NRF24 Dalawang-Way na Radyo para sa Telemetry: 9 Mga Hakbang (na may Mga Larawan)

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

Kumusta mga tao, ang pangalan ko ay Pedro Castelani at dadalhin ko sa iyo ang aking unang itinuturo: pagbuo ng isang dalawang daan na radyo na may arduino, mabuti, anuman ang kailangan mo ito.

Sa proyektong ito, gagawa kami ng dalawang magkakahiwalay na mga circuit na gaganap bilang parehong reciever at transmitter. Ang pinakamahalagang sangkap ay dalawang arduino board (lahat sila ay gumagana) at dalawang nrf24 transciever module. Sa aking kaso, kinokontrol ko ang isang servo na may potentiometer mula sa iba pang arduino at ipinapadala ang mga boltahe ng isang dalawang cell lipo na baterya pabalik sa una.

Nilayon kong gamitin ito bilang isang add-one para sa aking drone, na hindi nagtataglay ng telemetry o kontrol sa servo gimbal. Maaari mo, gayunpaman, gamitin ito para sa iba pang mga bagay, tulad ng pagbuo ng iyong sariling quadcopter, eroplano, rc car, atbp. Mula sa ibinigay na code maaari ka ring gumawa ng anumang mga pagbabago na nais mo alinsunod sa iyong mga pangangailangan. Susubukan ko ring ipaliwanag kung paano baguhin nang tama ito (na tumagal ng kaunting oras upang malaman ko sa aking sarili, dahil nasanay ako sa isa pang uri ng paggamit para sa nrf24 chip).

Hakbang 1: Mga Kagamitan

Upang masimulan ang aming proyekto, kailangan naming malaman ang lahat ng mga bahagi na kinakailangan. Nasa ibaba ang isang listahan ng mga pangunahing kinakailangan. Binili ko ang karamihan sa kanila sa isang lokal na tindahan ng electronics kung saan ako nakatira, kaya't hindi ko maaring magrekomenda sa iyo ng anumang lugar upang bilhin ang mga ito. Maaari mong subukan ang Amazon, o anumang iba pang lugar. Hindi ko sinasabi na dapat mong mag-order sa kanila doon, ngunit isang mungkahi lamang.

1. Dalawang board ng Arduino (dapat na gumana ang sinuman. Mayroon akong dalawang arduino pro mini, na gusto ko ng marami sapagkat mayroon silang 13 digital pin at 8 analog, habang ang Uno ay mayroon lamang 6 na analog).
2. Dalawang modyong Nrf24. Mayroong ilang mga may panlabas na mga antena na mayroong higit na saklaw ng paghahatid. Piliin ang mas gusto mo.
3. Kable ng jumper ng Babae-Babae at Babae-Lalaki.
4. Prototyping board.
5. Arduino Programmer (para sa arduino pro mini, kung mayroon kang isa sa koneksyon sa usb hindi mo kailangan ito).
6. Arduino IDE (Software). Mag-download mula rito.
7. Sa aking kaso, gumamit din ako ng:

• Servo. Kahit sino makukuha mo. Gusto ko ang SG90, isang maliit na idinisenyo para sa arduino.
• Potentiometer (sa pagitan ng 10k at 20k ohms). Maaaring bilhin sa isang lokal na tindahan ng electronics o maaari mong gamitin ang joystick na ginawa para sa arduino. Mayroong ilang mga imahe ng mga mayroon ako. Nakuha ko rin ang isa mula sa isang sirang Controller ng drone rc, upang mabigyan ka lang ng ilang mga ideya
• 4 pantay na normal na resistors. Gumamit ako ng 10k na nakuha ko mula sa bahay ng aking lolo. Ginagamit ko ang mga ito bilang mga divider ng boltahe.
• Maliit na tanso na pad na perfboard (na nakuha ko rin mula sa aking lolo) para sa paghihinang ng mga resistor.
• Mga Pin. Ginamit upang ikonekta ang mga jumper cables mula sa arduino sa mga resistors nang madali.
• 2s lipo na baterya. Ginagamit ko ito upang mapagana ang isa sa aking mga arduino. Ang mga resistors ay konektado dito at basahin ang mga voltages nito. Nilayon ko na ang aking arduino ay konektado sa baterya ng 2s ng aking drone, dahil hindi kinakailangan ng isang panlabas na mapagkukunan ng kuryente at sa parehong oras sabihin sa akin kung magkano ang natitirang baterya.
• Panghinang na bakal at panghinang. Kailangan na maghinang ng mga resistors, ang perfboard at ang mga pin nang magkasama.

Hakbang 2: Pag-andar at Code

Kapag nabanggit na ang lahat ng mga materyales, magsimula tayong magsalita tungkol sa pagpapaandar ng mga module.

Paano ito gumagana: Hinahayaan nating tawagan ang isang arduino na "A" at ang isa pa ay "B". Sa aking kaso, pagkatapos ng programa pareho, ikinonekta ko ang mga ito sa kanilang kaukulang radio chip at idinagdag ang potensyomiter sa arduino A at ang resistors at servo sa arduino B. Ang Module A ay nagpapadala ng mga halaga sa B at inililipat ang Servo. Binabasa ni B ang mga voltages ng baterya ng 2s at ibinabalik ito sa A. Pagkatapos ay nagsisimula muli ang buong bilog. Dahil tinatanggap ng A ang mga halaga na hindi ipinahayag na mekanikal, nakakonekta ito sa programmer, kung saan maaari nating basahin ang mga ito sa isang serial monitor (kasama sa Arduino IDE)

Code: Tinatawag ko ang sketch para sa arduino A (konektado sa programmer at potentiometer) TwoWayRadio_1, at ang sketch para sa arduino B TwoWayRadio_2WithServo

Ang TwoWayRadio_1 at TwoWayRadio_2WithServo ay matatagpuan sa ibaba lamang ng talatang ito. Mayroong paliwanag sa loob ng bawat code upang gawing mas madaling maunawaan ang lahat.

Hakbang 3: Mga Module ng Paghinang: Divider ng Boltahe at Potensyomiter

Ang hakbang na ito ay opsyonal, dahil baka gusto mo lamang gamitin ang potentiometer-joystick na partikular na idinisenyo para sa arduino at gumamit ng isa pang module sa halip na ang divider ng boltahe. Gayunpaman, pinlano ko ang lahat (kasama ang mga code) para sa mga modyul na ito.

Potensyomiter:

Ang bahaging ito ay tungkol lamang sa pinakamadaling isa sa paghihinang na hakbang. Kailangan mo lang maghinang ng ilang mga jumper cables sa iyong potensyomiter. Kung nais mo, maaari mo munang maghinang ng potensyomiter sa perfboard at pagkatapos ay maghinang ng ilan sa mga pin. Kung kailangan mong gamitin ito, ikonekta lamang ang mga jumper cable sa arduino at pagkatapos ay sa mga pin sa perfboard. Kapag hindi ginagamit, maaari mong alisin ang mga cable at gamitin ang mga ito para sa isa pang proyekto. Kung, gayunpaman, gawin mo tulad ng ginawa ko, maaari mong iwanan ang potentiometer na solder sa direkta sa mga kable

• Kung ginagawa mo tulad ng ginawa ko, kumuha ng tatlong mga kable ng jumper na babae-babae, gupitin ang isa sa mga tip at alisin ang pagkakabukod doon, naiwan ang isang maliit na piraso ng mga kable ng tanso sa bawat kawad.
• Painitin ang iyong bakal na panghinang at maghinang ang binagong mga jumper sa iyo mga potentiometers pin. Kung maaari, subukang kumuha ng iba't ibang mga kulay upang maaari mong mai-remeber kung alin ang vcc, gnd at ang "signal" na isa (ang gitnang isa). Ikonekta ang mga kable na ito sa mga kaukulang analog na pin sa arduino. Mayroong ilang mga imahe sa simula ng hakbang kung paano ito natapos na tumingin. Ang potensyomiter ay hindi isang regular, ito ay talagang isang maliit na gulong na mayroong limang mga pin. Kinuha ako ng ilang oras upang malaman kung alin ang alin. Subukang gawin itong mas madali at gumamit ng isang regular na potensyomiter tulad ng ipinakita sa hakbang na MATERIALS.
• Kung hinihinang mo ito sa isang perfboard, kunin ang potensyomiter at ang perfboard at solder ang mga ito kasama ng iyong soldering iron.
• Kunin ang mga pin (tatlo) at ilagay ang mga ito sa pinaka maginhawang paraan. Gumamit ng panghinang upang makakonekta sa pagitan ng bawat pin at mga potentiometer pin. Huwag gumawa ng isang koneksyon sa pagitan ng higit sa dalawang mga pin o hindi ito gagana (ito ay kumikilos bilang isang maikling circuit).
• Kumuha ng mga wires ng pambabae-babae o pambabae-lalaki at ikonekta ang mga ito mula sa iyong arduino sa iyong bagong module ng potentiometer (tandaan kung alin ang alin).

2. Divider ng Boltahe:

• Ang bahaging ito ay medyo kumplikado. Kakailanganin mong makuha ang apat na resistors, limang pin at ang perfboard. Dinisenyo ko ang code na gagamitin para sa isang 2s na baterya (dalawang cell), ngunit maaari mo rin itong gamitin para sa isang 1s sa pamamagitan ng pagbabago ng kaunting arduino sketch at hardware. Nagsama ako ng mga larawan ng dalawang divider ng boltahe na ginawa ko, isa na may 2 resistors lamang (para sa mga bateryang 1s) at isa na may apat (nahulaan mo ito: 2s na baterya).
• Magsimula tayo sa 2s isa. Wala akong mga imahe ng proseso ng pagbuo mula nang magsimula akong witing mabuti sa itinuturo na ito habang natapos itong maghinang. Nagsasama ako ng mga imahe ng pangwakas na resulta, kaya susubukan kong maging kasing linaw hangga't maaari.
• Magsimula sa pamamagitan ng pagkuha ng perfboard at 5 mga pin. Hihinang ang mga ito malapit sa gilid at huwag hayaang hawakan nila ang bawat isa.
• Paghinang ng mga resistors tulad ng ipinakita sa huling imahe sa simula ng hakbang (ang maliit na diagram ng circuit). Ang mga koneksyon sa pagitan ng bawat risistor at pin ay ginawa gamit ang panghinang. Subukang sakupin ang pinakamaliit na puwang posible.
• Kapag tapos ka na, dapat itong magmukhang katulad ng mga larawan ng tapos na voltage divider na nai-post ko sa itaas.
• Ang divider ng 1s Voltage ay karaniwang pareho, maliban sa paggamit mo lamang ng tatlong mga pin at dalawang resistors. Nagsama ako ng mga imahe ng hitsura nito kapag natapos. Tingnan lamang ang diagram para sa 2s isa at isipin ito nang walang signal wire 1, ang gitnang wire, at resistors r2 at r3 at doon, mayroon ka nito!
• Kaya, kung nais mo ang isang 1s voltage divider, maaari lamang itong medyo mas kumplikado kaysa sa paggamit lamang ng isang 2s.

Hakbang 4: Pag-program ng Iyong Arduino

1. Halos tapos na tayo!
2. Matapos ma-download ang Arduino IDE software mula sa site na naka-link sa hakbang na MATERIALS, i-download ang mga sketch mula sa hakbang na FUNCTION AND CODE.
3. Susunod, buksan ang mga ito sa Arduino IDE.
4. Buksan ang "Mga Tool" sa alinman sa parehong mga tab at i-click ang "Mga Lupon". Piliin ang iyong board mula sa listahan. I-click ang "Processor" at pagkatapos ay ang "Programmer", pinipili ang bawat isa ayon sa iyong board. Pagkatapos ay bumalik sa sketch. Ito ay lubos na maginhawa upang tingnan ang impormasyon ng iyong board sa Internet. Hanapin lamang ang pangalan at tingnan ang mga detalye.
5. Mag-click sa "sketch" (sa itaas), pagkatapos ay "isama ang library", pagkatapos ay "pamahalaan ang mga aklatan". Ang isang maliit na window ay dapat buksan sa gitna ng screen. Ipasok ang pagpipilian sa paghahanap na "rf24". I-download ang library na gusto mo. Kakailanganin upang ma-upload ang code sa arduino board.
6. Upang matiyak lamang, mag-click sa simbolong "Lagyan" (pakanan) upang mapatunayan na wala itong mga pagkakamali. Pagkatapos ay magpatuloy upang i-upload ito sa pamamagitan ng pagpindot sa arrow na tumuturo sa kanan, sa tabi ng simbolong "Lagyan".
7. Kung ang iyong board ay isang Pro Mini, ipapaliwanag ko sa ilang sandali kung paano ikonekta ang lahat. Kung hindi, i-upload lamang ito at, kapag natapos ang pag-program ng parehong mga arduino, pumasa sa susunod na hakbang, pagkatapos basahin ang babala sa ibaba.
8. Dahil mayroon kang dalawang board, TANDAAN kung aling code ang na-program sa bawat isa, upang maiwasan ang anumang mga problema sa hinaharap.
9. Kaya, kung mayroon kang isang Pro Mini, kakailanganin mo ng isang programmer. Mayroong dalawang uri ng mga programmer: 5 pin at 6 na pin. Magtutuon ako sa 5 mga pin dahil sila ang mayroon ako. Ang mga koneksyon ay sinusundan (ang unang pin ay mula sa programmer, pagkatapos ay arduino): Gnd - Gnd; 5v-Vcc (maliban kung ang iyong Pro Mini ay isang 3.3v, kung saan ito ay 3.3v - Vcc); Rxd - Txo; Txd - Rxi. Nagsama ako ng isang imahe ng parehong board at programmer, kung sakali kailangan mong suriin.
10. Ikonekta ang iyong arduino sa programmer at ang programmer sa iyong computer. Buksan ang IDE at i-click ang upload button. Kung titingnan mo ang kaliwang ilalim ng screen, makakakita ka ng isang mensahe na nagsasabing "pag-iipon". Sa sandaling ang mensahe na ito ay naging "pag-upload", pindutin ang pindutan ng pag-reset sa arduino Pro Mini. Makalipas ang ilang sandali, magtatapos ang sketch at lilitaw ang isang mensahe na nagsasabing "Tapos nang mag-upload". Kapag nangyari ito, tapos ka na at handa nang pumasa sa susunod na hakbang.

Hakbang 5: Pagkonekta sa Lahat

1. Matapos ma-program ang parehong arduinos, kailangan nating ikonekta ang lahat upang gumana ito. Narito kakailanganin natin ang lahat ng nabanggit dati: ang mga arduino, nrf24 module, cable, servo, programmer, voltage divider, potentiometer, atbp.
2. Una naming ikokonekta ang arduino na gumagana sa programmer. Sa simula ng hakbang ay ang mga imahe ng mga koneksyon ng nrf24. Ang irq pin, na sinasabing pupunta sa pin 8 sa arduino, ay hindi talaga nakakonekta. Ang natitira ay tulad ng sa imahe para sa parehong mga arduino (maaari mong basahin ang mga tala sa loob ng mga imahe para sa karagdagang impormasyon)
3. Ang Vcc para sa radyo ay maaaring konektado sa 3.3 o 5v. Minsan gumagana lamang ito sa isa sa mga ito. Subukan gamit ang 3.3 at pagkatapos 5 kung hindi ito gagana. Para sa 3.3, gamitin ang 3.3v pin o programmer. Kailangan kong gawin ito, tulad ng makikita mo sa mga imahe ng tapos na produkto.
4. Ikonekta ang programmer sa arduino tulad ng sinabi sa nakaraang hakbang.
5. Ikonekta ang "signal" na kable ng potensyal sa analog pin A0.
6. Ikonekta ang "Positive" ng potensyal sa Vcc (5v lamang, hindi 3.3) at "Negatibo" kay Gnd.
7. Dumaan sa iba pang arduino.
8. Ikonekta ang radyo tulad ng sinabi dati, ayon sa mga imahe.
9. Ikonekta ang signal cable ng servo (orange-yellow-white. Suriin ang mga pagtutukoy para sa servo) sa digital pin 2, at ang gnd nito sa arduino's Gnd, at positibo ito sa Vdu ng arduino.
10. Ikonekta ang signal cable 1 mula sa voltage divider sa pin A0 at signal wire 2 upang i-pin ang A1.
11. Ikonekta, gamit ang protoboard, negatibong cable ng divider ng boltahe, ang arduino's gnd at ang baterya na gnd (itim na cable sa jst plug).
12. Ikonekta ang "gitnang kable" mula sa divider ng boltahe hanggang sa gitna ng baterya, sa pagitan ng pula at itim na mga kable ng jst plug (puting kulay).
13. Ikonekta ang 'positibong "cable mula sa divider ng boltahe sa positibong terminal ng baterya at sa Raw ng arduino. Huwag direktang kumonekta sa Vcc, dahil ang pin na ito ay partikular para sa 5v. Ang Raw pin ay gumagamit ng anumang boltahe sa itaas ng 3.3 o 5v hanggang 12v at kinokontrol ito Vcc pin pagkatapos ay naging output na may 5v.

Ang iyong halos tapos na! Ang iyong mga natapos na produkto ay dapat magmukhang mga imahe sa itaas. Suriing muli ang bawat koneksyon upang maiwasan ang mga maikling circuit.

Hakbang 6: Palakasin ang Iyong Proyekto

• Ang iyong arduino na may servo ay nagpapatakbo ng huling hakbang kapag ikinonekta mo ang baterya sa buong circuit. Kaya, kailangan mo lamang ikonekta ang iba pang arduino sa isang usb port at tapos ka na!
• Ilipat ang potensyomiter at dapat mong makita kung paano gumagalaw din ang servo. Sa aking kaso, ang servo ay nakakabit sa isang 1 axis camera gimbal, na nilimitahan ang anggulo, kaya kinailangan kong ayusin ang mga parameter. Mahahanap mo iyan sa code, gayon pa man.
• Upang makita ang mga voltages, sa sandaling nakakonekta mo ang programmer sa computer, buksan ang arduino software at pindutin ang "Ctrl + Shift + m". Isang window na nagsasabing "Serial Monitor" ay magbubukas. Sa ilalim ng window na ito ay isang pagpipilian na mabasa ang "(number) baud". Mag-click dito at piliin ang "9600". Isara ang monitor at buksan ito muli sa pamamagitan ng pagpindot sa parehong mga susi at dapat mong simulang makita ang maraming mga halagang papasok. Hindi mo makikita kung ano ang mga halagang ito dahil sa bilis ng kanilang pagdating, ngunit kung ididiskonekta mo ang programmer titigil sila at mababasa mo sila. Sinusubukan kong makakuha ng isang bagay kung saan awtomatiko silang iginuguhit upang matingnan ang mga voltages o kumatawan sa mga ito sa mga leds, ngunit nasa proseso pa rin iyon.
• Kahit na maaaring hindi mo makita ang mga halaga nang malinaw, dahil mabilis silang dumadaan, alamin lamang na sa wakas ay gumagana ito at mababago mo ito upang mapaunlakan ang iyong mga pangangailangan!

Hakbang 7: Demo

Sa gayon, ito ang video sa akin na pinalakas ito at ginagamit ito nang kaunti upang ipakita sa iyo kung paano ito dapat gumana.

Hakbang 8: Higit pang Mga Ideya sa Paano Magagamit ang Proyekto na Ito

Narito ang ilang mga ideya kung saan maaari kang bumuo ng paggamit nito bilang batayan. Sabihin mo sa akin kung gumawa ka ng isa sa mga ito o kung susubukan mo at hindi maaari upang makatulong ako!

• Sa halip na basahin ang mga voltages, baguhin ang code upang maibalik nito ang temperatura, presyon, taas, atbp. Natagpuan ko ang chip na BMP180 na lubos na kapaki-pakinabang para dito.
• Sukatin ang mga distansya sa module na HC-SR04 at ibalik ang mga ito sa unang arduino. Gamitin ang servo upang ituro ang sensor kahit saan mo gusto.
• Magdagdag ng isa pang servo channel upang ilipat ang isang camera pataas at patagilid; halimbawa, sa isang rc car.
• Magdagdag ng tatlong iba pang mga servo channel (o higit pa!) At gumawa ng iyong sariling rc transmitter at receiver para sa isang quadcopter, airplane, helikopter, rc car, atbp!
• Baguhin ang servo para sa isang searchlight at idagdag ito sa iyong drone! Magagawa mo ring makontrol ang tindi ng ilaw (maaaring kailanganin ng ilang mga transistor at ilang pagbabago ng code)
• Sa halip na basahin ang mga voltages sa isang computer, maging malikhain at magdagdag ng isang module ng lcd, o maaari kang gumawa ng isang board na 6 na humantong (dalawang berde, dalawang dilaw at dalawang pula) na isasara ang mga ito isa-isa habang ang baterya ay bumaba at ay magsisimulang flashing kapag ang antas ng baterya ay bumaba sa ibaba ng iyong napiling boltahe. Ginawa ko ang maliit na board na ito at nag-post ng isang imahe sa simula ng hakbang.

Upang linawin lamang ang lahat, kung gagawin mo ang isa sa mga proyektong ito, isipin na kakailanganin mong baguhin ang parehong mga code at marahil ilang koneksyon. Mangyaring subukang tandaan na huwag iprito ang iyong board na gumagawa ng isang bagay na hangal.

Kung mayroon ka nang mga ideya o kailangan ng tulong sa pagdala ng isa sa mga proyektong ito, mangyaring mag-post sa seksyon ng tanong!

Hakbang 9: Pag-troubleshoot

Upang sabihin ang totoo, ang karamihan sa mga problema na nakasalamuha ko sa ngayon ay nauugnay sa bahagi ng sketch, na nalutas mo na. Susubukan kong sabihin sa iyo ang maraming mga problema hangga't maaari upang matulungan ka ng higit.

Una, kung sinusubukan mong i-upload ang sketch at hindi mo magawa, subukan ito:

Tiyaking na-download mo ang mga kinakailangang aklatan (at ang mga tama!).

Tiyaking napili mo ang tamang board, processor at programmer.

Siguraduhin na ang koneksyon sa pagitan ng pc at programmer at ang programmer at ang arduino ay mabuti.

Kung gumagamit ka ng isang pro mini, subukang pindutin ang pindutan ng pag-reset sa lalong madaling panahon pagkatapos ng paglitaw ng "pag-upload" na mensahe.

Ang lahat ng mga bagay na ito ay binabanggit sa PROGRAMING IYONG ARDUINO na hakbang.

Pangalawa, suriin ang lahat ng mga koneksyon sa pagitan ng lahat:

Kung ang iyong arduino ay hindi nagpapagana, malinaw na ito ay isang problema sa boltahe. Suriin kung ang mga kable ay hindi konektado nang maayos at kung mayroong isang maikling circuit.

Kung nagpapatakbo ito ng lakas ngunit hindi gumagana, siguraduhin na ang lahat ng mga koneksyon ay naroroon, dapat na ang arduino na naka-program upang maiugnay sa servo at boltahe na divider ay talagang konektado sa kanila (sa madaling salita, tiyaking hindi mo ihalo sila), subukang pindutin ang pindutan ng pag-reset sa pareho sa kanila at tingnan kung ano ang mangyayari. Sa napakabihirang mga kaso, ang buong pagsisi ay maaaring nasa module ng NRF24. Natagpuan ko ang isa sa akin na gagana lamang sa 5 volts at isa pa na gagana lamang sa 3.3v. Suriin kung malulutas nito ang anumang bagay. Nangyari din sa akin na ang isang arduino lamang ang nagtrabaho sa 3.3v radio at ang isa pa ay nagtrabaho lamang sa 5v na isa. Nakakagulat, hindi ba?

Pangatlo, kung maaari mong ilipat ang servo ngunit ang mga boltahe ay mali, suriin ang mga koneksyon sa divider ng boltahe ay tulad ng sa diagram sa hakbang 3, at ang koneksyon sa arduino. Kung, sa kabilang banda, nakakuha ka ng mga voltages ngunit hindi mo maililipat nang tama ang servo, suriin ang potensyomiter at mga koneksyon nito, ang koneksyon ng servo sa digital pin at sa Vcc at Gnd, at kung ang servo ay natigil, nasira o nasa isang maikling circuit. Subukang palitan ito sa ibang servo. Tiyaking ang digital pin ay pareho sa tinukoy sa code

Kaya, ang mga iyon ay tungkol lamang sa lahat ng mga bagay na maaaring isipin ang tungkol sa mga problemang maaaring makasalamuha mo. Sana hindi na mangyari at Masayang Mga Proyekto!

Salamat sa pagbabasa ng aking Instructable! Mangyaring ibahagi at iboto ito para sa UNANG TIME AUTHOR Contest!