De belangrijkste taak die de auteur zichzelf heeft gesteld zelfgemaakt - maak een goedkope quadrocopter, waarvan de vlucht zal stabiliseren als gevolg van Arduino. Een andere quadrocopter heeft autonome kracht. De totale kosten van zo'n zelfgemaakt product zijn ongeveer $ 60.
Als er een substantieel bedrag is, is het veelbelovender om zelfgemaakte motoren zonder borstels uit te rusten met de bijbehorende controllers.
Om de vlucht te stabiliseren wordt gebruik gemaakt van een gyroscoop en een versnellingsmeter. Een gyroscoop is nodig om de hellingshoek van de quadrocopter ten opzichte van de zwaartekracht van de aarde te bepalen. De versnellingsmeter is nodig om de acceleratie te berekenen.
Materialen en gereedschappen:
- lithiumbatterijen (3,7 V);
- draden;
- transistor ULN2003A Darlington-transistor (u kunt krachtigere transistors gebruiken);
- motoren zoals 0820 Coreless Motors;
- microcontroller Arduino Uno;
- MPU-6050-kaart (het is zowel een gyroscoop als een versnellingsmeter);
- de aanwezigheid van een 3D-printer of toegang daartoe;
- noodzakelijke tools.
Fabricageproces:
Eerste stap. Maak een quadrocopterbehuizing
De zaak is heel snel en eenvoudig gedaan. Het wordt afgedrukt met een 3D-printer. Het creëren van het frame is daarom goed omdat het licht naar buiten komt, dit alles dankzij het bedrukken van "honingraten". Onderdelenontwerp vond plaats in het Solidworks-programma. Met behulp van dit programma kunt u de parameters van de case bewerken en indien nodig uw eigen wijzigingen aanbrengen.
Nadat het quadrocopterframe is afgedrukt, kunt u de motoren installeren en de draden eraan solderen.
Stap twee We verbinden Arduino
Het aansluiten van de MPU6050-kaart is te zien in het onderstaande diagram. Het is belangrijk om te begrijpen dat de Arduino-bibliotheek betekent dat je verbinding maakt via deze contacten. Als u een circuit van een andere fabrikant gebruikt, is het belangrijk om ervoor te zorgen dat de contacten in dezelfde volgorde staan.
Er wordt slechts 3,3 V spanning gebruikt om het bord van stroom te voorzien. Sommige MPU6050-kaarten hebben een zekering die het systeem beschermt tegen hoogspanning, maar u kunt er beter geen risico op nemen. Als de kaart contact AD0 heeft, moet deze worden verbonden met aarde (GND). In dit geval wordt de VIO rechtstreeks op de AD0-uitgang op het bord aangesloten, dus u hoeft de AD0-pin niet aan te sluiten.
Om Arduino de motoren te laten besturen, zijn transistors nodig, dankzij hen is het mogelijk om veel spanning aan de motoren te leveren. In het diagram kunt u meer gedetailleerd zien hoe alle elementen met elkaar zijn verbonden.
Stap drie Schets voor Arduino
Nadat de MPU-6050 is aangesloten op de Arduino, moet u deze inschakelen en de I2C-scannercodeschets downloaden.Vervolgens moet u de programmacode kopiëren en in een lege schets plakken. Daarna moet je de Arduino IDE seriële monitor openen (Tools-> Serial Monitor) en zorg ervoor dat 9600 is aangesloten.
Als alles correct is gedaan, wordt een I2C-apparaat gedetecteerd, het krijgt het adres 0x68 of 0x69 toegewezen, het moet worden opgeschreven.
Vervolgens wordt een schets geladen, die informatie van de gyroscoop en versnellingsmeter verwerkt. Er zijn er veel op internet, maar het is het beste om te gebruiken.
In de laatste fase moet u de waarden van de gyroscoop en versnellingsmeter kalibreren. Zoek hiervoor een vlak oppervlak en plaats de MPU6050 erop. Vervolgens wordt de schets voor kalibratie gestart, worden de verkregen afwijkingsgegevens geregistreerd en vervolgens gebruikt in de schets MPU6050_DMP6.
Stap vier Programma voor Arduino
Dankzij het opgestelde programma stabiliseert de quadrocopter en vriest in een stabiele toestand. Vervolgens wordt met dit programma de quadrocopterbesturing uitgevoerd.
Om de quadrocopter te stabiliseren, worden twee PID-controllers gebruikt. Een is nodig voor toonhoogte en de tweede voor rollen. De controller meet het toerental van de schroeven en op basis hiervan wordt de quadrocopter aangestuurd.
Stap vijf Quadrocopter-wijziging
Het grootste probleem van een kleine en goedkope quadrocopter is het gewicht. Om dit probleem op te lossen, moet u krachtigere en lichtere motoren installeren, borstelloze motoren zijn het meest geschikt, ze worden ook klepmotoren genoemd. Ze zijn veel beter dan borstels, maar je moet er ook snelheidsregelaars voor kopen, dus de kosten van zelfgemaakte producten stijgen sterk.
Om het ontwerp eenvoudiger te maken, kun je het beste de Arduino Uno-controller gebruiken, je kunt de reeds gestikte microprocessor-chip eruit halen en deze direct op het ProtoBoard plaatsen. Als gevolg hiervan zal het ongeveer 30 gram gewicht winnen, wat best goed is. Een alternatief is om de Arduino Pro Mini te gebruiken.
Een programma dat is gemaakt om zelfgemaakt werk te regelen, kan eenvoudig worden uitgebreid. Maar de belangrijkste taak is om de quadrocopter tijdens de vlucht te stabiliseren, in dit stadium was deze volledig opgelost. Om zelfgemaakt werk op afstand te bedienen, gebruik je de bluetooth module of bekijk je de zenders / ontvangers van dichterbij.