Arduino-da to'rtburchaklar uchun parvozni boshqarish. Arduino yordamida to'rtburchaklarni boshqaring

Kvadrotterni haydash qiziqarli va qiziqarli kasbdir. Bu har qanday mashhur platforma asosida menejment tizimini yaratish uchun faqat qiziqarli bo'lishi mumkin, masalan, Arduino. DZL laqabi ostida ishqiboz nima bilan shug'ullangan. U qaysi radio tizimidan foydalanilishini ko'rish uchun masofadan boshqarish pultini deqardi.

Ichkarida, kutilganidek, arzonroq narsa bor edi bosilgan tutqichli taxta Ulardagi oz miqdordagi tarkibiy qismlar bilan.

Radio aloqasi kichik diskret radio modul bilan ta'minlandi. Qo'shimcha tahlil va Internetda qidirishdan so'ng, modul 2.4 GGZ guruhida ishlaydigan BK2421 transmitter chipiga asoslanganligini ma'lum qildi. Bugungi kunda asosan radio boshqaruvi bilan eng arzon o'yinchoqlar ushbu modulga asoslanadi.

Eoskop va mikrohiyda hujjatlar tufayli, SPI interfeysi bo'yicha aloqa moduli va konsolning qolgan qismi o'rtasida aloqa amalga oshirilgan xulosalarni topish juda oson edi.

"To'qimachilik" tufayli Arduino UNo bilan boshlang'ich va aloqa rejimi tushunardi. Initsializatsiya tartibi mavjud.

Sovg'a va to'rtburchaklar yoqilganda, past darajadagi aloqa tafsilotlariga kirmasdan quyidagilar ro'y beradi:

1. Konsol o'zining noyob tarmog'iga yoki identifikatorini uzatadi

2. Kvadcopter ushbu uzatishni qabul qiladi, buni tasdiqlaydi va kanalni ushbu identifikatoridan ma'lumot bilan tinglashni boshlaydi

3. Tasdiqlangandan so'ng, masofadan boshqarish pulti har 20 ms har 20 ms ma'lumotlarni paketlarni uzatishni boshlaydi

Siz bir vaqtning o'zida bir nechta to'rtburchaklarni boshqarishingiz mumkin, ular uchun turli xil manzillarni belgilashingiz mumkin. ID raqami bitta mahkamlangan kanaldan o'tadi va ma'lumotlar 12 kanaldan biri bilan uzatiladi. Kvadcopterlar ma'lumotlar topilguncha radio kanallarini avtomatik ravishda skanerlaydi.

Ma'lumotlar 8 baytdan iborat paketda quyidagi formatda:

Bayt 0 \u003d gazle (gaz) 0-255
Bayt 1 \u003d yaw (yotgan) 0-255
Bayt 2 \u003d yaw_trim (Yaw) 0-128
Bayt 3 \u003d pitch (pitch) 0-255
Bayt 4 \u003d rulon (rulo) 0-255
Bayt 5 \u003d pitch_trim (sozlash maydonchasi) 0-128
Bayt 6 \u003d roll_trim (sozlash rulosi) 0-128
Bayt 7 \u003d vv / yugurish 0 \u003d Fasha, 16 \u003d yugurish

Keyin u yaratildi asosiy stantsiyabu kvakotopterlarni muloqot qilishi kerak. Bir xil bk2421 chipda bo'lgan RFM-70 modullar sifatida ishlatiladi. Shuni ta'kidlash kerakki, bk2421 bachadon 5 vgacha bo'lgan xulosalari, shuning uchun 3.3 uchun qo'shimcha qarshilik ko'rsatilmaydi.

Maxsus kutubxona yozilgan, bir necha va undan ortiq to'rtburchaklar uchun. Ushbu kutubxona ATMEGA88 - ATMEGA328P chiplari asosida har qanday ARDUININ Kengashida ishlashi kerak. Va video ish oxirida:

Do'konda uchuvchisiz samolyot sotib olish shart emas - Endi siz Arduino kvadrocatterini mustaqil ravishda qilishingiz mumkin. Uchuvchisiz uchish kuchli avtonom ovqatlanishadi va uning maqsadi barqarorlashtirish tizimiga, uning asosi Arduino bazasi bo'ladi. Agar siz o'z qo'llaringiz bilan samolyot qilsangiz, munosib miqdorni tejashingiz mumkin. Xarid qilingan nashri kamida 80 dollarga tushadi. Agar siz uni o'zingiz yaratsangiz, u taxminan 60 ta odatiy bo'linmaga tushadi.

Uy qurilishi kvadooctusi - alohida suhbat mavzusi. Har doim ham bor edi, ularda uchish uchun etarli bo'lmagan foydalanuvchilar mavjud. Ular ajoyib dizaynerlar kabi his qilishlari kerak va shaxsan, shaxsan u xohlagancha uchib ketishiga ishonch hosil qiling.

4 ta oyoqli uchadigan model o'z qo'llaringiz bilan yaratilishi mumkin. Jarayon siz uchun qiyin bo'lmaydi, aksincha, zavqni taqdim etadi, ammo faqat ko'rsatmalarni o'rganishga va bosqichma-bosqich rioya qilishni o'rganadi. Birinchidan, uchuvchini yaratish jarayoni oldidan, ishda ishlatiladigan elementlarni aniqlashga arziydi. Kontrulter sifatida, biz "Arduino" platformasidan foydalanamiz - bu qurilmani uzluksiz ishni ta'minlaydigan arzon, ammo yuqori sifatli bazani ishlatamiz.

Uchuvchisiz samolyotni yaratish uchun to'g'ri dvigatellarni tanlash juda muhimdir. Vaqtasiz cho'tkasiz kuchli, ammo ularning narxi kamida 20 dollarni tashkil etadi, bu qurilma 80 dollarga tushishini anglatadi. Bunday holda, siz cho'tka versiyasini ustunlik qilishingiz kerak - ancha arzon va qo'shimcha boshqaruvchilarni o'rnatishni talab qilmaydi.

Shuningdek, yuqori sifatli motorni sotib olishni davom ettirish, so'ngra stabilizatsiya bilan shug'ullanish kerak. Akselerometr va giroskopersiz qilish shart emas. Shunday qilib, biz moyillik va tezlashish burchagini aniqlaymiz. Ma'lumot sensorlari - kuchli modelni yaratish. Arduino nazorati bilan o'z qo'llaringiz bilan to'rtburchak qilish uchun sizga kerak bo'ladi:

• 2.7 Litiy turidagi batareyalar;
• simlar;
• transtistor zaiflay uln2003 Darlington trantistor;
• motorlar uchun motorlar;
• mikrokontroller 0820 Rivojlangan motorlar;
• giroskop;
• akselerometr;
• lehim vositalari;
• 3D printer.

Bajarilishi kerak bo'lgan birinchi narsa - kelajakdagi kvadocotucter uchun ramk yaratish. Agar siz 3D printeridan foydalansangiz, ramka oson va bardoshli. Keyin siz akselerometr va gyroskopni sozlashingiz kerak. 5 v ga ulanishning hojati yo'q - bu to'lovning yomonlashishi mumkinligiga olib kelishi mumkin. 3.3 V ning afzalliklarini berish yaxshiroqdir. Ko'p bosqichlarda maxsus kuchlanish regulyator mavjudligini hisobga olish kerak.

Akselerometrni ulaganingizdan so'ng, siz elektr zanjirini yig'ishni boshlashingiz mumkin. Hamma narsani to'g'ri bajarish uchun, ko'rish juda arziydi batafsil videoyig'ish usullari mavjud. Endi sizning kvadootopteringiz bor, siz bizning taniqli etakchimiz ostida ishlagansiz.

Ma'lum bo'lishicha, bu juda haqiqiy vazifadir. Jarayon sizga tashvish bermaydi, lekin siz katta miqdorni tejashingiz mumkin. Agar qurilmangizni ishga tushirish haqida shubha bo'lsa, buni qanday qilish bo'yicha ko'rsatmalar. To'g'ri foydalanish bilan, Arduino kvadoocase uzoq davom etadi.

Kvadcopter bo'sh vaqtning ajoyib versiyasi. Siz Arduino Donni Xitoyda eng yaqin do'konda yoki tartibda sotib olishingiz mumkin, ammo o'z qo'llaringiz bilan uni yig'ish shaklida alternativa mavjud. Ha, hatto maxsus ko'nikmalar va katta miqdordagi pul bo'lmaganda ham haqiqat, chunki eng oddiy modellar sizga 70-80 AQSh dollari miqdorida narxlanadi. Shunga o'xshash miqdor hatto o'z qo'llari bilan katta dronni yig'adigan kambag'al talaba uchun ham olib tashlanadi.

Bir oz nazariya

Kvakotsiksning shakli va texnik imkoniyatlaridan qat'iy nazar, u turli yo'nalishlarda bir xil bo'lib aylangan to'rtta vintga ega. Havoda pozitsiyaning barqarorligini ta'minlash kerak, chunki agar barcha vintlar bir yo'nalishda aylanadi, dron vertikal o'q atrofida aylanadi.

Arduino-dagi samolyotni harakatga keltirgan va boshqa har qanday kontroler uchta parametrdagi o'zgarishlar tufayli amalga oshiriladi:

• maydon;
• bank;
• yaw.

Birinchi parametr kvadratchaning old qismini yoki dronni ko'tarishga imkon beradigan va to'rtburchaklar oldidagi burilish burchagini aniqlaydi. Rulon chap tomondan yuqorida yoki undan yuqori bo'lganda, o'ng tomonda yoki undan yuqori bo'lganda moyillik burchagini aniqlaydi. Qiziqish astyal o'qi atrofida aylantirish markazi orqali o'tadigan vertikal o'q atrofida aylanish burchagini aniqlaydi, gorizontal tekislikka tushadigan burchakka aylantirilishi.

Arduino - o'z mikroprosessor va xotirasiga ega bo'lgan kichik o'lchamli taxta (mos keladigan qutisi bilan taqqoslanadigan). U erda bor katta miqdorda Komponentlarni ulash uchun kontaktlar va dasturni yuklash qobiliyati ularni ushbu maxsus algoritmga muvofiq boshqarishga imkon beradi.

Natijada, Arduino to'lovi turli xil gadjetlarni yaratish uchun keng imkoniyatlarni taqdim etadi, ular orasida uchuvchisiz bu misollardan biri.

Shu bilan birga, Arduino to'lovini o'rganish juda oson, shuning uchun hatto zinapoya va dasturlashda juda noaniq bilimlarga ega bo'lgan odamlar uchun ishlash kerak. Ko'p sonli darsliklar, nashrlar, nashrlar, video darsliklar mavjudligi sizga oddiy qadamlarni bir necha soat davomida to'lash imkonini beradi. Arduino bo'yicha to'g'ridan-to'g'ri dasturlash C ++ tilidan keng tarqalib ketgan. Shu bilan birga, ko'p sonli odatiy dasturlar uni zinokorni boshqarish uchun etarli bo'lgan darajaga tezroq o'zlashtirishga imkon beradi. Shu bilan birga, kutubxonalarning keng tanlovi birinchi donaning boshlanish vaqtini, bolalar xatolarining paydo bo'lishini ogohlantiradi.

U yig'ish paytida Arduino yoki eritma temirning mavjudligini talab qilmaydi, chunki ishni soddalashtirish juda mumkin bo'lgan makon varaqlari to'plami, yig'ish paytida ba'zi kamchiliklar va xatolarni tezda tuzatish imkonini beradi.

Bizga nima kerak?

Ishga kirishishdan oldin siz quyidagi komponentlarni tayyorlashingiz kerak:

• simlar to'plami (o'rnatishni soddalashtirish uchun juda yaxshi ranglar);
• litium batareyalari (Voltaj 3.7V);
• tranzistor uln2003 Darlington trantistor (yanada kuchli analoglar mos);
• aRDUININ BEOO TARTOZI;
• mPU-6050 taxtasi (detererometr va girevoskop funktsiyalarini birlashtiradi).

Bundan tashqari, sizga 3D printer kerak bo'ladi yoki hech bo'lmaganda unga kiring kerakli vositasi, Juda ko'p qiziqish va sabr-toqat, chunki hamma narsa birinchi marta ishlashi mumkin emas.

Arduino Bolada dasturlashtirilgan kvadratotchini qanday yig'ish kerak?

1-qadam 1. Ishni amalga oshirish

Biz mustahkam ishlarni dizaymiz va 3D printerda bo'lajak dronning tanasini chop etamiz. Prototip sifatida siz to'rtburchaklar modellaridan birini olishingiz mumkin, agar ko'nikmalar bo'lsa, bu ishning parametrlarini kamaytiradigan parametrlarni aniqlab olish yaxshiroqdir umumiy og'irlik Qurilmalar. To'g'ri, bu erda qayta tartiblash muhim emas, chunki bu ishni shamol esib, uchuvchi tomonidan tegishli tuzatishni talab qiladi. Uy-joyni bosib chiqarishdan so'ng dvigatellar va lehim simlarini o'rnatishingiz mumkin.

Shuni ta'kidlaymizki, oldingi nur yoki premorellarni boshqa rangda ijro etish maqsadga muvofiqdir.

Bu kosmosda harakatlanishni osonlashtiradi va har doim uchuvchisiz samolyotning old qismini tezroq boshqarish uchun har doim tushunadi.

Agar siz 3D printerga kirish huquqiga ega bo'lmasangiz, unda Internet do'konlaridan birida allaqachon tayyor nurlar sotib olinadi. Uy-joyni davolash usullaridan ishlab chiqaradigan yana bir tanlov bo'ladi. Masalan, frame-shamni kontrplakdan o'tkazilishi mumkin va plastik quvurlar dvigatellarni ushlab turadigan nurlar uchun mos keladi.

2-qadam. Arduino ulanish

Kengash ulanishi sxema bo'yicha amalga oshiriladi, ammo agar siz ARDUININA kontaktlar orqali ulanganligini va agar siz boshqa ishlab chiqaruvchining analogidan foydalansangiz, kontakt joyining to'g'riligini tekshirish juda muhimdir. Ikkinchisi teng ravishda belgilangan, shuning uchun xatolarning oldini olish uchun quyidagi sxemani kuzatib boring:

• Vdd-3.3V;
• GND-GND;
• Int-raqamli2;
• SCL-A5;
• SDA-A4;
• Vio-GND.

MPU6050 Arduino kengashlarini quvvatlantirish uchun kuchlanish 3,3V dan foydalanishga ruxsat beriladi, agar u 5V bo'lsa, u muvaffaqiyatsiz bo'ladi. Ko'pgina taxtalarda tizimni yuqori kuchlanishdan himoya qiladigan o'rnatilgan sug'urta mavjud, ammo biz xavfni tavsiya qilmaymiz. Shuningdek, bortda erga ulanish uchun zarur bo'lgan AD0 bilan aloqa qilish mumkin. Arduino dvigatellarini boshqarish uchun, tranzistor tomonidan kuchaytirilishi mumkin bo'lgan kattaroq kuchlanish kerak bo'lishi mumkin.

3-qadam. Arduino uchun eskiz.

MPU-6050 taxtasiga ulangandan so'ng, dastur kodi kiritilgan I2C skaner kodini yuklashi kerak. Shuni ta'kidlaymizki, ushbu bosqichda Arduino-dagi dasturlashda hech bo'lmaganda minimal bilimlar mavjud bo'ladi, shuning uchun ular bo'lmasa, kichik pauza qilish va xususiyatlar bilan shug'ullanish kerak.

Endi Arduino idech-serial monitorini oching (u seriyali kuzatuvchilarning yorliqida joylashgan), agar avvalgi amallar to'g'ri bajarilgan bo'lsa, 0x69 yoki 0x68 belgilangan manzilga ega bo'lgan I2C moslamasi Yozib olinadi. Endi siz tashqi ko'rinishi va gireverope-dan ma'lumotlarni doimiy ravishda qayta ishlayotgan eskizlardan birini yuklab olishingiz mumkin. Internetda Arduino uchun bunday eskizlar mavjud, shuning uchun hech kimni tanlang, lekin foydalanuvchi fikrlariga e'tibor qarating. Bunday eskizni yuklab olgandan so'ng, uni oching. Keyin yana Arduino Iide-ga boring va eskizlaringiz bilan papkalarni qo'shishingiz kerak bo'lgan chizma-import kutubxonasiga o'ting.

Endi mpu6050_dmp6 faylini ochganingizga ishonch hosil qiling. Agar sizga 0x69 manzil o'rnatilgan bo'lsa, unda #includes satridan so'ng siz #includes satrini o'chirishingiz kerak, chunki 0x68 standart belgilangan. Ushbu bosqichda giroskop va akselerometr bilan birinchi qadriyatlar allaqachon olinishi mumkin. Buning uchun dasturni yuklab oling va keyingi ko'rsatmalarga binoan 115200 bilan seriyali monitor oynasini oching.

Arduino-da to'rtburchak kvadcopterni yig'gandan so'ng, siz akselerometr va girosopopopi parametrlarini baholashingiz kerak bo'ladi. Buning uchun tekis tekis yuzani topish kifoya va unga pul to'lash kifoya. Endi kalibrlash uchun skepktsiyani boshlash uchun etarli, shundan so'ng mavjud og'ishlar qayd etilgan va MPU6050_dmp6-ning eskizida qayd etiladi. Ular bir marta ro'yxatdan o'tish uchun etarli, saqlash uchun etarli (kelajakda ma'lumotlar etishmovchiligidan o'zgartirishlar kerak bo'lgan o'zgartirishlar kerak va ko'p vaqt talab qilinmaydi).

4-qadam. Arduino va ulanish dasturini o'rnatish

Motorni boshqarish asosiy vazifa bo'lib qolmoqda. Arduino drone kichik kuchlanish va joriy joriy mahsulotni taqdim etadi, shuning uchun motorlarni ulash uchun tranzistorlardan foydalanish kerak. Ulanganida, tranzistorlar asosli bo'lishi kerak, va Arduxino erlari elektr ta'minotini to'g'ridan-to'g'ri bog'laydi.

Endi siz to'g'ri yo'nalishlarda aylanishi kerak bo'lgan dvigatellarni (2 dan 2 gacha) boshlashga harakat qilishingiz mumkin. Agar bunday bo'lmasangiz, motorning 5V dan tranzistorgacha bo'lgan kontaktni o'tashga imkon beradi, bu unga qarama-qarshi yo'nalishda aylanishi mumkin. Kelajakda motorlarning yo'nalishini o'zgartirish kerak emas, chunki to'rtburchaklar nazorati ularning har birining tezligini o'zgartirish orqali amalga oshiriladi.

Internetda siz bir nechta topishingiz mumkin arduino dasturlari, siz uchuvchisiz samolyotni havoga doimiy ravishda barqarorlashtirishga imkon beradi, keyin qo'rg'oshin boshqaruvi. Taksotsiksning barqarorlash ikki pid kontroller yordamida amalga oshiriladi. Ulardan biri minor uchun ishlatiladi (yuqoriga va pastga uchib ketgan burunning og'ishi) va ikkinchi rulon uchun ikkinchisi (chapga va o'ngda).

PID Nizom uchta kirishdan foydalanishni o'z ichiga oladi (pozitsiyani ishlab chiqarish, o'lchash). Chiqish hozirgi holat va o'lchovlar bilan belgilanadi va o'lchami belgilangan holatga to'g'ri kelishi uchun ushbu ko'rsatkichni o'zgartiradi. To'rt vintli dron uchun ikkita kontrollerdan foydalaniladi, ularning har biri diagonali joylashgan vintlarni aylantirish tezligining farqini aniqlaydi. Agar u nolga teng bo'lsa, unda rulon va ohang bo'lmaydi.

5-qadam. Dragon modifikatsiyasi

Bunday to'rtburchaklarning eng katta muammosi ularning vazni va narxi bo'lib qolmoqda. Siz, albatta, kuchli motorlarni tanlang, ammo unchalik yaxshi natija berishi dargumon. Faqat variant variant valf drayvlari foydasiga (cho'tkasiz) tanlov bo'ladi. Menikiga ko'ra texnik xususiyatlar ular ancha yaxshi bo'ladi, ammo talab qilinadi qo'shimcha foydalanish Tezlik boshqaruvchilari, bu butun dizayn narxini oshiradi.

Butun dronning og'irligini kamaytirish uchun Arduino Bleo-ni protsessor chipini olib tashlash va protobumardga o'rnatish imkoniyati tufayli murojaat qilish yaxshiroqdir. Bu shunga o'xshash tarozida 30 gramm vaznni yutish kifoya qiladi. Bundan tashqari, haqiqat bir nechta unaktivlarga muhtoj bo'ladi va qo'shimcha elektronika bilan bezovta qilishni istamagan bo'lsa, siz darhol Arduino Pro Mini-ni tanlashingiz mumkin.

Nimaga e'tibor berish kerak?

Arduinoda qo'llari bilan uchuvchisiz samolyotni yig'ishga harakat qilmoqda, fikrni butunlay yozadi dasturiy ta'minot. Bu fikrdan siz har qanday holatda, birinchi bosqichda qutulishingiz kerak.

Masalan, endi parvozni boshqarish vositasini boshqarish uchun etarlicha tayyor echimlar. Agar siz darhol o'zingiz o'zingiz yozishga qaror qilsangiz, kvakocatterga etkazish xavfi. Buning sababi shundaki, parvoz matematikasi butun Dastur kodining minimal qismidir va kvadratcopterni barometr va GPS tizimisiz boshqarish talab etiladi deyarli har doim).

Ishlash printsiplarini aniq anglab etadigan mavjud dasturlarni amalda qo'llash va aniqlash qulayroq.

Agar siz o'z qo'lingiz bilan boshqaruvchi uchun dasturni yozishga qaror qilsangiz, unda tegishli ilmiy qiziqish mos kelmasida asossiz bo'lgan katta vaqtinchalik xarajatlarga tayyor bo'ling. Qanday bo'lmasin, ARDUININA mintaqasida joylashgan to'rtburchaklar uchun mavjud dasturlar va echimlar barcha standart harakatlarni amalga oshirishi mumkin (video otish, fotosuratlar, tekin va vazifa).

Arduino-da kvadrolpterni yaratishni hal qilish, quyidagi maslahatlarga e'tibor bering:

• Harakat kamerasini o'rnatish orqali birinchi dizaynni murakkablashtirmang. Sizning vazifangiz havoga tushishi va ishonchli saqlanishi mumkin bo'lgan uchuvchini yaratish va birinchi parvoz paytida erga tushmaslik uchun. Agar oxirgi ro'y bersa, siz harakatni kameraga osongina buzishingiz mumkin va bu katta xarajatlar.
• Kichikroq ta'qib qilmang, chunki birinchi marta Arduino Dronni loyihalash, uni dizayni bo'yicha ishlab chiqarish, takomillashtirish, takomillashtirish va asorat bo'lishi mumkin.
• Qo'shimcha elementlar va ulanishlarning minimal miqdorini kamaytiring, chunki katta raqam Sensorlar va har xil kontrollerchilar har doim parvozda hech qanday ishonchliligini oshirmaydi. Asosiy dizaynni yaratish va asta-sekin uni murakkablashtiradigan va yangi xususiyatlar va imkoniyatlarni qo'shish juda yaxshi. Bu yanada aqlli va kelajakda "ixtisoslashgan" dizaynni loyihalash uchun kelajakda yordam beradi.
• Agar siz Arduino quadcopterni kamera bilan qilmoqchi bo'lsangiz, unda siz juda katta o'lchamdagi sabablarga muhtoj bo'lasiz, bu butun dizaynning barqarorligini pasaytiradi.

Tugatgandan so'ng, biz dasturlash va Arduino asosida kvadratotterni yaratish juda qiziqarli, ammo yangi qabullar uchun juda murakkab ishdir, shuning uchun ishlamasangiz, qo'lingizni pastga tushirmang. Arduino Dongni juda yaxshi qiling va massaga yordam beradi qo'shimcha ma'lumot olish uchun Va siz Internetda osongina topishingiz mumkin bo'lgan video.

Arduino-dagi to'rt quadcopter buni o'zingiz qiladi

Ushbu maqolada biz Arduino-dagi to'rtburchaklar haqida gaplashamiz, ularning afzalliklari va narx toifalari.

Kompyuter qurilmasi xususiyatlari bilan to'rtburchaklar.

Zamonaviy dunyoda turli xil maqsadlarda foydalanish uchun mo'ljallangan to'rtburchakli modellarning turli xil turlari mavjud. Ular nafaqat o'yinchoqlar, ular ichki bozorda tashqi ko'rinishining boshidanoq qabul qilingan. Endi ular turli xil vazifalarni bajarish uchun mo'ljallangan qurilmalardir. Ular ko'p hollarda professional ijodiy faoliyat uchun qo'llaniladi. Svaxotsikter to'g'ri ishlashi uchun, bu poydevordan tashqari, qo'shimcha ma'lumotlar bilan jihozlash kerak. Qurilma masofadan boshqarish pultidan foydalangan holda boshqarish uchun protsessorni va elektronika tizimining boshqa ko'plab qismlarini belgilash kerak. Bugungi kunda yuqori sifatli va funktsional kvadcopterlarni yaratish uchun ishlatiladigan ko'plab protsessorlar taqdim etiladi. Ular orasida Arduino ajralib turadi. Kvakroopterni kompyuter qurilmasining ba'zi funktsiyalariga ega bo'lishi mumkin bo'lgan juda kuchli protsessor.

Bugungi kunga qadar Arduino-dagi to'rtburchaklar osongina sotib olinishi mumkin, bu esa bunday qurilmalarni ishlab chiqarishga ixtisoslashgan Internet-do'konda sotib olinishi mumkin. Ushbu protsessor tufayli eng katta va eng kuchli qurilmalar yaratilgan. Ular eng ko'p ishlarni bajarish uchun mos turli vazifalar. Shuningdek, ular oddiy reyslarni va professional filmlar uchun mo'ljallangan. Rahmat kuchli protsessor Ular foydalanuvchilar tomonidan belgilangan barcha vazifalarni osongina bajarishadi. Masofadan boshqarish pultidagi ma'lumotlar kursi sezilarli darajada oshdi. Bundan tashqari, real vaqt rejimida olingan video darhol uzatiladi mobil qurilmalarAyni paytda to'rtburchaklar bilan bog'liq. Ta'kidlash kerakki, Arduino protsessoridagi qurilmalar ko'plab foydalanuvchilar mustaqil ravishda to'planmoqdalar. Bu deyarli har bir ixtisoslashgan do'konda mavjud.

Adruino shtatidagi kvadocotterning xususiyatlari.

Arduinodagi qurilmalar juda mashhur, chunki ular foydalanish uchun juda qulaydir. Ushbu turdagi to'rtburchaklar foydalanuvchilar tomonidan olib boriladigan barcha vazifalarni tezda amalga oshiradi. Ushbu protsessorning cheksiz xususiyatlari va normal parvoz paytida va hatto tortishish jarayonida bo'lgan yuqori sifatli qurilmani olish imkoniyatiga ega. Rasmlar yuqori darajadagi rezolyutsiya bilan olinadi. Arduino ishidagi qurilmalar uzluksiz. Ushbu protsessor tufayli qurilmaning o'zi o'z ishini uzoq vaqt davomida amalga oshirishi mumkin va uning tizimi ishlamaydi. Qurilmalar so'nggi versiyalar Arduino byudjet emas. Biroq, bu foydalanuvchilarga iste'molchilar tomonidan belgilangan barcha vazifalarni bajarish uchun tez va tanaffuslarsiz kasbiy darajali kvadratterlar olish imkoniyatini beradi. Kvakroopterning ishonchli ishlashini ta'minlaydi.

Loyihaning asosiy g'oyasi - yaratish arzon kvadoocotterARDUINADA avtonom oziq-ovqat va parvozlarni barqarorlashtirish algoritmi bor.

Arduinodan tashqari, bizga giroskop / akselerometr va cho'tkalarga ega. Ushbu loyiha kvakocatterni parvozlarni boshqarish usullariga ahamiyat bermaydi, ammo ular albatta qo'shishi mumkin. Ushbu kvadrocatterning narxi taxminan 60 dollarni tashkil etadi.

To'rtburchak nima?

Ishonchim komilki, ushbu maqolani o'qiganlarning aksariyati allaqachon to'rtinchi kvadratotter nima ekanligini bilishadi. Agar yo'q bo'lsa, men ushbu ajoyib qurilmalarning qisqacha tavsifini keltiraman.

Kvadccopter to'rtta "oyoq" bilan uchadigan qurilma bo'lib, ularning har biri preeler bilan o'rnatiladi. Quadcopterlar vertolyotlarga o'xshaydi, ammo siljish, burilish, qiyalik to'rt aspelning sinxron ishlashi bilan ta'minlanadi. Bundan tashqari, to'rtburchaklar "pitch" ("pitch") kabi tushunchaga ega - uzunlashtirish o'qi atrofida burilish. Qodoctter parvozini barqarorlashtirish uchun ikkita pervanellar bir yo'nalishga (soat yo'nalishi bo'yicha) va qarama-qarshi yo'nalishda (soat miliga teskari) aylanadi. Ushbu imkoniyat tufayli - havoda bir xil holatda osib qo'yish, asosan, birinchi navbatda havo va videodan fotosuratlar uchun ishlatiladi. Albatta, qutqaruv operatsiyalari, politsiya, harbiy va hokazolarda bir nechta dvigatellar bilan bir nechta o'xshash qurilmalardan foydalaniladi. Yaqinda, to'rtburchaklar ishlab chiqarish uchun komponentlarning qiymati sezilarli darajada kamaydi va ular ishlab chiqarish uchun ko'plab kompaniyalar tayyorlandi. Tayyor mahsulotni sotib olish bugungi kunda muammo bo'lmaydi.

Shunday qilib, siz allaqachon bir oz ro'yxatga olingansiz, qanday to'rtburchak ekanligingiz, keling qisqacha tavsif Uni ishlab chiqarish jarayoni.

Bajarilgan birinchi narsa: biz uni ishlab chiqarish uchun zarur bo'lgan qismlarni qidirishda googling xarid qilish.

Aksariyat hollarda mikrokontrolchilar ishlatiladi va cho'tkasiz (vanf) motorlar. Tekshiruvchi sifatida Arduino-dan foydalanishga qaror qilindi, chunki bu narx nuqtai nazaridan ideal platforma. Birinchi muammo - cho'tkasiz dvigatellar. Esingizda bo'lsa, biz 60 dollarlik byudjetga e'tibor qaratmoqdamiz. Va to'rtburchaklar dizayni-chativetsiyamizda ishlatilishi mumkin bo'lgan bitta vığıcn dvigatelining narxi 20 dan 60 dollargacha o'zgarib turadi! Bundan tashqari, bu motorlardan foydalanish qo'shimcha kontrollerlar o'rnatishni o'z ichiga oladi - tezlikdagi tezkor parvozchilar. Shunday qilib, cho'tka dvigatellaridan foydalanishga qaror qilindi. Bizning kvakotchamizning o'lchamlari kichik, shuning uchun motorlar nisbatan kichik momentni sotib olishdi. Google o'xshash drayvlari mavjud bo'lgan to'rtburchaklar mavjudligini taklif qildi. Topilgan motorlar 55 gramm vaznni ko'tarishi mumkin, bu juda mos keladi. Keyingi qadam - motorlarni gyoskoplar va tezroq ishlatishda barqarorlashtirish muammolarini hal qilish. Giroskop - bu kosmosda moyillik (yo'nalishi) burchagini aniqlash uchun Erning og'irligini ishlatadigan qurilma. Giroskopning klassik dizayni irshor deb ataladigan erkin aylanadigan diskdan iborat. Rotor kattaroq, barqaror g'ildirakning markazida joylashgan o'qga o'rnatiladi. O'qni aylantirganda, rotor statik holatda qoladi, bu tortishish markaziga mos keladi. Ko'rsatishni o'lchash uchun ishlatiladigan kompakt qurilmasi. Ob'ekt dam olish holatidan chiqqanida (harakatlana boshlaydi), ushbu harakat bilan paydo bo'lgan tebranishlarni o'rnatadi. Mikroskopik kristallar urish paytida kuchlanishni yaratadigan tezroq kuchga kiradi. Ushbu kuchlanish olib tashlanadi va tezlashish qiymati hosil bo'ladi. Kvadcopterda bu ikki sensor talab qilinadi. Bu boshqaruv signalini dvigatellarning aylanishi tezligini va to'rtburchakni barqarorlashtirish uchun aylantirish tezligini sozlaydigan ko'rsatuvlariga asoslanadi.

Kerakli tugunlar, tafsilotlar va uskunalar

Aradrocopter loyihasi uchun Arduino nazorati bilan biz kerak bo'ladi:

• - simlar;
• - Lityum batareyalar 3.7 V;
• - Transtistor: uln2003a Darlington trantistor (yuklarni va ko'proq narsalarni qo'llab-quvvatlaydigan tranzistorni olishingiz mumkin);
• - Motors: 0820 Rivojlangan motorlar;
• - Mikrokontoller: Arduino Bola;
• - akselerometr / gYro: MPU-6050 taxtasi ("Hammasi bitta" turining arzon va g'azablangan versiyasi);
• - to'rtd printer yoki undan to'rtburchaklar dizaynining bosib chiqarish qismlari uchun kirish;
• - Asboblar (shu jumladan temir va undan foydalanish qobiliyati!).

• Lityum batareyasini sotib oling 3.7 V7 v (ehtiyot bo'ling, taklif qilingan mahsulotlar orasida siz uchun aniq topishingiz kerak!);

3-D Kvadcopter qismlar Chop etish

Birinchi bosqichlardan biri bu bizning to'rt bosqichli maydonni yaratish. Eng kichik qarshilik ko'rsatish va 3D printerga ramkani chop etishga qaror qilindi. Ishlab chiqarishning soddaligiga, 3D printerda bosilgan ramkadan tashqari, "chuqurchalar" ni chop etish bilan bog'liq bo'ladi. Tafsilotlar qattiq ishlarga mo'ljallangan edi. Barcha mustahkam modellar mavjud. Ularning barchasi ularni xavfsiz yuklab olish va chop etish uchun yuborishlari mumkin. Tafsilotlar formatda saqlanadi. Agar xohlasangiz, xuddi shunday qattiq ishlardan foydalanib, o'zingizni o'zgartirishingiz va o'zgartirishingiz mumkin. Parametrik modellar, shuning uchun boshqa motorlardan foydalanishga qaror qilsangiz, modelda bir nechta parametrlarni o'zgartirish kifoya qiladi va siz uchun tayyor ramkaga ega bo'lasiz o'lchamlari to'rtburchaklar.

Natijada siz shunga o'xshash narsani olasiz:

Akselerometr-gyroskop (I2C) ni sozlash

Ushbu misol sparkundan MPU6050 kartasidan foydalangan. Amazonda u taxminan 10 dollarga tushadi, yaxshi ishlaydi. AliExpress yoki eBay-dagi shunga o'xshash Xitoy 5 dollar narxda bunday to'lovlarni taklif etadi. Bu ham ajoyib ishlaydi.

I2C nima?

Oddiy akselerometrlar bo'yicha hamma narsa mantiqiy va ravshan: unda X, y va z o'qlari uchun alohida analog ishlab chiqarish mavjud. Har bir chiqish akselerometrning alohida o'qiga to'g'ri keladi. Agar siz I2C bilan to'lovni nazarda tutsangiz, hamma narsa biroz chalkash ekanligini tushunasiz. I2C - ma'lumotlar almashinuvi standarti, unda katta miqdordagi ma'lumotlar analog mahsulotlar o'rniga raqamli mantiqiy puls yordamida uzatiladi. Mpu6050 sizga 6 ta boshqariladigan o'qni (gyroskop va 15 aks teng parametr uchun 3) beradi. Agar ular hammasi analog bo'lsa, biz Arduino BMT-da barcha analog portlaridan foydalanishimiz kerak edi. I2C protokoli bilan biz ulanish uchun ancha kamroq aloqalardan foydalanamiz.

Arduino ulanish davri

MPU6050 Kengash ulanishi diagrammasi quyida keltirilgan. E'tibor bering, Arduino kutubxonasi ushbu aloqalardan foydalanishni o'z ichiga oladi. Qoida tariqasida, agar siz boshqa ishlab chiqaruvchidan haqingiz bo'lsa ham, kontaktlar bir xil, shuning uchun ulanish sxemasi bir xil bo'lib qoladi.

Agar siz 5 VK ni tanlasangiz, unda taxtani buzish mumkin, shuning uchun ehtiyot bo'ling. MPU6050 Polloce-da, bir nechta MPU6050 taxtasi mavjud bo'lib, u baribir xavf-xatarlarga loyiq emas, ammo baribir xatarlar bo'lmaydi. Agar sizning boshqaruvingiz AD0 bilan bog'lansa, u erga ulanishi kerak (GND). Bizning holatda, vio kontaktlari AD0 ga taxtaning o'zida ulangan, shuning uchun siz PIN-kodni ulashingiz shart emas.

Arduino uchun eskiz.

Ushbu bosqichda siz Arduino dasturlash dasturi haqida ma'lumot kerak bo'ladi. Agar biror narsani tushunmasangiz, shu lahzada to'xtang va buni aniqlashga harakat qiling. Quyidagi tushuntirishlar sizga ko'plab savollar berishga yordam beradi, ammo mumkin bo'lgan nuanslarni tasvirlash mumkin emas.

MPU-6050 ni Arduinoga ulanganingizdan so'ng, uni yoqing va I2C skaner kodini eskizingizni yuklab oling.

Dastur kodini nusxalash, uni bo'sh eskiz va yugurish. Arduino iside seriyasini oching (asboblar -\u003e\u003e\u003e\u003e Serial Monitor) va 9600 (pastki chapga) ulanganligiga ishonch hosil qiling.

Agar barchangiz to'g'ri bajarilgan bo'lsangiz, I2C qurilmasi aniqlanishi kerak va manzil 0x68 il 0x69. Uni yozing. Agar xatolar paydo bo'lsa, ulanishni tekshiring.

Endi siz akselerometr / giroskope-dan ma'lumotni qayta ishlayotgan eskizni yuklab olishingiz kerak. Tarmoq bo'lmagan nobud turadi, bunday eskizlarning bir versiyasi emas, biz buni ishlatishni maslahat beramiz. Havoladan keyin "yuklab olish zip" ni bosing. Sakrashdan keyin arxivni oching. Keyin, Arduino Ilardan Sketch-\u003e import kutubxonasi -\u003e Kutubxona qo'shish. Ikkala papkani qo'shishingiz kerak: I2CDEV va MPU6050.

Siz kutubxonalarni o'rnatganingizdan so'ng, MPU6050_dmp6 faylini oching (MPU6050 -\u003e misollar). Agar siz kodga yo'naltirilmasa ham, uni ko'rishni maslahat beraman. Agar siz 0x69 manzilini tayinlagan bo'lsangiz, kodning yuqori qismida (#includdesdan keyin) bitta satrni (#inctludes) yuborishingiz kerak, chunki sukut 0x68. Endi dastur tuzilishi kerak.

Dasturni yuklang, serial monitor oynasini (bu vaqt 115200 dan) oching va ko'rsatmalarga rioya qiling. Tabriklaymiz, chunki endi ARDUINA orqali akselerometr / gyroskope-dan qiymat olishingiz kerak edi!

Endi bu erda yuklab olinishi mumkin bo'lgan kalibrlash uchun ma'ruzachini ishga tushiring: MPU6050_cal_calibratsiya.ine (Standart 0x68 port o'rnatilgan, ammo siz uni o'zgartirishingiz mumkin). Siz olasiz og'ish ma'lumotlarini (ofset) yozing. Siz ushbu ma'lumotlarni MPU6050_dmp6-da foydalanasiz (va to'rtburchaklar uchun quyidagi dasturda).

Endi sizda ish, shartsiz foydali, akselerometr / giyroskop mavjud.

Arduino-ga ulaning.

Biz ko'rib chiqdik. Keyingi qadam Arduinani dvigatellarga majburlash. Arduino kengashi Mahsulot ishlab chiqarishda oqim va kuchlanish qiymatining kichik qiymatini ta'minlaydi, shuning uchun men doskaning raqamli chiqishlariga to'g'ridan-to'g'ri ulanish o'rniga, "daromad" kuchlanish uchun tranzistorlardan foydalanamiz.

Keling, elektr bolg'alarini yig'ishni boshlaylik. Ushbu bosqichda bizda Arduino, Motors, tranzistorlar (elektron va ulagichlar) kerak bo'ladi. Ulanish diagrammasi quyida zarur matn tushuntirishlari ostida ko'rsatilgan. Raqamlarda ko'rsatilganidek, to'rtta pwm chiqishlarini (Arduino belgisida belgilangan), bu raqamlarda ko'rsatilganidek, tranzistorga ulang. Shundan so'ng ulagichni quvvat manbaiga ulangan dvigatelga ulang. Kvadrolpterning binolari 5 b elektr ta'minoti ishlatilgan, ammo batareya 3-5 V.

Trantistchilar asosli ekanligiga ishonch hosil qiling va Arduinodagi er elektr ta'minotidan erga ulandi. Dvigatel rotorlari to'g'ri yo'nalishda aylanayotganiga ishonch hosil qiling (ular rulondan ko'ra to'rtburchaklar bilan ta'minlashi kerak). Agar siz tranzistorga 5 V bilan aloqa aloqasini uzatsangiz, dvigatel rotorining teskari yo'nalishda aylana boshlaydi. Konfiguratsiyadan so'ng dvigatellarning aylanishini yo'nalishni o'zgartirishi shart emas. Biz faqat tezlikni o'zgartiramiz.

Akselerometrni ishga tushirganingizdan so'ng, siz Pretmarkarga hamma narsani o'rnatishingiz kerak (siz Arduino-ga o'rnatish uchun relslarga hujum relslariga hujum qilishingiz mumkin. Siz ko'proq oqlangan yo'lni egallashingiz va protok qalqonini olishingiz mumkin). Siz tranzistorni prottipchiga prottipchiga pullik to'lovi bo'yicha yolgizmang. Siz uni istalgan vaqtda almashtirishingiz uchun u uchun kontaktlar bilan rozetkadan foydalanish yaxshidir.

Bizning holatlarimizda biz dog'ometrni taxtaga lehanladik va faqat kalibrlangandan keyingina. Ammo amaliyot shuni ko'rsatadiki, bu mutlaqo to'g'ri emas. Gyroskop / akselerometrning ko'rsatuvlarining aniqligini oshirish uchun avval tekis sirtda birinchi marta kalibrlash yaxshiroqdir va keyin lehim.

Agar siz ushbu tartibga soluvchilar bilan tanish bo'lmasa, Viki-dagi PID-Nizom haqida o'qishingiz mumkin. Arduino uchun PID klassi uchta kirishni ishlatadi: setpoint, o'lchash va chiqish. Chiqish hozirgi holat va o'lchovlarga bog'liq. PID nazoratchisi natijalarni o'lchash holatiga mos kelishi uchun chiqishni o'zgartirishga harakat qiladi. Qiziqarli matematik algoritmda ishlatiladi. Pid boshqaruv algoritm iloji boricha barqaror bo'lib qolishi uchun bunday ishlashga harakat qilmoqda.

Bizning barqarorlashtirish algoritimida, ikkita PID kontrolleri ishlatiladi: bir rulon uchun bitta va boshqa joy uchun bitta. Payellerni aylantirish tezligidagi farq 1 va 2 pivuterlarning tezligi bilan bir xil bo'ladi 3 va 4. 4 va 2.4 juftliklariga o'xshash. Shundan so'ng, PID boshqaruvchisi tezlikni o'zgartirish, maydonni tortib olish va nolga aylantiradi.

Arduino dvigatelga boradigan qaysi raqamli pinlarni tekshirishni unutmang va eskizni o'zgartiring.

Arduino-da kvadrocotterni yanada modernizatsiya qilish

Kichik to'rtburchaklar bilan asosiy muammolar uning narxi va og'irligi. Siz motorlarni tobora kuchaytirasiz, ammo bu uning xususiyatlarini juda yaxshilaydi. Siz nimaga yordam bera olasiz, (agar ko'proq pul berishga tayyor bo'lsangiz) - bular motorlar (klapan) motorlardir. Xususiyatlarning xususiyatlariga ko'ra, ular kattalik tartibi yaxshiroq, ammo kvadcopterni qimmatga aylantiradigan tezlikda kontrollerlardan foydalanish kerak.

Strukturaning og'irligini pasaytirish uchun ARDUININ BEO dan foydalanish yaxshidir, chunki tekshirgichning ushbu modelidan "tikilgan" ning modeli, mikroprotsessorning "tikilgan" chipini olib tashlash va uni to'g'ridan-to'g'ri protobodagingizga o'rnatishi mumkin. Natijada, siz 30 gramm vaznni yutib yuborasiz, bu juda kam bir oz o'lchovli. Bundan tashqari, siz ko'proq samarachilarni ishlatishingiz kerak va hokazo. Yoki qanday qilib muqobil variantSiz Arduino Pro Mini-dan foydalanishingiz mumkin.

Oldingi qismda yozilgan va taqdim etilgan Arduino dasturi osongina kengaytirilishi va qo'shimcha funktsiyalar bilan boyitilishi mumkin. Eng muhimi, ushbu bosqichda to'rttacocterer avtomatik ravishda to'xtatilishi mumkin. Agar siz sozlamoqchi bo'lsangiz masofaviy boshqarishSiz uzatgichlar / qabul qilgich yoki Bluetooth modullarining yo'nalishini ko'rib chiqishingiz mumkin. Umuman olganda, endi sizda mayin modernizatsiya qilish uchun asos bo'ladi va bo'shliqlar ko'proq.

Sizning sharhlaringizni, savollaringizni va aktsiyangizni qoldiring shaxsiy tajriba quyida. Munozarada yangi g'oyalar va loyihalar tug'iladi!