A fő feladat, amelyet a szerző állított fel házi - készítsen olcsó kvadrocoptert, amelynek repülése a következők miatt stabilizálódik: Arduino. Egy másik quadrocopter önálló hatalommal rendelkezik. Egy ilyen házi készítésű termék teljes költsége körülbelül 60 dollár.
Ha van lényeges összeg, akkor ígéretesebb a kefe nélküli házi motorok felszerelése a megfelelő vezérlőkkel.
A repülés stabilizálásához giroszkópot és gyorsulásmérőt használnak. Giroszkópra van szükség a quadrocopter dőlésszögének a Föld gravitációhoz viszonyított meghatározásához. A gyorsulásmérőre van szükség a gyorsulás kiszámításához.
Anyagok és eszközök:
- lítium elemek (3,7 V);
- vezetékek;
- ULN2003A tranzisztor Darlington tranzisztor (erõsebb tranzisztorokat használhat);
- motorok, mint például a 0820 Coreless Motors;
- Arduino Uno mikrovezérlő;
- MPU-6050 tábla (giroszkóp és gyorsulásmérő egyaránt);
- 3D nyomtató jelenléte vagy hozzáférése ehhez;
- a szükséges eszközök.
Gyártási folyamat:
Első lépés. Hozzon létre egy quadrocopter házat
Az ügy nagyon gyorsan és egyszerűen készül. 3D nyomtatóval nyomtatja ki. A keret létrehozása tehát azért jó, mert világossá válik, mindez a „méhsejtek” nyomtatásának köszönhetően. Az alkatrészek tervezésére a Solidworks program keretében került sor. Ezzel a programmal szerkesztheti az eset paramétereit, szükség esetén elvégezheti a saját változásait.
A quadrocopter vázának kinyomtatása után felszerelheti a motorokat, és a vezetékeket megforraszthatja hozzájuk.
Második lépés Összekapcsoljuk Arduino-t
Az MPU6050 kártya csatlakoztatásának módját az alábbi ábra szemlélteti. Fontos megérteni, hogy az Arduino könyvtár azt jelenti, hogy ezekkel a kapcsolatokkal kell összekötni. Ha egy másik gyártó áramkört használ, akkor fontos, hogy ellenőrizze, hogy az érintkezők azonos sorrendben vannak-e.
Csak 3,3 V feszültséget használnak a tábla táplálására, és ha 5 V feszültségről táplálnak, akkor az romlik. Néhány MPU6050 táblán van egy biztosíték, amely megvédi a rendszert a nagy feszültségtől, de jobb, ha nem kockáztatja. Ha a lapnak AD0 érintkezője van, akkor a földhöz kell csatlakoztatni (GND). Ebben az esetben a VIO az AD0 kimenethez közvetlenül a táblán van csatlakoztatva, így nem kell az AD0 csapot csatlakoztatni.
Annak érdekében, hogy az Arduino képes legyen a motorok vezérlésére, tranzisztorokra van szükség, köszönhetően sok feszültséget lehet biztosítani a motorokhoz. A diagramban részletesebben láthatja, hogy az összes elem hogyan kapcsolódik egymáshoz.
Harmadik lépés Vázlat Arduino számára
Miután az MPU-6050-et csatlakoztatta az Arduino-hoz, be kell kapcsolnia és le kell töltenie az I2C szkenner kódvázlatát.Ezután másolja a programkódot, és illessze be egy üres vázlatba. Ezután nyissa meg az Arduino IDE soros monitort (Eszközök-> Soros monitor) és ellenőrizze, hogy a 9600 csatlakoztatva van-e.
Ha minden helyesen történik, akkor I2C eszközt észlel, 0x68 vagy 0x69 címet kap, azt le kell írni.
Ezután egy vázlat kerül betöltésre, amely feldolgozza a giroszkóp és a gyorsulásmérő adatait. Sokuk létezik az interneten, de a legjobb használni.
Az utolsó szakaszban ki kell kalibrálnia a giroszkóp és a gyorsulásmérő értékeit. Ehhez keressen egy sima felületet, és helyezze rá az MPU6050 készüléket. Ezután elindul a kalibrálási vázlat, a kapott eltérési adatokat rögzítik, majd felhasználják az MPU6050_DMP6 vázlatban.
Negyedik lépés Program Arduino számára
Az elkészített programnak köszönhetően a quadrocopter stabil állapotban stabilizálódik és lefagy. Ezután ezzel a programmal elvégezzük a quadrocopter vezérlést.
A quadrocopter stabilizálásához két PID vezérlőt használnak. Az egyik szükséges a hangmagassághoz, a másik pedig a tekercshez. A vezérlő méri a csavarok fordulatszámát, és ennek alapján a négykerekű műszert szabályozza.
Ötödik lépés Quadrocopter módosítása
Egy kis és olcsó quadrocopter fő problémája a súlya. A probléma megoldásához erősebb és könnyebb motorokat kell telepíteni, a kefe nélküli motorok a legalkalmasabbak, szelepmotoroknak is nevezik őket. Sokkal jobbak, mint a kefék, de sebességszabályzókat is meg kell vásárolni számukra, így a házi készítésű termékek ára hirtelen növekszik.
A tervezés megkönnyítése érdekében a legjobb az Arduino Uno vezérlő használata, eltávolíthatja a már összevarrt mikroprocesszor-chipet, és közvetlenül a ProtoBoard-ra helyezheti. Ennek eredményeként kiderül, hogy kb. 30 gramm súlyt nyer, ami nagyon jó. Alternatív megoldás az Arduino Pro Mini használata.
A házi készítésű munka ellenőrzésére létrehozott program könnyen bővíthető. De a legfontosabb feladat a quadrocopter stabilizálása repülés közben, ebben a szakaszban teljesen megoldódott. A házi munkák távolról történő vezérléséhez használhatja a bluetooth modult, vagy részletesebben megnézheti az adókat / vevőket.