Kuinka rakentaa Rc -drone ja lähetin Arduinon avulla: 11 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:01

Dronin tekeminen on nykyään yksinkertainen tehtävä, mutta se maksaa sinulle paljon, joten kerron sinulle, kuinka rakentaa drone käyttämällä arduinoa edulliseen hintaan. Tämä drone on täysin kotitekoinen, joten sinun ei tarvitse ostaa lennonohjauslevyjä tai lähettimiä.

Tarvikkeet

Tarvitsemme näitä kohteita dronin valmistamiseksi,

• Droonille-

  1. Runko - nelikopterin "selkäranka". Runko pitää helikopterin kaikki osat yhdessä. Sen on oltava tukeva, mutta toisaalta sen on oltava myös kevyt, jotta moottorit ja akut eivät joutuisi pitämään sitä ilmassa.
  2. Moottorit - Työntövoima, jonka avulla nelikopteri pääsee ilmaan, on harjaton tasavirtamoottori ja jokaista niistä ohjataan erikseen elektronisella nopeudensäätimellä tai ESC: llä.
  3. ESC: t - Elektroninen nopeudensäädin on kuin hermo, joka toimittaa liiketiedot aivoista (lennonohjain) käsivarsiin tai jalkojen lihaksiin (moottorit). Se säätelee, kuinka paljon tehoa moottorit saavat, mikä määrittää quadin nopeuden ja suunnan muutokset.
  4. Potkurit-Mönkijän tyypistä riippuen voit käyttää 9-10 tai 11 tuuman rekvisiittaa (vakaita ilmakuvia) tai 5 tuuman kilpa-rekvisiittaa, jotta työntövoima on pienempi, mutta nopeampi.
  5. Akku - Asennuksen enimmäisjännitetasosta riippuen voit valita 2S, 3S, 4S tai jopa 5S pariston. Mutta standardi neloselle, jota aiotaan käyttää ilmakuvaukseen (vain esimerkki), tarvitset 11,4 V: n 3S -akun. Voisit mennä 22,8 V 4S: n kanssa, jos rakennat kilpa -quadia ja haluat moottorien pyörivän paljon nopeammin.
  6. Arduino -levy (Nano)
  7. IMU (MPU 6050) - Taulu, joka on pohjimmiltaan (valinnastasi riippuen) summa erilaisista antureista, jotka auttavat nelosesi tietämään, missä se on ja miten tasoittaa itsensä.

• Lähettimelle-

  1. NRF24L01 lähetinvastaanotinmoduuli
  2. NRF24L01 + PA + LNA
  3. Potentiometri
  4. Servo moottori
  5. Vaihtokytkin
  6. Ohjaussauva
  7. Arduino Pro Mini

Vaihe 1: KAAVA

Tämä on tärkein suunnitelma toiminnastasi.

ESC: iden liittäminen:

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

Bluetooth -moduulin liittäminen:

• Tx - Rx
• Rx - Tx

MPU-6050: n liittäminen:

• SDA - A4
• SCL - A5

LED -merkkivalon kytkeminen:

LED -anodijalka - D8

Vastaanottimen liittäminen:

• Kaasu - 2Elerons - D4
• Aileronit - D5
• Peräsimet - D6
• AUX 1-D7 MPU-6050, Bluetooth-moduuli, vastaanotin ja ESC: t on maadoitettava. Ja tätä varten sinun on liitettävä kaikki GND -nastat Arduino GND -tappiin.

Vaihe 2: JUOTA KAIKKI YHDESSÄ

• Ensimmäinen asia, joka sinun on tehtävä, on ottaa naarasotsikot ja juottaa ne prototyyppitaululle. Tämä sisältää Arduino -levysi.
• Juottaa ne suoraan keskelle, jotta MPU: n, Bluetooth -moduulin, vastaanottimen ja ESC: n muille otsikoille jää tilaa, ja jätä tilaa joillekin lisäantureille, jotka saatat päättää lisätä tulevaisuudessa.

• Seuraava askel on juottaa vastaanottimen ja ESC: n urosotsikot suoraan Arduinon naarasotsikoista. Kuinka monta miespuolista ESC -otsikkoriviä sinulla on, riippuu siitä, kuinka monta moottoria dronellasi on. Meidän tapauksessamme rakennamme nelikopteria, mikä tarkoittaa, että siellä on 4 roottoria ja ESC jokaiselle. Tämä tarkoittaa lisäksi 4 riviä, joissa jokaisessa on 3 urosotsikkoa. Ensimmäisen rivin ensimmäistä otsikkoa käytetään signaalin PID -tunnukseen, toista 5 V: n jännitteeseen (tämä riippuu kuitenkin siitä, onko ESC -laitteessasi 5 V: n nasta tai ei, jos ei, jätä nämä otsikot tyhjäksi) ja kolmas otsikko on GND: lle.

  Kun ESC -juotososa on ohi, voit siirtyä vastaanottimen otsikoiden juotososaan. Useimmissa tapauksissa quadilla on 4 kanavaa. Nämä ovat kaasu, nousu, kääntö ja rulla. Jäljellä oleva vapaa kanava (viides) käytetään lentotilan muutoksiin (apukanava). Tämä tarkoittaa, että sinun on juotettava urosotsikot 5 riville. Ja jokaisella paitsi yhdellä on yksi otsikko, kun taas vain yksi näistä riveistä tarvitsee kolme otsikkoa peräkkäin.

• kaikki tontit liittyivät Arduinon pihoihin. Tämä sisältää kaikki ESC -maadoitukset, vastaanottimen maadoituksen (kaasusignaalin otsikko täysin oikealla) sekä Bluetooth -moduulin ja MPU -maadoitukset.
• Sitten sinun on noudatettava kaavioita ja yhteyksiä, jotka selitimme edellä. Esimerkiksi Arduinon MPU (SDA - A4 ja SCL - A5) ja Bluetooth (TX - TX ja RX - RX). Seuraa sen jälkeen vain liitoksia sellaisina kuin kirjoitimme ne: ESC1, ESC2… - Arduinon signaalitapit D3, D10…. Sitten vastaanottimen signaalitapit Pitch - D2, Roll - D4… ja niin edelleen. Lisäksi sinun on kytkettävä LEDin pitkä johdin (positiivinen liitin) Arduino D8 -tapaan ja lisättävä 330 ohmin vastus Arduinon maadoituksen ja LED-lyhyen johtimen (negatiivinen napa) väliin. Viimeinen asia on tarjota 5V virtalähde. Ja tätä varten sinun on kytkettävä musta johto (akun maadoitus) kaikkien komponenttien maahan ja punainen johto Arduino-, MPU- ja Bluetooth -moduuliin, 5 V: n nastoihin. Nyt MPU 6050 on juotettava urosotsikoihin niihin, joita aiot käyttää. Käännä sen jälkeen levyä 180 astetta ja liitä kaikki komponentit prototyyppikortin vastaaviin otsikoihin.
• Käynnistä se ja Arduino on valmis lisäämään koodeja tietokoneen kautta!

Vaihe 3: ARDUINO FLIGHT CONTROLLERIN OHJELMOINTI

1. Ensin sinun on ladattava MultiWii 2.4. Ota se sitten pois.
2. Siirry MultiWii -kansioon ja etsi MultiWii -kuvake ja suorita se
3. Käytä Arduino IDE: tä löytääksesi "Arduino -tiedosto" tai Multiwii -tiedosto, jossa on ".ino". Kaikki "CPP -tiedostot" tai "H -tiedostot" ovat Multiwii -koodimme tukitiedostoja, joten älä avaa niitä. Käytä vain Multiwii.ino -tiedostoa.
4. Kun avaat tiedoston, löydät monia välilehtiä Alarms.cpp, Alarms.h, EEPROM.cpp, EEPROM.h ja paljon muuta. Etsi "config.h"
5. Vieritä alaspäin, kunnes löydät”Monikopterityypin”, ja poista merkitsemäsi”//” on määritetty ja käynnissä. Quad X, koska oletamme, että käytät quadissa X -roottorikokoonpanoa.
6. Vieritä alaspäin ja etsi”Yhdistetyt IMU -levyt” ja aktivoi uuden Gyro+Acc -kortin tyyppi. Meidän tapauksessamme käytimme GY-521: tä, joten aktivoimme tämän vaihtoehdon.
7. Jos päätät lisätä muita antureita, kuten ilmanpainemittarin tai ultraäänianturin, sinun tarvitsee vain "aktivoida" ne täällä ja ne ovat käynnissä.
8. Seuraavaksi on "summerin tappi", siellä sinun on aktivoitava lentoilmaisinvaihtoehdot (kolme ensimmäistä)
9. Irrota Arduino -kortti lento -ohjaimesta ja kytke se sitten tietokoneeseen USB -liitännän kautta. Kun olet poistunut FC: stä ja liitetty tietokoneeseesi, löydät TYÖKALUT ja valitset Arduino -korttisi tyypin (tässä tapauksessa Arduino Nano).
10. Etsi nyt "Sarjaportti" ja aktivoi COM -portti, johon Arduino Nano on yhdistetty (tapauksemme, COM3). Lopuksi napsauta nuolta ja lataa koodi ja odota koodin siirtoa.
11. Kun lataus on valmis, irrota Arduino USB -liitännästä, aseta se takaisin paikalleen FC -korttiin ja kytke 5 V: n akku niin, että koko FC on käynnissä, ja odota, kunnes Arduinon merkkivalo on punainen. Se tarkoittaa, että käynnistys on päättynyt ja että voit liittää sen tietokoneeseen uudelleen. Etsi nyt Multiwii 2.4 -kansio, sitten MultiwiiConfig ja etsi kansio, joka on yhteensopiva käyttöjärjestelmäsi kanssa. Meidän tapauksessamme se on "application.windows64".
12. Käynnistä nyt MultiwiiConf -sovellus ja se on siinä! Huomaat heti, kuinka siirrät FC: tä, kiihtyvyysmittarin ja gyroskoopin tietojen arvot näytöllä. FC: n suunta näkyy alhaalla. vastaamaan henkilökohtaisia mieltymyksiäsi. Voit myös määrittää lentotilat tietyille tämän käyttöliittymän apukytkinpaikoille. Sinun tarvitsee vain löytää paikka Arduino FC: lle kehyksestä ja se on valmis osumaan taivaalle.

Vaihe 4: Kehys

Nyt sinun on asetettava kaikki osat kehykseen. Voit ostaa kehyksen tai voit tehdä sen kotona

Vaihe 5: Moottorien ja nopeudensäätimien kokoaminen

• Ensin sinun täytyy porata reiät moottorin runkoon moottorien ruuvinreikien välisen etäisyyden mukaan. Olisi hyvä tehdä toinen reikä, joka sallii moottorin pidikkeen ja akselin liikkua vapaasti.
• On suositeltavaa kytkeä nopeudensäätimet rungon alaosaan useista syistä, jotka liittyvät dronin toimivuuteen. Näitä syitä ovat muun muassa se, että se "purkaa" dronin yläpuolen, johon muita komponentteja tulisi lisätä.

Vaihe 6: Lentosäätimen ja akun lisääminen

• Kokoa nyt kotitekoinen lennonohjain (arduino -vastaanotin) drone -kehyksen keskelle.
• On suositeltavaa laittaa pieni sieni lennonohjaimen alapuolelle, koska se imee ja vähentää moottorien aiheuttamaa tärinää. Siten dronesi on vakaampi lentämisen aikana, ja vakaus on avain droonin lentämiseen.
• Lisää nyt lipoparisto kehyksen alaosaan ja varmista, että drone on tasapainossa keskelle.
• nyt drone on valmis nousemaan

Vaihe 7: Lähettimen valmistus

• Tämän ohjaimen radioviestintä perustuu NRF24L01 -lähetinvastaanotinmoduuliin, jonka vahvistetun antennin kanssa käytettäessä sen kantama voi olla jopa 700 metriä avoimessa tilassa. Siinä on 14 kanavaa, joista 6 on analogisia ja 8 digitaalituloa.
• Siinä on kaksi ohjaussauvaa, kaksi potentiometriä, kaksi vaihtokytkintä, kuusi painiketta ja lisäksi sisäinen mittausyksikkö, joka koostuu kiihtyvyysmittarista ja gyroskoopista, jota voidaan käyttää myös asioiden hallintaan pelkästään liikkumalla tai kallistamalla ohjainta.

Vaihe 8: Piirikaavio

• Tämän RC -ohjaimen aivot ovat Arduino Pro Mini, joka saa virtansa kahdesta LiPo -akusta, jotka tuottavat noin 7,4 volttia. Voimme liittää ne suoraan Pro Minin RAW -nastaan, jossa on jännitesäädin, joka alensi jännitteen 5 V. Huomaa, että Arduino Pro Ministä on kaksi versiota, kuten yksi, joka toimii 5 V: lla ja toinen 3.3 V: llä.
• Toisaalta NRF24L01 -moduuli tarvitsee ehdottomasti 3,3 V: n ja sen on suositeltavaa tulla omasta lähteestä. Siksi meidän on käytettävä 3,3 V: n jännitesäädintä, joka on kytketty paristoihin, ja muunnettava 7,4 V 3,3 V: ksi. Lisäksi meidän on käytettävä irrotuskondensaattoria aivan moduulin vieressä, jotta jännite pysyy vakaana, jolloin myös radioviestintä on vakaampaa. NRF24L01 -moduuli kommunikoi Arduinon kanssa SPI -protokollaa käyttäen, kun taas MPU6050 -kiihtyvyysmittari ja gyro -moduuli käyttävät I2C -protokollaa.
• Sinun on juotettava kaikki osat yhteen kaavion mukaisesti. Voit suunnitella ja tulostaa piirin, joka helpottaa.

Vaihe 9: Lähettimen koodaus

• Pro Mini -kortin ohjelmointiin tarvitaan USB -sarja -UART -liitäntä, joka voidaan kytkeä ohjaimen yläosassa olevaan ohjelmointiotsikkoon.
• Sitten meidän on valittava Arduino IDE -työkaluvalikosta Arduino Pro- tai Pro Mini -kortti, oikea prosessorin versio, portti ja ohjelmointitapa “USBasp”.
• Tässä on täydellinen Arduino -koodi tälle DIY Arduino RC -lähettimelle
• Lataa se arduino pro miniin.

Vaihe 10: Vastaanottimen koodaus

• Tässä on yksinkertainen vastaanottimen koodi, jossa vastaanotamme tiedot ja tulostamme ne yksinkertaisesti sarjamonitoriin, jotta tiedämme, että tiedonsiirto toimii oikein. Meidän on jälleen sisällytettävä RF24 -kirjasto ja määritettävä objektit ja rakenne samalla tavalla kuin lähettimen koodissa. Asetusosiossa radioviestintää määritettäessä meidän on käytettävä samoja asetuksia kuin lähettimellä ja asetettava moduuli vastaanottimeksi radio.startListening () -toiminnon avulla.
• Lataa se vastaanottimeen

Vaihe 11: Dronin irrottaminen

• Aseta ensin drooni maahan ja valmista se toimintaan. Tartu lennonohjaimeen ja aloita sitten ensimmäinen lento varovasti ja turvallisesti.
• On kuitenkin erittäin suositeltavaa kaasuttaa dronea hitaasti. Lisäksi varmista, että lentäisit ensimmäistä kertaa alemmalla korkeudella.
• Toivon, että tämä artikkeli auttaa sinua rakentamaan kotitekoisen dronin.
• Muista tykätä tästä ja jättää kommentti.