Gör och flyga billigt smart telefonstyrt plan: 8 steg

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

Har du någonsin drömt om att bygga <15 $ DIY fjärrkontroll parkflygplan som styrs med din mobiltelefon (Android App via WiFi) och ger dig en daglig dos adrenalinkick på 15 minuter (flygtid på cirka 15 minuter)? än detta instruerbara är för er.. Det här planet är väldigt stabilt och långsamt som flyger så det är väldigt enkelt för även barn att flyga det.

Pratar om planens räckvidd … Jag har cirka 70 meters LOS -räckvidd med min Moto G5S -mobil som fungerar som WiFi -hotspot och fjärrkontroll. Ytterligare realtids -RSSI visas på Android -appen och om planet ska gå utanför räckvidden (RSSI faller under -85 dBm) än börjar mobiltelefonen vibrera. Om planet går utanför Wi-Fi-åtkomstpunktens räckvidd än motorstopp för att ge en misslyckad landning. Även batterispänning visas på Android -appen och om batterispänningen sjunker under 3,7V än mobiltelefonen börjar vibrera för att ge feedback till piloten för att landa planet innan batteriet blir helt urladdat. Flygplan är fullt gestkontrollerat om du lutar mobiltelefonen till vänster än planet sväng vänster och motsatt för höger sväng. Så här delar jag steg för steg bygginstruktion för mitt ESP8266 -baserade WiFi -kontrollerade lilla plan. Byggtiden som krävs för detta plan är cirka 5-6 timmar och kräver grundläggande lödkunnighet, lite programmeringskunskap om ESP8266 med Arduino IDE och att ha en kopp varmt kaffe eller kyld öl runt kommer att vara bra:).

Steg 1: Steg 1: Komponent- och verktygslista

Elektronikdelar: Om du är elektronikhobbyist än du hittar många av delarna nedan i ditt lager

• 2 nr. Kärnlös DC -motor med cw och ccw prop 5 $
• 1 nr. ESP-12 eller ESP-07 modul 2 $
• 1 nr. 3,7V 180mAH 20C LiPo -batteri -> 5 $
• 2 nr. SI2302DS A2SHB SOT23 MOSFET 0,05 $
• 5 nr. 3.3kOhm 1/10 watt smd eller 1/4 watt genomgående hålmotstånd 0.05 $ (3.3K till 10K vilket motstånd som helst fungerar)
• 1 nr. 1N4007 smd eller genomgående hålsdiod 0,02 $
• 1 nr. TP4056 1S 1A Lipo laddningsmodul 0,06 $
• 2 hane och 1 hona mini JST -kontakt 0,05 $

Total kostnad ------ 13 $ Ca

Andra delar:

• 2-3 nr. Grillpinne
• 1 nr. 50 cm x 50 cm 3 mm deponark eller något styvt 3 mm skumark
• Enkelkärna isolerad bygeltråd
• Nodemcu eller cp2102 USB till UART -omvandlare som programmerare för att ladda upp firmware till esp8266
• Scotch Tape
• Superlim

Nödvändiga verktyg:

• Lödningsverktyg i hobbyklass
• Kirurgiskt blad med bladhållare
• Lim pistol
• Skala
• Dator med Arduino IDE med ESP8266 Arduino Core
• Android mobiltelefon

Det är allt vi behöver … Nu är vi redo att bygga vårt galna WiFi -kontrollerade plan

Steg 2: Steg 2: Förstå kontrollmekanismen

Detta plan använder differentialkraft för girningskontroll (styrning) och kollektiv dragkraft för stigning (stigning/nedstigning) och lufthastighetsreglering, därför behövs ingen servomotor och endast två huvudkärnlösa likströmsmotorer ger dragkraft och kontroll.

Polyhedral vingform ger rullstabilitet mot yttre kraft (vindbyar). Avsiktligt undvikande av servomotor på kontrollytor (hiss, Aileron och rod) gör konstruktionen av planet mycket lätt att bygga utan någon komplex styrmekanism och reducerar också byggkostnaden. För att styra planet Allt vi behöver är att fjärrstyra båda Coreless DC -motorns fjärrstyrning via WiFi med hjälp av Android -appen som körs på mobiltelefonen. För säkerhets skull, någon vill observera planetens design i 3D, jag har bifogat Fusion 360 -skärmdump och stl -fil här.. du kan använda online stl viewer för att titta på designen från vilken betraktningsvinkel som helst. Återigen är det bara en CAD -design av plan för dokumentation, du behöver inte 3D -skrivare eller laserskärare.. så oroa dig inte:)

Steg 3: Steg 3: Kontrollschema baserat på ESP8266

Låt oss börja med att förstå funktionen för varje komponent i schematisk,

• ESP12e: Denna ESP8266 WiFi SoC tar emot UDP -kontrollpaket från Android -appen och styr RPM för vänster och höger motor. Den mäter batterispänning och RSSI för WiFi -signal och skickar den till Android App.
• D1: ESP8266 -modulen fungerar säkert mellan 1,8V ~ 3,6V i enlighet med databladet, därför kan encells LiPo -batteri inte användas direkt för ESP8266 -strömförsörjning, så stegomvandlare krävs. Minska kretsens vikt och komplexitet Jag har använt 1N4007 -diod för att tappa batterispänningen (4,2V ~ 3,7V) med 0,7V (nedbruten spänning på 1N4007) för att få spänning inom området 3,5V ~ 3,0V som används som matningsspänning för ESP8266. Jag vet att det är ett fult sätt att göra det, men det fungerar bra för det här planet.
• R1, R2 och R3: dessa tre motstånd är minimikrav för ESP8266 minsta inställning. R1 pull-up CH_PD (EN) pin på ESP8266 för att aktivera den. RST-stiftet på ESP8266 är aktivt lågt så R2 drar upp RST-stiftet på ESP8266 och tar det ur återställningsläget. enligt databladet vid uppstart måste GPIO15-stiftet på ESP8266 vara lågt så R3 brukade dra ner GPIO15 för ESP8266.
• R4 och R5: R4 och R5 används för att dra ner grinden på T1 och T2 för att undvika falsk utlösning av mosfets (motorkörning) när ESP8266 startar. (Obs: R1 till R5 -värden som används i detta projekt är 3,3Kohms, men varje motstånd mellan 1K till 10K fungerar sömlöst)
• T1 och T2: Det här är två Si2302DS N-kanals kraftmätare (2,5 ampere) kontrollerar varvtalet för vänster och höger motor med PWM som kommer från GPIO4 och GPIO5 på ESP8266.
• L_MOTOR och R_MOTOR: Dessa är 7 mmx20 mm 35000 varv / minut Coreless DC -motorer som ger differentialkraft för fluga och kontrollplan. Varje motor ger 30 gram dragkraft vid 3,7 V och drar 700 mA ström i hastighet.
• J1 och J2: Dessa är mini JST -kontakter som används för ESP12e -modul och batterianslutning. Du kan använda vilken kontakt som helst som klarar minst 2 Amp ström.

(Obs: Jag förstår fullständigt vikten av att koppla bort kondensatorn i blandad signalkretsdesign, men jag har undvikit avkopplingskondensatorer i detta projekt för att undvika kretskomplexitet och delräkning eftersom endast WiFi -delen av ESP8266 är RF/Analog och ESP12e -modulen själv med nödvändiga avkopplingskondensatorer ombord. BTW utan någon extern avkopplingskondensatorkrets fungerar alldeles utmärkt.)

ESP12e -baserad mottagarschema med programmeringsanslutning i pdf -format bifogas med detta steg.

Steg 4: Steg 4: Styrenhet

Ovanför videon med bildtext visas steg för steg bygglogg för ESP12e Based Receiver cum controller designad för detta projekt. Jag har försökt placera komponenter enligt mina färdigheter. du kan placera komponenter enligt dina färdigheter genom att överväga schemat som gavs i föregående steg.

Endast SMD -mosfets (Si2302DS) är för små och måste tas i akt vid lödning. Jag har dessa mosfeter i mitt lager så jag har använt det. Du kan använda vilken större TO92 -paketkraft som helst med Rdson <0.2ohms och Vgson 1.5Amps. (Föreslå mig om du hittar en sådan mosfet lätt tillgänglig på marknaden..) När den här maskinvaran är klar är vi alla redo att ladda upp firmware för WiFi Plane för att nodemcu denna process som diskuteras i nästa steg.

Steg 5: Steg 5: Inställning och uppladdning av fast programvara ESP8266

ESP8266 firmware för detta projekt är utvecklat med Arduino IDE.

Nodemcu eller USBtoUART Converter kan användas för att ladda upp firmware till ESP12e. I detta projekt använder jag Nodemcu som programmerare för att ladda upp firmware till ESP12e.

Ovanstående video visar steg för steg processen av samma..

Det finns två metoder för att ladda upp denna firmware till ESP12e,

1. Använda nodemcu flasher: Om du bara vill använda wifiplane_esp8266_esp12e.bin binär fil bifogad med detta steg utan några ändringar i firmware än så är den bästa metoden att följa.

   • Ladda ner wifiplane_esp8266_esp12e.bin från bifogade steg.
   • Ladda ner nodemcu flasher repo från sitt officiella github -arkiv och packa upp det.
   • I den uppackade mappen, navigera till nodemcu-flasher-master / Win64 / Release och kör ESP8266Flasher.exe
   • Öppna fliken config i ESP8266Flasher och ändra den binära filvägen från INTERNAL: // NODEMCU till sökvägen för wifiplane_esp8266_esp12e.bin
   • Än följ stegen enligt ovanstående video ….

2. Använda Arduino IDE: Om du vill redigera firmware (dvs. SSID och lösenord för WiFi -nätverk - Android Hotspot i det här fallet) är detta den bästa metoden att följa.

   • Konfigurera Arduino IDE för ESP8266 genom att följa denna utmärkta instruerbara.
   • Ladda ner wifiplane_esp8266.ino från bifogade steg.
   • Öppna Arduino IDE och kopiera koden från wifiplane_esp8266.ino och klistra in den i Arduino IDE.
   • Redigera SSID och lösenord för ditt nätverk i koden genom att redigera följande två rader. och följ stegen enligt videon ovan.
   • char ssid = "wifiplane"; // ditt nätverks SSID (namn) char pass = "wifiplane1234"; // ditt nätverkslösenord (använd för WPA eller använd som nyckel för WEP)

Steg 6: Steg 6: Montering av flygram

Flygramens bygglogg visas steg för steg i videon ovan.

Jag har använt 18cmx40cm bit depronskum för flygplan. Grillpinne används för att ge extra styrka åt flygkroppen och vingen. I bilden ovan finns Plan of of Airframe, men du kan ändra planen enligt dina behov genom att bara ha grundläggande aerodynamik och vikt på planet i åtanke. Genom att överväga elektronisk installation av detta plan kan det flyga plan med en maximal vikt på cirka 50 gram. BTW med denna flygplan och all elektronik inklusive batteriets flygvikt för detta plan är 36 gram.

CG-plats: Jag har använt den allmänna tumregeln för CG för smidig glidning … dess 20% -25% av ackordlängden från vingens främre kant … Med denna CG-inställning med något upplyft hiss glider den med nollgas, nivåflygning med 20-25% gasreglage och med extra gas börjar det klättra på grund av något uppförhiss …

Här är youtube -video av min flygande flygplansdesign med samma elektronik för att bara inspirera dig att experimentera med olika design och också för att bevisa att den här installationen kan användas med många flygplanskonstruktioner.

Steg 7: Steg 7: Inställning och testning av Android -appar

Android App Installation:

Du behöver bara ladda ner filen wifiplane.apk bifogad med detta steg till din smartphone och följa instruktionerna enligt videon ovan.

Om appen, denna Android -app är utvecklad med Processing for Android.

Appen är inte ett signerat paket så du måste aktivera okänd källalternativ i inställningen av din telefon. App behöver bara rätt för att komma åt vibrator och WiFi -nätverk.

Test av flygplan före flygning med Android-appen: När Android-appen är igång på din smartphone, se videon ovan för att veta hur appen fungerar och olika coola funktioner i appen. Om ditt plan svarar på appen på samma sätt som ovanstående video, än dess GREAT … DU HAR GJORT DET …

Steg 8: Steg 8: Det är dags att flyga

Redo att flyga?…

• KOM IN PÅ FÄLTET
• GÖR NÅGOT glidtest
• ÄNDRA HÄVVINKEL eller LÄGG TILL/TA BORT VIKTEN PÅ PLANNASAN TILL DEN GLIDAR MJUKT …
• EN gång det glider mjukt, POWER ON PLANE och ÖPPEN ANDROID APP
• HANDLANCHERINGSPLAN FIRMLY MED 60% GAS TILL Vind
• EN gång det är i luften, borde det enkelt flyga på nivå med runt 20% till 25% THROTTLE