Inhoudsopgave:

Een RC-drone en de zender bouwen met Arduino: 11 stappen
Een RC-drone en de zender bouwen met Arduino: 11 stappen

Video: Een RC-drone en de zender bouwen met Arduino: 11 stappen

Video: Een RC-drone en de zender bouwen met Arduino: 11 stappen
Video: Hét vliegtuig voor beginners | Aeroscout S 2 RTF Unboxing & Montage | Start2RC 2024, November
Anonim
Hoe een RC-drone en de zender te bouwen met behulp van Arduino
Hoe een RC-drone en de zender te bouwen met behulp van Arduino

Een drone maken, dit is tegenwoordig een eenvoudige taak, maar het zal je veel kosten. Dus ik ga je vertellen hoe je een drone kunt bouwen met arduino tegen lage kosten. Ook ga ik je vertellen hoe je de zender van de drone kunt bouwen dus deze drone is volledig zelfgemaakt. Je hoeft geen flight controller boards of zenders te kopen.

Benodigdheden

We hebben deze items nodig om de drone te maken,

  • Voor de drone-

    1. Frame– De "ruggengraat" van de quadcopter. Het frame houdt alle onderdelen van de helikopter bij elkaar. Het moet stevig zijn, maar aan de andere kant ook licht, zodat de motoren en de batterijen geen moeite hebben om het in de lucht te houden.
    2. Motoren - De stuwkracht waarmee de Quadcopter in de lucht kan komen, wordt geleverd door borstelloze gelijkstroommotoren en elk van hen wordt afzonderlijk geregeld door een elektronische snelheidsregelaar of ESC.
    3. ESC's - Elektronische snelheidsregelaar is als een zenuw die de bewegingsinformatie van de hersenen (vluchtcontroller) naar de arm- of beenspieren (motoren) levert. Het regelt hoeveel vermogen de motoren krijgen, wat de snelheid en richtingsveranderingen van de quad bepaalt.
    4. Propellers – Afhankelijk van het type quad kun je props van 9 tot 10 of 11 inch gebruiken (voor stabiele luchtfotografievluchten), of props van 5 inch voor minder stuwkracht maar meer snelheid.
    5. Batterij - Afhankelijk van het maximale spanningsniveau van uw setup, kunt u kiezen uit 2S-, 3S-, 4S- of zelfs 5S-batterijen. Maar de standaard voor een quad die is gepland om te worden gebruikt voor luchtopnamen (slechts een voorbeeld), je hebt een 11,4 V 3S-batterij nodig. Je zou voor de 22,8 V 4S kunnen gaan als je een race-quad bouwt en je wilt dat de motoren veel sneller draaien.
    6. Arduino-bord (Nano)
    7. IMU (MPU 6050) - Een bord dat in feite (afhankelijk van uw keuze) een optelsom is van verschillende sensoren die uw quad helpen te weten waar hij is en hoe hij zichzelf moet nivelleren.
  • Voor de zender-

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

Stap 1: SCHEMA'S

SCHEMA'S
SCHEMA'S

Dit is de belangrijkste blauwdruk van uw operatie.

Hoe de ESC's aan te sluiten:

  • Signaalpen ESC 1 – D3
  • Signaalpen ESC 3 – D9
  • Signaalpen ESC 2 – D10
  • Signaalpen ESC 4 – D11

Hoe de Bluetooth-module aan te sluiten:

  • Tx – Rx
  • Rx – Tx

Hoe de MPU-6050 aan te sluiten:

  • VIB – A4
  • SCL-A5

Hoe de LED-indicator aan te sluiten:

LED-anodepoot – D8

Hoe de ontvanger aan te sluiten:

  • Gashendel – 2Elerons – D4
  • Rolroeren – D5
  • Roer – D6
  • AUX 1 – D7 U hebt de MPU-6050, de Bluetooth-module, de ontvanger en de ESC's nodig om te aarden. En om dat te doen, moet u alle GND-pinnen verbinden met de Arduino GND-pin.

Stap 2: SOLDEER ALLES SAMEN

SOLDEER ALLES SAMEN
SOLDEER ALLES SAMEN
  • Het eerste dat u hoeft te doen, is de vrouwelijke headers nemen en ze op het prototypebord solderen. Dit zal uw Arduino-bord huisvesten.
  • Soldeer ze precies in het midden, zodat er ruimte is voor de rest van de headers voor de MPU, Bluetooth-module, ontvanger en de ESC's, en laat wat ruimte over voor enkele extra sensoren die u in de toekomst misschien wilt toevoegen.
  • De volgende stap is het solderen van de mannelijke headers van de ontvanger en ESC's rechtstreeks vanaf de vrouwelijke Arduino-headers. Hoeveel mannelijke ESC-headerrijen je hebt, hangt af van het aantal motoren dat je drone zal hebben. In ons geval bouwen we een quadcopter, wat betekent dat er 4 rotors en een ESC voor elk zullen zijn. Dat betekent verder 4 rijen met elk 3 mannelijke headers. De eerste header in de eerste rij wordt gebruikt voor de signaal-PID, de tweede voor de 5V (hoewel dit afhankelijk is van uw ESC's met een 5V-pin of niet, zo niet, dan laat u deze headers leeg), en de derde header zal voor de GND zijn.

    Wanneer het soldeergedeelte van de ESC's voorbij is, kunt u doorgaan naar het soldeergedeelte van de ontvanger-headers. In de meeste gevallen heeft een quad 4 kanalen. Dit zijn Throttle, Pitch, Yaw en Roll. Het resterende vrije kanaal (het vijfde) wordt gebruikt voor wijzigingen in de vliegmodus (het hulpkanaal). Dit betekent dat je mannelijke headers in 5 rijen moet solderen. En op één na heeft elke rij één koptekst, terwijl slechts één van die rijen 3 kopteksten op een rij nodig heeft.

  • alle gronden waren verbonden met de Arduino-gronden. Dat omvat alle ESC-aarde, ontvanger-aarde (Throttle-signaalkop volledig rechts) en de Bluetooth-module en MPU-aarde.
  • Vervolgens moet u de schema's en de verbindingen volgen die we hierboven hebben uitgelegd. Bijvoorbeeld de MPU (SDA – A4, en SCL – A5), en voor Bluetooth (TX – TX en RX – RX) van Arduino. Volg daarna gewoon de verbindingen zoals we ze hebben geschreven: signaalpinnen van ESC1, ESC2… naar D3, D10… van Arduino. Vervolgens worden de signaalpinnen van de ontvanger Pitch - D2, Roll - D4 … enzovoort. Verder moet je de lange kabel van de LED (positieve terminal) aansluiten op de Arduino D8-pin, evenals de weerstand van 330 ohm tussen de aarde van Arduino en de LED Short lead (negatieve terminal) toevoegen. Het laatste dat u moet doen, is zorgen voor een 5V-stroombronverbinding. En daarvoor moet je de zwarte draad (aarde van de batterij) parallel verbinden met de aarde van al je componenten, en de rode draad met Arduino, MPU en Bluetooth-module, 5V-pinnen. Nu moet de MPU 6050 worden gesoldeerd aan mannelijke headers aan degene die u van plan bent te gebruiken. Draai daarna het bord 180 graden en sluit al je componenten aan op de respectievelijke headers op het prototypebord.
  • Zet hem aan en je Arduino is klaar om codes toe te voegen via een computer!

Stap 3: HOE PROGRAMMEER U UW ARDUINO FLIGHT CONTROLLER

HOE JE ARDUINO VLUCHTCONTROLLER TE PROGRAMMEREN
HOE JE ARDUINO VLUCHTCONTROLLER TE PROGRAMMEREN
HOE JE ARDUINO VLUCHTCONTROLLER TE PROGRAMMEREN
HOE JE ARDUINO VLUCHTCONTROLLER TE PROGRAMMEREN
HOE JE ARDUINO VLUCHTCONTROLLER TE PROGRAMMEREN
HOE JE ARDUINO VLUCHTCONTROLLER TE PROGRAMMEREN
  1. Eerst moet je de MultiWii 2.4 downloaden. Pak het dan uit.
  2. Ga naar de MultiWii-map, zoek naar het MultiWii-pictogram en voer het uit
  3. Gebruik de Arduino IDE om het "Arduino-bestand" of Multiwii-bestand met ".ino" te vinden. Elk "CPP-bestand" of "H-bestand" zijn de ondersteuningsbestanden voor onze Multiwii-code, dus open deze niet. Gebruik gewoon het bestand Multiwii.ino.
  4. Wanneer u het bestand opent, vindt u veel tabbladen Alarms.cpp, Alarms.h, EEPROM.cpp, EEPROM.h en nog veel meer. Zoek de "config.h"
  5. Scroll naar beneden tot je 'Het type multi-copter' vindt en door vervolgens de "//" te verwijderen die je markeert, is deze gedefinieerd en actief. Quad X omdat we ervan uitgaan dat u de "X" -rotorconfiguratie op uw quad gebruikt.
  6. Scroll nu naar beneden en zoek naar "Gecombineerde IMU-borden" en activeer het type Gyro+Acc-bord dat u gebruikt. In ons geval hebben we de GY-521 gebruikt, dus die optie hebben we geactiveerd.
  7. Als u besluit om andere sensoren toe te voegen, zoals een barometer of een ultrasone sensor, hoeft u ze hier alleen maar te "activeren" en ze zullen werken.
  8. De volgende is de "Buzzer-pin", daar moet je de vluchtindicator-opties activeren (de eerste 3)
  9. Koppel het Arduino-bord los van de Flight-controller en sluit het vervolgens via USB op uw computer aan. Eenmaal uit de FC en aangesloten op uw computer, vindt u TOOLS en selecteert u het type van uw Arduino-bord (in ons geval Arduino Nano).
  10. Zoek nu "Seriële poort" en activeer de COM-poort waarmee de Arduino Nano is verbonden (ons geval, COM3). Klik ten slotte op de pijl en upload de code, en wacht tot de code is overgedragen.
  11. Wanneer het uploaden is voltooid, koppelt u de Arduino los van de USB, plaatst u deze terug op zijn plaats in het FC-bord en sluit u een 5V-batterij aan zodat de hele FC wordt ingeschakeld en wacht u tot de LED op de Arduino rood is. Dat betekent dat het opstarten is voltooid en dat u het opnieuw op uw computer kunt aansluiten. Zoek nu de map Multiwii 2.4, vervolgens de MultiwiiConfig en zoek de map die compatibel is met uw besturingssysteem. In ons geval is dit de "application.windows64".
  12. Start nu de MultiwiiConf-toepassingEn dat is alles! U zult meteen merken hoe u de FC beweegt, de waarden voor de versnellingsmeter en gyroscoopgegevens op het scherm. De oriëntatie van uw FC wordt onderaan weergegeven. In deze interface kunt u de PID-waarden wijzigen en uw quad afstemmen op aansluiten bij uw persoonlijke voorkeuren. En u kunt in deze interface ook de vliegmodi toewijzen aan bepaalde Auxillaire schakelaarposities. Het enige dat u nu hoeft te doen, is een plaats voor uw Arduino FC op het frame vinden en hij is klaar om de lucht in te gaan.

Stap 4: Kader

Kader
Kader

Nu hoef je alleen nog maar alle onderdelen aan het frame te bevestigen. Je kunt een frame kopen of je kunt er zelf een maken

Stap 5: Montage van de motoren en snelheidsregelaars

Montage van de motoren en snelheidsregelaars
Montage van de motoren en snelheidsregelaars
  • Eerst moet je de gaten in het frame voor de motoren boren, volgens de afstand tussen de schroefgaten op de motoren. Het zou goed zijn om nog een gat te maken waardoor de clip en de as van de motor vrij kunnen bewegen.
  • Het wordt aanbevolen om de snelheidsregelaars aan de onderkant van het frame aan te sluiten vanwege verschillende redenen die betrekking hebben op de functionaliteit van de drone. Deze redenen zijn onder meer dat het de bovenzijde van de drone zal "lossen" waar andere componenten moeten worden toegevoegd.

Stap 6: De Flight Controller en de batterij toevoegen

De Flight Controller en de batterij toevoegen
De Flight Controller en de batterij toevoegen
  • Monteer nu onze zelfgemaakte vluchtcontroller (arduino-ontvanger) in het midden van het drone-frame.
  • Het wordt aanbevolen om een klein stukje spons aan de onderkant van de vluchtcontroller te plaatsen, omdat dit de trillingen van de motoren absorbeert en vermindert. Zo zal je drone stabieler zijn tijdens het vliegen, en stabiliteit is de sleutel tot het vliegen met een drone.
  • Voeg nu de lipo-batterij toe aan de onderkant van het frame en zorg ervoor dat de drone in evenwicht is met het midden.
  • nu is je drone klaar om op te stijgen

Stap 7: De zender maken

De zender maken
De zender maken
De zender maken
De zender maken
  • De radiocommunicatie van deze controller is gebaseerd op de NRF24L01-zendontvangermodule die bij gebruik met een versterkte antenne een stabiel bereik tot 700 meter in open ruimte kan hebben. Het beschikt over 14 kanalen, waarvan 6 analoge ingangen en 8 digitale ingangen.
  • Het heeft twee joysticks, twee potentiometers, twee tuimelschakelaars, zes knoppen en bovendien een interne meeteenheid bestaande uit een versnellingsmeter en een gyroscoop die ook kan worden gebruikt om dingen te regelen door gewoon te bewegen of de controller te kantelen.

Stap 8: Schakelschema

Schakelschema
Schakelschema
  • Het brein van deze RC-controller is een Arduino Pro Mini die wordt aangedreven door 2 LiPo-batterijen die ongeveer 7,4 volt produceren. We kunnen ze rechtstreeks aansluiten op de RAW-pin van de Pro Mini die een spanningsregelaar heeft die de spanning verlaagde naar 5V. Merk op dat er twee versies van de Arduino Pro Mini zijn, zoals degene die ik heb die werkt op 5V en de andere op 3,3V.
  • Aan de andere kant heeft de NRF24L01-module strikt 3,3 V nodig en het wordt aanbevolen om van een speciale bron te komen. Daarom moeten we een 3.3V spanningsregelaar gebruiken die is aangesloten op de batterijen en de 7.4V omzetten naar 3.3V. Ook moeten we een ontkoppelcondensator direct naast de module gebruiken om de spanning stabieler te houden, dus ook de radiocommunicatie zal stabieler zijn. De NRF24L01-module communiceert met de Arduino via het SPI-protocol, terwijl de MPU6050-versnellingsmeter en gyromodule het I2C-protocol gebruiken.
  • Je moet alle onderdelen aan elkaar solderen volgens het diagram. Je kunt een circuit ontwerpen en printen dat het gemakkelijker maakt.

Stap 9: De zender coderen

De zender coderen
De zender coderen
De zender coderen
De zender coderen
  • Voor het programmeren van een Pro Mini-bord hebben we een USB naar serieel UART-interface nodig die kan worden aangesloten op de programmeerkop aan de bovenzijde van onze controller.
  • Vervolgens moeten we in het menu Arduino IDE-tools het Arduino Pro- of Pro Mini-bord selecteren, de juiste versie van de processor selecteren, de poort selecteren en de programmeermethode "USBasp" selecteren.
  • Hier is de volledige Arduino-code voor deze DIY Arduino RC-zender:
  • Upload het naar de arduino pro mini.

Stap 10: De ontvanger coderen

  • Hier is een eenvoudige ontvangercode waar we de gegevens zullen ontvangen en deze eenvoudig op de seriële monitor zullen afdrukken, zodat we weten dat de communicatie goed werkt. Nogmaals, we moeten de RF24-bibliotheek opnemen en de objecten en de structuur op dezelfde manier definiëren als in de zendercode. In de setup-sectie moeten we bij het definiëren van de radiocommunicatie dezelfde instellingen gebruiken als de zender en de module als ontvanger instellen met behulp van de radio.startListening()-functie.
  • Upload het naar de ontvanger

Stap 11: Het opstijgen van de drone

De drone opstijgen
De drone opstijgen
  • Plaats eerst uw drone op de grond en maak hem klaar voor gebruik. Pak je vluchtcontroller en begin dan voorzichtig en veilig aan je eerste vlucht.
  • Het wordt echter ten zeerste aanbevolen om de drone langzaam op te drijven. Zorg er bovendien voor dat je hem voor het eerst op een lagere hoogte vliegt.
  • Ik hoop dat dit artikel je zal helpen om je zelfgemaakte drone te bouwen.
  • Vergeet deze niet te liken en een reactie achter te laten.

Aanbevolen: