Flight Controller for Quadcopter a Arduino. A Quadcopter kezelése Arduino segítségével

A Quadrocopter vezetése szórakoztató és érdekes foglalkozás. Ez csak érdekes lehet, hogy hozzon létre menedzsment rendszerét, egy ilyen játékot bármely népszerű platform alapján, például Arduino. Mi a lelkesedés a DZL becenév alatt. Az első dolog, amit szétszerelte a távirányítót, hogy megnézze, hogy melyik rádió rendszert használják be.

Belül, a várt módon, volt egy olcsó nyomtatott áramkör Kis mennyiségű összetevővel rájuk.

A rádiókommunikációt egy kis diszkrét rádiómodul biztosítja. További elemzések után és keresés az interneten, kiderült, hogy a modul a BK2421 adócsatornán alapul, amely a 2,4 GHz-es sávban működik. Ma elvben a legtöbb rádióvezérlésű játékok a modulon alapulnak.

A mikrokircuit oszcilloszkópjának és dokumentációjának köszönhetően meglehetősen könnyű megtalálni azokat a következtetéseket, amelyekre az SPI interfészen át a kommunikációt a modul és a konzol többi része között végeztük.

Az Arduino Uno "szövetének" köszönhetően az inicializálás és a kommunikációs mód sorrendje érthető volt. Van egy inicializálási sorrend.

Anélkül, hogy az alacsony szintű kommunikáció részleteibe kerülne, amikor a konzol és a quadcopter be van kapcsolva, az alábbiak történnek:

1. A konzol egyedi hálózati címét vagy azonosítóját továbbítja

2. Quadcopter elfogadja ezt az átvitelt, megerősíti, és elkezdi hallgatni a csatornát az azonosító adataival

3. A visszaigazolás után a távirányító 20 ms-ben ad adatcsomagokat

Egyidejűleg több quadcopter-ot is képes kezelni, különböző címeket rendel. Az ID-átvitel egy fix csatornán keresztül halad, és az adatokat a 12 csatorna egyike továbbítja. A Quadcopters automatikusan beolvassa a rádiócsatornákat, amíg az adatok megtalálhatók.

Az adatokat a 8 bájtból álló csomagban továbbítják, a következő formátumban:

Byte 0 \u003d fojtószelep (gáz) 0-255
Byte 1 \u003d yaw (hazugság) 0-255
BYTE 2 \u003d YaW_TRIM (beállítási yaw) 0-128
Byte 3 \u003d Pitch (Pitch) 0-255
Bájt 4 \u003d Roll (Roll) 0-255
Byte 5 \u003d pitch_trim (beállítási pálya) 0-128
Byte 6 \u003d roll_trim (beállító tekercs) 0-128
Byte 7 \u003d Fly / Run 0 \u003d Fly, 16 \u003d futás

Aztán létrejött bázisállomásamelynek kommunikálnia kell a quadrocoptereket. A modulokként ugyanazt a BK2421 chipet tartalmazó RFM-70-et használjuk. Meg kell jegyeznünk, hogy a BK2421-es következtetések 5 V-ra vonatkoznak, így további 3,3-es ellenállások nem telepíthetők.

Egy és több Quadcopter csatlakoztatása Arduino-hoz, egy speciális könyvtárat írtak. Ez a könyvtárnak bármely Arduino táblával kell dolgoznia az Atmega88 - Atmega328p chipek alapján. És a videó munka végén:

Nem szükséges egy drone vásárolni a boltban - Most már önállóan készíthet egy Arduino Quadrocopteret. A Drone hatalmas autonóm táplálkozással és funkcióval rendelkezik a stabilizációs rendszerhez, amelynek alapja az Arduino bázis lesz. Ha a repülőgépet saját kezével készítesz, akkor tisztességes összeget takaríthat meg. A megvásárolt csoporköltség legalább 80 dollárba kerül. Ha önmagát hozod, akkor körülbelül 60 hagyományos egységet fog fizetni.

Házi quadrocopter - külön beszélgetés tárgya. Mindig vannak olyan felhasználók is, akik nem elég repülnek. Úgy kell érezniük, mintha nagyszerű tervezőknek kell lenniük, és biztosnak kell lenniük arról, hogy Dron személyesen készült, repülni fog, ahogy akarják.

A 4 lábú repülő modellt saját kezével lehet létrehozni. A folyamat nem tűnik nehézkesnek, de éppen ellenkezőleg, örömöt biztosít, de csak az utasítások tanulmányozására és a lépésenkénti megfigyelésre vonatkozik. Először is, mielőtt egy drone létrehozásának folyamata, érdemes meghatározni a munkában használt elemeket. Vezérlőként, amint azt feltételezték, az Arduino platformot használjuk - olcsó, de kiváló minőségű bázis, amely biztosítja az eszköz megszakítás nélküli munkáját.

A drone létrehozásához fontos a megfelelő motorok kiválasztása. Ecsetmentes erőteljes, de költségük legalább 20 dollár, ez azt jelenti, hogy a készülék körülbelül 80 dollárba kerül. Ebben az esetben előnyben kell adnia az ecset verzióját - sokkal olcsóbb, és nem igényel további vezérlők telepítését.

Szükséges továbbá, hogy vigyázzon a kiváló minőségű motor megszerzésére, majd stabilizálódjon. Nem szükséges gyorsulásmérő és giroszkóp nélkül. Tehát meghatározzuk a dőlésszöget és a gyorsulást. Adatérzékelők - erőteljes modell létrehozásához. Ahhoz, hogy egy quadcoper legyen a saját kezével Arduino Control, szüksége lesz:

• 2.7 Elemek lítium típusú;
• huzalok;
• a tranzisztor nem gyengébb ULN2003A darlington tranzisztor;
• motorsiális motorok;
• microcontroller 0820 Lényegtelen motorok;
• giroszkóp;
• gyorsulásmérő;
• forrasztóeszközök;
• 3d nyomtató.

Az első dolog, amit meg kell tenni, hogy létrehozzunk egy keretet a jövőbeni quadrocopter számára. A keret könnyű és tartós, ha 3D nyomtatót használ. Ezután be kell állítania a gyorsulásmérőt és a giroszkópot. Nem kell csatlakozni 5 V-hoz - ez vezethet, hogy a díj romlik. Jobb, ha előnyben részesítjük a preferenciát 3.3 V. Szükséges, hogy a legtöbb táblán van egy speciális feszültségszabályozó.

A gyorsulásmérő csatlakoztatása után elindíthatja az elektromos áramkör összeszerelését. Mindent meg kell tennie, érdemes megnézni részletes videóahol az összeszerelési módszerek rendelkezésre állnak. Most már megvan a quadrocopter, amit a világos vezetésünk alatt tettél.

Mint kiderült, ez egy nagyon valóságos feladat. A folyamat nem ad aggodalmakat, de nagy mennyiségben menthet. Ha kétségek merülnek fel a készülék elindításáról, az utasításokról, hogyan kell ezt megtenni. A megfelelő kezeléssel az Arduino Quadrocopter hosszú ideig tart.

A Quadcopter a szabadidő kiváló verziója. Az Arduino Dront a legközelebbi üzletben vagy megrendelésben lehet megvásárolni Kínában, de van egy alternatíva a saját kezével. Igen, még akkor is reális még a különleges készségek hiányában és a nagy pénzösszegek hiányában, mert a legegyszerűbb modellek 70-80 dollár összegűek lesznek. Hasonló összeg meglehetősen felemelkedik még egy szegény hallgató számára is, aki saját kezével összegyűjti a nagy dronét.

Egy kis elmélet

Függetlenül attól, hogy a quadrocopter formájának és technikai képességei, szükségszerűen négy csavarral rendelkezik, amelyek különböző irányban vannak elforgatva. Szükséges biztosítani a levegőben lévő pozíció stabilitását, mivel ha az összes csavar egy irányban forog, a drone a függőleges tengelye körül forog.

A drone mozgatása az Arduino-ra, és bármely más vezérlőt három paraméterben bekövetkezett változások következtében hajtják végre:

• hangmagasság;
• bank;
• legyezőmozgás.

Az első paraméter határozza meg a dőlésszöget felfelé vagy lefelé a quadcopter elején, lehetővé téve a drone csökkentését vagy felemelését. A tekercs határozza meg a dőlésszög szögét, ha a jobb oldali bal oldali vagy annál magasabb. A sírás határozza meg az Arduino Quadrocopter forgatási szögét a gravitációs középpontján áthaladó függőleges tengely körül, amely a vízszintes síkban a kívánt szögbe fordul.

Arduino - kis méretű tábla (összehasonlítható egy mérkőzés dobozával), amely saját mikroprocesszorral és memóriával rendelkezik. Van rajta nagyszámú A kapcsolatok összekapcsolására szolgáló kapcsolatok és a program betöltésének képessége lehetővé teszi, hogy az adott specifikus algoritmus szerint vezéreljük őket.

Ennek eredményeképpen az Arduino-díj bőséges lehetőségeket kínál különböző modulok létrehozására, amelyek közül a drone csak az egyik példa.

Ugyanakkor az Arduino díj nagyon könnyen megtanulható, ezért szükség van vele kell dolgoznia arra is, hogy az emberek, akik nagyon homályos tudással rendelkeznek az áramkörben és a programozásban. A jelenléte nagyszámú tankönyvek, kiadványok, video tutorials lehetővé teszi, hogy elsajátítsák a legegyszerűbb lépéseket a díjat csak egy pár órát. Az Arduino-on közvetlenül programozás C ++ nyelvet használ, amely széles körben elterjedt. Ugyanakkor nagyszámú tipikus program lehetővé teszi, hogy gyorsan elsajátítsa azt a szintre, amely elegendő a drone szabályozásához. Ugyanakkor a könyvtárak széles választéka csökkenti az első drone indítási idejét, figyelmezteti a gyermekhibák megjelenését.

Nem igényel az Arduino-t és a forrasztópálák jelenlétét összeszereléskor, mivel meglehetősen lehetséges egy maquette tábla és egy állománykészlet, amely egyidejűleg leegyszerűsíti a munkát, lehetővé teszi, hogy gyorsan kijavítsa a hiányosságokat és hibákat összeszereléskor.

Mire van szükségünk?

A munka megkezdése előtt a következő összetevőket kell előkészítenie:

• kábelezés (jobb színvonalú a telepítés egyszerűsítése);
• lítium akkumulátorok (Feszültség 3.7V);
• uLN2003A DARLINGTON tranzisztor tranzisztor (erősebb analógok megfelelőek);
• arduino UNO vezérlő;
• mPU-6050 tábla (kombinálja a gyorsulásmérő és a giroszkóp funkcióit).

Ezenkívül szüksége lesz egy 3D-s nyomtatóra vagy legalábbis hozzáférésre is szükséges eszköz, Sok kíváncsiság és türelem, mert nem minden képes dolgozni az első alkalommal.

Hogyan kell összeállítani egy programozható quadrocopter az Arduino Uno-on?

1. lépés. Az ügy készítése

Tervezzük a SolidWorks-ot, és kinyomtatjuk a jövő drone testét a 3D-s nyomtatóban. Prototípusként a Quadcopterek egyik meglévő modelljét, és ha vannak készségek, jobb, ha finomítani kell az eset paramétereit a csökkentett sejtek miatt Általános súly Eszközök. Igaz, fontos, hogy ne adja át itt, mivel az ügyre néző kilátás könnyen lebontható a szél mellett, követeli a pilóta megfelelő kiigazítását. A ház kinyomtatása után motorokat és forrasztóprót telepíthet.

Megjegyezzük, hogy kívánatos az elülső sugarak vagy propellerek végrehajtása egy másik színben.

Ez lehetővé teszi, hogy könnyebben navigáljon az űrben, és mindig megértse, hol a drone elülső része gyorsabban kezeli őket.

Ha nincs hozzáférése 3D-s nyomtatóhoz, akkor az alternatíva az online áruházakban már kész sugarak vásárlása lesz. Egy másik lehetőség lesz a házak gyártása a jogorvoslatokból. Például egy réteg rétegelt lemezből készülhet, és a műanyag csövek alkalmasak a motorok rögzítésére.

2. lépés. Arduino kapcsolat

A tábla-kapcsolatot a rendszer szerint végezzük, de alapértelmezés szerint meg kell érteni, hogy az Arduino csatlakozik az érintkezőkön keresztül, és ha egy másik gyártó analógját használja, fontos, hogy ellenőrizze az érintkezési hely helyességét. Az utóbbiak egyaránt megjelölve vannak, így megakadályozzák a hibákat, kövesse a következő sémát:

• VDD-3.3V;
• GND-GND;
• Int-digital2;
• SCL-A5;
• SDA-A4;
• VIO-GND.

Az MPU6050 Arduino táblák áramellátásához a feszültség megengedett, hogy 3,3V-ot használjon, és ha 5V, akkor nem sikerül. Sok táblán van egy beépített biztosíték, amely védi a rendszert nagyfeszültségből, de nem javasoljuk a kockázatot. A fedélzeten is az AD0 érintkezése lehet, amely a földhöz való csatlakozáshoz szükséges. Az Arduino motorok kezeléséhez nagyobb feszültségre lehet szükség, amelyet a tranzisztorok fokozhatnak.

3. lépés. Vázlat Arduino.

Az ARDUINO-hoz való csatlakozás után az MPU-6050 kártyáknak be kell tölteniük az I2C szkenner kód vázlatot, ahol a programkód be van helyezve. Megjegyezzük, hogy ebben a szakaszban legalább minimális tudás lesz az Arduino programozásában, így a hiánya még akkor is érdemes egy kis szünetet, és foglalkozik a funkciókkal.

Most nyissa ki a Arduino IDE soros monitor (ez az Eszközök részben a soros monitorok lapon), és győződjön meg arról, hogy az 9600 óta kapcsolódik. Ha az összes előző lépést helyesen végrehajtani, az I2C eszköz egy kijelölt címet 0x69 vagy 0x68 lenni rögzítve fogják felfedezni. Most letöltheti az egyik vázlatot, amely folyamatosan feldolgozza az információkat a gyorsulásmérő és a giroszkóp. Az interneten sok ilyen vázlat az Arduino számára, ezért válasszon senkit, de összpontosítson a felhasználói visszajelzésekre. Miután letöltötte az ilyen vázlatot, töltse le. Ezután ismét menjen az Arduino IDE-hez, és menjen a Sketch-Import Libraty-Add Library, ahol hozzá kell adnia a mappákat a vázlatokkal.

Most győződjön meg róla, hogy megnyitja az MPU6050_DMP6 fájlt. Ha 0x69-es címet kaptunk, akkor meg kell oldania a # -liccludes karakterláncot, mivel a 0x68 alapértelmezés szerint van hozzárendelve. Ebben a szakaszban a giroszkóppal és a gyorsulásmérővel rendelkező első értékek már beszerezhetők. Ehhez töltse le a programot, és nyissa meg a soros monitor ablakot a 115200-mal további utasítások után.

Miután összeszerelte a Quadcopter Arduino-n, kalibrálnia kell a gyorsulásmérő és a giroszkóp paramétereit. Ehhez elegendő egy lapos sík felületet találni, és díjat számít fel rajta. Most elég ahhoz, hogy futtassa a kalibráció kikapcsolását, miután a meglévő eltéréseket rögzítik, és az MPU6050_DMP6 vázlatban rögzítik. Elég regisztrálni kell, és menteni (a jövőben, a kiigazítás csak az adathiba után lesz szükség, és nem igényel sok időt).

4. lépés. Az Arduino és Connection program telepítése

A motorvezérlés továbbra is a fő feladat. Az Arduino drone kisfeszültséget és áramáramot ad, így a tranzisztorok használata a motorok csatlakoztatásához. Ha csatlakozik, meg kell jegyezni, hogy a tranzisztorokat földelni kell, és az Arduino földje közvetlenül a tápegység földjére csatlakozik.

Most megpróbálhatja elindítani azokat a motorokat, amelyeknek a megfelelő utasításokban kell forgatniuk (mindkét oldalra). Ha ez nem történt meg, akkor kapcsolja be a motor érintkezését 5 V-tól a tranzisztorig, amely lehetővé teszi, hogy az ellenkező irányba forogjon. A jövőben nem szükséges módosítani a motorok irányát, mivel a négycopter irányítását az egyesek sebességének megváltoztatásával végezzük.

Az interneten több megtalálható arduino programok, lehetővé téve, hogy stabilizálja a drónot a levegőben állandó szinten, majd vezet. A quadrocopter stabilizálását két PID-vezérlítővel végezzük. Az egyiküket a pályára használják (a drone orrát felfelé és lefelé), a második pedig a tekercsre (bal és jobb eltérés).

A PID szabályozás három bemenet (beállított helyzet, kimenet, mérés) használatát jelenti. A kimenetet az aktuális pozíció és a mérések határozzák meg, és a szabályozó hajlamos megváltoztatni ezt a mutatót úgy, hogy a mérési eredmény megfelel-e a megadott pozíciónak. Egy négycsavaros drone esetében két vezérlőt használnak, amelyek mindegyike meghatározza a diagonális csavarok forgásának sebességét. Ha egyenlő nulla, akkor a tekercs és a pályán hiányzik.

5. lépés. Drona módosítás

Az ilyen Quadcopterek legnagyobb problémája továbbra is súlyuk és költségük. Természetesen válasszon erősebb motorokat, de valószínűleg sokkal jobb eredményt ad. Az egyetlen lehetőség lesz a választás a szelepmeghajtók (kefe nélküli) mellett. Az enyém szerint technikai sajátosságok sokkal jobbak lesznek, de szükségesek további felhasználás A sebességszabályozók, amelyek növelik az egész terv költségeit.

Az egész drone súlyának csökkentése érdekében jobb alkalmazni az ARDUINO UNO-t, mivel a processzor chip eltávolításának lehetősége és a protoboziárd telepítése. Elég lesz elég körülbelül 30 gramm súlyt nyerni, ami hasonló mérlegeken nagyon jó. Ezenkívül az igazságnak több kondenzátorra lesz szüksége, és ha nincs szükség arra, hogy további elektronikával zavarhasson, azonnal választhat az ARDUINO PRO MINI-t.

Mit kell figyelni?

Megpróbálja összegyűjteni drone a kezével Arduino, úgy gondolta, hogy teljesen írni szoftver. Ebből a gondolatból megszabadulnod kell, hogy mindenképpen az első szakaszban megszabaduljon.

Például most elég készen áll a repülésvezérlő kezelésére. Ha azonnal eldönti, hogy írjon valamit, akkor a quadrocopter károsodásának kockázata. Ennek az az oka, hogy a repülési matematika az egész programkód minimális része, és egy jó gyakorlatnak kell lennie a quadcopternek a barométer nélküli és a GPS-rendszer nélkül (ez különösen szükséges az ARDUINO DRONE válaszával a vezetőknek, amelyek szinte mindig).

Sokkal kényelmesebb a gyakorlatban, és kitalálja a meglévő programokat, amelyek egyértelműen megértik a munka elveit.

Ha úgy dönt, hogy egy programot írsz a vezérlőnek a saját kezével, akkor készen áll a nagy ideiglenes költségekre, amelyek ésszerűtlenek ésszerűtlenek a vonatkozó tudományos érdekek hiányában. Mindenesetre az Arduino-ra alapuló quadcopterek rendelkezésre álló programjai és megoldásai jól teljesíthetnek minden szabványos műveletet (lőnek, fényképezés, szabadon és a feladatra).

Az ARDUINO-n lévő quadrocopter létrehozásának megoldása, figyeljen a következő tippekre:

• Ne bonyolítsuk meg az első kialakítást egy cselekvési kamra telepítésével. Az Ön feladata továbbra is létre kell hoznia egy drone-t, amely képes levenni és magabiztosan tartani a levegőben, és nem esik a földre, lebontva az első járatot. Ha az utolsó fog történni, akkor könnyedén megtörheti a fényképezőgépet, és ezek nagy költségek.
• Ne üldözd egy nagy léptéket, mivel először elegendő egy kis munkavállaló Arduino Dron létrehozása, amelynek kialakítása tovább lehet dolgozni, javítva és bonyolítja.
• Csökkentse a további elemek és kapcsolatok minimális számát, mivel nagy szám Az érzékelők és az összesféle vezérlők nem mindig növelik a drone megbízhatóságát a repülés során. Sokkal jobb, ha alapvető tervezést hozhat létre, és fokozatosan bonyolítja, új funkciókat és képességeket. Sokkal intelligensebb lesz, és lehetővé teszi a jövőben a "szakosodott" drófát.
• Ha egy Arduino Quadcoptert szeretne készíteni egy kamerával, akkor meglehetősen nagy méretű okra van szüksége, ami csökkenti az egész terv fenntarthatóságát.

A befejezés során megjegyezzük, hogy az Arduinoon alapuló quadrocopter programozás és létrehozása lenyűgöző, de meglehetősen bonyolult eset az újoncok számára, így ne engedje le a kezét, ha nem működik. Hogy az Arduino Dront nagyon igazán mindenkinek, és segítsen a tömegnek további információért És a videó, amelyet könnyen megtalálhat az interneten.

Quadcopter az Arduino-nál csináld magad

Ebben a cikkben az Arduino Quadcoptersről, az előnyeikről és az árkategóriáiról beszélünk.

Quadcopter számítógépes eszközzel.

A modern világban számos quadcopter modell, amelyek különböző célokra használhatók. Nem csak azok a játékok, amelyeket a hazai piacon megjelenő megjelenésük kezdetétől érzékeltek. Most olyan eszközök, amelyek különböző típusú feladatok elvégzésére szolgálnak. Számos esetben használják a professzionális kreatív tevékenységekre. Annak érdekében, hogy a quadrocopter megfelelően működjön, további részletekkel kell felszerelni az alapítvány mellett. Annak érdekében, hogy a készülék képes legyen irányítani a távirányító használatával, meg kell állapítani a processzort, és az elektronikai rendszer sok más részét. Napjainkban számos processzort bemutatunk, amelyeket magas színvonalú és funkcionális négycopterek létrehozására használnak. Közülük megkülönböztetett Arduino. Ez egy meglehetősen hatékony processzor, amely lehetővé teszi a quadrocopter számára, hogy a számítógépes eszköz bizonyos funkciói legyenek.

A mai napig az Arduino quadcopter könnyen megvásárolható minden online áruházban, amely az ilyen eszközök előállítására specializálódott. A processzornak köszönhetően a legnagyobb és legerősebb eszközök jönnek létre. Alkalmasak a legtöbbet teljesíteni különböző feladatok. Úgy tervezték, hogy a szokásos járatok, valamint a szakmai forgatás. Köszönöm erőteljes processzor Könnyen teljesítik a felhasználók által beállított összes feladatot. A távirányítóval rendelkező adatárfolyam jelentősen megnő. Ezenkívül a valós időben felvett videó azonnal továbbítódik mobil eszközökamelyek pillanatnyilag a quadcopterhez kapcsolódnak. Meg kell jegyezni, hogy az Arduino processzoron lévő eszközök sok felhasználót egymástól függetlenül gyűjtenek össze. Majdnem minden speciális áruházban kapható.

A Quadrocopter jellemzői az Adruino-n.

Az Arduino készülékek nagymértékben népszerűek, mert nagyon kényelmesek. Az ilyen típusú Quadcopterek gyorsan teljesítik a felhasználók által kiadott összes feladatot. Ez a processzor képes olyan kiváló minőségű eszközt kapni, amely korlátlan funkciókat és normál repülést élvez, sőt a felvételi folyamat során is. A képeket magas szintű felbontással kapják meg. Az Arduino-munkaeszközök megszakítás nélküliek. Ennek a processzornak köszönhetően a készülék képes hosszú ideig elvégezni munkáját, és rendszere nem fog meghibásodni. Eszközök legutóbbi verziók Az Arduino nem költségvetés. Ez azonban lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy professzionális szintű quadcopters-t kapjanak, amelyek gyorsan és megszakítás nélkül végezhetik a fogyasztók által meghatározott összes feladatot. Ez biztosítja a quadrocopter megbízható működését.

A projekt fő ötlete az, hogy hozzon létre olcsó quadrocopteramely autonóm élelmiszer- és repülési stabilizációs algoritmust tartalmaz az Arduino-on.

Az Arduino mellett egy giroszkópra / gyorsulásmérőre és ecsetmotorokra van szükségünk. A jelenlegi projekt nem foglalkozik a quadrocopter repülésirányítási módszereivel, de határozottan hozzáadhat. A quadrocopter költsége körülbelül 60 dollár.

Mi az quadrocopter?

Biztos vagyok benne, hogy a cikket olvasó legtöbbet már tudja, mi a quadrocopter. Ha nem, röviden leírom ezeket a csodálatos eszközöket.

A Quadcopter egy négy "láb" repülő eszköz, amelyek mindegyike egy motorral van felszerelve. A négycopterek természeténél fogva hasonlítanak a helikopterekhez, de a mozgó, forgatás, a lejtőn a négy propeller szinkron működtetése biztosított. Ezenkívül a Quadcoptersnek olyan koncepciója van, mint a "pitch" ("pitch") - a hosszirányú tengely körül. A quadrocopter repülés stabilizálása érdekében két propellátor forog egy irányba (az óramutató járásával megegyező irányba), és kettő az ellenkező irányba (az óramutató járásával ellentétes irányba). Ennek a lehetőségnek köszönhetően - ugyanabban a helyzetben lóghat a levegőben, a Quadcoptereket elsősorban a levegőből és a videóból készítik. Természetesen a Quadcopters és más hasonló eszközöket több motorral használják a mentési műveletekben, a rendőrségben, a katonai stb. A közelmúltban a Quadcopters termelésére szolgáló alkatrészek költsége jelentősen csökkent, és sok vállalat gyártásukért készült. Vásárolja meg a kész terméket ma nem lesz probléma.

Tehát már regisztráltál egy kicsit, mi az quadrocopter, menjünk rövid leírás A gyártás folyamata.

Az első dolog, ami megtörtént: Googling Shopping az összetevők keresésében, amelyre szükségünk van a gyártásához.

A legtöbb esetben a mikrokontrollereket használják és kefe nélküli (szelep) motorok. A vezérlőként úgy döntöttek, hogy az Arduino-t használják, mivel ideális platform az árat. Az első probléma, amely - kefe nélküli motorok. Ne feledje, egy 60 dolláros költségvetésre koncentrálunk. És egy kefe nélküli motor költsége, amely a quadcopter tervezésünkben használható, 20 és 60 dollár között ingadozik! Ezenkívül ezeknek a motoroknak a használata további vezérlők telepítését jelenti - SpeedControllers. Tehát úgy döntöttek, hogy kefe motorokat használnak. A quadrocopterünk méretei kicsiek, így a motorokat viszonylag kis nyomatékkal vásárolták meg. A Google azt javasolta, hogy a quadcopterek hasonló meghajtókkal rendelkeznek. A talált motorok akár 55 gramm súlyt is felemelhetnek, ami meglehetősen alkalmas. A következő lépés az, hogy megoldja a motorok stabilizálásának problémáit giroszkópok és gyorsulásmérők segítségével. A giroszkóp egy olyan eszköz, amely a Föld gravitációját használja, hogy meghatározza a térben lévő dőlésszög (tájolás) szögét. A giroszkóp klasszikus kialakítása egy szabadon forgó lemezből áll, amelyet rotornak neveznek. A rotor telepítve van a tengelyen, amely egy nagyobb, stabilabb kerék közepén található. A tengely forgásakor a rotor statikus állapotban marad, amely megfelel a súlypontnak. A gyorsulásmérő egy kompakt eszköz, amelyet a gyorsítás mérésére használnak. Ha az objektum jön ki a nyugalmi állapotban (mozogni kezd), a gyorsulásmérő rögzíti a keletkező rezgéseket ezzel a mozdulattal. Mikroszkópos kristályokat alkalmazunk olyan gyorsulásmérőkben, amelyek feszültséget generálnak, amikor üti. Ez a feszültség eltávolításra kerül, és a gyorsulás értéke kialakul. Ez a két érzékelő a quadcopterben van szükség. A bizonyságuk alapján a vezérlési jel keletkezik, amely beállítja a motorok forgásának sebességét, hogy a tekercset, mozgassa vagy stabilizálja quadcopterünket.

Szükséges csomópontok, részletek és berendezések

Az Avadrocopter projekt az Arduino vezérléssel, szükségünk lesz:

• - vezetékek;
• - lítium elemek 3,7 V-on;
• - tranzisztor: ULN2003A darlington tranzisztor (olyan tranzisztort, amely támogatja a terhelést és többet);
• - Motors: 0820 Lényeges motorok;
• - Microcontroller: Arduino UNO;
• - Gyorsulásmérő / giroszkóp: MPU-6050 lap (olcsó és mérges változata a típus "all in one");
• - 3D nyomtató vagy hozzáférés a quadcopter design részeihez;
• - Eszközök (beleértve a forrasztási vasat és a használatának képességét!).

• Vásároljon lítium akkumulátort 3,7 V-ot (legyen óvatos, a javasolt termékek között, amelyekre pontosan megfelelőnek kell találnia az Ön számára!);

3-D quadcopter alkatrészek nyomtatás

Az egyik első lépés a quadcopterünk kereteinek létrehozása. Úgy döntöttek, hogy a legkisebb ellenállás és a keret nyomtatása mentén mennek egy 3D nyomtatóra. A gyártás egyszerűségénél, egy 3D nyomtatóra nyomtatott keret mellett könnyen kiderül, a "honeycombs" nyomtatásának köszönhetően. A részleteket a SolidWorks-ben tervezték. Az alábbiakban minden szilárd modell. Mindegyik biztonságosan letöltheti és elküldheti őket a nyomtatáshoz. A részletek a FORMAT.STL-ben kerülnek mentésre. Ha akarod, nyugodtan finomítani és módosítani ugyanazokat a solidworks használatát. Parametrikus modellek, tehát ha úgy dönt, hogy más motorokat használ, elegendő egyszerűen megváltoztatni a modellben több paramétert, és készen áll egy kész keretet az Ön számára dimenziók Quadcopter.

Ennek eredményeképpen valami ilyesmit kapsz:

Gyorsulásmérő-giroszkóp (I2C) beállítása

Ez a példa az MPU6050 kártyát használta Sparkfunból. Az Amazonon 10 dollárba kerül, jól működik. Hasonló Kína az AliExpress vagy az eBay számára ilyen díjakat kínál 5 dollár áron. Nagyszerűen működik.

Mi az I2C?

Egyszerű gyorsulásmérő táblák, minden logikus és világos: ez tartalmazza külön analóg kimenet az X, Y és Z tengely. Minden kijárat megfelel egy külön tengelyt a gyorsulásmérő. Ha megnézed a díjat az I2C-vel, akkor meg fogod érteni, hogy mindenki kissé zavaros. Az I2C egy adatcsere szabvány, amelyben az analóg kimenetek helyett nagy mennyiségű információt továbbítanak digitális logikai impulzusok alkalmazásával. Az MPU6050 6 vezérlésű tengelyt (3 giroszkóp és 3 gyorsulásmérő) biztosítja Önnek. Ha minden analóg lenne, akkor minden analóg portot kell használnunk az Arduino Uno-on. Az I2C protokoll segítségével sokkal kevesebb kapcsolatot használunk a csatlakozáshoz.

Arduino csatlakozó áramkör

Az MPU6050 fedélzeti csatlakozási diagram az alábbiakban látható. Kérjük, vegye figyelembe, hogy az Arduino könyvtár magában foglalja ezeket a kapcsolatok használatát. Szabályként, még akkor is, ha egy másik gyártóból származik, a kapcsolatok ugyanazt jelölik, ezért a kapcsolat séma ugyanaz marad.

Ha 5 V-tól választasz, akkor a tábla elrontható, ezért legyen óvatos és használd ezt a 3,3 V-ot. Néhány MPU6050 táblákon van egy feszültségszabályozó, amely végrehajtja a biztosíték szerepét, de nem érdemes a kockázatot. Ha a tábla az AD0 érintkező, akkor a földhez kell csatlakoztatnia (GND). A mi esetünkben a VIO érintkező csatlakozik az AD0-hez a fedélzeten, így nem kell csatlakoztatnia a PIN PIN-kódot.

Vázlat Arduino.

Ebben a szakaszban szükséged lesz az Arduino programozásra. Ha nem értesz valamit, hagyja abba ebben a pillanatban, és próbálja meg kitalálni. Az alábbi magyarázatok sok kérdésben segítenek, de lehetetlen leírni az összes lehetséges árnyalatokat.

Miután csatlakoztatta az MPU-6050-et az Arduino-hoz, kapcsolja be és töltse le az I2C szkenner kód vázlatát.

Másolja a programkódot, helyezze be egy üres vázlatba és futtassa. Nyissa meg a Arduino IDE soros monitor (Eszközök-\u003e Serial Monitor), és győződjön meg róla, hogy csatlakozik 9600 (bal alsó).

Ha minden rendben van, akkor az I2C eszközt ki kell detektálni, és a cím 0x68 IL 0x69. Írd le. Ha hibák jelennek meg, ellenőrizze a kapcsolatot.

Most le kell töltenie a vázlatot, amely feldolgozza az információkat a gyorsulásmérő / giroszkópról. A nem hálózati séták nem egy ilyen vázlatok egy változata, javasoljuk ezt. A link kattintása után kattintson a "Zip letöltése" gombra. Az ugrás után hagyja ki az archívumot. Ezután nyissa meg az Arduino IDE-t. Menjen a Sketch-\u003e Import könyvtárba -\u003e Könyvtár hozzáadása. Mindkét mappát hozzá kell adnia: i2cdev és mpu6050.

Miután telepítette a könyvtárakat, nyissa meg az MPU6050_DMP6 fájlt (MPU6050 -\u003e példák). Azt javaslom, hogy nézze meg, még akkor is, ha nem jelenik meg különösebben a kódban. Ha a 0x69-es címet hozzárendelte, akkor meg kell adnia az egyik vonalat a kód tetején (#Includes után), mivel az alapértelmezett 0x68. Most a programot össze kell állítani.

Töltse be a programot, nyissa meg a soros monitor ablakot (ezúttal 115200-tól), és kövesse az utasításokat. Gratulálunk, mivel most már értékeket kellett kapnia a gyorsulásmérő / giroszkóp az Arduino-n keresztül!

Most fut a hangszóró kalibrálás, mely letölthető itt: MPU6050_Calibration.ino (ismét az alapértelmezett port 0x68 telepítve van, de meg lehet változtatni). Írja le az eltérési adatokat (offset), amelyet kap. Ezt az adatokat az MPU6050_DMP6 vázlat (és a következő programban a Quadcopter programban) fogja használni.

Most már dolgozik, feltétel nélküli hasznos, gyorsulásmérő / giroszkóp.

Csatlakozzon az Arduino-hoz.

Csatlakozási gyorsulásmérő, amelyet áttekintettünk. A következő lépés az, hogy az Arduino-t kényszerítse a motorok vezetésére. Arduino-fedélzet Nyújt egy kis áramerősség és a feszültség értékét a kimeneti, így ahelyett, hogy összekötő motorok közvetlenül a digitális kimenetek a fórumon, használjuk tranzisztorok a „nyereség” feszültség.

Indítsuk el az elektromos kalapács összeszerelését. Ebben a szakaszban Arduino, motorok, tranzisztorok (áramköri lap és csatlakozók) lesz szükségünk. A csatlakozási diagram a szükséges szöveges magyarázatok alatt látható. Csatlakoztassa a négy PWM kimenetet (az Arduino jele ~ jelzéssel) a tranzisztorhoz, amint az az ábrákon látható. Ezt követően csatlakoztassa a csatlakozót az áramforráshoz csatlakoztatott motorhoz. A quadrocopter helyiségei 5 B tápegységét használtuk, de az akkumulátor 3-5 V.

Győződjön meg róla, hogy a tranzisztorok földelték, és az Arduino földje a tápellátásból csatlakozik. Győződjön meg róla, hogy a motor rotorok a megfelelő irányban forognak (quadrocopteret kell biztosítaniuk, nem pedig a tekercsen). Ha a motor érintkezését 5 V-ig átkapcsolja a tranzisztorral, akkor a motor rotorja az ellenkező irányban forog. A konfiguráció után a motorok forgása nem kell megváltoztatnia az irányt. Csak a sebességet fogjuk megváltoztatni.

Miután elindította a gyorsulásmérőt, és ellenőrizze, telepítenie kell mindent a ProtoBoard-on (használhat egy áramköri kártyát, hogy támadhasson síneket az Arduino telepítéséhez. Egy elegánsabb úton haladhat, és szerezzen proto pajzsot). Nem szabad forrasztani a tranzisztort a prototípusozási díjra. Jobb, ha egy aljzatot használnak a kapcsolattartókkal, hogy bármikor cserélje ki.

A mi esetünkben forrasztottuk a gyorsulásmérőt a fedélzetre, és csak azt követően, hogy kalibráltuk őket. De a gyakorlat azt mutatja, hogy nem teljesen helyes. Hogy növelje a pontosságot a vallomása egy giroszkóp / gyorsulásmérő, akkor jobb, ha először kalibrálja egy sima felületre, és csak utána forrasztani.

A PID-szabályozásról a Wiki-ról olvashat, ha nem ismeri ezeket a szabályozókat. Az Arduino PID-osztály három bemenetet használ: alapérték, mérés és kimenet. A kimenet az aktuális pozíciótól és mérésektől függ. A PID-vezérlő megpróbálja megváltoztatni a kimenetet úgy, hogy a mérések megfeleljenek a megadott pozíciónak. Érdekes matematikát használnak az algoritmusban. A PID-vezérlő algoritmus olyan módon próbál működni, hogy az értékek olyan stabil maradjanak, amennyire csak lehetséges.

Stabilizációs algoritmusunkban két PID vezérlőt használnak: az egyik a pályára és a másikra a tekercsre. Az 1 és 2 propellerek forgásának sebességének különbsége megegyezik a 3 és a 4. propellerek sebességének különbségével. Az 1.3 és 2.4 párhoz hasonlóan. Ezt követően a PID-szabályozó megváltoztatja a sebességkülönbséget, visszavonja a pályát és a tekercset nullára.

Ne felejtse el ellenőrizni, hogy mely digitális csapok az Arduino-val a motorhoz, és ennek megfelelően változtassa meg a vázlatot.

A quadrocopter további korszerűsítése az Arduino-n

A főbb problémák a kis quadrocopterrel a költség és a súly. A motorokat egyre erősebben keresheti, de ez nem fogja javítani a jellemzőit. Mit tudsz igazán segíteni, (ha készen állsz több pénzt adni) - ezek a kefe nélküli (szelep) motorok. A jellemzők szerint ezek nagyságrendűek, de a sebességvezérlőknek kell használni őket, amelyek a quadcopter drágábbá teszik.

A szerkezet súlyának csökkentése érdekében a legjobb az ARDUINO UNO használatához, mivel a vezérlő ezen modellje eltávolítható a mikroprocesszor "varrott" chipje, és közvetlenül a protoboziót telepítheti. Ennek eredményeképpen körülbelül 30 gramm súlyt nyer, ami elég néhány ilyen mérleg. Ezenkívül további kondenzátort kell használnia, stb. Vagy hogyan alternatív lehetőségHasználhatja az Arduino Pro mini-t.

Az Arduino program, amelyet az előző részben írt és bemutatott és bemutatott, könnyen bővíthető és kiegészítő funkcionalitással gazdagítható. A legfontosabb dolog az, hogy ebben a szakaszban a quadrocopter már automatikusan stabilizálhatja a repülést. Ha beállítani szeretné távirányítóA távadók / vevő vagy a Bluetooth modulok irányába nézhet. Általánosságban elmondható, hogy van az alapja, és a további modernizáció terek még inkább.

Hagyja meg észrevételeit, kérdéseit és részesedését személyes tapasztalat lent. Az új ötletek és projektek gyakran születnek a vita során!