Paano Bumuo ng isang Rc Drone at ang Transmitter Gamit ang Arduino: 11 Mga Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:12

Ang paggawa ng isang drone na ito ay isang simpleng gawain sa mga araw na ito, ngunit malaki ang gastos mo. Kaya sasabihin ko sa iyo kung paano bumuo ng isang drone gamit ang arduino na may mababang gastos. Sasabihin ko din sa iyo kung paano bumuo ng transmitter ng drone masyadong. kaya ang drone na ito ay ganap na gawang bahay. Hindi mo kailangang bumili ng anumang mga board ng flight flight o transmitter.

Mga gamit

Kailangan namin ng mga item upang gawin ang drone,

• Para sa drone-

  1. Frame– Ang "gulugod" ng quadcopter. Ang frame ang pinagsasama-sama ang lahat ng mga bahagi ng helicopter. Kailangan itong maging matatag, ngunit sa kabilang banda, kailangan din itong maging ilaw upang ang mga motor at baterya ay hindi nagpupumilit na panatilihin ito sa hangin.
  2. Mga Motors- Ang tulak na nagpapahintulot sa Quadcopter na makakuha ng airborne ay ibinibigay ng Brushless DC motors at ang bawat isa sa kanila ay magkahiwalay na kinokontrol ng isang electronic speed controller o ESC.
  3. ESCs - Ang Electronic Speed Controller ay tulad ng isang nerve na naghahatid ng impormasyon ng paggalaw mula sa utak (flight controller) hanggang sa mga kalamnan ng braso o binti (motor). Kinokontrol nito kung gaano karaming lakas ang nakuha ng mga motor, na tumutukoy sa bilis at direksyon ng mga pagbabago ng quad.
  4. Mga Propeller - Depende sa uri ng isang quad, maaari kang gumamit ng 9 hanggang 10 o 11-inch props (para sa stable, aerial photography flight), o 5-inch racing props para sa mas kaunting thrust ngunit mas maraming bilis.
  5. Baterya - Nakasalalay sa iyong pag-setup ng maximum na antas ng boltahe, maaari kang pumili mula sa 2S, 3S, 4S, o kahit na 5S na baterya. Ngunit, ang pamantayan para sa isang quad na planong magamit para sa aerial filming (isang halimbawa lamang), kakailanganin mo ng isang 11.4 V 3S na baterya. Maaari kang sumama sa 22.8 V 4S kung nagtatayo ka ng racing quad at nais mong mas mabilis ang pag-ikot ng mga motor.
  6. Board ng Arduino (Nano)
  7. IMU (MPU 6050) - Isang board na karaniwang (depende sa iyong pagpipilian) isang kabuuan ng iba't ibang mga sensor na makakatulong sa iyong quad na malaman kung nasaan ito at kung paano i-level ang sarili nito.

• Para sa transmitter-

  1. NRF24L01 Transceiver Module
  2. NRF24L01 + PA + LNA
  3. Potensyomiter
  4. Servo Motor
  5. Toggle Switch
  6. Joystick
  7. Arduino Pro Mini

Hakbang 1: SKEMATIKO

Ito ang pangunahing blueprint ng iyong operasyon.

Paano ikonekta ang mga ESC:

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

Paano ikonekta ang module ng Bluetooth:

• Tx - Rx
• Rx - Tx

Paano ikonekta ang MPU-6050:

• SDA - A4
• SCL - A5

Paano ikonekta ang tagapagpahiwatig ng LED:

LED Anode Leg - D8

Paano ikonekta ang receiver:

• Throttle - 2Elerons - D4
• Ailerons - D5
• Rudder - D6
• AUX 1 - D7 Kailangan mo ng MPU-6050, ang module ng Bluetooth, ang tatanggap, at ang mga ESC, na ma-grounded. At, upang gawin iyon, kailangan mong ikonekta ang lahat ng mga pin ng GND sa Arduino GND Pin.

Hakbang 2: SOLDER LAHAT NG LAHAT NG MAGKasama

• Ang unang bagay na kailangan mong gawin ay kunin ang mga babaeng header at solder ang mga ito sa prototype board. Makikita nito ang iyong Arduino board.
• Idirekta ang mga ito mismo sa gitna upang may lugar para sa natitirang mga header para sa MPU, module ng Bluetooth, Receiver, at mga ESC, at mag-iwan ng ilang puwang para sa ilang mga karagdagang sensor na maaari mong magpasya na idagdag sa hinaharap.

• Ang susunod na hakbang ay paghihinang ng mga header ng Receiver at ESC na lalaki mula mismo sa mga header ng Arduino na babae. Ilan ang mga lalaking ESC header row na magkakaroon ka, depende sa kung gaano karaming mga motor ang magkakaroon ng iyong drone. Sa aming kaso, nagtatayo kami ng isang quadcopter, nangangahulugang magkakaroon ng 4 rotors, at isang ESC para sa bawat isa. Iyon ay nangangahulugang 4 na hilera sa bawat isa ay mayroong 3 male header. Ang unang header sa unang hilera, ay gagamitin para sa Signal PID, ang pangalawa para sa 5V (bagaman, nakasalalay ito sa iyong mga ESC na mayroong 5V pin o hindi, kung hindi, iiwan mong walang laman ang mga header na ito), at ang pangatlo ang header ay para sa GND.

  Kapag natapos na ang bahagi ng paghihinang ng ESC, maaari kang magpatuloy sa bahagi ng paghihinang na mga header ng Receiver. Sa karamihan ng mga kaso, ang isang quad ay may 4 na mga channel. Ito ang Throttle, Pitch, Yaw, at Roll. Ang natitirang libreng channel (ang ikalimang isa), ay ginagamit para sa mga pagbabago sa mode ng Flight (ang Auxillary channel). Nangangahulugan ito na kakailanganin mong maghinang ng mga Header ng lalaki sa 5 mga hilera. At, ang bawat isa ngunit ang isa ay magkakaroon ng isang header, habang ang isa lamang sa mga hilera ay nangangailangan ng 3 mga header sa isang hilera.

• ang lahat ng mga bakuran ay konektado sa mga bakuran ng Arduino. Kasama rito ang lahat ng mga bakuran ng ESC, ground ng Receiver (Throttle signal header sa kanan), at ang module ng Bluetooth at mga batayan ng MPU.
• Pagkatapos, kailangan mong sundin ang mga iskema at ang mga koneksyon na ipinaliwanag namin sa itaas. Halimbawa, ang MPU (SDA - A4, at SCL - A5), at para sa Bluetooth (TX - TX at RX - RX) ng Arduino. Pagkatapos nito, sundin lamang ang mga koneksyon habang isinulat namin ang mga ito: Mga signal sign ng ESC1, ESC2… sa D3, D10… ng Arduino. Pagkatapos ang mga signal signal ng Receiver ay Pitch - D2, Roll - D4 … at iba pa. Bukod dito, kailangan mong ikonekta ang Long Lead ng LED (positibong Terminal) sa Arduino D8 Pin, pati na rin idagdag ang 330-ohm risistor sa pagitan ng Ground ng Arduino at ng LED Short lead (negatibong terminal). Ang huling bagay na dapat gawin ay upang magbigay ng isang koneksyon ng pinagmulan ng lakas na 5V. At, para doon, kailangan mong iugnay ang Black wire (ground ng baterya) sa lupa ng lahat ng iyong mga bahagi, at ang Red wire sa Arduino, MPU, at Bluetooth Module, 5V pin. Ngayon, ang MPU 6050 ay kailangang solder sa mga male header sa mga plano mong gamitin. Pagkatapos nito, i-on ang board ng 180 degree at ikonekta ang lahat ng iyong mga bahagi sa kani-kanilang mga header sa prototype board.
• Patayin ito at handa na ang iyong Arduino para sa pagdaragdag ng mga code sa pamamagitan ng isang computer!

Hakbang 3: PAANO MA-PROGRAMA ANG IYONG ARDUINO FLIGHT CONTROLLER

1. Una, kailangan mong i-download ang MultiWii 2.4. Pagkatapos kunin ito.
2. Ipasok ang folder na MultiWii, at hanapin ang MultiWii icon at patakbuhin ito
3. Gamitin ang Arduino IDE upang hanapin ang "Arduino File" o Multiwii file na may ".ino". Anumang "CPP file" o "H file" ay ang mga file ng suporta para sa aming Multiwii Code kaya huwag buksan ang mga iyon. Gumamit lamang ng Multiwii.ino file.
4. Kapag binuksan mo ang file, mahahanap mo ang maraming mga tab na Alarms.cpp, Alarms.h, EEPROM.cpp, EEPROM.h at marami pa. Hanapin ang "config.h"
5. Mag-scroll pababa hanggang makita mo ang 'Ang uri ng multi-copter "at pagkatapos ay sa pamamagitan ng pagtanggal ng" // "markahan mo ay tinukoy at tumatakbo. Quad X dahil ipinapalagay namin na gumagamit ka ng pagsasaayos ng "X" rotor sa iyong quad.
6. Ngayon mag-scroll pababa at hanapin ang "Pinagsamang IMU Boards" at buhayin ang uri ng Gyro + Acc Board na iyong ginagamit. Sa aming kaso, ginamit namin ang GY-521 kaya pinapagana namin ang opsyong iyon.
7. Kung magpasya kang magdagdag ng iba pang mga sensor tulad ng isang barometer o isang sensor ng Ultrasonic, ang kailangan mo lang gawin ay "buhayin" ang mga ito dito at tatakbo ang mga ito.
8. Susunod ay ang "Buzzer pin", Doon, kailangan mong buhayin ang mga pagpipilian sa tagapagpahiwatig ng Flight (ang unang 3)
9. I-unplug ang board ng Arduino mula sa Flight controller at pagkatapos ay ikonekta ito sa iyong computer gamit ang USB. Kapag lumabas sa FC at nakakonekta sa iyong computer, mahahanap mo ang mga TOOLS at piliin ang uri ng iyong Arduino board (sa aming kaso Arduino Nano).
10. Hanapin ngayon ang "Serial Port" at buhayin ang COM Port na ang Arduino Nano ay konektado sa (aming kaso, COM3). Panghuli, mag-click sa arrow at i-upload ang code, at hintaying mailipat ang code.
11. Kapag natapos ang pag-upload, alisin ang takip ng Arduino mula sa USB, ipasok ito pabalik sa lugar nito sa FC board, at ikonekta ang isang 5V na baterya upang ang buong FC ay mapagana, at pagkatapos maghintay hanggang ang LED sa Arduino ay pula. Nangangahulugan ito na natapos na ang pag-boot at maaari mo itong ikonekta muli sa iyong computer. Ngayon, hanapin ang Multiwii 2.4folder, pagkatapos ang MultiwiiConfig, at hanapin ang folder na katugma sa iyong OS. Sa aming kaso, ito ang "application.windows64".
12. Simulan na ngayon ang application na MultiwiiConfAnd, iyon lang! Mapapansin mo kaagad kung paano mo ilipat ang FC, ang mga halaga para sa data ng Accelerometer at Gyroscope sa screen. Ang oryentasyon ng iyong FC ay ipinakita sa ilalim. Sa interface na ito, maaari mong baguhin ang mga halaga ng PID at maayos ang iyong quad sa tumugma sa iyong mga personal na kagustuhan. At, maaari mo ring italaga ang mga flight mode sa ilang mga posisyon ng paglipat ng Auxillary sa interface na ito. Ang kailangan mo lang gawin ngayon ay maghanap ng lugar para sa iyong Arduino FC sa frame at handa na itong pindutin ang kalangitan.

Hakbang 4: Frame

Ngayon ay kailangan mong gawin ay itakda ang lahat ng mga bahagi sa frame. Maaari kang bumili ng isang frame o maaari kang gumawa ng isa sa bahay

Hakbang 5: Pag-iipon ng mga Motors at Speed Controllers

• Una na kailangan mong gawin ay i-drill ang mga butas sa frame para sa mga motor, ayon sa distansya sa pagitan ng mga butas ng mga tornilyo sa mga motor. Mabuti na gumawa ng isa pang butas na magpapahintulot sa clip at poste ng motor na malayang gumalaw.
• Inirerekumenda na ikonekta ang mga kontrol sa bilis sa ibabang bahagi ng frame dahil sa maraming mga kadahilanan na nagsasangkot ng pag-andar ng drone. Ang mga kadahilanang ito, bukod sa iba pa, ay nagsasama na "ibababa" nito ang itaas na bahagi ng drone kung saan dapat idagdag ang iba pang mga bahagi.

Hakbang 6: Pagdaragdag ng Flight Controller at ang Baterya

• Ipunin ngayon ang aming home made flight controller (arduino receiver) sa gitna ng drone frame.
• Inirerekumenda na maglagay ng isang maliit na piraso ng espongha sa ilalim ng flight controller dahil sumisipsip at binabawasan ang mga panginginig mula sa mga motor. Kaya, ang iyong drone ay magiging mas matatag habang lumilipad, at ang katatagan ay susi upang lumipad ang isang drone.
• Ngayon idagdag ang baterya ng lipo sa ilalim ng frame at tiyakin na ang drone ay balanse sa gitna.
• Ngayon ang iyong drone ay handa nang mag-alis

Hakbang 7: Paggawa ng Transmitter

• Ang komunikasyon sa radyo ng tagakontrol na ito ay batay sa module ng transceiver ng NRF24L01 na kung ginamit sa isang pinalakas na antena maaari itong magkaroon ng isang matatag na saklaw na hanggang sa 700 metro sa bukas na espasyo. Nagtatampok ito ng 14 na mga channel, 6 na kung saan ay mga analog input at 8 digital input.
• Mayroon itong dalawang mga joystick, dalawang potentiometers, dalawang switch ng toggle, anim na mga pindutan at karagdagan isang panloob na yunit ng pagsukat na binubuo ng isang accelerometer at isang gyroscope na maaari ding magamit para sa pagkontrol ng mga bagay sa paglipat-lipat o pagiling lamang sa controller.

Hakbang 8: Diagram ng Circuit

• Ang utak ng RC Controller na ito ay isang Arduino Pro Mini na pinalakas gamit ang 2 baterya ng LiPo na gumagawa ng halos 7.4 volts. Maaari naming ikonekta ang mga ito nang direkta sa RAW pin ng Pro Mini na may isang voltage regulator na binawasan ang boltahe sa 5V. Tandaan na mayroong dalawang bersyon ng Arduino Pro Mini, tulad ng mayroon ako na nagpapatakbo sa 5V at ang iba pa ay nagpapatakbo sa 3.3V.
• Sa kabilang banda, ang module ng NRF24L01 ay mahigpit na nangangailangan ng 3.3V at inirerekumenda na magmula sa isang nakalaang mapagkukunan. Samakatuwid kailangan naming gumamit ng isang 3.3V boltahe regulator na kung saan ay konektado sa mga baterya at i-convert ang 7.4V sa 3.3V. Kailangan din naming gumamit ng isang decoupling capacitor sa tabi mismo ng module upang mapanatili ang boltahe na mas matatag, sa gayon ang komunikasyon sa radyo ay magiging mas matatag din. Ang module ng NRF24L01 ay nakikipag-usap sa Arduino gamit ang SPI protocol, habang ang MPU6050 accelerometer at gyro module ay gumagamit ng I2C protocol.
• Kailangan mong maghinang ng lahat ng mga bahagi nang magkasama ayon sa diagram. Maaari kang mag-disenyo at mag-print ng isang circuit na ginagawang mas madali.

Hakbang 9: Pag-coding sa Transmitter

• Para sa pag-program ng isang Pro Mini board kailangan namin ng isang USB sa serial na interface ng UART na maaaring ma-hook up sa header ng programa na matatagpuan sa tuktok na bahagi ng aming controller.
• Pagkatapos sa menu ng mga tool ng Arduino IDE kailangan naming piliin ang Arduino Pro o Pro Mini board, piliin ang tamang bersyon ng processor, piliin ang port at piliin ang pamamaraan ng pagprograma sa "USBasp".
• Narito ang kumpletong Arduino code para sa DIY Arduino RC Transmitter na ito
• I-upload ito sa arduino pro mini.

Hakbang 10: Pag-coding ng Tumatanggap

• Narito ang isang simpleng code ng tatanggap kung saan tatanggapin namin ang data at i-print lamang ito sa serial monitor upang malaman namin na gumagana nang maayos ang komunikasyon. Muli kailangan naming isama ang RF24 library at tukuyin ang mga bagay at istraktura sa parehong paraan tulad ng sa transmitter code. Sa seksyon ng pag-set up kapag tinutukoy ang komunikasyon sa radyo kailangan nating gamitin ang parehong mga setting tulad ng transmiter at itakda ang module bilang tatanggap gamit ang radio.startListening () function.
• I-upload ito sa tatanggap

Hakbang 11: Pagkuha ng Drone

• Una, iposisyon ang iyong drone sa lupa at ihanda ito para sa operasyon. Grab ang iyong flight controller at pagkatapos ay simulan ang iyong unang flight nang maingat at ligtas.
• Gayunpaman, lubos na inirerekumenda na i-throttle up ang drone nang dahan-dahan. Bukod dito, sa kauna-unahang pagkakataon, tiyaking ililipad ito sa isang mas mababang altitude.
• Inaasahan kong makakatulong sa iyo ang artikulong ito upang mabuo ang iyong homemade drone.
• Huwag kalimutan na magustuhan ito at mag-iwan ng komento.