Buat dan Terbang Pesawat Dikendalikan Telefon Pintar yang Murah: 8 Langkah

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

Adakah anda pernah bermimpi untuk membina <15 $ DIY pesawat risalah taman kawalan jauh yang dikendalikan oleh telefon bimbit anda (Aplikasi Android melalui WiFi) dan memberi anda kadar adrenalin selama 15 minit (masa terbang sekitar 15 minit)? daripada arahan ini adalah untuk kalian.. Pesawat ini sangat stabil dan terbang perlahan sehingga sangat mudah untuk kanak-kanak untuk menerbangkannya.

Bercakap mengenai jarak pesawat … Saya mempunyai jarak LOS sekitar 70 meter menggunakan telefon bimbit Moto G5S saya yang bertindak sebagai WiFi Hotspot dan alat kawalan jauh. RSSI masa nyata lebih jauh dipaparkan di Aplikasi Android dan jika pesawat hendak berada di luar jarak jauh (RSSI jatuh di bawah -85 dBm) daripada telefon bimbit mula bergetar. Sekiranya kapal terbang berada di luar jangkauan titik akses Wi-Fi daripada berhenti motor untuk gagal mendarat dengan selamat. Voltan bateri juga dipaparkan pada aplikasi Android dan jika voltan bateri jatuh di bawah 3.7V daripada telefon bimbit mula bergetar untuk memberi maklum balas kepada juruterbang untuk mendarat pesawat sebelum bateri habis sepenuhnya. Pesawat dikawal sepenuhnya dengan gerakan bermaksud jika anda memiringkan telefon bimbit ke kiri daripada pesawat membelok ke kiri dan sebaliknya untuk belok kanan. Jadi di sini, saya berkongsi arahan membina langkah demi langkah Plane kecil terkawal WiFi berasaskan ESP8266 saya. Masa membina yang diperlukan untuk pesawat ini adalah sekitar 5-6 jam dan memerlukan kemahiran pematerian asas, sedikit pengetahuan pengaturcaraan ESP8266 menggunakan Arduino IDE dan minum secawan kopi panas atau bir sejuk akan menjadi hebat:).

Langkah 1: Langkah 1: Senarai Komponen dan Alat

Bahagian Elektronik: Sekiranya anda penggemar elektronik daripada anda akan menemui banyak bahagian yang disenaraikan di bawah dalam inventori anda

• 2 angka Motor DC tanpa corak dengan cw dan ccw prop 5 $
• 1 angka Modul ESP-12 atau ESP-07 2 $
• 1 angka 3.7V 180mAH 20C LiPo bateri -> 5 $
• 2 angka SI2302DS A2SHB SOT23 MOSFET 0.05 $
• 5 angka 3.3kOhms 1/10 watt smd atau 1/4 watt melalui perintang lubang 0.05 $ (3.3K hingga 10K setiap perintang akan berfungsi)
• 1 angka 1N4007 smd atau melalui lubang diod 0.02 $
• 1 angka Modul TP4056 1S 1A Lipo Charger 0.06 $
• 2 penyambung JST mini lelaki dan 1 wanita $ 0.05

Jumlah Kos ------ 13 $ Lebih kurang

Bahagian lain:

• 2-3 nos. Tongkat barbeku
• 1 angka Lembaran depron 50cm x 50cm 3mm atau sebarang kepingan busa 3mm yang tegar
• Kawat jumper bertebat teras tunggal
• Nodemcu atau penukar USB ke UART cp2102 sebagai pengaturcara untuk memuat naik firmware ke esp8266
• Pita Scotch
• Lem Super

Alat yang diperlukan:

• Alat Pematerian gred hobi
• Bilah Pembedahan dengan pemegang pisau
• Pistol gam panas
• Skala
• Komputer yang mempunyai Arduino IDE dengan ESP8266 Arduino Core
• Telefon bimbit Android

Itu sahaja yang kita perlukan … Sekarang kita sudah siap untuk membina WiFi Controlled Plane yang gila

Langkah 2: Langkah 2: Memahami Mekanisme Kawalan

Plane ini menggunakan daya tuju pembezaan untuk kawalan yaw (Steering) dan tujahan kolektif untuk pitch (pendakian / turun) dan kawalan kelajuan udara oleh itu tidak diperlukan motor servo dan hanya dua motor DC tanpa corak utama yang memberikan tujahan dan kawalan.

Bentuk sayap polyhedral memberikan kestabilan gulungan terhadap daya luaran (Angin angin). Mengelakkan motor servo dengan sengaja pada permukaan kawalan (lif, Aileron dan Rudder) menjadikan reka bentuk pesawat sangat mudah dibina tanpa mekanisme kawalan yang kompleks dan juga mengurangkan kos binaan. Untuk mengawal pesawat Yang kita perlukan hanyalah untuk mengawal tujahan kedua motor DC Coreless dari jarak jauh melalui WiFi menggunakan Aplikasi Android yang berjalan di telefon bimbit. Sekiranya berlaku, sekiranya ada yang ingin melihat reka bentuk pesawat ini dalam bentuk 3D, saya telah melampirkan tangkapan skrin Fusion 360 dan fail stl di sini.. anda boleh menggunakan penonton stl dalam talian untuk melihat reka bentuk dari sudut pandangan mana pun.. sekali lagi ia hanya reka bentuk satah CAD untuk dokumentasi, anda tidak memerlukan pencetak 3D atau pemotong laser.. jadi jangan risau:)

Langkah 3: Langkah 3: Skema Pengawal Berdasarkan ESP8266

Mari kita mulakan dengan fungsi pemahaman setiap komponen dalam skema,

• ESP12e: ESP8266 WiFi SoC ini menerima paket kawalan UDP dari Aplikasi Android dan mengawal RPM motor Kiri dan Kanan. Ia mengukur voltan bateri dan RSSI isyarat WiFi dan menghantarnya ke Aplikasi Android.
• D1: Modul ESP8266 beroperasi dengan selamat antara 1.8V ~ 3.6V mengikut lembaran datanya, oleh itu bateri LiPo sel tunggal tidak boleh digunakan secara langsung untuk bekalan kuasa ESP8266 jadi penukar turun ke bawah diperlukan. Kurangkan berat dan kerumitan litar Saya telah menggunakan 1N4007 Diod untuk menjatuhkan voltan bateri (4.2V ~ 3.7V) sebanyak 0.7V (dipotong voltan 1N4007) untuk mendapatkan voltan dalam lingkungan 3.5V ~ 3.0V yang digunakan sebagai voltan bekalan ESP8266. Saya tahu cara jelek untuk melakukannya tetapi berfungsi dengan baik untuk kapal terbang ini.
• R1, R2 dan R3: ketiga perintang ini minimum diperlukan untuk persediaan minimum ESP8266. R1 pin pin CH_PD (EN) ESP8266 untuk mengaktifkannya. Pin RST ESP8266 aktif rendah sehingga pin RST tarik R2 ESP8266 dan bawa keluar dari mod tetapan semula. seperti pada lembaran data semasa power up, pin GPIO15 dari ESP8266 mesti rendah sehingga R3 digunakan untuk menarik GPIO15 dari ESP8266.
• R4 dan R5: R4 dan R5 digunakan untuk membuka pintu T1 dan T2 untuk mengelakkan sebarang pencetus palsu mosfet (motor run) semasa ESP8266 dinyalakan. (Catatan: Nilai R1 hingga R5 yang digunakan dalam projek ini adalah 3.3Kohms, namun sebarang rintangan antara 1K hingga 10K akan berfungsi dengan lancar)
• T1 dan T2: Ini adalah dua mosfet kuasa N2 saluran Si2302DS (penarafan 2.5 Amp) yang mengawal RPM Motor Kiri dan Kanan oleh PWM yang berasal dari GPIO4 dan GPIO5 dari ESP8266.
• L_MOTOR dan R_MOTOR: Ini adalah 7mmx20mm 35000 RPM Coreless DC motor memberikan daya tuju pembezaan untuk terbang dan pesawat kawalan. Setiap motor memberikan daya tuju 30gram pada 3.7V dan menarik arus 700mA pada kelajuan.
• J1 dan J2: Ini adalah penyambung JST mini yang digunakan untuk modul ESP12e dan sambungan Bateri. Anda boleh menggunakan mana-mana penyambung yang dapat menangani sekurang-kurangnya arus 2Amp.

(Nota: Saya benar-benar memahami pentingnya pemisahan kapasitor dalam reka bentuk litar isyarat bercampur, tetapi saya telah mengelakkan pemutus kapasitor dalam projek ini untuk mengelakkan kerumitan litar dan kiraan bahagian kerana hanya bahagian WiFi dari ESP8266 yang RF / Analog dan modul ESP12e sendiri mempunyai kapasitor pemutus yang diperlukan on-board. BTW tanpa litar kapasitor penyahpasangan luaran berfungsi dengan baik.)

Skema penerima berasaskan ESP12e dengan sambungan pengaturcaraan dalam format pdf dilampirkan dengan langkah ini..

Langkah 4: Langkah 4: Pemasangan Pengawal

Video di atas dengan kapsyen menunjukkan log membina langkah demi langkah ESP12e Based Receiver merangkap pengawal yang dirancang untuk projek ini. Saya telah berusaha meletakkan komponen mengikut kemampuan saya. anda boleh meletakkan komponen mengikut kemahiran anda dengan mempertimbangkan skema yang diberikan pada langkah sebelumnya.

Hanya mosfet SMD (Si2302DS) yang terlalu kecil dan perlu dijaga semasa menyolder. Saya mempunyai mosfet ini dalam inventori saya jadi saya telah menggunakannya. Anda boleh menggunakan mosfet pakej TO92 yang lebih besar dengan Rdson <0.2ohms dan Vgson 1.5Amps. (Cadangkan kepada saya jika anda dapati mosfet seperti itu mudah didapati di pasaran..) Setelah perkakasan ini siap, kami siap untuk memuat naik firmware WiFi Plane untuk mengemudi proses ini dibincangkan pada langkah seterusnya.

Langkah 5: Langkah 5: Persediaan dan Muat Naik Firmware ESP8266

Firmware ESP8266 untuk projek ini dibangunkan menggunakan Arduino IDE.

Nodemcu atau USBtoUART Converter boleh digunakan untuk memuat naik firmware ke ESP12e. Dalam projek ini saya menggunakan Nodemcu sebagai pengaturcara untuk memuat naik firmware ke ESP12e.

Video Di Atas menunjukkan proses langkah demi langkah yang sama..

Terdapat dua kaedah untuk memuat naik firmware ini ke ESP12e,

1. Menggunakan nodemcu flasher: Sekiranya anda hanya ingin menggunakan fail binari wifiplane_esp8266_esp12e.bin yang dilampirkan dengan langkah ini tanpa sebarang pengubahsuaian dalam firmware daripada kaedah terbaik untuk diikuti.

   • Muat turun wifiplane_esp8266_esp12e.bin dari lampiran langkah ini.
   • Muat turun nodemcu flasher repo dari repositori github rasminya dan nyahzipnya.
   • Dalam folder yang tidak dizip, Navigasi ke nodemcu-flasher-master / Win64 / Lepaskan dan jalankan ESP8266Flasher.exe
   • Buka tab konfigurasi ESP8266Flasher dan ubah jalur fail binari dari DALAMAN: // NODEMCU ke jalur wifiplane_esp8266_esp12e.bin
   • Daripada mengikuti langkah-langkah seperti di atas video….

2. Menggunakan Arduino IDE: Sekiranya anda ingin mengedit firmware (iaitu SSID dan kata laluan rangkaian WiFi - Hotspot Android dalam kes ini) daripada ini adalah kaedah terbaik untuk diikuti.

   • Sediakan Arduino IDE untuk ESP8266 dengan mengikuti Instructable yang sangat baik ini.
   • Muat turun wifiplane_esp8266.ino dari lampiran langkah ini.
   • Buka Arduino IDE dan salin kod dari wifiplane_esp8266.ino dan tampalkannya ke Arduino IDE.
   • Edit SSID dan Kata Laluan rangkaian anda dalam kod dengan menyunting mengikuti dua baris. dan ikuti langkah-langkah seperti di atas video.
   • char ssid = "wifiplane"; // SSID rangkaian anda (nama) char pass = "wifiplane1234"; // kata laluan rangkaian anda (gunakan untuk WPA, atau gunakan sebagai kunci untuk WEP)

Langkah 6: Langkah 6: Pemasangan Kerangka Udara

Log binaan kerangka udara ditunjukkan langkah demi langkah dalam video di atas.

Saya telah menggunakan sekeping busa depron 18cmx40cm untuk rangka udara. Tongkat barbeku digunakan untuk memberikan kekuatan tambahan pada badan pesawat dan sayap. Dalam gambar di atas, Plan of Airframe disediakan, namun anda dapat mengubah rencana sesuai keperluan anda dengan hanya memperhatikan aerodinamika dasar dan berat pesawat. Dengan mempertimbangkan pemasangan elektronik pesawat ini, ia mampu terbang pesawat dengan berat maksimum sekitar 50 gram. BTW dengan kerangka udara ini dan semua elektronik termasuk berat bateri pesawat ini ialah 36gram.

Lokasi CG: Saya telah menggunakan peraturan ibu jari umum CG untuk meluncur lancar … 20% -25% panjang kordnya jauh dari tepi sayap yang terkemuka … Dengan penyediaan CG ini dengan lif yang sedikit naik, ia meluncur dengan pendikit sifar, terbang rata dengan pendikit 20-25% dan dengan pendikit tambahan ia mula naik kerana lif sedikit naik …

Berikut adalah video youtube reka bentuk pesawat sayap terbang saya dengan elektronik yang sama untuk hanya memberi inspirasi kepada anda untuk bereksperimen dengan pelbagai reka bentuk dan juga untuk membuktikan bahawa untuk penyediaan ini dapat digunakan dengan banyak jenis reka bentuk kerangka udara.

Langkah 7: Langkah 7: Penyediaan dan Pengujian Aplikasi Android

Pemasangan Aplikasi Android:

Anda hanya perlu memuat turun fail wifiplane.apk yang dilampirkan dengan langkah ini ke telefon pintar anda dan perlu mengikuti arahan seperti video di atas.

Tentang Aplikasi, Aplikasi Android ini dikembangkan menggunakan Pemrosesan untuk Android.

Aplikasi tidak ditandatangani pakej sehingga anda perlu mengaktifkan pilihan sumber yang tidak diketahui dalam pengaturan telefon anda. Aplikasi hanya memerlukan hak untuk mengakses penggetar dan rangkaian WiFi.

Uji Pra-penerbangan Plane menggunakan aplikasi Android: Setelah Aplikasi Android dihidupkan dan berjalan di telefon pintar anda, rujuk video di atas untuk mengetahui cara Aplikasi berfungsi dan pelbagai ciri aplikasi yang menarik.. Sekiranya pesawat anda bertindak balas terhadap Aplikasi dengan cara yang sama seperti video di atas, daripada yang HEBAT … ANDA MEMILIKI …

Langkah 8: Langkah 8: Sudah tiba masanya untuk terbang

Bersedia untuk terbang?…

• DAPATKAN KE BIDANG
• LAKUKAN UJIAN GLIDE
• TUKAR ANGLE ELEVATOR atau TAMBAH / HILANGKAN BERAT PADA TANAMAN PELAN SEHINGGA MELALUI LENGKAP…
• SEKALI DILARANG LENGKAP, POWER ON PLANE dan BUKA APP ANDROID
• PELAN PELANCARAN TANGAN SEGERA DENGAN 60% THROTTLE terhadap Angin
• SEKALI DI DALAM UDARA, HENDAKLAH MUDAH TERBANG DI TINGKAT DENGAN SEKITAR 20% hingga 25% THROTTLE