Hvordan bygge en Rc Drone og senderen ved hjelp av Arduino: 11 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:23

Å lage en drone er en enkel oppgave i disse dager, men det vil koste deg mye. Så jeg skal fortelle deg hvordan du bygger en drone ved hjelp av arduino til en lav pris. I tillegg skal jeg fortelle deg hvordan du bygger en dronesender. også. så denne dronen er helt hjemmelaget. Du trenger ikke kjøpe noen flykontrollbrett eller sendere.

Rekvisita

Vi trenger disse elementene for å lage dronen,

• For dronen-

  1. Frame– “ryggraden” til quadcopter. Rammen er det som holder alle delene av helikopteret sammen. Den må være solid, men på den annen side må den også være lett slik at motorene og batteriene ikke sliter med å holde den i luften.
  2. Motorer - skyvekraften som gjør at Quadcopter kan komme i luften leveres av børsteløse likestrømsmotorer, og hver av dem styres separat av en elektronisk hastighetsregulator eller ESC.
  3. ESCer - Elektronisk hastighetskontroller er som en nerve som leverer bevegelsesinformasjon fra hjernen (flykontrolleren) til arm- eller benmusklene (motorer). Den regulerer hvor mye kraft motorene får, som bestemmer hastigheten og retningsendringene til quad.
  4. Propeller-Avhengig av typen quad, kan du bruke 9 til 10 eller 11-tommers rekvisitter (for stabile flyfotografier) eller 5-tommers racingrekvisitter for mindre skyvekraft, men mer fart.
  5. Batteri - Avhengig av oppsettets maksimale spenningsnivå, kan du velge mellom 2S, 3S, 4S eller til og med 5S batterier. Men standarden for en quad som er planlagt brukt til luftfilm (bare et eksempel), trenger du et 11,4 V 3S batteri. Du kan gå med 22,8 V 4S hvis du bygger en racing quad og du vil at motorene skal snurre mye raskere.
  6. Arduino bord (Nano)
  7. IMU (MPU 6050) - Et brett som i utgangspunktet (avhengig av ditt valg) er en sum av forskjellige sensorer som hjelper quad'en din med å vite hvor den er og hvordan den skal nivåere seg selv.

• For senderen-

  1. NRF24L01 Transceiver Module
  2. NRF24L01 + PA + LNA
  3. Potensiometer
  4. Servo motor
  5. Vekslebryter
  6. Styrespak
  7. Arduino Pro Mini

Trinn 1: Skjematikk

Dette er hovedplanen for operasjonen din.

Slik kobler du til ESC -ene:

• Signalstift ESC 1 - D3
• Signalpinne ESC 3 - D9
• Signalpinne ESC 2 - D10
• Signalpinne ESC 4 - D11

Slik kobler du til Bluetooth -modulen:

• Tx - Rx
• Rx - Tx

Slik kobler du til MPU-6050:

• SDA - A4
• SCL - A5

Slik kobler du til LED -indikatoren:

LED -anodeben - D8

Slik kobler du til mottakeren:

• Gass - 2Elerons - D4
• Ailerons - D5
• Ror - D6
• AUX 1-D7 Du må jordet MPU-6050, Bluetooth-modulen, mottakeren og ESC-ene. Og for å gjøre det må du koble alle GND -pinnene til Arduino GND -pinnen.

Trinn 2: SELDER ALT SAMMEN

• Det første du må gjøre er å ta de kvinnelige topptekstene og lodde dem til prototypebrettet. Dette vil huse ditt Arduino -brett.
• Lodde dem midt i midten, slik at det er plass til resten av topptekstene til MPU, Bluetooth -modulen, mottakeren og ESC -ene, og la det være litt plass til noen ekstra sensorer du kan bestemme deg for å legge til i fremtiden.

• Det neste trinnet er lodding av mottakeren og ESCs mannlige overskrifter rett fra Arduino kvinnelige overskrifter. Hvor mange mannlige ESC -header -rader du vil ha, avhenger av hvor mange motorer dronen din vil ha. I vårt tilfelle bygger vi et quadcopter, noe som betyr at det vil være 4 rotorer og et ESC for hver. Det betyr videre 4 rader med hver 3 hannhoder. Den første overskriften i den første raden, vil bli brukt for Signal PID, den andre for 5V (skjønt, dette avhenger av at ESCene dine har en 5V pin eller ikke, hvis ikke, vil du la disse overskriftene stå tomme), og den tredje topptekst vil være for GND.

  Når ESCs loddedel er over, kan du gå videre til mottakerhodernes loddel. I de fleste tilfeller har en quad 4 kanaler. Dette er Throttle, Pitch, Yaw og Roll. Den gjenværende ledige kanalen (den femte) brukes til flymodusendringer (tilleggskanalen). Dette betyr at du må lodde hannhoder i 5 rader. Og hver eneste en vil ha en overskrift, mens bare en av disse radene trenger 3 overskrifter på rad.

• alle begrunnelsene var forbundet med Arduino -eiendommen. Det inkluderer alle ESC -grunner, mottakerjord (gassignalhodet helt til høyre) og Bluetooth -modulen og MPU -begrunnelsen.
• Deretter må du følge skjemaene og forbindelsene vi forklarte ovenfor. For eksempel MPU (SDA - A4 og SCL - A5), og for Bluetooth (TX - TX og RX - RX) for Arduino. Etter det er det bare å følge tilkoblingene som vi skrev dem: Signalpinner av ESC1, ESC2… til D3, D10… av Arduino. Deretter mottaker signalpinnene Pitch - D2, Roll - D4 … og så videre. Videre må du koble den lange ledningen til LED-en (positiv terminal) til Arduino D8-pinnen, samt legge til 330-ohm motstanden mellom jordingen av Arduino og LED-kortledningen (negativ terminal). Det siste du må gjøre er å skaffe en 5V strømkildetilkobling. Og for det må du parallellkoble den svarte ledningen (bakken på batteriet) til bakken til alle komponentene dine, og den røde ledningen til Arduino, MPU og Bluetooth -modulen, 5V pinner. Nå må MPU 6050 loddes til mannlige overskrifter til de du planlegger å bruke. Etter det, snu brettet 180 grader og koble alle komponentene dine til de respektive topptekstene på prototypekortet.
• Slå på den, og din Arduino er klar for å legge til koder via en datamaskin!

Trinn 3: HVORDAN PROGRAMMERE ARDUINO FLIGHT CONTROLLER

1. Først må du laste ned MultiWii 2.4. Trekk den deretter ut.
2. Skriv inn MultiWii -mappen, og se etter MultiWii -ikonet og kjør den
3. Bruk Arduino IDE for å finne “Arduino File” eller Multiwii filen med “.ino”. Enhver "CPP -fil" eller "H -fil" er støttefiler for vår Multiwii -kode, så ikke åpne dem. Bare bruk Multiwii.ino -filen.
4. Når du åpner filen, finner du mange faner Alarms.cpp, Alarms.h, EEPROM.cpp, EEPROM.h og mange flere. Finn "config.h"
5. Rull ned til du finner ‘Type multi-copter’ og deretter ved å slette “//” du merker som definert og kjører. Quad X fordi vi antar at du bruker “X” -rotorkonfigurasjonen på din quad.
6. Rull nå ned og se etter “Combined IMU Boards” og aktiver typen Gyro+Acc -kort du bruker. I vårt tilfelle brukte vi GY-521, så vi aktiverte dette alternativet.
7. Hvis du bestemmer deg for å legge til andre sensorer som et barometer eller en ultralydssensor, er alt du trenger å gjøre å "aktivere" dem her, så kjører de.
8. Deretter er "summernålen". Der må du aktivere alternativene for flyindikator (de tre første)
9. Koble Arduino -kortet fra Flight -kontrolleren og koble det deretter til datamaskinen din ved hjelp av USB. Når du er ute av FC og koblet til datamaskinen din, finner du VERKTØY og velger typen Arduino -kort (i vårt tilfelle Arduino Nano).
10. Finn nå "Serial Port" og aktiver COM -porten Arduino Nano er koblet til (vår sak, COM3). Til slutt klikker du på pilen og laster opp koden, og venter på at koden skal overføres.
11. Når opplastingen er fullført, kobler du Arduino fra USB, setter den tilbake på plass i FC -kortet og kobler til et 5V batteri slik at hele FC -en slås på, og venter til LED -lampen på Arduino er rød. Det betyr at den er ferdig oppstartet og at du kan koble den til datamaskinen din igjen. Finn deretter Multiwii 2.4 -mappen, deretter MultiwiiConfig, og finn mappen som er kompatibel med operativsystemet. I vårt tilfelle er det “application.windows64”.
12. Start nå MultiwiiConf -applikasjonen, og det er det! Du vil umiddelbart legge merke til hvordan du flytter FC, verdiene for Accelerometer og Gyroscope-data på skjermen. Orienteringen til FC-en din vises nederst. I dette grensesnittet kan du endre PID-verdiene og finjustere quad til samsvarer med dine personlige preferanser. Og du kan også tilordne flymodusene til visse tilleggsbryterposisjoner i dette grensesnittet. Alt du trenger å gjøre nå er å finne et sted for din Arduino FC på rammen, og den er klar til å treffe himmelen.

Trinn 4: Ramme

Nå må du gjøre å sette alle delene til rammen. Du kan kjøpe en ramme eller lage en hjemme

Trinn 5: Montering av motorer og hastighetskontrollere

• Først må du gjøre er å bore hullene i rammen for motorene, i henhold til avstanden mellom skruehullene på motorene. Det ville være godt å lage et nytt hull som gjør at klipsen og akselen på motoren kan bevege seg fritt.
• Det anbefales å koble til hastighetskontrollerne på undersiden av rammen på grunn av flere årsaker som involverer dronens funksjonalitet. Disse årsakene inkluderer blant annet at det vil "losse" oversiden av dronen der andre komponenter skal legges til.

Trinn 6: Legge til flykontrolleren og batteriet

• Monter nå vår hjemmelagde flykontroller (arduino -mottaker) til midten av drone -rammen.
• Det anbefales å legge et lite stykke svamp på undersiden av flykontrolleren fordi den absorberer og reduserer vibrasjonene fra motorene. Dermed vil dronen din være mer stabil mens du flyr, og stabilitet er nøkkelen for å fly en drone.
• Legg nå til lipo -batteriet i bunnen av rammen og sørg for at dronen er balansert til midten.
• nå er dronen din klar til å ta av

Trinn 7: Lag senderen

• Radiokommunikasjonen til denne kontrolleren er basert på NRF24L01 -mottakermodulen, som hvis den brukes med en forsterket antenne, kan ha en stabil rekkevidde på opptil 700 meter i åpent rom. Den har 14 kanaler, hvorav 6 er analoge innganger og 8 digitale innganger.
• Den har to joysticks, to potensiometre, to vippebrytere, seks knapper og i tillegg en intern måleenhet bestående av et akselerometer og et gyroskop som også kan brukes til å kontrollere ting med bare å bevege seg rundt eller vippe kontrolleren.

Trinn 8: Kretsdiagram

• Hjernen til denne RC -kontrolleren er en Arduino Pro Mini som drives av 2 LiPo -batterier som produserer rundt 7,4 volt. Vi kan koble dem direkte til RAW -pinnen på Pro Mini som har en spenningsregulator som reduserte spenningen til 5V. Vær oppmerksom på at det er to versjoner av Arduino Pro Mini, som den jeg har som driver med 5V og den andre opererer på 3.3V.
• På den annen side trenger NRF24L01 -modulen strengt 3,3V, og det anbefales å komme fra en dedikert kilde. Derfor må vi bruke en 3,3V spenningsregulator som er koblet til batteriene og konvertere 7,4V til 3,3V. Vi må også bruke en avkoblingskondensator rett ved siden av modulen for å holde spenningen mer stabil, og dermed vil radiokommunikasjonen også være mer stabil. NRF24L01 -modulen kommuniserer med Arduino ved hjelp av SPI -protokoll, mens MPU6050 akselerometer og gyromodul bruker I2C -protokollen.
• Du må lodde alle delene sammen i henhold til diagrammet. Du kan designe og skrive ut en krets som gjør det enklere.

Trinn 9: Koding av senderen

• For å programmere et Pro Mini -kort trenger vi et USB til serielt UART -grensesnitt som kan kobles til programmeringshodet på oversiden av kontrolleren.
• Deretter må vi i Arduino IDE -verktøymenyen velge Arduino Pro eller Pro Mini -kortet, velge riktig versjon av prosessoren, velge porten og velge programmeringsmetoden til "USBasp".
• Her er den komplette Arduino -koden for denne DIY Arduino RC -senderen
• Last den opp til arduino pro mini.

Trinn 10: Koding av mottakeren

• Her er en enkel mottakerkode hvor vi vil motta dataene og bare skrive dem ut på den serielle skjermen, slik at vi vet at kommunikasjonen fungerer som den skal. Igjen må vi inkludere RF24 -biblioteket og definere objektene og strukturen på samme måte som i senderkoden. I oppsettseksjonen når vi skal definere radiokommunikasjon, må vi bruke de samme innstillingene som senderen og sette modulen som mottaker ved hjelp av radio.startListening () -funksjonen.
• Last den opp til mottakeren

Trinn 11: Ta av dronen

• Først må du plassere dronen på bakken og forberede den til bruk. Ta tak i flykontrolleren og start den første flyvningen forsiktig og trygt.
• Det er imidlertid sterkt anbefalt å drosle opp dronen sakte. Sørg dessuten for første gang for å fly den i lavere høyde.
• Jeg håper at denne artikkelen vil hjelpe deg med å bygge din hjemmelagde drone.
• Ikke glem å like dette og legg igjen en kommentar.