Cara Membangun Drone Rc dan Pemancar Menggunakan Arduino: 11 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:09

Membuat drone ini adalah tugas yang mudah hari ini, tetapi ia akan memakan banyak kos. Oleh itu, saya akan memberitahu anda bagaimana membina drone menggunakan arduino dengan kos rendah. Juga saya akan memberitahu anda bagaimana membina pemancar drone. juga. jadi drone ini sepenuhnya buatan sendiri. Anda tidak perlu membeli papan pengawal penerbangan atau pemancar.

Bekalan

Kami memerlukan barang-barang ini untuk membuat drone,

• Untuk drone-

  1. Bingkai - “Tulang belakang” quadcopter. Bingkai inilah yang menjadikan semua bahagian helikopter tetap bersama. Ia mesti kukuh, tetapi di sisi lain, ia juga harus ringan agar motor dan bateri tidak kesulitan menyimpannya di udara.
  2. Motor - Dorongan yang membolehkan Quadcopter masuk ke udara disediakan oleh motor DC Brushless dan masing-masing dikawal secara berasingan oleh pengawal kelajuan elektronik atau ESC.
  3. ESC - Electronic Speed Controller adalah seperti saraf yang menyampaikan maklumat pergerakan dari otak (flight controller) ke otot lengan atau kaki (motor). Ini mengatur berapa banyak kekuatan yang diperoleh motor, yang menentukan perubahan kecepatan dan arah quad.
  4. Baling-Baling - Bergantung pada jenis quad, anda boleh menggunakan alat peraga 9 hingga 10 atau 11-inci (untuk penerbangan fotografi udara yang stabil), atau alat peraga perlumbaan 5-inci untuk daya tarikan yang lebih sedikit tetapi lebih pantas.
  5. Bateri - Bergantung pada tahap voltan maksimum persediaan anda, anda boleh memilih dari bateri 2S, 3S, 4S, atau bahkan 5S. Tetapi, standard untuk quad yang dirancang untuk digunakan untuk penggambaran udara (hanya contoh), anda memerlukan bateri 11.4 V 3S. Anda boleh menggunakan 22.8 V 4S jika anda membina quad perlumbaan dan anda mahu motor berputar lebih cepat.
  6. Papan Arduino (Nano)
  7. IMU (MPU 6050) - Papan yang pada dasarnya (bergantung pada pilihan anda) adalah sejumlah pelbagai sensor yang membantu quad anda mengetahui di mana ia berada dan bagaimana meratakannya.

• Untuk pemancar-

  1. Modul Pemancar NRF24L01
  2. NRF24L01 + PA + LNA
  3. Potensiometer
  4. Motor Servo
  5. Toggle Switch
  6. Batang Joystick
  7. Arduino Pro Mini

Langkah 1: SKIMATIK

Ini adalah rangka tindakan utama operasi anda.

Cara menghubungkan ESC:

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

Cara menyambungkan modul Bluetooth:

• Tx - Rx
• Rx - Tx

Cara menyambungkan MPU-6050:

• SDA - A4
• SCL - A5

Cara menyambungkan penunjuk LED:

Kaki Anod LED - D8

Cara menyambungkan penerima:

• Throttle - 2Elerons - D4
• Ailerons - D5
• Rudder - D6
• AUX 1 - D7 Anda memerlukan MPU-6050, modul Bluetooth, penerima, dan ESC untuk dibumikan. Dan, untuk melakukannya, anda perlu menyambungkan semua pin GND ke Pin Arduino GND.

Langkah 2: PENJUAL SEGALANYA

• Perkara pertama yang perlu anda lakukan ialah mengambil header wanita dan memasangkannya ke papan prototaip. Ini akan menempatkan papan Arduino anda.
• Selesaikannya tepat di tengah sehingga ada ruang untuk tajuk lain untuk MPU, modul Bluetooth, Penerima, dan ESC, dan tinggalkan sedikit ruang untuk beberapa sensor tambahan yang mungkin anda putuskan untuk ditambahkan pada masa akan datang.

• Langkah seterusnya adalah menyusun tajuk lelaki Penerima dan ESC langsung dari tajuk wanita Arduino. Berapa banyak baris header ESC lelaki yang akan anda miliki, bergantung pada berapa banyak motor yang akan dimiliki drone anda. Dalam kes kami, kami sedang membina quadcopter, yang bermaksud akan ada 4 rotor, dan ESC untuk masing-masing. Itu bermakna 4 baris dengan masing-masing mempunyai 3 tajuk lelaki. Header pertama di baris pertama, akan digunakan untuk Signal PID, yang kedua untuk 5V (walaupun, ini bergantung pada ESC anda yang mempunyai pin 5V atau tidak, jika tidak, anda akan membiarkan header ini kosong), dan yang ketiga header adalah untuk GND.

  Apabila bahagian pematerian ESC selesai, anda boleh beralih ke bahagian pematerian tajuk Penerima. Dalam kebanyakan kes, quad mempunyai 4 saluran. Ini adalah Throttle, Pitch, Yaw, dan Roll. Saluran percuma yang tersisa (yang kelima), digunakan untuk perubahan mod Penerbangan (saluran Auxillary). Ini bermaksud bahawa anda perlu menyolder Header lelaki dalam 5 baris. Dan setiap satu akan mempunyai satu tajuk, sementara hanya satu baris memerlukan 3 tajuk berturut-turut.

• semua kawasan dihubungkan dengan perkarangan Arduino. Itu merangkumi semua landasan ESC, Ground Receiver (Header isyarat Throttle sepenuhnya di sebelah kanan), dan dasar Bluetooth dan landasan MPU.
• Kemudian, anda perlu mengikuti skema dan sambungan yang kami jelaskan di atas. Contohnya, MPU (SDA - A4, dan SCL - A5), dan untuk Bluetooth (TX - TX dan RX - RX) Arduino. Selepas itu, ikuti sambungan seperti yang kami tuliskan: Pin isyarat ESC1, ESC2 … ke D3, D10 … dari Arduino. Kemudian pin isyarat Penerima Pitch - D2, Roll - D4 … dan seterusnya. Selanjutnya, anda perlu menyambungkan Long Lead LED (terminal positif) ke Arduino D8 Pin, serta menambah perintang 330 ohm di antara Ground of Arduino dan LED Short lead (terminal negatif). Perkara terakhir yang perlu dilakukan ialah menyediakan sambungan sumber kuasa 5V. Dan, untuk itu, anda perlu menyambungkan selari wayar Hitam (tanah bateri) ke tanah semua komponen anda, dan wayar Merah ke Arduino, MPU, dan Modul Bluetooth, pin 5V. Sekarang, MPU 6050 perlu disolder untuk tajuk lelaki dengan yang anda mahu gunakan. Selepas itu, putar papan 180 darjah dan sambungkan semua komponen anda ke tajuk masing-masing pada papan prototaip.
• Nyalakannya dan Arduino anda sudah siap untuk menambahkan kod melalui komputer!

Langkah 3: CARA MENGHASILKAN PENGAWAL PENERBANGAN ARDUINO ANDA

1. Pertama, anda perlu memuat turun MultiWii 2.4. Kemudian ekstraknya.
2. Masukkan folder MultiWii, dan cari ikon MultiWii dan jalankan
3. Gunakan Arduino IDE untuk mencari "Arduino File" atau fail Multiwii dengan ".ino". Mana-mana "CPP file" atau "H file" adalah fail sokongan untuk Multiwii Code kami, jadi jangan buka. Cukup gunakan fail Multiwii.ino.
4. Apabila anda membuka fail, anda akan menemui banyak tab Alarms.cpp, Alarms.h, EEPROM.cpp, EEPROM.h dan banyak lagi. Cari "config.h"
5. Tatal ke bawah sehingga anda menjumpai 'Jenis multi-copter' dan kemudian dengan menghapus "//" yang anda tandakan adalah seperti yang ditentukan dan dijalankan. Quad X kerana kami menganggap bahawa anda menggunakan konfigurasi rotor "X" pada quad anda.
6. Sekarang tatal ke bawah dan cari "Gabungan Papan IMU" dan aktifkan jenis Papan Gyro + Acc yang anda gunakan. Dalam kes kami, kami menggunakan GY-521 jadi kami mengaktifkan pilihan tersebut.
7. Sekiranya anda memutuskan untuk menambahkan sensor lain seperti barometer atau sensor Ultrasonik, yang harus anda lakukan adalah "mengaktifkan" mereka di sini dan mereka akan berjalan.
8. Seterusnya adalah "Pin bel", Di sana, anda perlu mengaktifkan pilihan penunjuk Penerbangan (3 yang pertama)
9. Cabut papan Arduino dari pengawal Penerbangan dan kemudian sambungkan ke komputer anda menggunakan USB. Setelah keluar dari FC dan disambungkan ke komputer anda, anda akan menemui ALAT dan memilih jenis papan Arduino anda (dalam kes kami Arduino Nano).
10. Sekarang cari "Port Serial" dan aktifkan Port COM yang disambungkan oleh Arduino Nano (case kami, COM3). Akhirnya, klik pada anak panah dan muat naik kod, dan tunggu kod dipindahkan.
11. Apabila muat naik selesai, lepaskan Arduino dari USB, masukkan kembali ke tempatnya di papan FC, dan sambungkan bateri 5V sehingga seluruh FC dihidupkan, dan kemudian tunggu sehingga LED pada Arduino berwarna merah. Ini bermakna ia telah selesai boot dan anda boleh menyambungkannya ke komputer anda sekali lagi. Sekarang, cari folder Multiwii 2.4, kemudian MultiwiiConfig, dan cari folder yang sesuai dengan OS anda. Dalam kes kami, ini adalah "application.windows64".
12. Sekarang mulakan aplikasi MultiwiiConfDan, itu sahaja! Anda akan segera melihat bagaimana anda memindahkan FC, nilai untuk data Accelerometer dan Gyroscope di skrin. Orientasi FC anda ditunjukkan di bahagian bawah. Dalam antara muka ini, anda boleh menukar nilai PID dan menyesuaikan quad anda menjadi sesuai dengan pilihan peribadi anda. Anda juga boleh menetapkan mod penerbangan ke kedudukan suis Auxillary tertentu di antara muka ini. Yang harus anda lakukan sekarang ialah mencari tempat untuk Arduino FC anda di atas bingkai dan ia siap untuk menerjah langit.

Langkah 4: Bingkai

Sekarang yang harus anda lakukan adalah mengatur semua bahagian ke bingkai. Anda boleh membeli bingkai atau anda boleh membuatnya di rumah

Langkah 5: Memasang Motor dan Pengawal Kelajuan

• Pertama yang perlu anda lakukan adalah menggerudi lubang pada bingkai motor, mengikut jarak antara lubang skru pada motor. Adalah baik untuk membuat lubang lain yang membolehkan klip dan batang motor bergerak bebas.
• Sebaiknya sambungkan pengawal kelajuan di bahagian bawah bingkai kerana beberapa sebab yang melibatkan fungsi drone. Sebab-sebab ini, antara lain, merangkumi bahawa ia akan "menurunkan" bahagian atas drone di mana komponen lain harus ditambahkan.

Langkah 6: Menambah Pengawal Penerbangan dan Bateri

• Sekarang pasang pengawal penerbangan buatan sendiri (penerima arduino) ke tengah bingkai drone.
• Sebaiknya letakkan sepotong kecil spons di bahagian bawah alat kawalan penerbangan kerana menyerap dan mengurangkan getaran dari motor. Oleh itu, drone anda akan lebih stabil semasa terbang, dan kestabilan adalah kunci untuk menerbangkan drone.
• Sekarang tambahkan bateri lipo ke bahagian bawah bingkai dan pastikan bahawa drone seimbang ke tengah.
• sekarang drone anda sudah siap dilepaskan

Langkah 7: Membuat Pemancar

• Komunikasi radio pengawal ini didasarkan pada modul transceiver NRF24L01 yang jika digunakan dengan antena yang diperkuat dapat memiliki jarak stabil hingga 700 meter di ruang terbuka. Ia mempunyai 14 saluran, 6 daripadanya adalah input analog dan 8 input digital.
• Ia memiliki dua batang joystick, dua potensiometer, dua suis togol, enam butang dan juga unit pengukur dalaman yang terdiri dari akselerometer dan giroskop yang juga dapat digunakan untuk mengendalikan sesuatu dengan hanya bergerak atau memiringkan pengawal.

Langkah 8: Rajah Litar

• Otak pengawal RC ini adalah Arduino Pro Mini yang dikuasakan menggunakan 2 bateri LiPo yang menghasilkan sekitar 7.4 volt. Kita boleh menghubungkannya terus ke pin RAW Pro Mini yang mempunyai pengatur voltan yang mengurangkan voltan menjadi 5V. Perhatikan bahawa terdapat dua versi Arduino Pro Mini, seperti yang saya ada yang beroperasi pada 5V dan yang lain beroperasi pada 3.3V.
• Sebaliknya, modul NRF24L01 sangat memerlukan 3.3V dan disyorkan untuk datang dari sumber khusus. Oleh itu, kita perlu menggunakan pengatur voltan 3.3V yang disambungkan ke bateri dan menukar 7.4V ke 3.3V. Kita juga perlu menggunakan kapasitor decoupling tepat di sebelah modul untuk memastikan voltan lebih stabil, maka komunikasi radio juga akan lebih stabil. Modul NRF24L01 berkomunikasi dengan Arduino menggunakan protokol SPI, sementara modul akselerometer dan giro MPU6050 menggunakan protokol I2C.
• Anda mesti menyatukan semua bahagian bersama mengikut rajah. Anda boleh merancang dan mencetak litar yang lebih mudah.

Langkah 9: Mengekod Pemancar

• Untuk memprogram papan Pro Mini, kami memerlukan antara muka UART USB ke siri yang dapat disambungkan ke tajuk pengaturcaraan yang terletak di bahagian atas pengawal kami.
• Kemudian di menu alat Arduino IDE kita perlu memilih papan Arduino Pro atau Pro Mini, pilih versi pemproses yang sesuai, pilih port dan pilih kaedah pengaturcaraan ke "USBasp".
• Inilah kod Arduino lengkap untuk Pemancar RC Arduino DIY ini
• Muat naik ke mini pro arduino.

Langkah 10: Mengekod Penerima

• Berikut adalah kod penerima ringkas di mana kami akan menerima data dan mencetaknya di monitor bersiri sehingga kami tahu bahawa komunikasi berfungsi dengan baik. Sekali lagi kita perlu memasukkan perpustakaan RF24 dan menentukan objek dan strukturnya dengan cara yang sama seperti dalam kod pemancar. Pada bahagian persediaan ketika menentukan komunikasi radio kita perlu menggunakan tetapan yang sama dengan pemancar dan mengatur modul sebagai penerima menggunakan fungsi radio.startListening ().
• Muat naik ke penerima

Langkah 11: Melepaskan Drone

• Pertama, letakkan drone anda di tanah dan sediakannya untuk beroperasi. Dapatkan pengawal penerbangan anda dan kemudian mulakan penerbangan pertama anda dengan berhati-hati dan selamat.
• Walau bagaimanapun, sangat disyorkan untuk meletupkan drone dengan perlahan. Lebih-lebih lagi, buat pertama kalinya, pastikan terbang di ketinggian yang lebih rendah.
• Saya harap artikel ini dapat membantu anda membina drone buatan sendiri.
• Jangan lupa untuk menyukai ini dan tinggalkan komen.