Maak en vlieg goedkoop vliegtuig met 'n slimfoon: 8 stappe

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

Het u al ooit daarvan gedroom om 'n parkeervliegtuig van <15 $ selfstandige afstandbeheer met u selfoon (Android -app via WiFi) te bou en u 'n daaglikse dosis adrenalien van 15 minute (vlugtyd van ongeveer 15 minute) te gee? hierdie instruksie is vir julle.. Hierdie vliegtuig is baie stabiel en stadig vlieg, so dit is vir selfs kinders baie maklik om dit te vlieg.

As ek oor die reikwydte van die vliegtuig praat … Ek het ongeveer 70 meter LOS -bereik met my Moto G5S -selfoon wat as WiFi -hotspot en afstandsbediening werk. Verdere intydse RSSI wat op die Android -app vertoon word en as die vliegtuig op die punt staan om buite bereik te gaan (RSSI onder -85 dBm daal), begin die selfoon vibreer. As die vliegtuig buite die bereik van die Wi-Fi-toegangspunt gaan as motorstops om 'n veilige landing te verseker. Die batteryspanning word ook op die Android -app vertoon en as die batteryspanning onder 3,7V daal, begin die selfoon vibreer om terugvoer te gee aan die vlieënier om die vliegtuig te land voordat die battery heeltemal leegloop. Vliegtuig is ten volle gebaarbeheerd, beteken dat as u die selfoon links as die vliegtuig kantel, links en teenoor draai vir regs. So hier deel ek stap -vir -stap bouinstruksies van my ESP8266 -gebaseerde WiFi -beheerde klein vliegtuig. Die konstruksietyd wat nodig is vir hierdie vliegtuig is ongeveer 5-6 uur en benodig basiese soldeervaardigheid, 'n bietjie programmeringskennis van ESP8266 met behulp van Arduino IDE en 'n koppie warm koffie of verkoel bier sal baie wees:).

Stap 1: Stap 1: Lys met komponente en gereedskap

Elektroniese onderdele: as u 'n elektroniese stokperdjie is, vind u baie van die onderstaande onderdele in u voorraad

• 2 nrs. Kernlose DC motor met cw en ccw prop 5 $
• 1 nrs. ESP-12 of ESP-07 module 2 $
• 1 nrs. 3.7V 180mAH 20C LiPo -battery -> 5 $
• 2 nrs. SI2302DS A2SHB SOT23 MOSFET 0,05 $
• 5 nrs. 3.3kOhms 1/10 watt smd of 1/4 watt deurgatweerstand 0,05 $ (3,3K tot 10K sal enige weerstand werk)
• 1 nrs. 1N4007 smd of deurgaande diode 0,02 $
• 1 nrs. TP4056 1S 1A Lipo Charger module 0,06 $
• 2 manlike en 1 vroulike mini JST -aansluiting 0,05 $

Totale koste ------ 13 $ Ongeveer

Ander onderdele:

• 2-3 nrs. Barbecue stok
• 1 nrs. 50 cm x 50 cm 3 mm afdrukvel of enige stywe 3 mm skuimvel
• Enkele kern geïsoleerde jumperdraad
• Nodemcu of cp2102 USB na UART -omskakelaar as programmeerder vir die oplaai van firmware na esp8266
• Kleeflint
• Wondergom

Gereedskap benodig:

• Stokperdjie soldeergereedskap
• Chirurgiese lem met lemhouer
• Warm gom geweer
• Skaal
• Rekenaar met Arduino IDE met ESP8266 Arduino Core
• Android -selfoon

Dit is alles wat ons nodig het … Nou is ons gereed om ons mal WiFi -beheerde vliegtuig te bou

Stap 2: Stap 2: Begrip van beheermeganisme

Hierdie vliegtuig gebruik differensiële stootkrag vir krimpbeheer (stuur) en kollektiewe stootkrag vir toonhoogte (klim/afklim) en lugspoedbeheer, daarom is geen servomotor nodig nie, en slegs twee hoof -kernlose gelykstroommotors bied krag en beheer.

Poliëderige vorm van die vleuel bied rolstabiliteit teen eksterne krag (windstoot). Deur die servomotor op die bedieningsoppervlakke (hysbak, Aileron en roer) doelbewus te vermy, is die ontwerp van die vliegtuig baie maklik om te bou sonder ingewikkelde beheermeganismes en verminder dit ook die boukoste. Om die vliegtuig te beheer Al wat ons nodig het, is om die stoot van beide Coreless DC -motor op afstand via WiFi te beheer met behulp van 'n Android -app wat op 'n selfoon werk. Vir die geval dat iemand die ontwerp van hierdie vliegtuig in 3D wil waarneem, het ek 'n Fusion 360 -skermkiekie en 'n STL -lêer hierby aangeheg. 'n CAD -ontwerp van vliegtuig vir dokumentasie; u het nie 'n 3D -drukker of lasersnyer nodig nie, so moenie bekommerd wees nie:)

Stap 3: Stap 3: Controller skematiese gebaseer op ESP8266

Laat ons begin met die begrip van die funksie van elke komponent in skematiese,

• ESP12e: Hierdie ESP8266 WiFi SoC ontvang UDP -kontrolepakkies van die Android -app en beheer die toerusting van die linker- en regtermotor. Dit meet batteryspanning en RSSI van WiFi -sein en stuur dit na Android -app.
• D1: ESP8266 -module werk veilig tussen 1.8V ~ 3.6V volgens die gegewensblad, en daarom kan 'n enkelsel LiPo -battery nie direk vir ESP8266 -kragtoevoer gebruik word nie, sodat 'n afskakel -omskakelaar nodig is. Verminder die kringgewig en kompleksiteit. Ek het 1N4007 Diode gebruik om die batteryspanning (4.2V ~ 3.7V) met 0.7V te laat daal (spanning van 1N4007 gesny) om spanning in die bereik van 3.5V ~ 3.0V te kry, wat gebruik word as voedingsspanning van ESP8266. Ek weet dat dit 'n lelike manier is om dit te doen, maar dit werk goed vir hierdie vliegtuig.
• R1, R2 en R3: hierdie drie weerstande is minimum nodig vir die minimum opstelling van ESP8266. R1 trek-op CH_PD (EN) pen van ESP8266 om dit moontlik te maak. RST-pen van ESP8266 is aktief laag, dus trek R2 RST-pen van ESP8266 op en bring dit uit die herstelmodus. volgens die gegewensblad oor die aanskakel, moet die GPIO15-pen van ESP8266 laag wees, sodat R3 gebruik word om die GPIO15 van die ESP8266 af te trek.
• R4 en R5: R4 en R5 word gebruik om die hek van T1 en T2 af te trek om die valse sneller van die motor (motorloop) te vermy wanneer ESP8266 aanskakel. (Let wel: die waardes van R1 tot R5 wat in hierdie projek gebruik word, is 3,3Kohms, maar enige weerstand tussen 1K tot 10K sal naatloos werk)
• T1 en T2: Dit is twee Si2302DS N-kanaal kragmofets (2,5 Amp-gradering), die RPM van linker- en regtermotor deur PWM afkomstig van GPIO4 en GPIO5 van ESP8266.
• L_MOTOR en R_MOTOR: Dit is 7mmx20mm 35000 RPM Coreless DC -motors wat 'n differensiële druk bied vir vlieg- en beheervliegtuie. Elke motor bied 'n dryfkrag van 30 gram by 3.7V en trek 'n spoed van 700mA.
• J1 en J2: Dit is 'n mini -JST -aansluiting wat gebruik word vir die ESP12e -module en die batteryaansluiting. U kan enige aansluiting gebruik wat ten minste 2A -stroom kan hanteer.

(Opmerking: ek verstaan die belangrikheid van ontkoppelingskondensator in die ontwerp van gemengde seinkringkring heeltemal, maar ek het vermy ontkoppelingskondenseerders in hierdie projek om die kompleksiteit van die kring en die aantal tellings te vermy, aangesien slegs die WiFi -deel van ESP8266 die RF/analoog- en ESP12e -module self is met die nodige ontkoppelingskondensators aan boord. BTW sonder enige eksterne ontkoppelingskondensatorkring werk goed.)

By hierdie stap word 'n ESP12e -gebaseerde ontvangerskema met programmeringsverbinding in pdf -formaat aangeheg..

Stap 4: Stap 4: Controller Assembly

Bo die video met onderskrif toon 'n stap -vir -stap bouboek van die ESP12e -gebaseerde ontvanger -kontroleerder wat ontwerp is vir hierdie projek. Ek het probeer om komponente volgens my vaardighede te plaas. U kan komponente volgens u vaardighede plaas deur die skematiese in die vorige stap te oorweeg.

Slegs SMD -muffe (Si2302DS) is te klein en moet versigtig wees tydens soldeer. Ek het hierdie mosfets in my voorraad, so ek het dit gebruik. U kan enige groter TO92 -pakketkrag -mosfet met Rdson <0.2ohms en Vgson 1.5Amps gebruik. (Stel my voor as u so 'n mosfet maklik in die mark kan vind..) Sodra hierdie hardeware gereed is, is ons gereed om die firmware van WiFi Plane op te laai om hierdie proses wat in die volgende stap bespreek word, te kan volg.

Stap 5: Stap 5: ESP8266 Firmware -opstelling en oplaai

ESP8266 -firmware vir hierdie projek word ontwikkel met behulp van Arduino IDE.

Nodemcu of USBtoUART Converter kan gebruik word om firmware na ESP12e op te laai. In hierdie projek gebruik ek Nodemcu as 'n programmeerder om firmware na ESP12e op te laai.

Bogenoemde video toon 'n stap -vir -stap proses van dieselfde..

Daar is twee metodes om hierdie firmware na ESP12e op te laai,

1. Met behulp van nodemcu flasher: As u net 'n binêre lêer wifiplane_esp8266_esp12e.bin wil gebruik wat by hierdie stap aangeheg is, sonder om die firmware te verander, is dit die beste manier om dit te volg.

   • Laai wifiplane_esp8266_esp12e.bin af van die aanhangsel van hierdie stap.
   • Laai nodemcu flasher repo af van die amptelike github -bewaarplek en pak dit uit.
   • Navigeer in die uitgepakte vouer na nodemcu-flasher-master / Win64 / Release en voer ESP8266Flasher.exe uit
   • Maak die config -oortjie van ESP8266Flasher oop en verander die binêre lêerpad van INTERNAL: // NODEMCU na die pad van wifiplane_esp8266_esp12e.bin
   • Volg dan die stappe volgens die video hierbo …

2. As u Arduino IDE gebruik: as u die firmware wil wysig (dit wil sê SSID en wagwoord van die WiFi -netwerk - in hierdie geval Android Hotspot), is dit die beste manier om dit te volg.

   • Stel Arduino IDE op vir ESP8266 deur hierdie uitstekende instruksies te volg.
   • Laai wifiplane_esp8266.ino af van die aanhangsel van hierdie stap.
   • Maak Arduino IDE oop en kopieer kode van wifiplane_esp8266.ino en plak dit in Arduino IDE.
   • Wysig SSID en wagwoord van u netwerk in die kode deur die volgende twee reëls te wysig. en volg die stappe volgens die video hierbo.
   • char ssid = "wifiplane"; // jou netwerk SSID (naam) char pass = "wifiplane1234"; // u netwerkwagwoord (gebruik vir WPA, of gebruik as sleutel vir WEP)

Stap 6: Stap 6: Airframe Assembly

Die konstruksielogboek vir vliegtuie word stap vir stap in die video hierbo getoon.

Ek het 'n stuk depronskuim van 18 cm x 40 cm gebruik vir vliegtuigraamwerk. Barbecue -stok wat gebruik word om romp en vleuel ekstra sterkte te gee. In die prent hierbo word Plan of of Airframe verskaf, maar u kan die plan volgens u behoefte aanpas deur net die basiese aërodinamika en gewig van die vliegtuig in gedagte te hou. Deur die elektroniese opstelling van hierdie vliegtuig te oorweeg, kan dit 'n vliegtuig vlieg met 'n maksimum gewig van ongeveer 50 gram. BTW met hierdie vliegtuigraam en alle elektronika, insluitend die vliegtuig se gewig van die vliegtuig, is 36 gram.

CG-ligging: ek het die algemene duimreël van CG gebruik vir gladde gly … sy 20% -25% van die akkoordlengte weg van die voorkant van die vleuel … Met hierdie CG-opstelling met 'n effens verhoogde hysbak, gly dit met nulgas, gelyke vlieg met 20-25% gas en met ekstra gas begin dit klim as gevolg van effens hoër hysbak …

Hier is 'n YouTube -video van my vlieënde vleuelvliegtuigontwerp met dieselfde elektronika om u net te inspireer om met verskillende ontwerp te eksperimenteer en ook om te bewys dat hierdie opstelling saam met baie vliegtuie ontwerp ontwerp kan word.

Stap 7: Stap 7: Opstel en toets van Android -programme

Android -app installasie:

U hoef net die wifiplane.apk -lêer wat by hierdie stap aangeheg is, op u slimfoon af te laai en die instruksies soos volg in die video hierbo te volg.

Oor die app, hierdie Android -app is ontwikkel met behulp van verwerking vir Android.

Die app is nie 'n ondertekende pakket nie, dus moet u 'n onbekende bronopsie in u telefoon instel. App het slegs die regte toegang tot vibrator en WiFi -netwerk.

Vliegtoets voor die vlug met behulp van die Android-app: sodra die Android-app op u slimfoon aan die gang is, verwys die video hierbo om te sien hoe die app werk en verskillende funksies van die app., as dat dit GROOT is … JY HET DIT GEMAAK …

Stap 8: Stap 8: Dit is tyd om te vlieg

Klaar om te vlieg? …

• GAAN OP DIE VELD
• DOEN 'N paar sweeftoetsing
• VERANDER HYSTERHOEK OF VOEG/VERWYG GEWIG OP DIE NEU VAN DIE VLIEGTUIG TOT DIT GLOEDIG GLY …
• Sodra dit glad vloei, kan die vliegtuig en die Android -app oopmaak
• VLIEGTIGE HANDLUCHTIGE VLIEGTUIG MET 60% GAS TEGEN Wind
• Sodra dit in die lug is, moet dit maklik op vlakke vlieg met ongeveer 20% tot 25% koker