Tee ja lennä halvalla älypuhelimella ohjattu kone: 8 vaihetta

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

Oletko koskaan haaveillut <15 $ DIY -kaukosäätimen pysäköintilentokoneen rakentamisesta, jota ohjataan matkapuhelimellasi (Android -sovellus WiFi: n kautta) ja joka antaa sinulle päivittäisen 15 minuutin adrenaliiniannoksen (lentoaika noin 15 minuuttia)? kuin tämä opettavainen on teille. Tämä kone on erittäin vakaa ja hidas, joten sen on erittäin helppo jopa lapsille lentää.

Lentokoneen kantomatasta puhuminen… Minulla on noin 70 metrin LOS -alue Moto G5S -mobiilillani, joka toimii WiFi -hotspotina ja kauko -ohjaimena. Lisää reaaliaikaista RSSI: tä, joka näkyy Android -sovelluksessa ja jos lentokone lähtee kantaman ulkopuolelle (RSSI laskee alle -85 dBm), matkapuhelin alkaa väristä. Jos kone menee Wi-Fi-tukiaseman kantaman ulkopuolelle, moottori pysähtyy turvallisen laskeutumisen varmistamiseksi. Myös akun jännite näkyy Android -sovelluksessa ja jos akun jännite laskee alle 3,7 V, matkapuhelin alkaa väristä antamaan palautetta lentäjälle laskeutuakseen koneeseen ennen kuin akku tyhjenee kokonaan. Lentokone on täysin eleohjattu, jos kallistat matkapuhelinta vasemmalle kuin kone käänny vasemmalle ja vastapäätä oikealle. Joten tässä jaan vaiheittaiset rakennusohjeet ESP8266 -pohjaisesta WiFi -ohjatusta pienestä koneestani. Tämän koneen rakentamiseen tarvittava aika on noin 5-6 tuntia, ja se vaatii perustason juotostaitoja, hieman ohjelmointitaitoa ESP8266: sta Arduino IDE: n avulla ja kupin kuumaa kahvia tai jäähdytettyä olutta.

Vaihe 1: Vaihe 1: Komponenttien ja työkalujen luettelo

Elektroniikan osat: Jos olet elektroniikan harrastaja, löydät monet alla luetellut osat varastostasi

• 2 nos. Coreless DC -moottori cw ja ccw prop 5 $
• 1 nro ESP-12- tai ESP-07-moduuli 2 $
• 1 nro 3.7V 180mAH 20C LiPo -akku -> 5 $
• 2 nos. SI2302DS A2SHB SOT23 MOSFET 0.05 $
• 5 nos. 3.3 kOhms 1/10 w smd tai 1/4 watt reikävastukset 0.05 $ (3.3K - 10K mikä tahansa vastus toimii)
• 1 nro 1N4007 smd tai läpireikädiodi 0,02 $
• 1 nro TP4056 1S 1A Lipolaturimoduuli 0.06 $
• 2 uros- ja 1 naaras mini -JST -liitin 0,05 $

Kokonaiskustannukset ------ 13 $ Noin

Toiset osat:

• 2-3 nos. Grilli tikku
• 1 nro 50 cm x 50 cm 3 mm: n suojalevy tai mikä tahansa jäykkä 3 mm: n vaahtolevy
• Yksisäikeinen eristetty hyppyjohdin
• Nodemcu tai cp2102 USB -UART -muunnin ohjelmoijana laiteohjelmiston lataamiseen esp8266 -laitteeseen
• Teippi
• Pikaliima

Tarvittavat työkalut:

• Harrastuksen juotosvälineet
• Kirurginen terä teränpitimellä
• Kuuma liimapistooli
• Asteikko
• Tietokone, jossa on Arduino IDE ja ESP8266 Arduino Core
• Android Matkapuhelin

Siinä kaikki mitä tarvitsemme… Nyt olemme kaikki valmiita rakentamaan hullun WiFi -ohjatun koneemme

Vaihe 2: Vaihe 2: Ohjausmekanismin ymmärtäminen

Tämä kone käyttää differentiaalista työntövoimaa kääntymisen ohjaukseen (ohjaus) ja kollektiivista työntövoimaa nousuun (nousu/lasku) ja ilman nopeuden säätöön, joten servomoottoria ei tarvita, ja vain kaksi pääydintä sisältävää tasavirtamoottoria tarjoaa työntövoiman ja ohjauksen.

Siipien monikulmainen muoto tarjoaa vakauden rullalle ulkoista voimaa vastaan (tuulenpuuska). Servomoottorin tarkoituksellinen välttäminen ohjauspinnoilla (hissi, siipipyörä ja peräsin) tekee koneen suunnittelun erittäin helpoksi rakentaa ilman monimutkaista ohjausmekanismia ja alentaa myös rakennuskustannuksia. Lentokoneen ohjaaminen Tarvitsemme vain ohjata molempien Coreless DC -moottorin työntövoimaa etäyhteydellä WiFi: n avulla matkapuhelimella toimivan Android -sovelluksen avulla. Jos joku haluaa tarkkailla tämän tason suunnittelua 3D -muodossa, olen liittänyt tähän Fusion 360 -kuvakaappauksen ja stl -tiedoston.. voit käyttää online -stl -katseluohjelmaa katsomaan suunnittelua mistä tahansa kuvakulmasta.. jälleen kerran se on vain koneen CAD -suunnittelu dokumentointia varten, et tarvitse 3D -tulostinta tai laserleikkuria.. joten älä huoli:)

Vaihe 3: Vaihe 3: Ohjaimen kaavio ESP8266: n perusteella

Aloitetaan ymmärtämällä kunkin komponentin toiminto kaaviossa,

• ESP12e: Tämä ESP8266 WiFi SoC vastaanottaa UDP -ohjauspaketit Android -sovelluksesta ja ohjaa vasemman ja oikean moottorin kierroslukuja.
• D1: ESP8266 -moduuli toimii turvallisesti 1,8 V - 3,6 V: n välillä tietolomakkeensa mukaisesti, joten yksiparista LiPo -akkua ei voi käyttää suoraan ESP8266 -virtalähteeseen, joten tarvitaan alasmuunninta. Vähennä piirin painoa ja monimutkaisuutta Olen käyttänyt 1N4007 -diodia pudottamaan akun jännitettä (4,2 V - 3,7 V) 0,7 V: lla (jännitteen katkaisu 1N4007) saadaksesi jännitteen alueella 3,5 V - 3,0 V, jota käytetään ESP8266: n syöttöjännitteenä. Tiedän sen ruman tavan tehdä niin, mutta se toimii hienosti tällä koneella.
• R1, R2 ja R3: nämä kolme vastusta vaaditaan vähintään ESP8266: n minimiasetuksiin. Ota ESP8266: n R1 vedettävä CH_PD (EN) -tappi käyttöön. ESP8266: n RST-nasta on aktiivinen alhainen, joten ESP8266: n R2-vedettävä RST-tappi nostaa sen nollaustilasta. Käynnistyksen tietolomakkeen mukaan ESP8266: n GPIO15-nastan on oltava alhainen, joten R3: ta käytetään ESP8266: n GPIO15: n vetämiseen.
• R4 ja R5: R4 ja R5 käyttivät T1- ja T2-porttien alasvetämistä, jotta vältytään vääriltä laukaisuilta (moottorin käynti), kun ESP8266 käynnistyy. (Huomaa: tässä projektissa käytetyt R1 - R5 -arvot ovat 3,3 ohmia, mutta kaikki 1 000 - 10 000 resistanssi toimivat saumattomasti)
• T1 ja T2: Nämä ovat kaksi Si2302DS N-kanavan tehomosfettiä (2,5 ampeerin luokitus), jotka ohjaavat vasemman ja oikean moottorin kierroslukua PWM: llä, jotka tulevat GPIO4: stä ja ESP8266: n GPIO5: stä.
• L_MOTOR ja R_MOTOR: Nämä ovat 7mmx20mm 35000 RPM Coreless DC -moottorit, jotka tarjoavat differentiaalisen työntövoiman lentämiseen ja ohjaustasoon. Jokainen moottori tuottaa 30 gramman työntövoiman 3,7 V: n jännitteellä ja ottaa 700 mA: n virran nopeudella.
• J1 ja J2: Nämä ovat mini -JST -liittimiä, joita käytetään ESP12e -moduuliin ja akun liitäntään. Voit käyttää mitä tahansa liitintä, joka kestää vähintään 2 ampeerin virran.

(Huomautus: Ymmärrän täysin kondensaattorin irrottamisen merkityksen sekoitussignaalipiirien suunnittelussa, mutta olen vältellyt kondensaattoreiden irrottamista tässä projektissa välttääkseni piirin monimutkaisuuden ja osien laskennan, koska vain WiFi -osa ESP8266: sta on RF/Analoginen ja itse ESP12e -moduuli, jossa on tarvittavat irrotuskondensaattorit BTW ilman ulkoista irrotuskondensaattoripiiriä toimii hyvin.)

ESP12e -pohjaisen vastaanottimen kaavio, jossa on ohjelmointiyhteys pdf -muodossa, on liitetty tähän vaiheeseen.

Vaihe 4: Vaihe 4: Ohjainkokoonpano

Yllä oleva video, jossa on kuvateksti, näyttää askel askeleelta tähän projektiin suunnitellun ESP12e -pohjaisen vastaanottimen cum -ohjaimen rakennuslokin. Olen yrittänyt sijoittaa komponentteja taitojeni mukaan. voit sijoittaa komponentteja taitosi mukaan harkitsemalla edellisen vaiheen kaaviota.

Vain SMD -mosfetit (Si2302DS) ovat liian pieniä ja niitä on käsiteltävä juotettaessa. Minulla on nämä mosfetit varastossani, joten olen käyttänyt sitä. Voit käyttää mitä tahansa isompaa TO92 -pakettitehoa, jonka Rdson on <0,2 ohmia ja Vgson 1,5 ampeeria. (Ehdota minulle, jos löydät tällaisen mosfetin helposti saataville markkinoilla..) Kun tämä laitteisto on valmis, olemme kaikki valmiita lataamaan WiFi Plane -laiteohjelmiston nodemcu -prosessiin seuraavassa vaiheessa.

Vaihe 5: Vaihe 5: ESP8266 -laiteohjelmiston asennus ja lataaminen

Tämän projektin ESP8266 -laiteohjelmisto on kehitetty Arduino IDE: n avulla.

Nodemcu- tai USBtoUART -muunninta voidaan käyttää laiteohjelmiston lataamiseen ESP12e -laitteeseen. Tässä projektissa käytän Nodemcu -ohjelmoijaa laiteohjelmiston lataamiseen ESP12e -laitteeseen.

Yllä oleva video näyttää vaihe vaiheelta saman.

Voit ladata tämän laiteohjelmiston ESP12e -laitteeseen kahdella tavalla,

1. Nodemcu -välähdyksen käyttö: Jos haluat käyttää vain binääritiedostoa wifiplane_esp8266_esp12e.bin, joka on liitetty tähän vaiheeseen ilman muutoksia laiteohjelmistoon, tämä on paras tapa noudattaa.

   • Lataa wifiplane_esp8266_esp12e.bin tämän vaiheen liitteestä.
   • Lataa nodemcu flasher repo sen virallisesta github -arkistosta ja pura se.
   • Siirry puretussa kansiossa kohtaan nodemcu-flasher-master / Win64 / Release ja suorita ESP8266Flasher.exe
   • Avaa ESP8266Flasherin määritysvälilehti ja muuta binääritiedoston polku INTERNAL: // NODEMCU -polusta wifiplane_esp8266_esp12e.bin
   • Noudata sitten yllä olevan videon ohjeita….

2. Arduino IDE: n käyttäminen: Jos haluat muokata laiteohjelmistoa (eli WiFi -verkon SSID: tä ja salasanaa - tässä tapauksessa Android Hotspot), tämä on paras tapa noudattaa.

   • Asenna Arduino IDE ESP8266: lle noudattamalla tätä erinomaista opastettavaa.
   • Lataa wifiplane_esp8266.ino tämän vaiheen liitteestä.
   • Avaa Arduino IDE ja kopioi koodi osoitteesta wifiplane_esp8266.ino ja liitä se Arduino IDE: hen.
   • Muokkaa verkon SSID: tä ja salasanaa koodissa muokkaamalla seuraavia kahta riviä. ja noudata yllä olevan videon ohjeita.
   • char ssid = "wifiplane"; // verkkosi SSID (nimi) char pass = "wifiplane1234"; // verkkosi salasana (käytä WPA: ta tai WEP: n avainta)

Vaihe 6: Vaihe 6: Ilma -aluksen asennus

Lentokoneen runkorakennusloki näkyy askel askeleelta yllä olevassa videossa.

Olen käyttänyt 18cmx40cm pala depron vaahtoa lentokoneen runkoon. Grillatikku, jota käytetään lisäämään rungon ja siiven vahvuutta. Yllä olevassa kuvassa on AirFrame -suunnitelma, mutta voit muokata suunnitelmaa tarpeidesi mukaan pitämällä mielessä vain aerodynamiikan ja koneen painon. Kun otetaan huomioon tämän koneen elektroniikka, se pystyy lentämään koneella, jonka enimmäispaino on noin 50 grammaa. BTW tämän lentokoneen rungon ja kaiken elektroniikan kanssa, mukaan lukien tämän koneen akun lentävä paino on 36 grammaa.

CG Sijainti: Olen käyttänyt CG: n yleistä peukalosääntöä tasaiseen liukumiseen … sen 20% -25% soinunpituudesta siiven etureunasta… Tällä CG-asetuksella, jossa on hieman ylösnostettu hissi, se liukuu nollakaasulla, vaakasuora 20–25% kaasulla ja lisätty kaasulla se alkaa kiivetä hieman ylöspäin nousevan hissin takia…

Tässä on youtube -video lentävän siiven lentokoneeni suunnittelusta, jossa on sama elektroniikka, joka vain inspiroi sinua kokeilemaan eri muotoilua ja todistamaan, että tätä asetusta voidaan käyttää monien lentokoneiden suunnittelutyyppien kanssa.

Vaihe 7: Vaihe 7: Android -sovellusten asennus ja testaus

Android -sovelluksen asennus:

Sinun tarvitsee vain ladata tämän vaiheen liitteenä oleva wifiplane.apk -tiedosto älypuhelimeesi ja seurata ohjeita yllä olevan videon mukaisesti.

Tietoja sovelluksesta: Tämä Android -sovellus on kehitetty Androidin käsittelyä käyttäen.

Sovellus ei ole allekirjoitettu paketti, joten sinun on otettava tuntematon lähde käyttöön puhelimen asetuksissa. Sovelluksella on vain oikeus käyttää värinää ja WiFi -verkkoa.

Lentokoneen lentokonetesti Android-sovelluksella: Kun Android-sovellus on käynnissä älypuhelimellasi, katso yllä olevasta videosta, miten sovellus toimii ja sovelluksen eri hienoja ominaisuuksia. Jos koneesi reagoi sovellukseen samalla tavalla kuin yllä oleva video, kuin sen HYVÄÄ … olet tehnyt sen…

Vaihe 8: Vaihe 8: On aika lentää

Valmiina lentämään?…

• MENE KENTILLE
• TEE JOKAINEN LIUKUTESTI
• MUUTA HINNAN KULMAA tai LISÄÄ/POISTA PAINOA TASON KUOLLE, kunnes se liukuu tasaisesti…
• Kerran se liukuu tasaisesti, POWER ON PLANE ja avoin Android -sovellus
• KÄSIKÄYTTÖTASO KIINNI 60% KAASULLA TUULIA vastaan
• Kerran, kun se on ilmassa, sen pitäisi lentää helposti tasolla, jossa on noin 20% - 25% kaasu