Hur man bygger en RC -drönare och sändare med Arduino: 11 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:44

Det är en enkel uppgift att göra en drönare nuförtiden, men det kommer att kosta dig mycket. också. så den här drönaren är helt hemlagad. Du behöver inte köpa några flygkontrollkort eller sändare.

Tillbehör

Vi behöver dessa föremål för att göra drönaren,

• För drönaren-

  1. Frame–”ryggraden” i quadcopter. Ramen är det som håller ihop alla delar av helikoptern. Det måste vara robust, men å andra sidan måste det också vara lätt så att motorerna och batterierna inte kämpar för att hålla det i luften.
  2. Motorer– Kraften som gör att Quadcoptern kan komma i luften tillhandahålls av borstlösa likströmsmotorer och var och en av dem styrs separat av en elektronisk hastighetsregulator eller ESC.
  3. ESCs - Electronic Speed Controller är som en nerv som levererar rörelseinformation från hjärnan (flygkontrollen) till arm- eller benmusklerna (motorer). Den reglerar hur mycket kraft motorerna får, vilket bestämmer hastigheten och riktningsändringarna på fyrhjulingen.
  4. Propellrar-Beroende på typ av fyrhjuling kan du använda 9 till 10 eller 11-tums rekvisita (för stabila, flygfotografiska flyg) eller 5-tums racingrekvisita för mindre dragkraft men mer hastighet.
  5. Batteri - Beroende på din inställnings maximala spänningsnivå kan du välja mellan 2S, 3S, 4S eller till och med 5S batterier. Men standarden för en fyrhjuling som är planerad att användas för flygfilm (bara ett exempel), du behöver ett 11,4 V 3S -batteri. Du kan gå med 22,8 V 4S om du bygger en racing quad och du vill att motorerna ska snurra mycket snabbare.
  6. Arduino board (Nano)
  7. IMU (MPU 6050) - En tavla som i princip (beroende på ditt val) är en summa av olika sensorer som hjälper din fyrhjuling att veta var den är och hur den ska jämna sig.

• För sändaren-

  1. NRF24L01 Sändtagarmodul
  2. NRF24L01 + PA + LNA
  3. Potentiometer
  4. Servomotor
  5. Brytare
  6. Joystick
  7. Arduino Pro Mini

Steg 1: SCHEMATIK

Detta är den viktigaste planen för din verksamhet.

Så här ansluter du ESC: erna:

• Signalstift ESC 1 - D3
• Signalstift ESC 3 - D9
• Signalstift ESC 2 - D10
• Signalstift ESC 4 - D11

Så här ansluter du Bluetooth -modulen:

• Tx - Rx
• Rx - Tx

Så här ansluter du MPU-6050:

• SDA - A4
• SCL - A5

Så här ansluter du LED -indikatorn:

LED -anodben - D8

Så här ansluter du mottagaren:

• Gasreglage - 2Elerons - D4
• Ailerons - D5
• Rod - D6
• AUX 1-D7 Du behöver jorda MPU-6050, Bluetooth-modulen, mottagaren och ESC. Och för att göra det måste du ansluta alla GND -stiften till Arduino GND -stiftet.

Steg 2: SÄLJARE ALLT TILLSAMMANS

• Det första du behöver göra är att ta de kvinnliga rubrikerna och lödda dem till prototypkortet. Detta kommer att rymma din Arduino -bräda.
• Lödda dem mitt i mitten så att det finns plats för resten av rubrikerna för MPU, Bluetooth -modulen, mottagaren och ESC: erna och lämna lite utrymme för några ytterligare sensorer som du kan välja att lägga till i framtiden.

• Nästa steg är att löda mottagarens och ESC: s manliga rubriker direkt från Arduino kvinnliga rubriker. Hur många manliga ESC -rubrikrader du kommer att ha beror på hur många motorer din drönare kommer att ha. I vårt fall bygger vi en quadcopter, vilket innebär att det kommer att finnas 4 rotorer och ett ESC för varje. Det betyder vidare 4 rader med vardera 3 manliga rubriker. Den första rubriken i den första raden kommer att användas för Signal PID, den andra för 5V (dock beror detta på att dina ESC har en 5V pin eller inte, om inte, lämnar du dessa rubriker tomma) och den tredje rubrik kommer att vara för GND.

  När ESC: s lödel är slut kan du gå vidare till mottagarhuvudets löddel. I de flesta fall har en fyrhjuling fyra kanaler. Dessa är Throttle, Pitch, Yaw och Roll. Den återstående lediga kanalen (den femte) används för flyglägesändringar (hjälpkanalen). Detta innebär att du kommer att behöva löda manliga rubriker i 5 rader. Och var och en kommer att ha en rubrik, medan bara en av dessa rader behöver tre rubriker i rad.

• alla grunder var kopplade till Arduino -grunderna. Det inkluderar alla ESC -grunder, mottagarjord (gassignalhuvudet helt till höger) och Bluetooth -modulen och MPU -grunderna.
• Sedan måste du följa schemat och anslutningarna som vi förklarade ovan. Till exempel MPU (SDA - A4 och SCL - A5) och för Bluetooth (TX - TX och RX - RX) för Arduino. Efter det följer du bara anslutningarna som vi skrev dem: Signalstift från ESC1, ESC2 … till D3, D10 … på Arduino. Sedan mottagarens signalstift Pitch - D2, Roll - D4 … och så vidare. Dessutom måste du ansluta LED: ns långa ledning (positiv terminal) till Arduino D8-stiftet, samt lägga till 330-ohm-motståndet mellan Arduino-jordningen och LED-kortledningen (negativa terminalen). Det sista du ska göra är att tillhandahålla en 5V strömkällanslutning. Och för det måste du parallellansluta den svarta ledningen (batteriets jord) till marken på alla dina komponenter och den röda ledningen till Arduino, MPU och Bluetooth -modulen, 5V stift. Nu måste MPU 6050 lödas till manliga rubriker till de du planerar att använda. Vrid sedan kortet 180 grader och anslut alla dina komponenter till respektive rubriker på prototypkortet.
• Slå på den och din Arduino är redo att lägga till koder via en dator!

Steg 3: HUR DU PROGRAMMERAR DIN ARDUINO FLIGHT CONTROLLER

1. Först måste du ladda ner MultiWii 2.4. Dra sedan ut den.
2. Ange MultiWii -mappen och leta efter MultiWii -ikonen och kör den
3. Använd Arduino IDE för att hitta "Arduino File" eller Multiwii -filen med ".ino". Alla "CPP -filer" eller "H -filer" är stödfiler för vår Multiwii -kod, så öppna dem inte. Använd bara filen Multiwii.ino.
4. När du öppnar filen hittar du många flikar Alarms.cpp, Alarms.h, EEPROM.cpp, EEPROM.h och många fler. Hitta "config.h"
5. Rulla ner tills du hittar "The type of multi-copter" och sedan genom att radera "//" du markerar är som definierat och körs. Quad X eftersom vi antar att du använder "X" -rotorkonfigurationen på din quad.
6. Bläddra nu ner och leta efter “Combined IMU Boards” och aktivera typen av Gyro+Acc -kortet du använder. I vårt fall använde vi GY-521 så vi aktiverade det alternativet.
7. Om du bestämmer dig för att lägga till andra sensorer, till exempel en barometer eller en ultraljudssensor, är allt du behöver göra att "aktivera" dem här så kör de.
8. Därefter är "summernålen". Där måste du aktivera alternativen för flygindikator (de tre första)
9. Koppla ur Arduino -kortet från flygkontrollen och anslut den sedan till din dator med USB. När du är ur FC och ansluten till din dator hittar du VERKTYG och väljer vilken typ av ditt Arduino -kort (i vårt fall Arduino Nano).
10. Hitta nu "Serial Port" och aktivera COM -porten som Arduino Nano är ansluten till (vårt fall, COM3). Slutligen klickar du på pilen och laddar upp koden och väntar på att koden ska överföras.
11. När uppladdningen är klar kopplar du ur Arduino från USB, sätter tillbaka den på plats i FC -kortet och ansluter ett 5V -batteri så att hela FC -enheten startas och väntar sedan tills lysdioden på Arduino är röd. Det betyder att den har startat upp och att du kan ansluta den till din dator igen. Hitta nu mappen Multiwii 2.4, sedan MultiwiiConfig och hitta den mapp som är kompatibel med ditt operativsystem. I vårt fall är det "application.windows64".
12. Starta nu MultiwiiConf -applikationen Och det är det! Du kommer omedelbart att märka hur du flyttar FC, värdena för Accelerometer och Gyroscope-data på skärmen. FC-orienteringen visas längst ner. I det här gränssnittet kan du ändra PID-värdena och finjustera din quad till matcha dina personliga preferenser. Och du kan också tilldela flyglägena till vissa hjälpkontakter i det här gränssnittet. Allt du behöver göra nu är att hitta en plats för din Arduino FC på ramen och den är redo att träffa himlen.

Steg 4: Ram

Nu måste du ställa in alla delar på ramen. Du kan köpa en ram eller göra en hemma

Steg 5: Montering av motorer och hastighetsregulatorer

• Först måste du borra hålen i ramen för motorerna, beroende på avståndet mellan skruvarnas hål på motorerna. Det skulle vara bra att göra ett annat hål som gör att motorns klämma och axel kan röra sig fritt.
• Det rekommenderas att ansluta hastighetsregulatorerna på undersidan av ramen på grund av flera skäl som involverar drönarens funktionalitet. Dessa skäl inkluderar bland annat att det kommer att "lossa" ovansidan av drönaren där andra komponenter ska läggas till.

Steg 6: Lägga till flygkontrollen och batteriet

• Montera nu vår hemgjorda flygkontroller (arduino -mottagare) till mitten av drönaren.
• Det rekommenderas att lägga en liten svampbit på undersidan av flygkontrollen eftersom den absorberar och minskar vibrationerna från motorerna. Således kommer din drönare att vara mer stabil medan du flyger, och stabilitet är nyckeln till att flyga en drönare.
• Lägg nu till lipobatteriet i botten av ramen och se till att drönaren är balanserad till mitten.
• nu är din drönare redo att lyfta

Steg 7: Gör sändaren

• Radiokommunikationen för denna styrenhet är baserad på NRF24L01 -sändtagarmodulen som om den används med en förstärkt antenn kan ha en stabil räckvidd på upp till 700 meter i öppet utrymme. Den har 14 kanaler, varav 6 är analoga ingångar och 8 digitala ingångar.
• Den har två joysticks, två potentiometrar, två omkopplare, sex knappar och dessutom en intern mätenhet som består av en accelerometer och ett gyroskop som också kan användas för att styra saker med bara att flytta runt eller luta kontrollen.

Steg 8: Kretsdiagram

• Hjärnan i denna RC -styrenhet är en Arduino Pro Mini som drivs med 2 LiPo -batterier som producerar cirka 7,4 volt. Vi kan ansluta dem direkt till RAW -stiftet på Pro Mini som har en spänningsregulator som reducerade spänningen till 5V. Observera att det finns två versioner av Arduino Pro Mini, som den jag har som fungerar med 5V och den andra fungerar på 3.3V.
• Å andra sidan behöver NRF24L01 -modulen strikt 3.3V och det rekommenderas att komma från en dedikerad källa. Därför måste vi använda en 3,3V spänningsregulator som är ansluten till batterierna och konvertera 7,4V till 3,3V. Vi måste också använda en avkopplingskondensator bredvid modulen för att hålla spänningen mer stabil, så radiokommunikationen blir också mer stabil. NRF24L01 -modulen kommunicerar med Arduino med SPI -protokoll, medan MPU6050 -accelerometern och gyromodulen använder I2C -protokollet.
• Du måste löda ihop alla delar enligt diagrammet. Du kan designa och skriva ut en krets som gör det enklare.

Steg 9: Kodning av sändaren

• För att programmera ett Pro Mini -kort behöver vi ett USB till seriellt UART -gränssnitt som kan anslutas till programmeringsrubriken på ovansidan av vår handkontroll.
• Sedan i Arduino IDE -verktygsmenyn måste vi välja Arduino Pro- eller Pro Mini -kortet, välja rätt version av processorn, välja porten och välj programmeringsmetoden till “USBasp”.
• Här är den kompletta Arduino -koden för denna DIY Arduino RC -sändare
• Ladda upp den till arduino pro mini.

Steg 10: Kodning av mottagaren

• Här är en enkel mottagarkod där vi kommer att ta emot data och helt enkelt skriva ut dem på den seriella bildskärmen så att vi vet att kommunikationen fungerar korrekt. Återigen måste vi inkludera RF24 -biblioteket och definiera objekten och strukturen på samma sätt som i sändarkoden. I installationsdelen för att definiera radiokommunikation måste vi använda samma inställningar som sändaren och ställa in modulen som mottagare med funktionen radio.startListening ().
• Ladda upp den till mottagaren

Steg 11: Ta av drönaren

• Placera först din drönare på marken och förbered den för drift. Ta tag i din flygkontrollant och börja sedan ditt första flyg försiktigt och säkert.
• Det rekommenderas dock att gasa upp drönaren långsamt. Dessutom, för första gången, se till att flyga den på en lägre höjd.
• Jag hoppas att den här artikeln hjälper dig att bygga din hemlagade drönare.
• Glöm inte att gilla detta och lämna en kommentar.