruik vir die Sign PID, die tweede vir die 5V (dit hang egter af of u ESC's 'n 5V -pen het of nie, indien nie, laat u hierdie opskrifte leeg) en die derde kop sal vir die GND wees.

  As die ESC -soldeergedeelte verby is, kan u na die soldeergedeelte van die ontvangeropskrifte gaan. In die meeste gevalle het 'n vierwiel vier kanale. Dit is Throttle, Pitch, Yaw en Roll. Die oorblywende gratis kanaal (die vyfde een) word gebruik vir vlugmodusse (die hulpkanaal). Dit beteken dat u die Headers in 5 rye moet soldeer. En elkeen behalwe een sal een kop hê, terwyl slegs een van die rye 3 opskrifte in 'n ry benodig.

• al die gronde was verbind met die Arduino -terrein. Dit sluit alle ESC -terreine, ontvangergrond (gashendelsignaalkop heeltemal aan die regterkant), en die Bluetooth -module en MPU -terrein in.
• Dan moet u die skemas en die verbindings wat ons hierbo verduidelik het, volg. Byvoorbeeld, die MPU (SDA - A4 en SCL - A5), en vir Bluetooth (TX - TX en RX - RX) van Arduino. Volg daarna die verbindings soos ons dit geskryf het: Signaalpenne van ESC1, ESC2 … tot D3, D10 … van Arduino. Dan word die ontvanger seinpenne Pitch - D2, Roll - D4… ensovoorts. Verder moet u die langkoppie van die LED (positiewe aansluiting) aan die Arduino D8-pen koppel, en die weerstand van 330 ohm tussen die grond van Arduino en die kort LED (negatiewe aansluiting) byvoeg. Die laaste ding om te doen is om 'n 5V -kragbronverbinding te verskaf. En daarvoor moet u die swart draad (grond van die battery) parallel met al u komponente verbind, en die rooi draad met Arduino-, MPU- en Bluetooth -module, 5V -penne. Nou moet die MPU 6050 aan manlike koptekste gesoldeer word by die wat u van plan is om te gebruik. Draai daarna die bord 180 grade en koppel al u komponente aan die onderskeie kopstukke op die prototipe bord.
• Skakel dit aan en u Arduino is gereed om kodes via 'n rekenaar by te voeg!

Stap 3: HOE OM U ARDUINO FLIGHT CONTROLLER TE PROGRAMMER

1. Eerstens moet u die MultiWii 2.4. Pak dit dan uit.
2. Voer die MultiWii -gids in en soek die MultiWii -ikoon en voer dit uit
3. Gebruik die Arduino IDE om die "Arduino File" of Multiwii lêer met ".ino" te vind. Enige "CPP -lêer" of "H -lêer" is die ondersteuningslêers vir ons Multiwii -kode, moenie dit oopmaak nie. Gebruik net die Multiwii.ino -lêer.
4. As u die lêer oopmaak, vind u baie oortjies Alarms.cpp, Alarms.h, EEPROM.cpp, EEPROM.h en nog vele meer. Soek die "config.h"
5. Blaai af totdat u 'Die tipe multi-copter' vind en deur die '//' wat u merk, te verwyder, is dit soos gedefinieer en uitgevoer. Quad X omdat ons aanvaar dat u die "X" rotor -opset op u vierwiel gebruik.
6. Blaai nou af en soek na "Combined IMU Boards" en aktiveer die tipe Gyro+Acc Board wat u gebruik. In ons geval het ons die GY-521 gebruik, sodat ons die opsie geaktiveer het.
7. As u besluit om ander sensors by te voeg, soos 'n barometer of 'n ultraklank -sensor, hoef u dit net hier te "aktiveer", en dit werk.
8. Die volgende is die 'Buzzer pin'. Daar moet u die vlugaanwyseropsies aktiveer (die eerste drie)
9. Ontkoppel die Arduino -bord van die Flight Controller en koppel dit dan aan u rekenaar met behulp van USB. Sodra u uit die FC is en aan u rekenaar gekoppel is, vind u TOOLS en kies die tipe Arduino -bord (in ons geval Arduino Nano).
10. Soek nou "Serial Port" en aktiveer die COM -poort waarmee die Arduino Nano gekoppel is (ons geval, COM3). Klik uiteindelik op die pyltjie en laai die kode op en wag totdat die kode oorgedra word.
11. As die oplaai voltooi is, koppel die Arduino van die USB af, plaas dit terug op sy plek in die FC -bord en koppel 'n 5V -battery sodat die hele FC aan is, en wag totdat die LED op die Arduino rooi is. Dit beteken dat dit klaar is met oplaai en dat u dit weer aan u rekenaar kan koppel. Soek nou die Multiwii 2.4 -vouer, dan die MultiwiiConfig, en vind die gids wat met u bedryfstelsel versoenbaar is. In ons geval is dit die “application.windows64”.
12. Begin nou die MultiwiiConf -toepassing, en dit is dit! U sal onmiddellik sien hoe u die FC, die waardes vir die versnellingsmeter en die gyroscoopdata op die skerm skuif. Die oriëntasie van u FC word onderaan getoon. In hierdie koppelvlak kan u die PID-waardes verander en u quad verfyn na pas by u persoonlike voorkeure. En u kan ook die vliegmodusse toewys aan sekere hulpskakelposisies in hierdie koppelvlak. Al wat u nou hoef te doen is om 'n plek vir u Arduino FC op die raam te vind, en dit is gereed om die lug te tref.

Stap 4: raam

Nou moet u alle dele op die raam stel: u kan 'n raam koop, of u kan dit tuis maak

Stap 5: Monteer die motors en snelheidsbeheerders

• Eerstens moet u die gate in die raam vir die motors boor, volgens die afstand tussen die skroewe se gate op die motors. Dit sal goed wees om nog 'n gaatjie te maak waarmee die klem en die as van die motor vrylik kan beweeg.
• Dit word aanbeveel om die snelheidsbeheerders aan die onderkant van die raam aan te sluit om verskeie redes wat die funksie van die drone behels. Hierdie redes sluit onder andere in dat dit die boonste kant van die hommeltuig sal "aflaai" waar ander komponente bygevoeg moet word.

Stap 6: Voeg die vlugbeheerder en die battery by

• Monteer nou ons tuisgemaakte vlugbeheerder (arduino -ontvanger) in die middel van die drone -raam.
• Dit word aanbeveel om 'n klein sponsie aan die onderkant van die vlugkontroleerder te sit, want dit absorbeer en verminder vibrasies van die motors. U drone sal dus stabieler wees terwyl u vlieg, en stabiliteit is die sleutel om 'n hommeltuig te laat vlieg.
• Voeg nou die lipo -battery onder in die raam en maak seker dat die hommeltuig in die middel gebalanseer is.
• nou is u hommeltuig gereed om op te styg

Stap 7: Maak die sender

• Die radiokommunikasie van hierdie kontroleerder is gebaseer op die NRF24L01 -ontvangersmodule, wat, indien dit saam met 'n versterkte antenna gebruik word, 'n stabiele reikafstand van tot 700 meter in die oop ruimte kan hê. Dit beskik oor 14 kanale, waarvan 6 analoogingange en 8 digitale insette is.
• Dit het twee joysticks, twee potensiometers, twee skakelaars, ses knoppies en 'n interne meeteenheid wat bestaan uit 'n versnellingsmeter en 'n gyroscoop, wat ook gebruik kan word om dinge te beheer deur net rond te beweeg of om die kontroleerder te kantel.

Stap 8: Kringdiagram

• Die brein van hierdie RC -beheerder is 'n Arduino Pro Mini wat aangedryf word met 2 LiPo -batterye wat ongeveer 7,4 volt lewer. Ons kan hulle direk aan die RAW -pen van die Pro Mini koppel, met 'n spanningsreguleerder wat die spanning tot 5V verminder het. Let daarop dat daar twee weergawes van die Arduino Pro Mini is, soos die een wat ek op 5V werk en die ander op 3.3V.
• Aan die ander kant benodig die NRF24L01 -module streng 3.3V en dit word aanbeveel om van 'n toegewyde bron afkomstig te wees. Daarom moet ons 'n 3.3V spanningsreguleerder gebruik wat op die batterye gekoppel is en die 7.4V na 3.3V omskakel. Ons moet ook 'n ontkoppelingskondensator langs die module gebruik om die spanning stabieler te hou, dus is die radiokommunikasie ook stabieler. Die NRF24L01 -module kommunikeer met die Arduino met behulp van SPI -protokol, terwyl die MPU6050 -versnellingsmeter en die gyro -module die I2C -protokol gebruik.
• U moet alle dele volgens die diagram saam soldeer. U kan 'n stroombaan ontwerp en druk wat dit makliker maak.

Stap 9: Kodering van die sender

• Vir die programmering van 'n Pro Mini -bord het ons 'n USB -na -seriële UART -koppelvlak nodig wat kan gekoppel word aan die programmeerkop aan die bokant van ons beheerder.
• Dan moet ons in die Arduino IDE -gereedskapskieslys die Arduino Pro- of Pro Mini -bord kies, die korrekte weergawe van die verwerker kies, die poort kies en die programmeermetode vir "USBasp" kies.
• Hier is die volledige Arduino -kode vir hierdie DIY Arduino RC -sender
• Laai dit op na die arduino pro mini.

Stap 10: Kodering van die ontvanger

• Hier is 'n eenvoudige ontvangerkode waar ons die data sal ontvang en dit eenvoudig op die seriële monitor kan druk sodat ons weet dat die kommunikasie behoorlik werk. Weereens moet ons die RF24 -biblioteek insluit en die voorwerpe en die struktuur op dieselfde manier definieer as in die senderkode. In die instellingsgedeelte moet ons dieselfde instellings as die sender gebruik om die radiokommunikasie te definieer en die module as ontvanger in te stel met die radio.startListening () -funksie.
• Laai dit op na die ontvanger

Stap 11: Die drone uittrek

• Plaas eerstens u hommeltuig op die grond en berei dit voor vir gebruik. Gryp u vlugbeheerder en begin dan u eerste vlug versigtig en veilig.
• Dit word egter sterk aanbeveel om die hommeltuig stadig op te sit. Boonop moet u dit vir die eerste keer op 'n laer hoogte vlieg.
• Ek hoop dat hierdie artikel u sal help om u tuisgemaakte hommeltuig te bou.
• Moenie vergeet om hiervan te hou nie en lewer 'n opmerking.