Die Hauptaufgabe, die sich der Autor gestellt hat hausgemacht - Machen Sie einen preiswerten Quadrocopter, dessen Flug sich aufgrund stabilisiert Arduino. Ein anderer Quadrocopter hat autonome Kraft. Die Gesamtkosten für ein solches hausgemachtes Produkt betragen ca. 60 USD.
Wenn es eine größere Menge gibt, ist es perspektivischer, hausgemachte Motoren ohne Bürsten mit den entsprechenden Steuerungen auszustatten.
Zur Stabilisierung des Fluges werden ein Gyroskop und ein Beschleunigungsmesser verwendet. Ein Gyroskop wird benötigt, um den Neigungswinkel des Quadrocopters relativ zur Schwerkraft der Erde zu bestimmen. Der Beschleunigungsmesser wird zur Berechnung der Beschleunigung benötigt.
Materialien und Werkzeuge:
- Lithiumbatterien (3,7 V);
- Drähte;
- Transistor ULN2003A Darlington-Transistor (Sie können leistungsstärkere Transistoren verwenden);
- Motoren wie 0820 Coreless Motors;
- Mikrocontroller Arduino Uno;
- MPU-6050-Karte (sowohl ein Gyroskop als auch ein Beschleunigungsmesser);
- das Vorhandensein eines 3D-Druckers oder der Zugriff darauf;
- notwendige Werkzeuge.
Herstellungsprozess:
Erster Schritt. Erstellen Sie ein Quadrocopter-Gehäuse
Der Fall ist sehr schnell und einfach erledigt. Es wird mit einem 3D-Drucker gedruckt. Die Gestaltung des Rahmens ist daher gut, weil er dank des Drucks von "Waben" leicht herauskommt. Das Teiledesign fand im Solidworks-Programm statt. Mit diesem Programm können Sie die Parameter des Falls bearbeiten und gegebenenfalls eigene Änderungen daran vornehmen.
Nachdem der Quadrocopter-Rahmen gedruckt wurde, können Sie die Motoren einbauen und die Drähte anlöten.
Schritt zwei Wir verbinden Arduino
Wie Sie die MPU6050-Karte anschließen, sehen Sie in der folgenden Abbildung. Es ist wichtig zu verstehen, dass die Arduino-Bibliothek eine Verbindung über diese Kontakte bedeutet. Wenn Sie eine Schaltung eines anderen Herstellers verwenden, müssen Sie sicherstellen, dass die Kontakte in derselben Reihenfolge sind.
Zur Stromversorgung der Karte wird nur eine Spannung von 3,3 V verwendet. Wenn sie mit 5 V betrieben wird, verschlechtert sie sich. Einige MPU6050-Karten verfügen über eine Sicherung, die das System vor Hochspannung schützt. Es ist jedoch besser, dies nicht zu riskieren. Wenn die Karte Kontakt AD0 hat, muss sie mit Masse (GND) verbunden werden. In diesem Fall wird das VIO direkt auf der Karte mit dem AD0-Ausgang verbunden, sodass Sie den AD0-Pin nicht anschließen müssen.
Damit der Arduino die Motoren steuern kann, werden Transistoren benötigt, dank denen es möglich sein wird, die Motoren mit viel Spannung zu versorgen. Sie können detaillierter sehen, wie alle Elemente im Diagramm verbunden sind.
Schritt drei Skizze für Arduino
Nachdem die MPU-6050 mit dem Arduino verbunden ist, müssen Sie sie einschalten und die I2C-Scanner-Codeskizze herunterladen.Als nächstes müssen Sie den Programmcode kopieren und in eine leere Skizze einfügen. Danach müssen Sie den seriellen Arduino IDE-Monitor (Tools-> Serial Monitor) öffnen und sicherstellen, dass 9600 angeschlossen ist.
Wenn alles richtig gemacht wurde, wird ein I2C-Gerät erkannt, ihm wird die Adresse 0x68 oder 0x69 zugewiesen, es muss notiert werden.
Als nächstes wird eine Skizze geladen, die Informationen vom Gyroskop und Beschleunigungsmesser verarbeitet. Es gibt viele davon im Internet, aber es ist am besten zu verwenden.
In der letzten Phase müssen Sie die Werte des Gyroskops und des Beschleunigungsmessers kalibrieren. Suchen Sie dazu eine flache Oberfläche und legen Sie die MPU6050 darauf. Als nächstes wird die Skizze für die Kalibrierung gestartet, die erhaltenen Abweichungsdaten werden aufgezeichnet und dann in der Skizze MPU6050_DMP6 verwendet.
Schritt vier Programm für Arduino
Dank des angelegten Programms stabilisiert sich der Quadrocopter und friert in einem stabilen Zustand ein. Als nächstes wird mit diesem Programm eine Quadrocopter-Steuerung durchgeführt.
Zur Stabilisierung des Quadrocopters werden zwei PID-Regler verwendet. Eine wird für die Tonhöhe und die zweite für das Rollen benötigt. Die Steuerung misst die Drehzahl der Schrauben und auf dieser Grundlage wird der Quadrocopter gesteuert.
Schritt fünf Quadrocopter-Modifikation
Das Hauptproblem eines kleinen und billigen Quadrocopters ist sein Gewicht. Um dieses Problem zu lösen, müssen Sie leistungsstärkere und leichtere Motoren installieren. Bürstenlose Motoren sind am besten geeignet und werden auch als Ventilmotoren bezeichnet. Sie sind viel besser als Bürsten, aber Sie müssen auch Geschwindigkeitsregler für sie kaufen, damit die Kosten für hausgemachte Produkte stark steigen.
Um das Design zu vereinfachen, verwenden Sie am besten den Arduino Uno-Controller. Sie können den bereits zusammengenähten Mikroprozessorchip daraus entfernen und ihn dann direkt auf das ProtoBoard legen. Infolgedessen wird sich herausstellen, dass ungefähr 30 Gramm Gewicht gewonnen werden, was ziemlich gut ist. Eine Alternative ist die Verwendung des Arduino Pro Mini.
Ein Programm, das zur Steuerung hausgemachter Arbeit erstellt wurde, kann problemlos erweitert werden. Die wichtigste Aufgabe ist jedoch die Stabilisierung des Quadrocopters im Flug. Zu diesem Zeitpunkt war er vollständig gelöst. Um hausgemachte Arbeiten fernzusteuern, können Sie das Bluetooth-Modul verwenden oder sich die Sender / Empfänger genauer ansehen.