Arduino yordamida RC dronini va uzatgichini qanday qurish mumkin: 11 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:25

Bugungi kunda uchuvchisiz uchuvchisiz samolyotni ishlab chiqarish juda oddiy ish, lekin sizga juda qimmatga tushadi, shuning uchun men sizga arduino yordamida arzon narxda qanday dron yasashni aytib beraman. Bundan tashqari, bu uchuvchisiz samolyot o'z qo'li bilan ishlab chiqarilgan, siz hech qanday parvozni boshqarish paneli yoki transmitter sotib olishingiz shart emas.

Ta'minotlar

Uchuvchisiz samolyot ishlab chiqarish uchun bizga bu narsalar kerak,

• Dron uchun-

  1. Ramka - kvadrokopterning "suyagi". Vertolyotning barcha qismlarini birlashtiruvchi ramka. Bu mustahkam bo'lishi kerak, lekin boshqa tomondan, u engil bo'lishi kerak, shunda dvigatellar va batareyalar uni havoda ushlab turish uchun kurashmaydi.
  2. Dvigatellar - Quadcopter -ga havo orqali kirishga imkon beradigan harakat Brushless DC motorlari tomonidan ta'minlanadi va ularning har biri elektron tezlikni boshqaruvchi yoki ESC tomonidan alohida boshqariladi.
  3. ESC - Elektron tezlikni nazorat qilish moslamasi miyaga (parvoz boshqaruvchisidan) qo'l yoki oyoq mushaklariga (motorlarga) harakat ma'lumotlarini etkazib beradigan asabga o'xshaydi. Bu dvigatellarning qancha quvvat olishini tartibga soladi, bu esa to'rtburchakning tezligi va yo'nalishini o'zgartiradi.
  4. Pervanellar-to'rtburchaklar turiga qarab, siz 9-10 yoki 11 dyuymli tayanchlardan (barqaror, havodan suratga olish parvozlari uchun) yoki 5 dyuymli poyga tayanchlarini kamroq harakat qilish uchun, lekin ko'proq tezlikdan foydalanishingiz mumkin.
  5. Batareya - maksimal kuchlanish darajasiga qarab, siz 2S, 3S, 4S yoki hatto 5S batareyalaridan birini tanlashingiz mumkin. Ammo, havodan suratga olish uchun mo'ljallangan to'rtburchaklar uchun standart (faqat misol), sizga 11,4 V 3S batareyasi kerak bo'ladi. Agar siz poyga kvadrini qurayotgan bo'lsangiz va dvigatellar tezroq aylanishini xohlasangiz, 22.8 V 4S bilan borishingiz mumkin.
  6. Arduino taxtasi (nano)
  7. IMU (MPU 6050) - bu to'rtburchaklar qayerda ekanligini va o'zini qanday tekislashini bilishga yordam beradigan turli xil sensorlar yig'indisi (asosan sizning tanlovingizga bog'liq).

• Transmitter uchun-

  1. NRF24L01 qabul qiluvchi moduli
  2. NRF24L01 + PA + LNA
  3. Potentsiometr
  4. Servo dvigatel
  5. Kalitni almashtirish
  6. Joystick
  7. Arduino Pro Mini

1 -qadam: SXEMATIKA

Bu sizning operatsiyangizning asosiy rejasi.

ESCni qanday ulash mumkin:

• Signal pimi ESC 1 - D3
• Signal pimi ESC 3 - D9
• Signal pimi ESC 2 - D10
• Signal pimi ESC 4 - D11

Bluetooth modulini qanday ulash mumkin:

• Tx - Rx
• Rx - Tx

MPU-6050-ni qanday ulash mumkin:

• SDA - A4
• SCL - A5

LED indikatorini qanday ulash mumkin:

LED anodli oyoq - D8

Qabul qilgichni qanday ulash mumkin:

• Gaz kelebeği - 2Eleron - D4
• Eleronlar - D5
• Rulda - D6
• AUX 1-D7 Topraklama uchun sizga MPU-6050, Bluetooth moduli, qabul qilgich va ESC kerak. Va buning uchun siz barcha GND pinlarini Arduino GND piniga ulashingiz kerak.

2 -qadam: HAMMA BIRGA BOR

• Siz qilishingiz kerak bo'lgan birinchi narsa - ayol boshliqlarni olib, ularni prototip taxtasiga lehimlash. Bu sizning Arduino kartangizni joylashtiradi.
• Ularni markazda lehimlang, shunda MPU, Bluetooth moduli, qabul qilgich va ESC uchun qolgan sarlavhalar uchun joy bo'ladi va kelajakda qo'shishga qaror qilgan ba'zi qo'shimcha sensorlar uchun joy qoldiring.

• Keyingi qadam, qabul qilgich va ESC erkak sarlavhalarini Arduino ayol sarlavhalaridan to'g'ridan -to'g'ri lehimlash. Sizda qancha erkak ESC sarlavhali qator bo'ladi, bu sizning droningiz qancha dvigatelga ega bo'lishiga bog'liq. Bizning holatda, biz kvadrokopter qurmoqdamiz, ya'ni har biri uchun 4 ta rotor va ESC bo'ladi. Bu har birida 3 ta erkak sarlavhasi bo'lgan 4 qatorni bildiradi. Birinchi qatorning birinchi sarlavhasi Signal PID uchun, ikkinchisi 5V uchun ishlatiladi (garchi bu sizning ESC -laringizda 5V -pinli yoki yo'qligiga bog'liq, agar bo'lmasa, siz bu sarlavhalarni bo'sh qoldirasiz), uchinchisi sarlavha GND uchun bo'ladi.

  ESC -larning lehim qismi tugagach, siz Qabul qiluvchilar sarlavhalarini lehimlash qismiga o'tishingiz mumkin. Ko'p hollarda, quad 4 kanalga ega. Bu Throttle, Pitch, Yaw va Roll. Qolgan bo'sh kanal (beshinchisi), Parvoz rejimini o'zgartirish uchun ishlatiladi (yordamchi kanal). Bu shuni anglatadiki, siz erkak sarlavhalarini 5 qatorga lehimlashingiz kerak bo'ladi. Va har birida bitta sarlavha bo'ladi, shu qatorlardan bittasida ketma -ket 3 ta sarlavha bo'lishi kerak.

• hamma asoslar Arduino maydonlari bilan bog'liq edi. Bunga barcha ESC asoslari, Qabul qilgichning topraklama (to'liq o'ng tomonidagi gaz kelebeği sarlavhasi), Bluetooth moduli va MPU asoslari kiradi.
• Keyin, biz yuqorida tavsiflangan sxemalar va ulanishlarga rioya qilishingiz kerak. Masalan, MPU (SDA - A4 va SCL - A5) va Arduino Bluetooth (TX - TX va RX - RX) uchun. Shundan so'ng, biz yozgan ulanishlarni kuzatib boring: ESC1, ESC2… D3, D10… Arduino signal pimlari. Keyin Qabul qilgich signallari Pitch - D2, Roll - D4… va boshqalarga ulanadi. Bundan tashqari, siz LEDning uzun simini (musbat terminali) Arduino D8 piniga ulashingiz, shuningdek Arduino Ground va LED qisqa tutashuvi (manfiy terminal) orasidagi 330 ohmli rezistorni qo'shishingiz kerak. Oxirgi narsa - 5V quvvat manbai ulanishini ta'minlash. Va buning uchun siz Qora simni (batareyaning tuprog'i) barcha komponentlaringizning eriga parallel ravishda, qizil simni esa Arduino, MPU va Bluetooth moduliga 5V pinli ulashingiz kerak. Endi, MPU 6050 siz foydalanmoqchi bo'lgan erkak sarlavhalariga lehimlanishi kerak. Shundan so'ng, taxtani 180 daraja burab, barcha komponentlaringizni prototiplar panelidagi tegishli sarlavhalarga ulang.
• Quvvatlang va Arduino kompyuter orqali kod qo'shishga tayyor!

3 -qadam: ARDUINO FLIGHT CONTROLLER -ni qanday dasturlash kerak

1. Birinchidan, MultiWii 2.4 -ni yuklab olishingiz kerak. Keyin uni chiqarib oling.
2. MultiWii papkasini kiriting va MultiWii belgisini toping va ishga tushiring
3. ". Ino" bilan "Arduino fayli" yoki Multiwii faylini topish uchun Arduino IDE -dan foydalaning. Har qanday "CPP fayli" yoki "H fayli" bizning Multiwii kodimizni qo'llab -quvvatlovchi fayllardir, shuning uchun ularni ochmang. Faqat Multiwii.ino faylidan foydalaning.
4. Faylni ochganingizda Alarms.cpp, Alarms.h, EEPROM.cpp, EEPROM.h va boshqa ko'plab tablarni topasiz. "Config.h" ni toping
5. "Ko'p nusxali mashinaning turi" ni topmaguningizcha pastga aylantiring, so'ngra "//" belgisini o'chirib tashlaganingizdek, belgilangan va ishlayapti. Quad X, chunki biz sizning to'rtburchaklaringizda "X" rotorli konfiguratsiyadan foydalanayapsiz deb taxmin qilamiz.
6. Endi pastga siljiting va "Birlashtirilgan IMU taxtalari" ni toping va siz foydalanayotgan Gyro+Acc kartasining turini faollashtiring. Bizning holatda, biz GY-521-dan foydalanganmiz, shuning uchun biz bu variantni faollashtirdik.
7. Agar siz barometr yoki ultratovush sensori kabi boshqa sensorlarni qo'shishga qaror qilsangiz, ularni bu erda "faollashtirish" kifoya qiladi va ular ishlaydi.
8. Keyingi "Buzzer pin", u erda siz Parvoz ko'rsatkichlari parametrlarini faollashtirishingiz kerak (dastlabki 3 ta).
9. Arduino kartasini Parvoz boshqaruvchisidan uzing va USB orqali kompyuterga ulang. FCdan chiqib, kompyuteringizga ulanganingizda, TOOLS topasiz va Arduino kartangiz turini tanlaysiz (bizning holatda Arduino Nano).
10. Endi "Seriya porti" ni toping va Arduino Nano ulangan MAQOMOTI portini faollashtiring (bizning ishimiz, COM3). Oxirida, o'qni bosing va kodni yuklang va kod uzatilishini kuting.
11. Yuklash tugagandan so'ng, Arduino -ni USB -dan ajratib oling, uni FC kartadagi joyiga qaytaring va 5V batareyani ulang, shunda butun FC quvvatlanadi va Arduino -dagi LED qizil bo'lguncha kuting. Bu shuni anglatadiki, u yuklashni tugatdi va siz uni kompyuterga qayta ulashingiz mumkin. Endi Multiwii 2.4 papkasini, keyin MultiwiiConfig -ni toping va OS -ga mos papkani toping. Bizning holatda, bu "application.windows64".
12. Endi MultiwiiConf dasturini ishga tushiring va bu hammasi! Ekrandagi akselerometr va giroskop ma'lumotlarining qiymatlari, FCni qanday harakatlantirayotganini darhol sezasiz, sizning FC yo'nalishingiz pastda ko'rsatilgan, bu interfeysda siz PID qiymatlarini o'zgartirishingiz va to'rtburchaklaringizni sozlashingiz mumkin. shaxsiy xohishlaringizga mos keling. Shuningdek, siz ushbu interfeysdagi yordamchi kalitlarning ma'lum pozitsiyalariga parvoz rejimlarini belgilashingiz mumkin. Endi siz Arduino FK uchun ramkadan joy topishingiz kifoya va u osmonga urilishga tayyor.

4 -qadam: ramka

Endi siz barcha qismlarni ramkaga o'rnatishingiz kerak, siz ramka sotib olishingiz yoki uyda qilishingiz mumkin

5 -qadam: Dvigatellar va tezlikni boshqarish moslamalarini yig'ish

• Avval siz dvigatellar uchun vintlar orasidagi masofaga qarab, dvigatellar uchun teshiklarni burishingiz kerak. Dvigatelning qisqichi va milining erkin harakatlanishini ta'minlaydigan boshqa teshik qilish yaxshi bo'lardi.
• Drone funksionalligi bilan bog'liq bo'lgan bir qancha sabablarga ko'ra tezlikni boshqargichlarni ramkaning pastki qismiga ulash tavsiya etiladi. Bu sabablar, shu jumladan, boshqa komponentlar qo'shilishi kerak bo'lgan dronning yuqori qismini "tushiradi".

6 -qadam: Parvoz boshqaruvchisi va batareyani qo'shish

• Endi uyimizda ishlab chiqarilgan parvoz boshqaruvchisini (arduino qabul qilgich) dron ramkasining o'rtasiga yig'ing.
• Parvoz moslamasining pastki qismiga shimgichning kichik qismini qo'yish tavsiya etiladi, chunki u motorlardan tebranishlarni yutadi va kamaytiradi. Shunday qilib, sizning uchuvchisiz samolyotingiz barqarorroq bo'ladi va dronni boshqarishda barqarorlik kalit hisoblanadi.
• Endi lipo batareyasini ramkaning pastki qismiga qo'shing va dron markazga muvozanatli ekanligiga ishonch hosil qiling.
• endi sizning droningiz uchishga tayyor

7 -qadam: Transmitterni tayyorlash

• Bu boshqaruvchining radioaloqasi NRF24L01 qabul qiluvchi moduliga asoslangan, agar u kuchaytirilgan antennada ishlatilsa, u ochiq maydonda 700 metrgacha barqaror masofaga ega bo'lishi mumkin. Unda 14 ta kanal mavjud, ulardan 6 tasi analog kirish va 8 ta raqamli kirish.
• Unda ikkita joystik, ikkita potensiometr, ikkita o'tish tugmasi, oltita tugma va qo'shimcha ravishda akselerometr va giroskopdan iborat ichki o'lchov birligi mavjud bo'lib, u faqat boshqaruvni aylantirib yoki burish orqali narsalarni boshqarish uchun ishlatilishi mumkin.

8 -qadam: O'chirish diagrammasi

• Ushbu RC boshqaruvchisining miyasi Arduino Pro Mini bo'lib, u 7,4 voltsli 2 ta LiPo batareyasi bilan ishlaydi. Biz ularni to'g'ridan -to'g'ri Pro Mini -ning RAW piniga ulashimiz mumkin, u voltaj regulyatori bilan 5V ga tushdi. E'tibor bering, Arduino Pro Mini -ning ikkita versiyasi bor, menda 5V, ikkinchisi 3.3Vda ishlaydi.
• Boshqa tomondan, NRF24L01 moduliga 3.3V kerak va uni maxsus manbadan olish tavsiya etiladi. Shuning uchun biz batareyalarga ulangan 3.3V kuchlanish regulyatoridan foydalanishimiz va 7.4V ni 3.3V ga o'zgartirishimiz kerak. Bundan tashqari, biz kuchlanishni barqaror ushlab turish uchun modulning yonidagi ajratuvchi kondansatkichdan foydalanishimiz kerak, shuning uchun radioaloqa ham barqaror bo'ladi. NRF24L01 moduli Arduino bilan SPI protokoli yordamida, MPU6050 akselerometr va gyro moduli esa I2C protokolidan foydalanadi.
• Siz barcha qismlarni sxemaga muvofiq lehimlashingiz kerak, siz sxemani loyihalashtirishingiz va chop etishingiz mumkin, bu osonlashtiradi.

9 -qadam: Transmitterni kodlash

• Pro Mini taxtasini dasturlash uchun bizga USB -ning ketma -ket UART interfeysi kerak, uni boshqaruvchining yuqori qismida joylashgan dasturlash sarlavhasiga ulash mumkin.
• Keyin Arduino IDE vositalari menyusida biz Arduino Pro yoki Pro Mini kartasini tanlashimiz, protsessorning to'g'ri versiyasini tanlashimiz, portni tanlashimiz va "USBasp" dasturlash usulini tanlashimiz kerak.
• Mana bu DIY Arduino RC transmitterining to'liq Arduino kodi
• Arduino pro mini -ga yuklang.

10 -qadam: Qabul qiluvchini kodlash

• Bu oddiy qabul qiluvchining kodi, biz ma'lumotni olamiz va uni ketma -ket monitorga bosib chiqaramiz, shunda biz aloqa to'g'ri ishlashini bilamiz. Yana biz RF24 kutubxonasini qo'shishimiz va ob'ektlar va tuzilmani transmitter kodidagi kabi aniqlashimiz kerak. O'rnatish bo'limida radioaloqani aniqlashda biz transmitter bilan bir xil sozlamalardan foydalanishimiz va radio.startListening () funktsiyasidan foydalangan holda modulni qabul qiluvchi qilib sozlashimiz kerak.
• Qabul qiluvchiga yuklang

11 -qadam: Dronni olib tashlash

• Birinchidan, dronni erga joylashtiring va uni ishga tayyorlang. Parvoz boshqaruvchisini oling va birinchi parvozni ehtiyotkorlik bilan va xavfsiz boshlang.
• Biroq, uchuvchisiz samolyotni asta -sekin bo'g'ib qo'yish tavsiya etiladi. Bundan tashqari, birinchi marta uni pastroq balandlikda uchishga ishonch hosil qiling.
• Umid qilamanki, ushbu maqola uy qurilishi dronini yaratishga yordam beradi.
• Fikr qoldirishni yoqtirishni unutmang.