Den huvuduppgift som författaren har satt sig hemlagad - skapa en billig quadrocopter, vars flyg stabiliseras på grund av Arduino. En annan quadrocopter har autonom styrka. Den totala kostnaden för en sådan hemlagad produkt är cirka $ 60.
Om det finns en mer betydande mängd, är det mer lovande att utrusta hemmagjorda motorer utan borstar med motsvarande styrenheter.
För att stabilisera flyget används ett gyroskop och en accelerometer. Ett gyroskop behövs för att bestämma kvadrokopterns lutningsvinkel relativt jordens tyngdkraft. Accelerometern behövs för att beräkna accelerationen.
Material och verktyg:
- litiumbatterier (3,7 V);
- ledningar;
- transistor ULN2003A Darlington Transistor (du kan använda kraftigare transistorer);
- motorer som 0820 Coreless Motors;
- mikrokontroller Arduino Uno;
- MPU-6050-kort (det är både ett gyroskop och en accelerometer);
- närvaron av en 3D-skrivare eller åtkomst till den;
- nödvändiga verktyg.
Tillverkningsprocess:
Första steget. Skapa ett quadrocopter-hus
Fallet görs mycket snabbt och enkelt. Det skrivs ut med en 3D-skrivare. Skapandet av ramen är därför bra eftersom det kommer ut lätt, allt detta tack vare tryckningen av "honungskakor". Delkonstruktion ägde rum i Solidworks-programmet. Med detta program kan du redigera ärendets parametrar, göra dina egna ändringar av det, om det behövs.
När quadrocopter-ramen har skrivits ut kan du installera motorerna och löda ledningarna på dem.
Steg två Vi ansluter Arduino
Hur du ansluter MPU6050-kortet kan ses i diagrammet nedan. Det är viktigt att förstå att Arduino-biblioteket innebär anslutning via dessa kontakter. Om du använder en krets från en annan tillverkare är det viktigt att se till att kontakterna är i samma sekvens.
Endast 3,3 V spänning används för att driva kortet, om det drivs från 5 V kommer det att försämras. Vissa MPU6050-kort har en säkring som skyddar systemet från högspänning, men det är bättre att inte riskera det. Om kortet har kontakt AD0 måste det vara anslutet till jord (GND). I det här fallet är VIO ansluten till AD0-utgången direkt på kortet, så du behöver inte ansluta AD0-stiftet.
För att Arduino ska kunna styra motorerna kommer transistorer att behövas, tack vare dem kommer det att vara möjligt att leverera mycket spänning till motorerna. Du kan se mer detaljerat hur alla element är anslutna i diagrammet.
Steg tre Skiss för Arduino
När MPU-6050 är ansluten till Arduino måste du slå på den och ladda ner skissen för I2C-skannern.Därefter måste du kopiera programkoden och klistra in den i en tom skiss. Efter det måste du öppna Arduino IDE seriell bildskärm (Verktyg-> Seriell bildskärm) och se till att 9600 är ansluten.
Om allt görs på rätt sätt, kommer en I2C-enhet att upptäckas, den kommer att tilldelas adressen 0x68 eller 0x69, den måste skrivas ned.
Därefter laddas en skiss som behandlar information från gyroskopet och accelerometer. Det finns många av dem på Internet, men det är bäst att använda.
I det sista steget måste du kalibrera värdena på gyroskopet och accelerometer. För att göra detta, hitta en plan yta och placera MPU6050 på den. Därefter startas skissen för kalibrering, de erhållna avvikelsesdata registreras och används sedan i skissen MPU6050_DMP6.
Steg fyra Program för Arduino
Tack vare programmet som har lagts stabiliserar och fryser quadrocopter i stabilt tillstånd. Därefter, med detta program, utförs quadrocopter-kontrollen.
För att stabilisera quadrocopter används två PID-kontroller. En behövs för tonhöjd, och den andra för rullning. Styrenheten mäter skruvarnas rotationshastighet och baserat på detta styrs fyrhjulskoptern.
Steg fem Quadrocopter-modifiering
Huvudproblemet med en liten och billig quadrocopter är dess vikt. För att lösa detta problem måste du installera kraftfullare och lättare motorer, borstfria motorer passar bäst, de kallas också ventilmotorer. De är mycket bättre än borstar, men du måste också köpa hastighetsreglage för dem, så kostnaden för hembakade produkter ökar kraftigt.
För att underlätta designen är det bäst att använda Arduino Uno-kontrollen, du kan ta bort det redan sydd mikroprocessorchipet från det och sedan lägga det direkt på ProtoBoard. Som ett resultat kommer det att bli ungefär 30 gram vikt, vilket är ganska bra. Ett alternativ är att använda Arduino Pro Mini.
Ett program som skapades för att kontrollera hemlagat arbete kan enkelt utökas. Men den viktigaste uppgiften är att stabilisera quadrocopter under flygning, i detta skede löstes den helt. För att kontrollera hemlagat arbete på distans kan du använda Bluetooth-modulen eller titta närmare på sändarna / mottagarna.