Lag og fly billig smarttelefonstyrt fly: 8 trinn

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

Har du noen gang drømt om å bygge <15 $ DIY fjernkontroll parkflygerfly som kontrollerer med mobiltelefonen din (Android App via WiFi) og gir deg daglig dose adrenalinrus på 15 minutter (flytid på rundt 15 minutter)? enn dette instruerbare er for dere.. Dette flyet er veldig stabilt og sakteflygende, så det er veldig enkelt for selv barn å fly det.

Snakker om flyets rekkevidde … Jeg har rundt 70 meters LOS -rekkevidde ved hjelp av min Moto G5S -mobil som fungerer som WiFi -hotspot og fjernkontroll. Ytterligere sanntids RSSI vises på Android App og hvis flyet skal gå utenfor rekkevidde (RSSI faller under -85 dBm) enn mobiltelefonen begynner å vibrere. Hvis flyet går utenfor rekkevidden til Wi-Fi-tilgangspunktet enn motorstoppene for å gi feil sikker landing. Også batterispenning vises på Android -appen og hvis batterispenningen faller under 3,7V enn mobiltelefonen begynner å vibrere for å gi tilbakemelding til piloten for å lande flyet før batteriet blir fullstendig tømt. Flyet er fullt bevegelseskontrollert betyr at hvis du vipper mobiltelefonen til venstre enn flyet, sving til venstre og motsatt for høyresving. Så her deler jeg trinnvis bygginstruksjon for mitt ESP8266 -baserte WiFi -kontrollerte lille fly. Byggetiden som kreves for dette flyet er rundt 5-6 timer og krever grunnleggende loddeferdigheter, litt programmeringskunnskap om ESP8266 ved bruk av Arduino IDE og å ha en kopp varm kaffe eller avkjølt øl rundt vil være flott:).

Trinn 1: Trinn 1: Komponent- og verktøyliste

Elektronikkdeler: Hvis du er elektronikkhobbyist enn du vil finne mange av delene som er oppført nedenfor i beholdningen din

• 2 nr. Kjerneløs likestrømsmotor med cw og ccw prop 5 $
• 1 nr. ESP-12 eller ESP-07 modul 2 $
• 1 nr. 3,7V 180mAH 20C LiPo batteri -> 5 $
• 2 nr. SI2302DS A2SHB SOT23 MOSFET 0,05 $
• 5 nr. 3.3kOhms 1/10 watt smd eller 1/4 watt gjennomgående hullmotstander 0.05 $ (3.3K til 10K hvilken som helst motstand vil fungere)
• 1 nr. 1N4007 smd eller gjennomgående hulldiode 0,02 $
• 1 nr. TP4056 1S 1A Lipo lader modul 0,06 $
• 2 mannlige og 1 kvinnelige mini JST -kontakter 0,05 $

Total kostnad ------ 13 $ Ca

Andre deler:

• 2-3 nr. Grillpinne
• 1 nr. 50 cm x 50 cm 3 mm depron -ark eller et stivt 3 mm skumark
• Enkjerne isolert jumper wire
• Nodemcu eller cp2102 USB til UART -omformer som programmerer for opplasting av fastvare til esp8266
• Teip
• Superlim

Nødvendige verktøy:

• Løfteverktøy i hobbyklasse
• Kirurgisk blad med bladholder
• Varm limpistol
• Skala
• Datamaskin som har Arduino IDE med ESP8266 Arduino Core
• Android mobiltelefon

Det er alt vi trenger … Nå er vi klare til å bygge vårt sprø WiFi -kontrollerte fly

Trinn 2: Trinn 2: Forstå kontrollmekanismen

Dette flyet bruker differensialkraft for gjengekontroll (styring) og kollektiv skyvekraft for stigning (stigning/nedstigning) og lufthastighetskontroll, derfor er det ikke nødvendig med en servomotor, og bare to hovedkjerneløse likestrømsmotorer gir kraft og kontroll.

Polyhedral vingeform gir rullestabilitet mot ytre kraft (vindkast). Ved bevisst å unngå servomotor på kontrollflater (heis, Aileron og ror) gjør designet av flyet veldig enkelt å bygge uten noen kompleks kontrollmekanisme og reduserer også byggekostnadene. For å kontrollere flyet Alt vi trenger er å kontrollere skyvekraften til begge Coreless DC -motorene eksternt via WiFi ved hjelp av Android -appen som kjører på mobiltelefonen. For sikkerhets skyld, noen som vil observere dette flyets design i 3D, har jeg lagt ved Fusion 360 skjermbilde og stl -fil her.. du kan bruke online stl viewer til å se på designet fra en hvilken som helst synsvinkel.. nok en gang er det bare en CAD -design av fly for dokumentasjon, du trenger ikke 3D -skriver eller laserskjærer.. så ikke bekymre deg:)

Trinn 3: Trinn 3: Kontrollskjema basert på ESP8266

La oss begynne med å forstå funksjonen til hver komponent i skjematisk,

• ESP12e: Denne ESP8266 WiFi SoC mottar UDP -kontrollpakker fra Android App og styrer RPM på venstre og høyre motor. Den måler batterispenning og RSSI av WiFi -signal og sender den til Android App.
• D1: ESP8266 -modulen fungerer trygt mellom 1,8V ~ 3,6V i henhold til databladet, og derfor kan encellet LiPo -batteri ikke brukes direkte til ESP8266 -strømforsyning, så nedtrappningsomformer er nødvendig. Reduser kretsvekten og kompleksiteten Jeg har brukt 1N4007 Diode for å slippe batterispenningen (4,2V ~ 3,7V) med 0,7V (kuttet i spenning på 1N4007) for å få spenning i området 3,5V ~ 3,0V som brukes som forsyningsspenning på ESP8266. Jeg vet at det er en stygg måte å gjøre det på, men det fungerer helt fint for dette flyet.
• R1, R2 og R3: disse tre motstandene er minimumskrav for minimumsoppsett av ESP8266. R1 pull-up CH_PD (EN) pin av ESP8266 for å aktivere den. RST-pinnen til ESP8266 er aktiv lav, så R2 trekker opp RST-pinnen til ESP8266 og tar den ut av tilbakestillingsmodus. i henhold til databladet for oppstart, må GPIO15-pinnen til ESP8266 være lav, så R3 pleide å trekke ned GPIO15 for ESP8266.
• R4 og R5: R4 og R5 pleide å trekke ned porten til T1 og T2 for å unngå falsk utløser av mosfets (motorkjøring) når ESP8266 slår seg på. (Merk: Verdiene R1 til R5 som brukes i dette prosjektet er 3,3Kohms, men enhver motstand mellom 1K til 10K vil fungere sømløst)
• T1 og T2: Dette er to Si2302DS N-kanals kraftmofeter (2,5 ampere) styrer turtallet for venstre og høyre motor av PWM som kommer fra GPIO4 og GPIO5 på ESP8266.
• L_MOTOR og R_MOTOR: Dette er 7mmx20mm 35000 o / min Coreless DC -motorer som gir differensialkraft for fly og kontrollplan. Hver motor gir 30gram skyvekraft ved 3,7V og trekker 700mA strøm i hastighet.
• J1 og J2: Dette er mini JST -kontakt som brukes til ESP12e -modul og batteritilkobling. Du kan bruke hvilken som helst kontakt som kan håndtere minst 2 Amp strøm.

(Merk: Jeg forstår helt viktigheten av avkoblingskondensator i design av blandede signalkretser, men jeg har unngått avkoblingskondensatorer i dette prosjektet for å unngå kretskompleksitet og deltelling, da bare WiFi -delen av ESP8266 er RF/Analog og ESP12e -modulen selv som har nødvendige frakoblingskondensatorer innebygd. BTW uten ekstern frakoblingskondensatorkrets fungerer helt fint.)

ESP12e -basert mottakerskjema med programmeringstilkobling i pdf -format er vedlagt med dette trinnet.

Trinn 4: Trinn 4: Kontrollerenhet

Over video med bildetekst viser trinnvis byggelogg for ESP12e Based Receiver cum controller designet for dette prosjektet. Jeg har prøvd å plassere komponenter i henhold til mine ferdigheter. du kan plassere komponenter i henhold til dine ferdigheter ved å vurdere skjematisk gitt i forrige trinn.

Bare SMD mosfets (Si2302DS) er for små og må tas vare på under lodding. Jeg har disse mosfets i beholdningen min, så jeg har brukt den. Du kan bruke en hvilken som helst større TO92 -pakkekraftmosfet med Rdson <0.2ohms og Vgson 1.5Amps. (Foreslå meg hvis du finner slik mosfet lett tilgjengelig på markedet..) Når denne maskinvaren er klar, er vi klare for å laste opp fastvare for WiFi Plane for å nodemcu denne prosessen som diskuteres i neste trinn.

Trinn 5: Trinn 5: Oppsett og opplasting av ESP8266 fastvare

ESP8266 fastvare for dette prosjektet er utviklet ved hjelp av Arduino IDE.

Nodemcu eller USBtoUART Converter kan brukes til å laste opp fastvare til ESP12e. I dette prosjektet bruker jeg Nodemcu som programmerer for å laste opp fastvare til ESP12e.

Ovenstående video viser trinnvis prosess av det samme..

Det er to metoder for å laste opp denne fastvaren til ESP12e,

1. Bruke nodemcu blinker: Hvis du bare vil bruke wifiplane_esp8266_esp12e.bin binær fil vedlagt med dette trinnet uten noen endring i fastvaren, er dette den beste metoden å følge.

   • Last ned wifiplane_esp8266_esp12e.bin fra vedlegget til dette trinnet.
   • Last ned nodemcu flasher repo fra det offisielle github -depotet og pakk det ut.
   • I den utpakkede mappen, naviger til nodemcu-flasher-master / Win64 / Release og kjør ESP8266Flasher.exe
   • Åpne konfigureringsfanen til ESP8266Flasher og endre binær filbane fra INTERNAL: // NODEMCU til banen til wifiplane_esp8266_esp12e.bin
   • Enn følg trinnene i videoen ovenfor ….

2. Bruke Arduino IDE: Hvis du vil redigere fastvare (dvs. SSID og passord for WiFi -nettverk - Android Hotspot i dette tilfellet), er dette den beste metoden å følge.

   • Sett opp Arduino IDE for ESP8266 ved å følge denne utmerkede Instructable.
   • Last ned wifiplane_esp8266.ino fra vedlegg av dette trinnet.
   • Åpne Arduino IDE og kopier koden fra wifiplane_esp8266.ino og lim den inn i Arduino IDE.
   • Rediger SSID og passord for nettverket i koden ved å redigere følgende to linjer. og følg trinnene i videoen ovenfor.
   • char ssid = "wifiplane"; // nettverks -SSID (navn) char pass = "wifiplane1234"; // nettverkspassordet ditt (bruk for WPA, eller bruk som nøkkel for WEP)

Trinn 6: Trinn 6: Flyramme

Flyrammebygglogg vises trinnvis i videoen ovenfor.

Jeg har brukt 18cmx40cm stykke depronskum til flyramme. Grillpinne pleide å gi ekstra styrke til flykroppen og vingen. I bildet ovenfor er Plan of of Airframe gitt, men du kan endre planen etter behov ved å bare ta hensyn til grunnleggende aerodynamikk og flyets vekt. Ved å vurdere elektronisk oppsett av dette flyet, er det i stand til å fly fly med en maksimal vekt på rundt 50 gram. BTW med denne flyrammen og all elektronikk inkludert batteriets flyvekt på dette flyet er 36gram.

CG-plassering: Jeg har brukt generell tommelfingerregel for CG for glatt glid … dens 20% -25% av akkordlengden vekk fra vingens forkant … Med dette CG-oppsettet med litt opp heis, glir det med null gass, nivåfly med 20-25% gass og med ekstra gass begynner den å klatre på grunn av litt oppe heis …

Her er youtube -video av min flygende vingedesign med samme elektronikk for å inspirere deg til å eksperimentere med forskjellige design og også for å bevise at dette oppsettet kan brukes med mange design av flyrammer.

Trinn 7: Trinn 7: Oppsett og testing av Android -apper

Android App Installasjon:

Du trenger bare å laste ned wifiplane.apk -filen som er vedlagt dette trinnet til smarttelefonen, og du må følge instruksjonene i henhold til videoen ovenfor.

Om app, denne Android -appen er utviklet ved hjelp av Processing for Android.

Appen er ikke signert pakke, så du må aktivere ukjent kilde alternativ i innstillingen av telefonen. App trenger bare rett for å få tilgang til vibrator og WiFi -nettverk.

Test av flyet før fly ved hjelp av Android-appen: Når Android-appen er i gang på smarttelefonen din, kan du se videoen ovenfor for å vite hvordan appen fungerer og forskjellige kule funksjoner i appen. Hvis flyet ditt reagerer på appen på samme måte som videoen ovenfor., enn det er STORT … DU HAR GJORT DET …

Trinn 8: Trinn 8: Det er på tide å fly

Klar til å fly?…

• GÅ INN PÅ FELTET
• GJØR NOE GLIDETEST
• ENDRE HEISEVINKEL eller TILFØR/FJER VEKT PÅ FLYTETES NESE TIL DEN GLIDER GLATT …
• EN gang det glir jevnt, POWER ON PLANE og ÅPEN ANDROID APP
• HÅNDLANCHERINGSPLAN FIRMLY MED 60% GJENNOMGANG mot Wind
• EN gang det er i luften, bør det enkelt fly på nivå med rundt 20% til 25% THROTTLE