DIY Smart Follow Me-drone met camera (op Arduino gebaseerd) - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:19

Drones zijn tegenwoordig erg populair speelgoed en gereedschap. Je kunt professionele en zelfs beginnersdrones en vliegende gadgets op de markt vinden. Ik heb vier drones (quadcopters en hexcopters), omdat ik dol ben op alles wat vliegt, maar de 200e vlucht is niet zo interessant en begint saai te worden, dus besloot ik mijn eigen drone te bouwen met wat extra functies. Ik programmeer graag Arduino en ontwerp circuits en gadgets, dus begon ik het te bouwen. Ik gebruikte de MultiWii-vluchtcontroller die is gebaseerd op de ATMega328-chip die ook in de Arduino UNO wordt gebruikt, dus het programmeren was vrij eenvoudig. Deze drone kan worden verbonden met een Android-smartphone die zijn GPS-gegevens naar de drone stuurt, die vergelijkbaar is met zijn eigen GPS-signaal, en vervolgens de telefoon begint te volgen, dus als ik me op straat beweeg, volgt de drone mij. Heeft natuurlijk nog veel tekortkomingen, want ik kon geen professionele filmdrone maken, maar volgt de telefoon, maakt een video en heeft ook een ultrasone afstandssensor om de obstakels in de lucht te ontwijken. Ik denk dat dit vrij veel kenmerken zijn van een zelfgemaakte drone. Ik zal zo snel mogelijk een video over een vlucht uploaden, maar het is moeilijk om goede kwaliteit records te maken met een altijd bewegende drone.

Stap 1: Belangrijkste eigenschappen

De drone gaat bijna volledig automatisch, je hoeft hem niet te besturen, want volgt je telefoon die normaal in je fiets zit, de ultrasone sensor helpt om bomen, gebouwen en andere obstakels te omzeilen en de gps geeft een zeer nauwkeurige positiegegevens, maar laten we eens kijken wat we in totaal hebben:

• 1000mAh batterij, genoeg voor 16-18 minuten continu vliegen
• ultrasone sensor om obstakels in de lucht te vermijden
• Bluetooth-module om gegevens van de telefoon te ontvangen
• Op Arduino gebaseerde microcontroller
• ingebouwde gyroscoop
• gereguleerde maximale hoogte (5 meter)
• wanneer de batterij bijna leeg is, landt automatisch op de telefoon (hopelijk in uw handen)
• kost ongeveer $ 100 om te bouwen
• kan op alles worden geprogrammeerd
• met behulp van de GPS kun je de drone naar alle coördinaten sturen
• quadcopter ontwerp
• uitgerust met een 2MP 720p HQ videocamera
• weegt 109 gram (3,84 ounces)

Dus dat is alles wat de eerste versie kan doen, natuurlijk wil ik het ontwikkelen. In de zomer wil ik met deze software mijn grotere drone hacken.

Stap 2: Vluchttestvideo

Ik heb twee goede vrienden van mij gevraagd om voor in de drone te lopen, terwijl ik onder de drone zat, om hem te redden als hij zou vallen. Maar de test is geslaagd, en zoals je kunt zien is de drone nog steeds niet erg stabiel, maar werkte. De linker man in een geel T-shirt hield de telefoon vast, die de GPS-gegevens doorstuurde. De videokwaliteit van deze camera is niet de beste, maar ik heb geen 1080p-camera's met een laag gewicht gevonden.

Stap 3: Onderdelen en gereedschappen verzamelen

Voor dit project heb je een aantal nieuwe en ongebruikelijke onderdelen nodig. Ik ontwierp van lage gewicht en gerecyclede onderdelen om de kosten te verlagen, en slaagde erin om zeer goede materialen voor het frame te krijgen. Maar laten we eens kijken wat we nodig hebben! Ik kocht het merk Crius van de vluchtcontroller van Amazon.com en werkte

Gereedschap:

• Soldeerbout
• Lijmpistool
• Snijder
• Draadknipper
• Roterend gereedschap
• Superlijm
• Ductape
• Elastiekje

Onderdelen:

• MultiWii 32kB Flight Controller
• Seriële GPS-module
• Serieel naar I2C-converter
• Bluetooth-module
• Ultrasoon sensor
• Rietjes
• Plastic stuk
• Overbrenging
• Motoren
• Propellers
• Schroeven
• L293D Motor Driver (het was een slechte keuze, ik zal corrigeren in de tweede versie)
• 1000mAh lithium-ionbatterij

Stap 4: Monteer de propellers

Ik kocht deze propellers met motoren van Amazon.com voor 18 dollar, het zijn reserveonderdelen voor de Syma S5X-drone, maar ze leken nuttig, dus ik bestelde ze en werkte prima. Je hoeft alleen maar de motor in zijn gat te plaatsen en de rekwisieten aan de tandwieloverbrenging te bevestigen.

Stap 5: Schakelschema

Kijk tijdens het werken altijd naar het schema en wees voorzichtig met de aansluitingen.

Stap 6: Soldeermotoren aan de driver

Nu moet je alle kabels van de motoren naar het L293D motor driver IC solderen. Kijk naar de foto's, ze zeggen veel meer, je moet zwarte en blauwe draden aansluiten op de GND en positieve draden op de uitgangen 1-4, net als ik. De L293D kan deze motoren aansturen, maar ik raad aan om wat vermogenstransistors te gebruiken omdat deze chip niet alle vier de motoren op hoog vermogen (meer dan 2 Ampère) aankan. Knip daarna rietjes van 15 cm af, deze houden de motoren op hun plaats. Ik gebruikte extra sterke rietjes die ik kreeg van een plaatselijke bakker en café. Zet deze rietjes voorzichtig op de tandwielen van de motoren.

Stap 7: Het frame monteren

Gelieve pijn aandacht op de tweede foto, dat laat zien hoe de propellers uitrusten. Gebruik wat hete lijm en superlijm voor alle vier de propellers en controleer vervolgens de verbindingen. Het is erg belangrijk dat de propellers zich op dezelfde afstand van elkaar bevinden.

Stap 8: Draden toevoegen aan de L293D

Neem vier vrouwelijke-vrouwelijke jumperdraden en knip deze doormidden. Soldeer ze vervolgens aan de resterende pinnen van het IC. Dit zal helpen om de pinnen te verbinden met de I/O-pinnen van de Arduino. Nu is het tijd om het circuit te bouwen.

Stap 9: Het circuit

Alle modules worden meegeleverd met de flight controller kit die ik heb besteld, dus je hoeft ze alleen maar aan elkaar te koppelen. De Bluetooth gaat naar de seriële poort, de GPS eerst in de I2C-converter en vervolgens in de I2C-poort. Nu kunt u dit op uw drone uitrusten.

Stap 10: Het circuit op het frame plaatsen

Gebruik wat dubbelzijdig plakband en voeg eerst de GPS toe. Deze sponstape houdt alles op zijn plaats, dus lijm elke module één voor één op het plastic stuk. Als je hiermee klaar bent, kun je de pinnen van de motordriver aansluiten op de MultiWii.

Stap 11: De twee circuits aansluiten

De ingangspinnen gaan naar de D3, D9, D10, D11, de andere moeten worden aangesloten op de VCC+ en GND- pinnen. Schemantiek wordt morgen geüpload.

Stap 12: Batterij…

Ik heb wat elastiekjes gebruikt om mijn batterij aan de onderkant van de drone te bevestigen en houdt daar behoorlijk stevig vast. Ik plugde in en werkte, precies zoals ik me had voorgesteld.

Stap 13: De ultrasone sensor

De sonarsensor wordt met een rubberen band op de drone bevestigd en verbonden met de D7- en D6-pinnen van de MultiWii-controller.

Stap 14: Hoe het te programmeren?

Je moet een Serial FTDI module gebruiken om de chip te programmeren. De kit bevat ook de programmeermodule.

Stap 15: Hoe werkt een GPS?

Het Global Positioning System (GPS) is een ruimtegebaseerd navigatiesysteem dat locatie- en tijdinformatie levert in alle weersomstandigheden, overal op of nabij de aarde waar er een onbelemmerde zichtlijn is naar vier of meer GPS-satellieten. Het systeem biedt kritieke mogelijkheden aan militaire, civiele en commerciële gebruikers over de hele wereld. De regering van de Verenigde Staten heeft het systeem gecreëerd, onderhoudt het en maakt het vrij toegankelijk voor iedereen met een GPS-ontvanger. GPS-modules geven meestal een reeks standaardinformatiereeksen uit, onder het zogenaamde National Marine Electronics Association (NMEA) -protocol. Meer informatie over NMEA standaard datastrings is te vinden op deze site.

Voor meer informatie over programmeren lees dit:

Stap 16: De software

Ik weet niet of de software al op de chip is geüpload of niet, maar hier zal ik uitleggen wat ik moet doen. Download eerst de officiële MultiWii-bibliotheek naar uw computer. Pak het.zip-bestand uit en open het vervolgens het MultiWii.ino-bestand. Kies "Arduino/Genuino UNO" en upload het naar je bord. Nu heeft uw microcontroller alle functies vooraf geïnstalleerd. De gyroscoop, de lichten, de Bluetooth en zelfs het kleine LCD-scherm (dat in dit project niet wordt gebruikt) werkt met de geüploade code. Maar deze code kan alleen worden gebruikt om te testen of de modules perfect werken of niet. Probeer de drone te kantelen en je zult zien dat de motoren zullen draaien vanwege de gyrosensor. We moeten de code van de controller aanpassen om de telefoon te volgen.

Hierna kun je je eigen gehackte drone maken als je Arduino kunt programmeren of volg mijn instructies en maak er een "volg mij" drone van.

GitHub-link voor de software:

Bezoek de officiële site voor meer details over de software:

Stap 17: De code wijzigen

Ik moest de code van de sensoren aanpassen en de code van de controller die prompts gaf aan de ATMega328, maar nu geeft de Bluetooth-module drie GPS-coördinaten en afhankelijk hiervan beweegt de drone, dus als de x- en y-coördinaten van mijn telefoon 46^44'31 zijn" en 65^24"13' en de coördinaten van de drone zijn 46^14'14" en 65^24"0', dan zal de dron in één richting bewegen totdat hij de telefoon bereikt.

Stap 18: Telefoon-app

Ik heb de SensoDuino app gebruikt die je hier op je smartphone kunt downloaden: https://play.google.com/store/apps/details?id=com…. Maak via Bluetooth verbinding met de drone en zet de GPS TX en datalogging aan. Nu is de telefoon-app klaar.

Stap 19: De camera

Ik kocht een zeer goedkope Chinese 720p-sleutelhangercamera en had een geweldige kwaliteit. Ik paste op de onderkant van de drone met dubbelzijdige tape. Deze camera werd in veel van mijn projecten gebruikt en is altijd goed te gebruiken, weegt 15 gram en kan een zeer goede video maken.

Stap 20: Testen…

De drone is nog steeds onverzadigbaar omdat het geen professioneel project is, maar werkt prima. Ik ben erg blij met de resultaten. De verbindingsafstand was ongeveer 8 meter en dat is meer dan genoeg voor een drone als deze. De video komt binnenkort en ik hoop dat je het leuk vindt. Het is geen racedrone, maar hij is ook behoorlijk snel.

Stap 21: Toekomstplannen

Ik heb ook een grotere drone en als ik de fouten in de code kan corrigeren, wil ik die ermee gebruiken via wifi-verbinding met een ESP8266-module. Die heeft grotere rotoren en kan zelfs een GoPro optillen, niet zoals de eerste versie. Deze drone kan een handig hulpmiddel zijn tijdens het fietsen, autorijden, skiën, zwemmen of sporten, hij volgt je altijd.

Stap 22: Bedankt voor het kijken

Ik hoop echt dat je mijn Instuctable leuk vond, en zo ja, geef me dan alsjeblieft een vriendelijke stem in de Make It Fly-wedstrijd. Als je vragen hebt stel ze gerust. Vergeet niet te delen en een hartje te geven als je vindt dat het verdient. Nogmaals bedankt voor het kijken!

Groetjes, Imetomi

Runner Up in de Outside Contest 2016

Tweede prijs in de Automatiseringswedstrijd 2016

Tweede prijs in de Make It Fly-wedstrijd 2016