Sådan opbygges en Rc Drone og senderen ved hjælp af Arduino: 11 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

Det er en simpel opgave at lave en drone i disse dage, men det vil koste dig meget. Så jeg vil fortælle dig, hvordan du bygger en drone ved hjælp af arduino til lave omkostninger. Jeg vil også fortælle dig, hvordan du bygger en drone -sender også. så denne drone er fuldstændig hjemmelavet. Du behøver ikke købe nogen flyvekontrolkort eller -sendere.

Forbrugsvarer

Vi har brug for disse ting til at lave dronen,

• Til dronen-

  1. Ramme - quadcopterens "rygrad". Rammen er det, der holder alle dele af helikopteren sammen. Den skal være robust, men på den anden side skal den også være let, så motorerne og batterierne ikke kæmper for at holde den i luften.
  2. Motorer– Den kraft, der gør det muligt for Quadcopter at komme i luften, leveres af børsteløse DC -motorer, og hver af dem styres separat af en elektronisk hastighedsregulator eller ESC.
  3. ESC'er - Elektronisk hastighedsregulator er som en nerve, der leverer bevægelsesinformation fra hjernen (flyvekontroller) til arm- eller benmusklerne (motorer). Det regulerer, hvor meget effekt motorerne får, hvilket bestemmer quadens hastigheds- og retningsændringer.
  4. Propeller-Afhængigt af typen af en quad kan du bruge 9 til 10 eller 11-tommer rekvisitter (til stabile, luftfotografiske flyvninger) eller 5-tommer racerekvisitter til mindre tryk, men mere fart.
  5. Batteri - Afhængigt af dit opsætnings maksimale spændingsniveau kan du vælge mellem 2S, 3S, 4S eller endda 5S batterier. Men standarden for en quad, der er planlagt til at blive brugt til luftfilm (kun et eksempel), skal du bruge et 11,4 V 3S batteri. Du kan gå med 22,8 V 4S, hvis du bygger en racer quad, og du vil have motorerne til at dreje meget hurtigere.
  6. Arduino bord (Nano)
  7. IMU (MPU 6050) - Et bord, der grundlæggende (afhængigt af dit valg) er en sum af forskellige sensorer, der hjælper din quad med at vide, hvor den er, og hvordan den skal niveauere sig selv.

• Til senderen-

  1. NRF24L01 Transceiver Modul
  2. NRF24L01 + PA + LNA
  3. Potentiometer
  4. Servomotor
  5. Toggle Switch
  6. Joystick
  7. Arduino Pro Mini

Trin 1: SKEMATIK

Dette er hovedplanen for din operation.

Sådan tilsluttes ESC'erne:

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

Sådan tilsluttes Bluetooth -modulet:

• Tx - Rx
• Rx - Tx

Sådan tilsluttes MPU-6050:

• SDA - A4
• SCL - A5

Sådan tilsluttes LED -indikatoren:

LED anodeben - D8

Sådan tilsluttes modtageren:

• Gashåndtag - 2Elerons - D4
• Ailerons - D5
• Ror - D6
• AUX 1-D7 Du skal have jordforbindelse til MPU-6050, Bluetooth-modulet, modtageren og ESC'erne. Og for at gøre det skal du slutte alle GND -benene til Arduino GND -stiften.

Trin 2: SÆLGER ALT SAMMEN

• Den første ting du skal gøre er at tage de kvindelige overskrifter og lodde dem til prototypebordet. Dette huser dit Arduino -bord.
• Lod dem lige i midten, så der er plads til resten af overskrifterne til MPU'en, Bluetooth -modulet, modtageren og ESC'erne, og lad der være plads til nogle ekstra sensorer, som du måske beslutter at tilføje i fremtiden.

• Det næste trin er lodning af modtageren og ESCs hanhoveder lige fra Arduino kvindelige overskrifter. Hvor mange mandlige ESC header rækker du vil have, afhænger af hvor mange motorer din drone vil have. I vores tilfælde bygger vi en quadcopter, hvilket betyder, at der vil være 4 rotorer og et ESC for hver. Det betyder yderligere 4 rækker med hver 3 hanhoveder. Den første header i den første række bruges til Signal PID, den anden til 5V (dog afhænger dette af, at dine ESC'er har en 5V pin eller ej, hvis ikke, vil du efterlade disse overskrifter tomme) og den tredje header vil være for GND.

  Når ESCs loddel er overstået, kan du gå videre til modtagerhovedernes lodde. I de fleste tilfælde har en quad 4 kanaler. Disse er Throttle, Pitch, Yaw og Roll. Den resterende gratis kanal (den femte) bruges til ændringer i flytilstand (hjælpekanalen). Det betyder, at du skal lodde hanhoveder i 5 rækker. Og hver enkelt har en overskrift, mens kun en af disse rækker har brug for 3 overskrifter i træk.

• alle grunde var forbundet med Arduino -grunde. Det inkluderer alle ESC -grunde, modtagerjord (gashåndtagssignalhoved fuldstændigt til højre) og Bluetooth -modul og MPU -grunde.
• Derefter skal du følge skemaerne og de forbindelser, vi forklarede ovenfor. For eksempel MPU (SDA - A4 og SCL - A5) og for Bluetooth (TX - TX og RX - RX) fra Arduino. Derefter skal du bare følge forbindelserne, som vi skrev dem: Signalnåle fra ESC1, ESC2… til D3, D10… fra Arduino. Derefter modtager signalstifterne Pitch - D2, Roll - D4… og så videre. Desuden skal du tilslutte LED'ens lange ledning (positiv terminal) til Arduino D8-stiften samt tilføje 330-ohm modstanden mellem Arduino-jorden og LED-kortledningen (negativ terminal). Den sidste ting at gøre er at levere en 5V strømkildeforbindelse. Og for det skal du parallelt forbinde den sorte ledning (jord af batteriet) til jorden af alle dine komponenter og den røde ledning til Arduino, MPU og Bluetooth -modul, 5V ben. Nu skal MPU 6050 loddes til mandlige overskrifter til dem, du planlægger at bruge. Derefter skal du dreje tavlen 180 grader og tilslutte alle dine komponenter til de respektive overskrifter på prototypekortet.
• Tænd for den, og din Arduino er klar til at tilføje koder via en computer!

Trin 3: Sådan programmeres din ARDUINO FLIGHT CONTROLLER

1. Først skal du downloade MultiWii 2.4. Udtræk det derefter.
2. Indtast MultiWii -mappen, og kig efter MultiWii -ikonet, og kør den
3. Brug Arduino IDE til at finde “Arduino File” eller Multiwii filen med “.ino”. Enhver "CPP -fil" eller "H -fil" er supportfilerne til vores Multiwii -kode, så åbn dem ikke. Brug bare filen Multiwii.ino.
4. Når du åbner filen, finder du mange faner Alarms.cpp, Alarms.h, EEPROM.cpp, EEPROM.h og mange flere. Find “config.h”
5. Rul ned, indtil du finder 'Type multi-copter' og derefter ved at slette "//", du markerer, er som defineret og kører. Quad X, fordi vi går ud fra, at du bruger "X" -rotorkonfigurationen på din quad.
6. Rul nu ned og kig efter "Combined IMU Boards" og aktiver den type Gyro+Acc -kort, du bruger. I vores tilfælde brugte vi GY-521, så vi aktiverede denne mulighed.
7. Hvis du beslutter dig for at tilføje andre sensorer, f.eks. Et barometer eller en ultralydssensor, er alt du skal gøre at "aktivere" dem her, og de kører.
8. Næste er "Buzzer pin", Der skal du aktivere indstillingerne for flyindikator (de første tre)
9. Tag Arduino -kortet ud af Flight Controller, og slut det derefter til din computer ved hjælp af USB. Når du er ude af FC og tilsluttet din computer, finder du VERKTØJ og vælger typen af dit Arduino -kort (i vores tilfælde Arduino Nano).
10. Find nu "Serial Port", og aktiver COM -porten, Arduino Nano er forbundet til (vores sag, COM3). Til sidst skal du klikke på pilen og uploade koden og vente på, at koden skal overføres.
11. Når overførslen er færdig, skal du afmontere Arduino fra USB, indsætte den på plads i FC -kortet og tilslutte et 5V batteri, så hele FC'en er tændt, og derefter vente, indtil LED'en på Arduino er rød. Det betyder, at den er startet, og at du kan slutte den til din computer igen. Find nu mappen Multiwii 2.4, derefter MultiwiiConfig, og find den mappe, der er kompatibel med dit operativsystem. I vores tilfælde er det “application.windows64”.
12. Start nu MultiwiiConf -applikationen, og det er det! Du vil straks bemærke, hvordan du flytter FC, værdierne for Accelerometer og Gyroscope-data på skærmen. Orienteringen af din FC vises i bunden. I denne grænseflade kan du ændre PID-værdierne og finjustere din quad til match dine personlige præferencer. Og du kan også tildele flyvetilstande til visse hjælpekontaktpositioner i denne grænseflade. Alt du skal gøre nu er at finde et sted til din Arduino FC på rammen, og den er klar til at ramme himlen.

Trin 4: Ramme

Nu er du nødt til at indstille alle dele til rammen. Du kan købe en ramme eller du kan lave en derhjemme

Trin 5: Montering af motorer og hastighedsregulatorer

• Først skal du bore hullerne i rammen til motorerne i henhold til afstanden mellem skruehullerne på motorerne. Det ville være godt at lave endnu et hul, der gør det muligt for motorens klip og aksel at bevæge sig frit.
• Det anbefales at tilslutte hastighedsregulatorerne på undersiden af rammen på grund af flere årsager, der involverer dronens funktionalitet. Disse årsager omfatter blandt andet, at det vil "aflæse" oversiden af dronen, hvor andre komponenter skal tilføjes.

Trin 6: Tilføjelse af flykontrolleren og batteriet

• Saml nu vores hjemmelavede flyvekontroller (arduino -modtager) til midten af dronestellet.
• Det anbefales at lægge et lille stykke svamp på undersiden af flyvekontrollen, fordi den absorberer og reducerer vibrationerne fra motorerne. Således vil din drone være mere stabil, mens du flyver, og stabilitet er nøglen til at flyve med en drone.
• Tilføj nu lipo -batteriet i bunden af rammen og sørg for, at dronen er afbalanceret til midten.
• nu er din drone klar til at tage afsted

Trin 7: Fremstilling af senderen

• Radiokontakten til denne controller er baseret på NRF24L01 -transceivermodulet, som hvis den bruges sammen med en forstærket antenne, kan have en stabil rækkevidde på op til 700 meter i åbent rum. Den har 14 kanaler, heraf 6 analoge indgange og 8 digitale indgange.
• Den har to joysticks, to potentiometre, to vippekontakter, seks knapper og derudover en intern måleenhed bestående af et accelerometer og et gyroskop, som også kan bruges til at styre ting med bare at flytte rundt eller vippe controlleren.

Trin 8: Kredsløbsdiagram

• Hjernen på denne RC -controller er en Arduino Pro Mini, der drives af 2 LiPo -batterier, der producerer omkring 7,4 volt. Vi kan forbinde dem direkte til RAW -stiften på Pro Mini, som har en spændingsregulator, der reducerede spændingen til 5V. Bemærk, at der er to versioner af Arduino Pro Mini, ligesom den jeg har, der fungerer ved 5V, og den anden fungerer ved 3.3V.
• På den anden side har NRF24L01 -modulet strengt brug for 3.3V, og det anbefales at komme fra en dedikeret kilde. Derfor skal vi bruge en 3.3V spændingsregulator, der er tilsluttet batterierne og konvertere 7.4V til 3.3V. Vi skal også bruge en afkoblingskondensator lige ved siden af modulet for at holde spændingen mere stabil, og dermed vil radiokommunikationen også være mere stabil. NRF24L01 modulet kommunikerer med Arduino ved hjælp af SPI -protokol, mens MPU6050 accelerometer og gyro modul bruger I2C protokollen.
• Du skal lodde alle dele sammen i henhold til diagrammet. Du kan designe og udskrive et kredsløb, der gør det lettere.

Trin 9: Kodning af senderen

• Til programmering af et Pro Mini -kort har vi brug for en USB til seriel UART -grænseflade, der kan tilsluttes programmeringshovedet på oversiden af vores controller.
• Derefter skal vi i Arduino IDE -værktøjsmenuen vælge Arduino Pro eller Pro Mini -kortet, vælge den korrekte version af processoren, vælge porten og vælge programmeringsmetoden til "USBasp".
• Her er den komplette Arduino -kode til denne DIY Arduino RC -sender
• Upload den til arduino pro mini.

Trin 10: Kodning af modtageren

• Her er en simpel modtagerkode, hvor vi vil modtage dataene og blot udskrive dem på den serielle skærm, så vi ved, at kommunikationen fungerer korrekt. Igen skal vi inkludere RF24 -biblioteket og definere objekterne og strukturen på samme måde som i senderkoden. I opsætningsafsnittet, når vi definerer radiokommunikation, skal vi bruge de samme indstillinger som senderen og indstille modulet som modtager ved hjælp af funktionen radio.startListening ().
• Upload den til modtageren

Trin 11: Afmontering af dronen

• Først skal du placere din drone på jorden og forberede den til drift. Tag fat i din flyvekontroller, og start derefter din første flyvning omhyggeligt og sikkert.
• Det kan dog stærkt anbefales at drosle langsomt op i dronen. Desuden skal du for første gang sørge for at flyve den i lavere højde.
• Jeg håber, at denne artikel vil hjælpe dig med at bygge din hjemmelavede drone.
• Glem ikke at like dette og efterlade en kommentar.