Arduino istifadə edərək bir Rc Drone və Verici necə qurulur: 11 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:45

Bu günlərdə pilotsuz uçan aparatı hazırlamaq sadə bir işdir, ancaq bu sizə çox baha başa gələcək. Buna görə də sizə arduino istifadə edərək ucuz qiymətə bir dron necə quracağınızı söyləyəcəyəm. Bu dron tamamilə ev şəraitindədir, heç bir uçuş idarəetmə lövhəsi və ya ötürücü almağa ehtiyac yoxdur.

Təchizat

Pilotsuz təyyarəni hazırlamaq üçün onlara ehtiyacımız var

• Drone üçün-

  1. Çərçivə - kvadrokopterin "onurğası". Çərçivə, vertolyotun bütün hissələrini bir yerdə saxlayan şeydir. Güclü olmalıdır, amma digər tərəfdən də yüngül olmalıdır ki, mühərriklər və batareyalar havada saxlamaq üçün mübarizə aparmasın.
  2. Motors - Quadcopter -in havaya qalxmasına imkan verən təkan fırçasız DC mühərrikləri tərəfindən təmin edilir və hər biri ayrıca elektron sürət tənzimləyicisi və ya ESC tərəfindən idarə olunur.
  3. ESCs - Elektron Sürət Nəzarətçisi, hərəkət məlumatlarını beyindən (uçuş nəzarətçisi) qola və ya ayaq əzələlərinə (motorlara) çatdıran bir sinirə bənzəyir. Dördün sürətini və istiqamət dəyişikliyini təyin edən mühərriklərin nə qədər güc alacağını tənzimləyir.
  4. Pervaneler-Dörd növündən asılı olaraq, 9-10 və ya 11 düymlük dayaqlardan (sabit, havadan fotoşəkil uçuşları üçün) və ya 5 düymlük yarış dayaqlarından daha az vuruş, lakin daha çox sürət üçün istifadə edə bilərsiniz.
  5. Batareya - Quruluşunuzun maksimum gərginlik səviyyəsindən asılı olaraq 2S, 3S, 4S və ya hətta 5S batareyaları arasında seçim edə bilərsiniz. Ancaq hava çəkilişləri üçün istifadə edilməsi planlaşdırılan dördlük üçün standart (yalnız bir nümunə), 11.4 V 3S batareyaya ehtiyacınız olacaq. Bir yarış yarışı qurursanız və motorların daha sürətli dönməsini istəyirsinizsə, 22.8 V 4S ilə gedə bilərsiniz.
  6. Arduino lövhəsi (Nano)
  7. IMU (MPU 6050) - Əsasən (seçiminizə görə) dördlüyünüzün harada olduğunu və özünü necə düzəldəcəyini bilməsinə kömək edən müxtəlif sensorlar toplusu olan bir lövhə.

• Verici üçün-

  1. NRF24L01 ötürücü modulu
  2. NRF24L01 + PA + LNA
  3. Potensialiometr
  4. Servo Motor
  5. Keçid Keç
  6. Joystick
  7. Arduino Pro Mini

Addım 1: ŞEMATİKA

Bu, əməliyyatınızın əsas planıdır.

ESC -ləri necə bağlamaq olar:

• Siqnal Pimi ESC 1 - D3
• Siqnal Pimi ESC 3 - D9
• Siqnal Pin ESC 2 - D10
• Siqnal Pin ESC 4 - D11

Bluetooth modulunu necə bağlamaq olar:

• Tx - Rx
• Rx - Tx

MPU-6050-ni necə bağlamaq olar:

• SDA - A4
• SCL - A5

LED göstəricisini necə bağlamaq olar:

LED Anod Ayağı - D8

Alıcını necə bağlamaq olar:

• Qaz - 2Elerons - D4
• Aleronlar - D5
• Sükan - D6
• AUX 1-D7 Torpaqlanmaq üçün MPU-6050, Bluetooth modulu, alıcı və ESC-lərə ehtiyacınız var. Və bunu etmək üçün bütün GND pinlərini Arduino GND Pininə bağlamalısınız.

Addım 2: HƏR ŞEYİ BİRLİKDƏ lehimləyin

• Etməli olduğunuz ilk şey, qadın başlıqlarını götürüb prototip lövhəsinə lehimləməkdir. Bu, Arduino lövhənizi yerləşdirəcək.
• MPU, Bluetooth modulu, Alıcı və ESC -lər üçün qalan başlıqlar üçün yer olması üçün onları mərkəzdə lehimləyin və gələcəkdə əlavə etmək qərarına gələ biləcəyiniz bəzi əlavə sensorlar üçün yer buraxın.

• Növbəti addım Alıcı və ESCs kişi başlıqlarını Arduino qadın başlıqlarından düz lehimləməkdir. Neçə kişi ESC başlıq satırına sahib olacağınız, dronunuzun neçə mühərrikə sahib olacağına bağlıdır. Bizim vəziyyətimizdə bir quadcopter qururuq, yəni hər biri üçün 4 rotor və bir ESC olacaq. Bu, hər birinin 3 kişi başlığı olan 4 sıra deməkdir. Birinci cərgədəki ilk başlıq, Siqnal PID üçün, ikincisi 5V üçün istifadə ediləcək (baxmayaraq ki, bu, 5V pininə malik olmağınızdan asılıdır, yoxsa bu başlıqları boş qoyacaqsınız), üçüncüsü başlıq GND üçün olacaq.

  ESC -lərin lehimləmə hissəsi bitdikdə, Alıcı başlıqlarının lehimləmə hissəsinə keçə bilərsiniz. Əksər hallarda bir quad 4 kanaldan ibarətdir. Bunlar Throttle, Pitch, Yaw və Roll. Qalan pulsuz kanal (beşinci) Uçuş rejiminin dəyişdirilməsi üçün istifadə olunur (köməkçi kanal). Bu, kişi başlıqlarını 5 sırada lehimləməyiniz lazım olduğu deməkdir. Və hər birinin bir başlığı olacaq, bu sıralardan yalnız birinin ardıcıl olaraq 3 başlığa ehtiyacı var.

• bütün əsaslar Arduino meydançaları ilə əlaqəli idi. Buraya bütün ESC əsasları, Alıcı yer (Tam sağdakı qaz siqnal başlığı) və Bluetooth modulu və MPU əsasları daxildir.
• Sonra yuxarıda izah etdiyimiz sxemləri və əlaqələri izləməlisiniz. Məsələn, Arduinonun MPU (SDA - A4 və SCL - A5) və Bluetooth (TX - TX və RX - RX) üçün. Bundan sonra, yazdığımız kimi bağlantıları izləyin: Arduinonun ESC1, ESC2… D3, D10… siqnal pinləri. Sonra Alıcı siqnal sancaqları Pitch - D2, Roll - D4… və s. Bundan əlavə, LED-in Uzun Qurğusunu (pozitiv Terminal) Arduino D8 Pin-ə bağlamalı, həmçinin Arduinonun Zəmini ilə LED-in Qısa ucu (mənfi terminal) arasına 330 ohm müqavimətçi əlavə etməlisiniz. Ediləcək son şey 5V güc mənbəyi bağlantısı təmin etməkdir. Və bunun üçün Qara teli (batareyanın zəmini) bütün komponentlərinizin yerə, Qırmızı teli isə Arduino, MPU və Bluetooth Moduluna 5V pinlərə paralel bağlamalısınız. İndi MPU 6050 -ni istifadə etməyi planlaşdırdığınız kişi başlıqlarına lehimləmək lazımdır. Bundan sonra lövhəni 180 dərəcə döndərin və bütün komponentlərinizi prototip lövhəsindəki müvafiq başlıqlara bağlayın.
• Gücləndirin və Arduino kompüter vasitəsilə kod əlavə etməyə hazırdır!

Addım 3: ARDUINO UÇUŞ NƏZARƏTLƏRİNİZİ NECƏ PROQRAMLAYACAQ

1. Əvvəlcə MultiWii 2.4 yükləməlisiniz. Sonra çıxarın.
2. MultiWii qovluğuna daxil olun və MultiWii simgesini axtarın və işlədin
3. ". İno" ilə "Arduino Fayl" və ya Multiwii faylını tapmaq üçün Arduino IDE -dən istifadə edin. Hər hansı bir "CPP faylı" və ya "H faylı" Multiwii Kodumuz üçün dəstək sənədləridir, buna görə də onları açmayın. Yalnız Multiwii.ino faylını istifadə edin.
4. Dosyanı açdığınızda, Alarms.cpp, Alarms.h, EEPROM.cpp, EEPROM.h və daha çox nişanı tapa bilərsiniz. "Config.h" tapın
5. 'Çoxsaylı helikopter növü' tapana qədər aşağı diyirləyin və sonra işarələdiyiniz "//" işarəsini silməklə təyin edilmiş və işlək vəziyyətdəyik. Quad X, çünki dördlüyünüzdə "X" rotor konfiqurasiyasından istifadə etdiyinizi güman edirik.
6. İndi aşağı diyirləyin və "Kombinə edilmiş IMU Kartları" nı axtarın və istifadə etdiyiniz Gyro+Acc Board tipini aktivləşdirin. Bizim vəziyyətimizdə GY-521-dən istifadə etdik, buna görə də bu seçimi aktivləşdirdik.
7. Barometr və ya ultrasəs sensoru kimi digər sensorlar əlavə etmək qərarına gəlsəniz, onları burada "aktivləşdirmək" kifayətdir və onlar işləyəcəklər.
8. Sonrakı "Buzzer pin" dir, Orada Uçuş göstəricisi seçimlərini aktivləşdirməlisiniz (ilk 3 ədəd)
9. Arduino lövhəsini Uçuş nəzarətçisindən ayırın və sonra USB vasitəsilə kompüterinizə qoşun. FC -dən çıxdıqdan və kompüterə qoşulduqdan sonra TOOLS tapacaqsınız və Arduino lövhənizin növünü (bizim halda Arduino Nano) seçəcəksiniz.
10. İndi "Serial Port" u tapın və Arduino Nanonun bağlı olduğu COM Portunu aktivləşdirin (bizim vəziyyətimiz COM3). Sonda oxu vurun və kodu yükləyin və kodun köçürülməsini gözləyin.
11. Yükləmə başa çatdıqda, Arduino -nu USB -dən ayırın, FC lövhəsindəki yerinə qoyun və 5V -lik bir batareya bağlayın ki, bütün FC işə salınsın və Arduino -dakı LED qırmızı olana qədər gözləyin. Bu, açılışın bitdiyini və yenidən kompüterinizə qoşula biləcəyiniz deməkdir. İndi Multiwii 2.4 qovluğunu, sonra MultiwiiConfig tapın və OS ilə uyğun qovluğu tapın. Bizim vəziyyətimizdə "application.windows64" dir.
12. İndi MultiwiiConf tətbiqinə başlayın və budur! FC-ni necə hərəkət etdirdiyinizi dərhal görürsünüz, ekranda Accelerometer və Gyroscope məlumatlarının dəyərləri. FC-nin istiqaməti aşağıda göstərilir. Bu interfeysdə PID dəyərlərini dəyişə və dördlüyünüzü dəqiq tənzimləyə bilərsiniz. şəxsi seçimlərinizə uyğun gəlin. Uçuş rejimlərini də bu interfeysdə müəyyən köməkçi keçid mövqelərinə təyin edə bilərsiniz. İndi etməniz lazım olan şey, Arduino FC üçün çərçivədə bir yer tapmaqdır və o, göylərə vurmağa hazırdır.

Addım 4: Çərçivə

İndi bütün hissələri çərçivəyə qoymalısınız. Çərçivə ala bilərsiniz və ya evdə edə bilərsiniz

Addım 5: Motorların və Sürət Nəzarətçilərinin Quraşdırılması

• Əvvəlcə mühərriklərdəki vintlər arasındakı məsafəyə uyğun olaraq mühərriklər üçün çərçivədə deliklər qazmaq lazımdır. Motorun klipinin və milinin sərbəst hərəkət etməsinə imkan verəcək başqa bir çuxur düzəltmək yaxşı olardı.
• Dronun funksionallığını ehtiva edən bir neçə səbəbdən sürət tənzimləyicilərini çərçivənin alt tərəfinə bağlamaq tövsiyə olunur. Bu səbəblər arasında, digər komponentlərin əlavə edilməli olduğu dronun yuxarı hissəsini "boşaltması" da var.

Addım 6: Uçuş İdarəçisini və Batareyanı əlavə edin

• İndi ev istehsalı uçuş idarəedicimizi (arduino qəbuledicisi) dron çərçivəsinin ortasına yığın.
• Uçuş nəzarətçisinin alt hissəsinə kiçik bir süngər parçası qoymaq məsləhət görülür, çünki o, mühərriklərdən gələn titrəmələri udur və azaldır. Beləliklə, dronunuz uçarkən daha sabit olacaq və sabitlik pilotsuz uçuş aparatının açarıdır.
• İndi lipo batareyasını çərçivənin altına əlavə edin və dronun mərkəzə balanslaşdırıldığından əmin olun.
• indi dronunuz havaya qalxmağa hazırdır

Addım 7: Vericinin hazırlanması

• Bu idarəedicinin radio rabitəsi, gücləndirilmiş bir anten ilə istifadə edildikdə açıq sahədə 700 metrə qədər dayanıqlı məsafəyə sahib ola bilən NRF24L01 ötürücü moduluna əsaslanır. 6 kanal analoq və 8 rəqəmsal giriş olmaqla 14 kanala malikdir.
• İki joystick, iki potensiometr, iki keçid açarı, altı düymə və əlavə olaraq, yalnız hərəkət edərkən və ya əyərək əyilməklə əşyaları idarə etmək üçün istifadə edilə bilən bir akselerometr və giroskopdan ibarət daxili ölçü vahidi var.

Addım 8: Dövrə Şeması

• Bu RC nəzarətçisinin beyni, təxminən 7.4 volt istehsal edən 2 LiPo batareyası ilə işləyən Arduino Pro Mini -dir. Onları gərginliyi 5 V -a endirən bir gərginlik tənzimləyicisi olan Pro Mini -nin RAW pininə birbaşa qoşa bilərik. Arduino Pro Mini -nin 5V -də, digərində 3.3V -də işləyən iki versiyası olduğunu unutmayın.
• Digər tərəfdən, NRF24L01 modulunun ciddi şəkildə 3.3V ehtiyacı var və xüsusi bir mənbədən gəlməsi tövsiyə olunur. Buna görə batareyalara qoşulmuş 3.3V gərginlik tənzimləyicisini istifadə etməliyik və 7.4V -dan 3.3V -ə çevirməliyik. Gərginliyi daha sabit saxlamaq üçün modulun yanındakı bir ayırıcı kondansatördən istifadə etməliyik, beləliklə radio rabitəsi daha sabit olacaq. NRF24L01 modulu Arduino ilə SPI protokolu ilə, MPU6050 akselerometr və girro modulu isə I2C protokolundan istifadə edir.
• Bütün hissələri diaqrama uyğun olaraq lehimləməlisiniz. Daha asanlaşdıran bir dövrə dizayn edə və çap edə bilərsiniz.

Addım 9: Vericinin kodlaşdırılması

• Bir Pro Mini lövhəsini proqramlaşdırmaq üçün idarəedicimizin yuxarı tərəfində yerləşən proqramlaşdırma başlığına qoşula bilən USB -dən UART -a qədər interfeysə ehtiyacımız var.
• Sonra Arduino IDE alətləri menyusunda Arduino Pro və ya Pro Mini lövhəsini seçməliyik, prosessorun uyğun versiyasını seçməliyik, portu seçməliyik və "USBasp" üçün proqramlaşdırma üsulunu seçməliyik.
• Bu DIY Arduino RC Transmitter üçün tam Arduino kodu
• Arduino pro mini -yə yükləyin.

Addım 10: Alıcının kodlaşdırılması

• Məlumatı alacağımız və sadəcə serial monitorda çap etdirəcəyimiz sadə bir qəbuledici kodu budur ki, ünsiyyətin düzgün işlədiyini bilək. Yenə RF24 kitabxanasını daxil etməli və obyektləri və quruluşu ötürücü kodundakı kimi təyin etməliyik. Quraşdırma bölməsində radio ünsiyyətini təyin edərkən, radio.startListening () funksiyasından istifadə edərək ötürücü ilə eyni parametrləri istifadə etməli və modulu alıcı olaraq təyin etməliyik.
• Alıcıya yükləyin

Addım 11: Dronun çıxarılması

• Əvvəlcə pilotsuz təyyarənizi yerə qoyun və istismara hazırlayın. Uçuş nəzarətçinizi götürün və sonra ilk uçuşunuza diqqətlə və təhlükəsiz şəkildə başlayın.
• Bununla birlikdə, pilotsuz təyyarəni yavaş -yavaş boğmaq məsləhətdir. Üstəlik, ilk dəfə olaraq daha aşağı hündürlükdə uçduğunuzdan əmin olun.
• Ümid edirəm ki, bu məqalə evdə hazırlanan pilotsuz təyyarənizi düzəltməyinizə kömək edəcək.
• Bunu bəyənməyi və fikir bildirməyi unutmayın.