Kako zgraditi daljinski upravljalnik in oddajnik z uporabo Arduina: 11 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

Izdelava brezpilotnega letala je v teh dneh preprosta naloga, vendar vas bo stalo veliko. Zato vam bom povedal, kako z nizkocenovnimi stroški zgraditi brezpilotni letalnik z uporabo arduina. Prav tako vam bom povedal, kako sestaviti oddajnik brezpilotnega letala tudi ta dron je v celoti domač. Ni vam treba kupovati krmilnih plošč ali oddajnikov letenja.

Zaloge

Za izdelavo drona potrebujemo te predmete,

• Za dron-

  1. Okvir - "hrbtenica" štirikopterja. Okvir je tisto, kar drži vse dele helikopterja skupaj. Biti mora čvrst, po drugi strani pa mora biti tudi lahek, da se motorji in baterije ne trudijo, da bi ga zadržali v zraku.
  2. Motorji - potisk, ki Quadcopterju omogoča vstop v zrak, zagotavljajo brezkrtačni enosmerni motorji in vsakega od njih ločeno krmili elektronski regulator hitrosti ali ESC.
  3. ESC - elektronski krmilnik hitrosti je kot živec, ki posreduje informacije o gibanju iz možganov (krmilnik leta) v mišice rok ali nog (motorje). Uravnava moč motorjev, ki določa hitrost in smer smeri štirikolesnika.
  4. Propelerji-Odvisno od vrste štirikolesnika lahko uporabite 9 do 10 ali 11-palčne rekvizite (za stabilne lete z letalom) ali 5-palčne dirkalne rekvizite za manj potiska, vendar večjo hitrost.
  5. Baterija - Glede na nastavljeno najvišjo raven napetosti lahko izbirate med baterijami 2S, 3S, 4S ali celo 5S. Toda standard za štirikolesnik, ki ga nameravate uporabiti za snemanje iz zraka (samo primer), boste potrebovali 11,4 V 3S baterijo. Če gradite dirkalni štirikolesnik in bi radi, da se motorji vrtijo veliko hitreje, bi se lahko odločili za 22,8 V 4S.
  6. Arduino plošča (Nano)
  7. IMU (MPU 6050) - plošča, ki je v bistvu (odvisno od vaše izbire) vsota različnih senzorjev, ki vašemu štirikolesniku pomagajo vedeti, kje je in kako se izravnati.

• Za oddajnik-

  1. Oddajniški modul NRF24L01
  2. NRF24L01 + PA + LNA
  3. Potenciometer
  4. Servo motor
  5. Preklopite stikalo
  6. Igralna palica
  7. Arduino Pro Mini

1. korak: SHEMATIKA

To je glavni načrt vašega delovanja.

Kako povezati ESC:

• Signalni zatič ESC 1 - D3
• Signalni zatič ESC 3 - D9
• Signalni zatič ESC 2 - D10
• Signalni zatič ESC 4 - D11

Kako priključiti modul Bluetooth:

• Tx - Rx
• Rx - Tx

Kako priključiti MPU-6050:

• SDA - A4
• SCL - A5

Kako priključiti LED indikator:

LED anodna noga - D8

Kako priključiti sprejemnik:

• Dušilec - 2Elerona - D4
• Krilci - D5
• Krmilo - D6
• AUX 1-D7 Za ozemljitev potrebujete MPU-6050, modul Bluetooth, sprejemnik in ESC. Če želite to narediti, morate vse zatiče GND priključiti na pin Arduino GND.

2. korak: SPOJITE VSE SKUPAJ

• Prva stvar, ki jo morate storiti, je, da vzamete ženske glave in jih spajkate na prototipno ploščo. To bo namestilo vašo ploščo Arduino.
• Spajkajte jih naravnost na sredino, tako da bo ostalo za preostale glave za MPU, modul Bluetooth, sprejemnik in ESC ter pustite nekaj prostora za nekatere dodatne senzorje, ki jih boste morda želeli dodati v prihodnosti.

• Naslednji korak je spajkanje moških glav sprejemnika in ESC -jev neposredno iz ženskih glav Arduino. Koliko moških vrstic glave ESC boste imeli, je odvisno od tega, koliko motorjev bo imel vaš dron. V našem primeru gradimo štirikopter, kar pomeni, da bodo štirje rotorji in za vsakega ESC. To nadalje pomeni 4 vrstice, od katerih ima vsaka 3 moške glave. Prva glava v prvi vrstici bo uporabljena za signalni PID, druga za 5V (čeprav je to odvisno od tega, ali imajo vaši ESC -ji 5V pin ali ne, če ne, pustite te glave prazne), tretja naslov bo za GND.

  Ko je spajkalnega dela ESC -jev konec, lahko preidete na spajkalni del glav sprejemnika. V večini primerov ima štirikolesnik štiri kanale. To so Throttle, Pitch, Yaw in Roll. Preostali prosti kanal (peti) se uporablja za spremembe načina letenja (pomožni kanal). To pomeni, da boste morali moške glave spajkati v 5 vrsticah. Vsaka druga bo imela eno glavo, medtem ko samo ena od teh vrstic potrebuje 3 glave zapored.

• vsi razlogi so bili povezani z ozemlji Arduino. To vključuje vse podlage ESC, ozemljitev sprejemnika (glava signala dušilke na desni strani popolnoma) ter ozemljitev modula Bluetooth in MPU.
• Nato morate upoštevati sheme in povezave, ki smo jih razložili zgoraj. Na primer MPU (SDA - A4 in SCL - A5) ter za Bluetooth (TX - TX in RX - RX) Arduina. Po tem samo sledite povezavam, kot smo jih zapisali: Signalni zatiči ESC1, ESC2 … do D3, D10 … Arduina. Nato signalni zatiči sprejemnika Pitch - D2, Roll - D4 … itd. Poleg tega morate priključiti dolg vodnik LED (pozitivni priključek) na pin Arduino D8 in dodati 330-ohmski upor med ozemljitvijo Arduina in kratkim kablom LED (negativni priključek). Zadnja stvar, ki jo morate storiti, je zagotoviti 5 -voltno povezavo z virom napajanja. Za to morate vzporedno priključiti črno žico (ozemljitev baterije) na ozemljitev vseh vaših komponent in rdečo žico na Arduino, MPU in modul Bluetooth, 5V nožice. Zdaj je treba MPU 6050 spajati na moške glave s tistimi, ki jih nameravate uporabiti. Nato zavrtite ploščo za 180 stopinj in vse komponente povežite z ustreznimi glavo na prototipni plošči.
• Vklopite ga in vaš Arduino je pripravljen za dodajanje kod prek računalnika!

3. korak: KAKO PROGRAMIRATI VAŠ ARDUINO LETALNI KONTROLER

1. Najprej morate prenesti MultiWii 2.4. Nato ga izvlecite.
2. Vnesite mapo MultiWii, poiščite ikono MultiWii in jo zaženite
3. Z Arduino IDE poiščite datoteko »Arduino File« ali datoteko Multiwii z ».ino«. Vse datoteke »CPP« ali »datoteka H« so podporne datoteke za našo kodo Multiwii, zato jih ne odpirajte. Uporabite datoteko Multiwii.ino.
4. Ko odprete datoteko, boste našli veliko zavihkov Alarms.cpp, Alarms.h, EEPROM.cpp, EEPROM.h in še veliko več. Poiščite datoteko »config.h«
5. Pomaknite se navzdol, dokler ne najdete »Vrsta večnamenskega letala«, nato pa z brisanjem »//« označite, kot je definirano in deluje. Quad X, ker predvidevamo, da na svojem štirikolesniku uporabljate konfiguracijo rotorja "X".
6. Zdaj se pomaknite navzdol in poiščite »Kombinirane plošče IMU« in aktivirajte vrsto plošče za žiroskope, ki jo uporabljate. V našem primeru smo uporabili GY-521, zato smo aktivirali to možnost.
7. Če se odločite dodati druge senzorje, na primer barometer ali ultrazvočni senzor, jih morate samo "aktivirati" tukaj in se bodo zagnali.
8. Naslednji je "buzzer pin", tam morate aktivirati možnosti indikatorja letenja (prve 3)
9. Odklopite ploščo Arduino iz krmilnika Flight in jo nato povežite z računalnikom prek USB -ja. Ko izstopite iz FC in se povežete z računalnikom, boste našli ORODJA in izbrali vrsto vaše plošče Arduino (v našem primeru Arduino Nano).
10. Zdaj poiščite »Serijska vrata« in aktivirajte vrata COM, s katerimi je povezan Arduino Nano (v našem primeru COM3). Nazadnje kliknite puščico in naložite kodo ter počakajte, da se koda prenese.
11. Ko je nalaganje končano, odklopite Arduino iz USB -ja, ga vstavite nazaj na njegovo mesto na plošči FC in priključite 5V baterijo, tako da se napaja celoten FC, nato pa počakajte, da LED na Arduinu zasveti rdeče. To pomeni, da se je zagon končal in da ga lahko znova povežete z računalnikom. Zdaj poiščite mapo Multiwii 2.4, nato MultiwiiConfig in poiščite mapo, ki je združljiva z vašim operacijskim sistemom. V našem primeru je to "application.windows64".
12. Zdaj zaženite aplikacijo MultiwiiConf In to je to! Takoj boste opazili, kako premaknete FC, vrednosti za merilnike pospeška in podatke o žiroskopu na zaslonu. Usmerjenost vašega FC je prikazana na dnu. V tem vmesniku lahko spremenite vrednosti PID in natančno nastavite svoj štirikolesnik na ustrezajo vašim osebnim željam. Načini letenja lahko dodelite tudi nekaterim pomožnim stikalom v tem vmesniku. Vse, kar morate storiti, je, da na okvirju poiščete prostor za svoj Arduino FC, ki je pripravljen udariti v nebo.

4. korak: Okvir

Zdaj morate vse dele nastaviti na okvir. Okvir lahko kupite ali pa ga naredite doma

5. korak: Sestavljanje motorjev in krmilnikov hitrosti

• Najprej morate izvrtati luknje v okvirju za motorje glede na razdaljo med luknjami za vijake na motorjih. Dobro bi bilo narediti še eno luknjo, ki bo omogočila prosto gibanje sponke in gredi motorja.
• Priporočljivo je, da regulatorje hitrosti priključite na spodnjo stran okvirja zaradi več razlogov, ki vključujejo funkcionalnost drona. Ti razlogi med drugim vključujejo, da bo "raztovoril" zgornjo stran drona, kamor je treba dodati druge komponente.

6. korak: Dodajanje krmilnika letenja in baterije

• Zdaj sestavite naš domači krmilnik letenja (arduino sprejemnik) na sredino ogrodja drona.
• Priporočljivo je, da na spodnjo stran krmilnika leta položite majhen kos gobe, saj ta absorbira in zmanjša vibracije motorjev. Tako bo vaš dron bolj stabilen med letenjem, stabilnost pa je ključna za upravljanje brezpilotnega letala.
• Zdaj dodajte lipo baterijo na dno okvirja in se prepričajte, da je dron uravnotežen do sredine.
• zdaj je vaš dron pripravljen za vzlet

7. korak: Izdelava oddajnika

• Radijska komunikacija tega krmilnika temelji na oddajniškem modulu NRF24L01, ki ima lahko, če se uporablja z ojačano anteno, stabilen doseg do 700 metrov v odprtem prostoru. Ima 14 kanalov, od katerih je 6 analognih in 8 digitalnih vhodov.
• Ima dve igralni palici, dva potenciometra, dve stikalni stikali, šest gumbov in dodatno notranjo merilno enoto, sestavljeno iz merilnika pospeška in žiroskopa, ki se lahko uporablja tudi za nadzor stvari s samo premikanjem ali nagibanjem krmilnika.

8. korak: Shema vezja

• Možgani tega krmilnika RC so Arduino Pro Mini, ki se napaja z dvema baterijama LiPo, ki proizvajajo okoli 7,4 voltov. Lahko jih priključimo neposredno na RAW pin Pro Mini, ki ima regulator napetosti, ki je znižal napetost na 5V. Upoštevajte, da obstajata dve različici Arduino Pro Mini, na primer ena, ki deluje pri 5V, druga pa pri 3.3V.
• Po drugi strani pa modul NRF24L01 nujno potrebuje 3,3 V in priporočljivo je, da prihaja iz namenskega vira. Zato moramo uporabiti regulator napetosti 3,3 V, ki je priključen na baterije, in pretvoriti 7,4 V v 3,3 V. Prav tako moramo poleg ločevalnega modula uporabiti ločevalni kondenzator, da bo napetost stabilnejša, zato bo tudi radijska komunikacija bolj stabilna. Modul NRF24L01 komunicira z Arduinom po protokolu SPI, medtem ko merilnik pospeška in žiroskop MPU6050 uporablja protokol I2C.
• Vse dele morate spajkati v skladu s shemo. Lahko oblikujete in natisnete vezje, ki olajša delo.

9. korak: Kodiranje oddajnika

• Za programiranje plošče Pro Mini potrebujemo vmesnik USB do serijski UART, ki ga lahko priključimo na programsko glavo, ki se nahaja na zgornji strani našega krmilnika.
• Nato v meniju orodij Arduino IDE moramo izbrati ploščo Arduino Pro ali Pro Mini, izbrati ustrezno različico procesorja, izbrati vrata in izbrati način programiranja na »USBasp«.
• Tu je celotna koda Arduino za ta DIY Arduino RC oddajnik
• Naložite ga v arduino pro mini.

10. korak: Kodiranje sprejemnika

• Tukaj je preprosta koda sprejemnika, kjer bomo prejeli podatke in jih preprosto natisnili na serijski monitor, da bomo vedeli, da komunikacija deluje pravilno. Ponovno moramo vključiti knjižnico RF24 in definirati predmete in strukturo na enak način kot v kodi oddajnika. V razdelku za nastavitev pri določanju radijske komunikacije moramo uporabiti iste nastavitve kot oddajnik in nastaviti modul kot sprejemnik s funkcijo radio.startListening ().
• Naložite ga v sprejemnik

11. korak: Snemite se z drona

• Najprej postavite svoj dron na tla in ga pripravite za delovanje. Vzemite kontrolorja leta in nato previdno in varno začnite s prvim letom.
• Vendar je zelo priporočljivo, da brezpilotni letalo počasi spuščate. Poleg tega prvič poskrbite, da boste leteli na nižji nadmorski višini.
• Upam, da vam bo ta članek pomagal pri izdelavi domačega drona.
• Ne pozabite všečkati tega in pustiti komentar.