Gumawa at Lumipad Murang Smart Controlled Plane ng Telepono: 8 Hakbang

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

Napanaginipan mo na ba ang tungkol sa pagbuo ng <15 $ DIY remote control park flyer na eroplano na kontrol ng iyong mobile phone (Android App sa paglipas ng WiFi) at bibigyan ka ng pang-araw-araw na dosis ng adrenaline rush ng 15 minuto (oras ng paglipad na halos 15minutes)? kaysa sa itinuturo na ito ay para sa inyo.. Ang eroplano na ito ay napakatatag at mabagal sa paglipad kaya't napakadali para sa kahit na mga bata na paliparin ito.

Pinag-uusapan ang saklaw ng eroplano … Nakakuha ako ng saklaw na 70 metro na saklaw ng LOS gamit ang aking Moto G5S mobile na kumikilos bilang WiFi Hotspot at remote controller. Karagdagang real-time na RSSI na ipinakita sa Android App at kung ang eroplano ay malapit nang lumabas sa saklaw (bumagsak ang RSSI sa ibaba -85 dBm) kaysa sa mobile phone ay nagsisimulang mag-vibrate. Kung ang sasakyang panghimpapawid ay napupunta sa labas ng saklaw ng access point ng Wi-Fi kaysa sa paghinto ng motor upang magbigay ng hindi ligtas na landing. Gayundin ang boltahe ng baterya na ipinakita sa Android app at kung ang boltahe ng baterya ay nahulog sa ibaba 3.7V kaysa sa mobile phone ay nagsisimulang mag-vibrate upang magbigay ng puna sa pilot para mapunta ang eroplano bago ganap na maubos ang baterya. Ang eroplano ay ganap na kinokontrol ng kilos kung nangangiling ka ng mobile phone sa kaliwa kaysa sa eroplano na kumaliwa at kabaligtaran para sa kanang pagliko. Kaya narito, nagbabahagi ako ng sunud-sunod na tagubilin sa pagbuo ng aking kinokontrol na batay sa WiFi na maliit na Plane ng ESP8266. Ang oras ng pagbuo na kinakailangan para sa eroplano na ito ay nasa paligid ng 5-6 na oras at nangangailangan ng pangunahing kasanayan sa paghihinang, kaunting kaalaman sa programa ng ESP8266 gamit ang Arduino IDE at pagkakaroon ng Tasa ng mainit na kape o pinalamig na beer sa paligid ay mahusay:).

Hakbang 1: Hakbang 1: Listahan ng Mga Bahagi at Mga Tool

Mga Bahaging Elektroniko: Kung ikaw ay hobbyist ng electronics kaysa mahahanap mo ang marami sa mga bahagi na nakalista sa ibaba sa iyong imbentaryo

• 2 buto Coreless DC motor na may cw at ccw prop 5 $
• 1 nos. ESP-12 o ESP-07 module 2 $
• 1 nos. 3.7V 180mAH 20C LiPo na baterya -> 5 $
• 2 buto SI2302DS A2SHB SOT23 MOSFET 0.05 $
• 5 nos. 3.3kOhms 1/10 watt smd o 1/4 wat sa pamamagitan ng hole resistors 0.05 $ (3.3K hanggang 10K anumang resistor ang gagana)
• 1 nos. 1N4007 smd o sa pamamagitan ng hole diode 0.02 $
• 1 nos. TP4056 1S 1A Lipo Charger module 0.06 $
• 2 lalaki at 1 babaeng mini konektor ng JST na 0.05 $

Kabuuang Gastos ------ 13 $ Tinatayang

Iba pang parte:

• 2-3 nos. Barbecue stick
• 1 nos. 50cm x 50cm 3mm depron sheet o anumang matibay na 3mm foam sheet
• Single core insulated jumper wire
• Nodemcu o cp2102 USB sa UART converter bilang programmer para sa pag-upload ng firmware sa esp8266
• Tape ng Scotch
• Super Pandikit

Kinakailangan ang mga tool:

• Mga tool sa paghihinang na grado ng libangan
• Surgical Blade na may hawak na talim
• Mainit na glue GUN
• Kaliskis
• Ang computer na mayroong Arduino IDE kasama ang ESP8266 Arduino Core
• Android Mobile phone

Iyon lang ang kailangan namin … Ngayon lahat kami ay nakatakda upang buuin ang aming nakatutuwang Plano na Kinokontrol ng WiFi

Hakbang 2: Hakbang 2: Pag-unawa sa Mekanismo ng Pagkontrol

Gumagamit ang Plane na ito ng kaugalian na tulak para sa yaw control (Steering) at sama-sama na tulak para sa pitch (akyat / pagbaba) at kontrol sa bilis ng hangin samakatuwid hindi kinakailangan ng servo motor at dalawang pangunahing coreless DC motor lamang ang nagbibigay ng thrust at control.

Ang hugis ng pakpak ng Polyhedral ay nagbibigay ng katatagan ng pagulong laban sa panlabas na puwersa (Wind gust). Sinadya na iwasan ang servo motor sa mga kontrol sa ibabaw (elevator, Aileron at Rudder) na ginagawang mas madali ang pagbuo ng eroplano nang walang anumang kumplikadong mekanismo ng kontrol at binabawasan din ang gastos ng pagbuo. Upang makontrol ang sasakyang panghimpapawid Ang kailangan lamang namin ay upang makontrol ang tulak ng parehong Coreless DC motor mula sa malayo sa pamamagitan ng WiFi gamit ang Android App na tumatakbo sa mobile phone. Kung sakali, ang sinumang nais na obserbahan ang disenyo ng eroplano na ito sa 3D, na-attach ko ang Fusion 360 screen shot at stl file dito.. maaari kang gumamit ng online stl viewer upang tingnan ang disenyo mula sa anumang anggulo ng pagtingin.. sa sandaling muli ito ay isang disenyo ng CAD ng eroplano para sa dokumentasyon, hindi mo kailangan ng 3D printer o laser cutter.. kaya huwag kang magalala:)

Hakbang 3: Hakbang 3: Controller Schematic Batay sa ESP8266

Hinahayaan nating magsimula sa pag-unawa sa pagpapaandar ng bawat bahagi sa eskematiko,

• ESP12e: Ang ESP8266 WiFi SoC na ito ay tumatanggap ng mga packet ng kontrol ng UDP mula sa Android App at kinokontrol ang RPM ng Kaliwa at Kanan na motor. Sinusukat nito ang boltahe ng baterya at RSSI ng signal ng WiFi at ipadala ito sa Android App.
• D1: Ang module ng ESP8266 ay ligtas na nagpapatakbo sa pagitan ng 1.8V ~ 3.6V ayon sa sheet ng data, samakatuwid ang solong cell LiPo na baterya ay hindi maaaring gamitin nang direkta para sa suplay ng kuryente ng ESP8266 kaya kinakailangan ng step down converter. Bawasan ang bigat at pagiging kumplikado ng circuit na ginamit ko ang 1N4007 Diode upang i-drop ang boltahe ng baterya (4.2V ~ 3.7V) ng 0.7V (gupitin ang boltahe ng 1N4007) upang makakuha ng boltahe sa saklaw na 3.5V ~ 3.0V na ginagamit bilang supply boltahe ng ESP8266. Alam ko ang pangit nitong paraan upang gawin ito ngunit gumagana lamang para sa eroplano na ito.
• R1, R2 at R3: ang tatlong resistors na ito ay minimum na kinakailangan para sa minimum na pag-set up ng ESP8266. R1 pull-up CH_PD (EN) na pin ng ESP8266 upang paganahin ito. Ang RST pin ng ESP8266 ay aktibo mababa kaya R2 pull-up RST pin ng ESP8266 at ilabas ito mula sa reset mode. tulad ng bawat sheet ng data sa lakas pataas, ang GPIO15 pin ng ESP8266 ay dapat na mababa kaya ginamit ng R3 upang hilahin-pababa ang GPIO15 ng ESP8266.
• Ang R4 at R5: Ang R4 at R5 ay ginagamit upang mag-pull-down na gate ng T1 at T2 upang maiwasan ang anumang maling pag-trigger ng mga mosfet (motor run) kapag lumakas ang ESP8266. (Tandaan: Ang mga halagang R1 hanggang R5 na ginamit sa proyektong ito ay 3.3Kohms, subalit ang anumang pagtutol sa pagitan ng 1K hanggang 10K ay gagana nang maayos)
• T1 at T2: Ito ang dalawang Si2302DS N-channel power mosfets (2.5 Amp rating) kumokontrol sa RPM ng Left and Right Motor ng PWM na nagmula sa GPIO4 at GPIO5 ng ESP8266.
• L_MOTOR at R_MOTOR: Ang mga ito ay 7mmx20mm 35000 RPM Coreless DC na motor ay nagbibigay ng kaugalian na tulak para sa fly at control plane. Ang bawat motor ay nagbibigay ng 30gram thrust sa 3.7V at kumukuha ng 700mA Kasalukuyang nasa bilis.
• J1 at J2: Ito ang mga mini JST konektor na ginamit para sa module na ESP12e at koneksyon sa Baterya. Maaari mong gamitin ang anumang konektor na maaaring hawakan ng hindi bababa sa 2Amp kasalukuyang.

(Tandaan: Ganap kong naiintindihan ang kahalagahan ng pag-decoupling ng capacitor sa halo-halong disenyo ng circuit circuit, ngunit naiwasan ko ang pag-decoupling ng mga capacitor sa proyektong ito upang maiwasan ang pagiging kumplikado ng circuit at bilang ng bahagi bilang bahagi lamang ng WiFi ng ESP8266 ang RF / Analog at ESP12e module mismo na mayroong kinakailangang mga decoupling capacitor on-board. Ang BTW nang walang anumang panlabas na decoupling capacitor circuit ay gumagana nang maayos.)

Nakabatay sa iskemang tagatanggap ng ESP12e na may koneksyon sa programa sa format na pdf ay naka-attach sa hakbang na ito..

Hakbang 4: Hakbang 4: Assembly ng Controller

Sa itaas ng video na may caption ay nagpapakita ng hakbang-hakbang na pag-log ng ESP12e Batay sa Tagatanggap na cum controller na idinisenyo para sa proyektong ito. Sinubukan kong maglagay ng mga bahagi ayon sa aking mga kasanayan. maaari kang maglagay ng mga bahagi ayon sa iyong kasanayan sa pamamagitan ng pagsasaalang-alang sa iskematikong ibinigay sa nakaraang hakbang.

Ang mga SMD mosfet lamang (Si2302DS) ay masyadong maliit at kailangang alagaan habang naghahihinang. Mayroon akong mga mosfet na ito sa aking imbentaryo kaya ginamit ko ito. Maaari mong gamitin ang anumang mas malaking TO92 package power mosfet na may Rdson <0.2ohms at Vgson 1.5Amps. (Magmungkahi sa Akin kung nakita mo ang madaling mosfet na madaling magagamit sa merkado..) Kapag handa na ang hardware na ito, lahat kami ay nakatakda para sa pag-upload ng firmware ng Plane ng WiFi upang nodemcu ang prosesong ito na tinalakay sa susunod na hakbang.

Hakbang 5: Hakbang 5: Pag-setup at Pag-upload ng ESP8266 Firmware

Ang ESP8266 firmware para sa proyektong ito ay binuo gamit ang Arduino IDE.

Ang Nodemcu o USBtoUART Converter ay maaaring magamit upang mag-upload ng firmware sa ESP12e. Sa proyektong ito gumagamit ako ng Nodemcu bilang isang programmer upang mag-upload ng firmware sa ESP12e.

Ipinapakita sa Itaas ang sunud-sunod na proseso ng pareho..

Mayroong dalawang pamamaraan upang mai-upload ang firmware na ito sa ESP12e,

1. Paggamit ng nodemcu flasher: Kung nais mo lamang gamitin ang wifiplane_esp8266_esp12e.bin binary file na naka-attach sa hakbang na ito nang walang anumang pagbabago sa firmware kaysa sa ito ang pinakamahusay na pamamaraan upang sundin.

   • Mag-download ng wifiplane_esp8266_esp12e.bin mula sa pagkakabit ng hakbang na ito.
   • Mag-download ng nodemcu flasher repo mula sa opisyal na repository ng github at i-unzip ito.
   • Sa hindi naka-zip na folder, Mag-navigate sa nodemcu-flasher-master / Win64 / Bitawan at patakbuhin ang ESP8266Flasher.exe
   • Buksan ang tab ng config ng ESP8266Flasher at baguhin ang landas ng binary file mula sa INTERNAL: // NODEMCU sa path ng wifiplane_esp8266_esp12e.bin
   • Kaysa sundin ang mga hakbang ayon sa video sa itaas….

2. Paggamit ng Arduino IDE: Kung nais mong i-edit ang firmware (ibig sabihin SSID at password ng WiFi network - Android Hotspot sa kasong ito) kaysa sa ito ang pinakamahusay na pamamaraan upang sundin.

   • I-setup ang Arduino IDE para sa ESP8266 sa pamamagitan ng pagsunod sa mahusay na Makatuturo na ito.
   • Mag-download ng wifiplane_esp8266.ino mula sa pagkakabit ng hakbang na ito.
   • Buksan ang Arduino IDE at kopyahin ang code mula sa wifiplane_esp8266.ino at i-paste ito sa Arduino IDE.
   • I-edit ang SSID at Password ng iyong network sa code sa pamamagitan ng pag-edit ng pagsunod sa dalawang linya. at sundin ang mga hakbang ayon sa video sa itaas.
   • char ssid = "wifiplane"; // iyong network SSID (pangalan) char pass = "wifiplane1234"; // iyong network password (ginagamit para sa WPA, o ginagamit bilang key para sa WEP)

Hakbang 6: Hakbang 6: Airframe Assembly

Ang log ng build ng Airframe ay ipinapakita hakbang-hakbang sa video sa itaas.

Gumamit ako ng 18cmx40cm na piraso ng depron foam para sa airframe. Ang barbecue stick na ginamit upang magbigay ng labis na lakas sa fuselage at pakpak. Sa itaas ng imahe Ang plano ng Airframe ay ibinigay, subalit maaari mong baguhin ang plano alinsunod sa iyong pangangailangan sa pamamagitan lamang ng pag-iingat ng pangunahing aerodynamics at bigat ng eroplano. Sa pamamagitan ng pagsasaalang-alang sa pag-set up ng electronics ng eroplano na ito, may kakayahang lumipad ng eroplano na may maximum na bigat na humigit-kumulang 50grams. Ang BTW gamit ang airframe na ito at lahat ng electronics kasama ang paglipad ng timbang ng baterya ng eroplano na ito ay 36grams.

Lokasyon ng CG: Gumamit ako ng pangkalahatang panuntunan sa hinlalaki ng CG para sa makinis na glide … ang 20% -25% ng haba ng chord ang layo mula sa nangungunang gilid ng pakpak … Gamit ang pag-setup ng CG na ito na may bahagyang pataas na elevator, lumusot ito na may zero throttle, level fly na may 20-25% na throttle at may dagdag na throttle nagsisimula itong umakyat dahil sa medyo pataas na elevator…

Narito ang youtube video ng aking lumilipad na disenyo ng airplane na may parehong electronics upang mapasigla ka lamang na mag-eksperimento sa iba't ibang disenyo at upang patunayan din na para sa pag-set up na ito ay maaaring magamit sa maraming uri ng disenyo ng airframe.

Hakbang 7: Hakbang 7: Pag-setup at Pagsubok ng Android App

Pag-install ng Android App:

Kailangan mo lamang i-download ang wifiplane.apk file na naka-attach sa hakbang na ito sa iyong smartphone at kailangan mong sundin ang mga tagubilin ayon sa video sa itaas.

Tungkol sa App, Ang Android App na ito ay binuo gamit ang Pagproseso para sa Android.

Ang app ay hindi naka-sign na pakete kaya kailangan mong paganahin ang hindi kilalang pagpipilian ng mapagkukunan sa setting ng iyong telepono. Kailangan lamang ng app ang karapatan upang ma-access ang vibrator at WiFi network.

Pre-flight Test ng Plane gamit ang Android app: Kapag ang Android App ay nakabukas at tumatakbo sa iyong smart phone, mag-refer sa itaas ng video upang malaman kung paano gumagana ang App at iba't ibang mga cool na tampok ng app.. Kung ang iyong eroplano ay tumutugon sa App sa parehong paraan tulad ng sa itaas ng video, kaysa sa DAKILANG … GINAWA MO ITO …

Hakbang 8: Hakbang 8: Panahon na upang Lumipad

Handa nang lumipad?…

• PUMASOK SA FIELD
• GUMAWA NG ILANG GLIDE TEST
• PALITAN ANG ANGLE NG ELEVATOR o Idagdag / TANGGALIN ANG TIMBANG SA ilong NG PLANE HANGGANG MAG-GLIDING NG DALAS …
• ONCE IT'S GLIDING SMOOTHLY, POWER ON PLANE and OPEN ANDROID APP
• ANG HAND LAUNCH PLANE UNA NA MAY 60% THROTTLE laban sa Hangin
• SA PANAHON NA SA Air, DAPAT DALANG MAGLIPAD SA LEVEL NA MAYROON SA LABING 20% hanggang 25% THROTTLE