Вход на сайт

Зарегистрировавшись на сайте Вы сможете добавлять свои материалы






Самодельный квадрокоптер на arduino


поэтапная сборка и настройка своими руками

Здравствуйте, наши уважаемые читатели. В этой статье мы поговорим про то, как собрать квадрокоптер на Ардуино. Это не самая простая, хотя и очень увлекательная задача, результатом решения которой станет появление небольшого беспилотника, спроектированного, собранного, и настроенного собственными руками. Сразу оговоримся, что речь идет о максимально дешевом дроне из наиболее доступных по цене комплектующих.

Необходимые детали и узлы

Прежде чем приступить к сборке квадрокоптера своими руками, необходимо обзавестись всеми необходимыми деталями. Мозгом нашей самоделки станет полетный контроллер Arduino Uno. Его возможностей более чем достаточно для того, чтобы управлять беспилотником.

Помимо микроконтроллера, нам понадобятся:

  • Аккумулятор (лучше несколько) на 3.7В
  • Плата MPU-6050 (на ней установлены гироскоп и акселерометр)
  • Транзистор ULN2003A
  • Коллекторные двигатели с полым ротором 0820
  • Провода

Необходимо сделать несколько замечаний. Так как мы собираем дешевый самодельный дрон, то наш выбор пал на коллекторные движки с полым ротором (так называемые coreless motors). Они далеко не так надежны, как бесколлекторные двигатели, но зато гораздо дешевле стоят. Кроме того, можно обойтись без дополнительных контроллеров скорости.

Зато невозможно обойтись без гироскопа и акселерометра. Гироскоп необходим для того, чтобы квадрокоптер мог удерживать заданное направление движения, тогда как акселерометр используется для измерения ускорения. Без этих устройств управлять коптером было бы гораздо сложнее (если вообще возможно), так как именно они предоставляют данные для сигнала, регулирующего скорость вращения винтов.

Мы не указали в списке необходимых деталей раму. Ее можно приобрести, а можно распечатать на 3D принтере каркас, лучи и крепления для двигателей. Второй вариант нам кажется более предпочтительным, тем более, что в интернете можно без труда найти проекты квадрокоптера.

Распечатанная на принтере рама окажется не только легкой, но и прочной. Но если доступа к 3D принтеру нет, раму можно заказать.

Пошаговая инструкция по сборке

Как напечатать раму и крепеж

3D принтеры можно найти во многих университетах, лабораториях, коворкингах. Зачастую доступ к ним бесплатный. Модели для печати можно создать самостоятельно, используя для этого, например, Solidworks. А можно воспользоваться уже готовыми решениями, при необходимости изменив параметры.

Как настроить акселерометр гироскопа

Для настройки акселерометра-гироскопа (I2C)мы рекомендуем использовать следующую библиотеку. Ни в коем случае не подключайте плату к напряжению 5В, иначе вы моментально ее испортите.

Вкратце расскажем, чем интересна плата I2C с датчиками. Она заметно отличается от обычной платы акселерометра с тремя аналоговыми выходами для осей X, Y, Z. I2C представляет собой интерфейсную шину, обеспечивающую передачу значительных объемов данных через логические цифровые импульсы.

Аналоговых выходов на плате не много, и в этом большой плюс I2C, ведь в противном случае нам бы пришлось использовать все порты на Arduino, чтобы получить данные от гироскопа и акселерометра.

Схема подключения к Arduino

Прежде чем плата I2C сможет обмениваться данными с Arduino, ее необходимо подключить к контроллеру.

Схема следующая:

  • VDD -3.3v
  • GND — GND
  • INT- digital 2
  • SCL — A5
  • SDA — A4
  • VIO – GND

Еще раз обращаем внимание на то, что для питания необходимо использовать необходимо именно 3.3В. Подключение платы к 5В скорее всего приведет к ее поломке (спасти может только регулятор напряжения, но он далеко не всегда присутствует на плате).

Если на плате присутствует контакт AD0, он подключается к земле (GND).

В библиотеке, на которую мы дали ссылку выше, используются перечисленные каналы.

Скетч для Arduino

Преимуществом выбранного для сборки дрона микроконтроллера является относительная простота работы с ним. Вам не придется читать специальные книги, документы и техническую документацию. Достаточно знать основы программирования Arduino, которые, как вы сейчас убедитесь, не так сложны.

Подсоединив плату MPU-6050 к контроллеру, включите его и перейдите по ссылке.

Нас интересует скетч I2C scanner code, вернее, его код.

Скопируйте программный код, вставьте в пустой скетч, после чего запустите его. Убедитесь, что подключение установлено к 9600 (для этого запустите Arduino IDE через Tools-Serial Monitor). Должно появиться устройство I2C с адресом 0×68 либо 0×69. Запишите или запомните адрес. Если же адрес не присвоился, скорее всего проблема в подключении к электронике Arduino.

Затем нам понадобится скетч, умеющий обрабатывать данные гироскопа и акселерометра. В интернете есть множество вариантов, и найти подходящий не проблема. Скорее всего, он будет в заархивированном виде. Разархивируйте скачанный архив, отройте Arduino IDE и добавьте библиотеку (sketch-import library-add library). Нам понадобятся папки MPU6050 и I2Cdev.

Открываем MPU6050_DMP6 и внимательно просматриваем код. Никаких сложных действий производить не придется, но если был присвоен адрес 0×60, то необходимо расскоментировать строку в верхней части (ее можно найти за #includes) и написать верный адрес. Изначально таv указан 0×68.

Загружаем программу, открываем окно монитора через 115200 и просто следуем инструкции. Через несколько мгновений вы получите данные с гироскопа/акселерометра. Затем следует провести калибровку датчиков.

Установите плату на ровную поверхность и запустите скетч MPU6050_calibration.ino (легко ищется в интернете). Просмотрите код, по умолчанию в нем указан адрес 0×68. После запуска программы у вас появится информация по отклонениям (offset). Запишите ее, она нам понадобится в скетче MPU6050_DMP6.

Все, вы получили функционирующие гироскоп и акселерометр.

Программа для Arduino

По ссылке вы сможете скачать программу для Arduino, с помощью которой коптер будет стабилизирован в полете и сможет зависнуть над землей. В дополнение к программе обязательно скачайте библиотеку с Arduino PID по ссылке.

Программа поможет вам управлять дроном. Алгоритм, используемый для стабилизации, основан на двух PID-контроллерах. Один предназначен для крена, другой – для тангажа.

Разница в скоростях вращения пары винтов 1 и 2 равна разнице в скоростях пары винтов 3 и 4. Тоже самое справедливо и для пар 1, 3 и 2, 4. PID-регулятор производит изменение разницы в скорости, после чего крен и тангаж становятся равными нулю.

Обратите внимание на цифровые пины Arduino для моторов и не забудьте изменить скетч.

Подключение к контроллеру

Для того, чтобы управлять коптером, нам необходимо получить контроль над моторами, подключив их к Arduino. Контроллер дает на выходе лишь небольшое напряжение и силу тока, поэтому подключение двигателей напрямую лишено смысла. Вместо этого можно поставить несколько транзисторов, позволяющих увеличить напряжение.

Для составления схемы нам необходимы:

  • Arduino
  • Двигатели
  • Транзисторы

Все это собирается на монтажной плате и соединяется коннекторами.

На первом этапе следует подсоединить 4 ШИМ выхода (обозначены ~) к транзистору. Затем подсоедините коннекторы к движкам, подключенным к питанию. В нашем случае мы используем аккумулятор на 5В, но подойдет и аккумулятор на 3-5В.

Транзисторы должны быть заземлены, а земля на плате Arduino должна быть подключена к земле аккумулятора. Двигатели должны вращаться в правильном направлении, то есть работать на подъем коптера, а не на его крен.

Переключив контакт двигателя с напряжения 5В на транзистор, вы увидите, что ротор изменит направление вращения. Единожды совершив настройку, больше возвращаться к изменению направления вращения ротора не придется. Теперь нас интересует скорость.

Запустив и проверив акселерометр, мы устанавливаем нашу схему на ProtoBoard. За ее неимением, можно использовать и обычную монтажную плату, предварительно напаяв на ней рельсы для контроллера.

Перед тем, как припаивать акселерометр к плате, необходимо выполнить его калибровку на горизонтальной поверхности. Это поможет добиться более точной работы сенсора в будущем.

Как еще можно модернизировать квадрик

Узким местом коптера являются его коллекторные движки. Если поискать, можно найти чуть более крупные и более мощные моторы, чем предложены в нашей статье, но значительного выигрыша в характеристиках не произойдет.

Впрочем, у нас была цель собрать недорогой квадрокоптер своими руками, и именно поэтому использовались дешевые моторы. Бесколлекторные двигатели заметно дороже, но зато они дадут вам заметно большую мощность и надежность. К ним придется докупить еще и контроллеры скорости, но это действительно эффективная модернизация.

Выбор платы Arduino Uno обусловлен тем, что с нее можно довольно легко снять чип и поставить его на ProtoBoard. Это позволяет уменьшить вес дрона на 30 грамм, но придется включить в схему дополнительные конденсаторы. Подойдет и плата Arduino Pro Mini.

Что касается программы Arduino, то ее можно сравнительно легко изменить и дополнить новыми функциями. Главное, что с ее помощью дрон способен в автоматическом режиме стабилизовать свое положение.

На квадрокоптер могут быть установлены дополнительные модули, например, плата приемника, что позволит организовать дистанционное управление дроном.

На этом мы завершаем статью о создании беспилотника на Arduino. Подписывайтесь на наши обзоры и делитесь полезными материалами в социальных сетях. До новых встреч.

Как собрать дрон с квадрокоптером на Arduino: пошаговый проект DIY

Как партнер Amazon я зарабатываю на соответствующих покупках.

Если вам нравится идея создать свой собственный квадрокоптер, но вы не знаете, как и с чего начать, вы определенно находитесь на правильной странице. Мы знаем, насколько трудным и разочаровывающим может быть исследование, поэтому мы решили сделать руководство по созданию собственного квадрокоптера с использованием платы Arduino. Мы надеемся, что оно вам пригодится.

И чтобы вы еще больше воодушевились своим предстоящим проектом, вот квадрокоптер Arduino в действии:

Создание собственного квадрокоптера с нуля требует много часов и тяжелой работы.Поэтому, если терпение не является вашей сильной стороной и вы не обладаете необходимыми навыками программирования, вы можете выбрать комплект квадрокоптера, который содержит необходимые детали и поставляется с инструкцией. На самом деле этот проект не предполагает серьезного строительства, а скорее представляет собой проект типа «собрать все части вместе, следуя инструкциям». Обычно это делается за час или два, и сразу после этого вы готовы взлететь в небо!

Однако с этими комплектами квадрокоптеров вы пропустите долгие часы и пот, потраченные на строительство, и на то, чтобы понять суть вашей птицы и то, как она тикает.Кроме того, вы упустите непреодолимое чувство удовлетворения, когда впервые взлетите на квадроцикле ручной работы.

Весь процесс создания квадроцикла - это то, что любят заядлые любители дронов. Вас просто зацепит чувство участия во всем процессе, от выбора деталей, проектирования схем до программирования платы полетного контроллера Arduino. Но здесь мы забегаем вперед, так что давайте начнем с самого начала.

Общее «Quad Science»

Как следует из названия, квадрокоптер - это летательный аппарат с четырьмя электродвигателями и четырьмя пропеллерами. По сравнению с другими радиоуправляемыми летательными аппаратами, квадроцикл, как и другие мультироторы, имеет наиболее устойчивую платформу, и все благодаря его другой конструкции, а также направлению и разнице между четырьмя движениями, которые он создает. Благодаря этой стабильности квадроциклы идеально подходят для воздушного наблюдения и съемок. Они бывают всех форм и размеров.От самых маленьких, которые умещаются на ладони, до больших, способных поднимать серьезное съемочное оборудование и подвесы. Вы будете удивлены, увидев, какой вес могут нести более крупные дроны!

Теперь, в отличие от традиционного вертолета, квадроцикл полагается на свои четыре винта для создания подъемной тяги за счет совместной работы. Каждый ротор поднимает около четверти общего веса, что позволяет нам использовать меньшие и менее дорогие двигатели. Вы в основном управляете движением квадроцикла, изменяя количество мощности, которое каждый двигатель передает на пропеллеры.

Двигатели расположены в каждом углу воображаемого квадрата. На одной диагонали у вас есть два двигателя, которые вращаются по часовой стрелке, а оставшиеся два на противоположной диагонали вращаются против часовой стрелки. Если бы это было не так, квадрокоптер вращался бы, как традиционный вертолет, только когда умирает хвостовой винт.

Для поддержания баланса квадроцикл полагается на данные, которые он собирает от внутренних датчиков, и регулирует мощность, которую он отправляет на каждый двигатель, чтобы выровнять весь дрон.Чтобы постоянно поддерживать баланс, в квадроцикле используется продвинутая система управления, которая обычно вносит корректировки автономно, и именно здесь ваша плата Arduino и ваше программирование вступают в игру. Этот тип самостабилизации сделает ваш дрон вполне доступным для полета, так как вам не придется постоянно беспокоиться о потере контроля и повреждении квадроцикла.

Обычно каждый квадроцикл способен выполнять четыре типа движения: высота, крен, рыскание и тангаж. Каждое из этих движений контролируется силой тяги, создаваемой каждым ротором.Вот почему вам нужно будет запрограммировать пульт дистанционного управления, чтобы он знал, какую мощность отдавать и на какой ротор ее отдавать.

В комплект каждого квадрокоптера входит плата микроконтроллера с датчиками на ней, в вашем случае - плата Arduino. Эта плата вместе с выбранными вами компонентами управляет двигателями. Вам решать, насколько самоконтролируемым вы хотите, чтобы ваш квадроцикл был. Вы можете использовать только базовые, такие как гироскоп, или кучу других, более продвинутых датчиков, таких как барометр, или GPS, или даже сонар, чтобы ваш квадроцикл мог обнаруживать и избегать препятствий, которые находятся в его пределах. путь.

Квадроциклы

, как и все дроны, обладают широкими возможностями настройки, и вы действительно можете создать такой, который будет соответствовать вашим интересам. Это главная привлекательность процесса DIY для многих энтузиастов. Если вы интересуетесь фотографией, видео, гонками на дронах или просто полетами для развлечения, вы обнаружите, что квадрокоптер может предложить что-то для вас. Беспилотные летательные аппараты легко адаптируются и настраиваются, и мы думаем, что вам понравится настраивать тот, который соответствует вашим предпочтениям.

Компоненты, которые потребуются для вашего Quad

Каждый квадроцикл должен включать в себя элементы, перечисленные ниже, чтобы летать.Вот краткое изложение каждой из различных частей четырехугольника, и мы рассмотрим их более подробно по ходу статьи:

  • Рама - «костяк» квадрокоптера. Рама - это то, что удерживает вместе все части вертолета. Он должен быть прочным, но с другой стороны, он также должен быть легким, чтобы двигатели и батареи не изо всех сил удерживали его в воздухе.
  • Двигатели - Тяга, которая позволяет квадрокоптеру взлетать в воздух, обеспечивается бесщеточными двигателями постоянного тока, каждый из которых отдельно управляется электронным регулятором скорости или ESC.
  • ESCs - Электронный регулятор скорости похож на нерв, который передает информацию о движении от мозга (полетный контроллер) к мышцам рук или ног (моторам). Он регулирует мощность, которую получают двигатели, что определяет скорость и изменение направления квадроцикла.
  • Пропеллеры - В зависимости от типа квадроцикла, который вы строите, вы можете использовать винты от 9 до 10 или 11 дюймов (для стабильных полетов с аэрофотосъемкой) или 5-дюймовые гоночные винты для меньшей тяги, но большей скорости.
  • Батарея - В зависимости от установленного максимального уровня напряжения вы можете выбрать батареи 2S, 3S, 4S или даже 5S. Но для стандартного квадроцикла, который планируется использовать для аэрофотосъемки или фотосъемки (просто пример), вам понадобится батарея 3S на 11,4 В. Вы можете выбрать 22,8 В 4S, если вы строите гоночный квадроцикл и хотите, чтобы моторы вращались намного быстрее.
  • Плата Arduino - Выбор конкретной модели зависит от типа квадрокоптера, который вы хотите построить.Строите ли вы для аэрофотосъемки, гонок, фристайла или чего-то еще. О правильном выборе платы мы поговорим далее в статье.
  • IMU - Доска, которая в основном (в зависимости от вашего выбора) представляет собой сумму различных датчиков, которые помогают вашему квадроциклу знать, где он находится и как его выровнять.
  • RC Controller - Выбор передатчика зависит от выбора протокола, который вы собираетесь использовать, и приемника сигнала, который установлен на дроне.

Это основные компоненты дрона. Читайте более подробное описание каждого компонента:

Деталь # 1 - Рама

Хотя может возникнуть соблазн купить предварительно собранный комплект рамы, сборка рамы самостоятельно может помочь вам начать настоящий процесс DIY. Рама вашего квадрокоптера должна обладать прочностью, но она также должна быть достаточно гибкой, чтобы компенсировать вибрации, производимые двигателями. В нем должны быть следующие детали:

  • Центральная удерживающая пластина - для монтажа электроники.
  • Руки - четыре руки на четверке.
  • Кронштейны для двигателей - их нужно четыре, чтобы можно было подключить двигатели на каждом конце рычага.

Рама может быть сделана из алюминия, углеродного волокна или дерева, но в основном для дужек используется алюминий. Точнее, полые квадратные направляющие рычагов сделаны из алюминия. Они относительно легкие, жесткие и дешевые. Но, поскольку они не известны как отличные компенсаторы колебаний двигателя, как углеродное волокно, они могут сбивать с толку датчики.

Углеродное волокно гораздо лучше поглощает вибрации двигателя и является наиболее жестким. Но, кроме того, он самый дорогой. Углеродное волокно - лучший выбор, но это во многом зависит от вашего личного бюджета.

Деревянные доски также лучше поглощают вибрацию двигателя, но они довольно хрупкие и могут легко сломаться в случае аварии. Вы также можете выбрать предварительно изготовленную раму, которую нужно только собрать, и вы можете узнать больше о них в нашей статье о комплектах рамы.

Ознакомьтесь с нашими предложениями по лучшим готовым каркасам, которые вы можете использовать в качестве основы для своего проекта:

Деталь № 2 - Бесщеточные двигатели

Эти двигатели почти такие же, как и традиционные двигатели постоянного тока, но на их валу нет щетки, которая предназначена для изменения направления мощности, проходящей через катушки. При покупке этих моторов необходимо проверить их технические данные.

Самыми важными из них являются «Kv-рейтинг», который сообщает вам количество оборотов в минуту, которое двигатель может генерировать с определенным количеством электроэнергии.

Также вам понадобятся двигатели, которые вращаются против часовой стрелки, чтобы противодействовать эффекту крутящего момента опор. Чтобы лучше понять эту тему, рекомендуем ознакомиться с нашей статьей о двигателях дронов.

Для двигателей (или роторов), мы предлагаем следующие модели:

Деталь # 3 - Винты

Пропеллеры создают тягу, и каждому двигателю нужен один, чтобы квадрокоптер мог летать. Убедитесь, что вы покупаете подходящие вращающиеся пары пропеллеров для вращения по и против часовой стрелки.Их можно купить с различным шагом и диаметром.

Вы должны выбрать пропеллеры в соответствии с размером вашей рамы, и как только вы решите, какие пропеллеры вы будете использовать, только тогда вы сможете выбрать свои двигатели. Пропеллеры стандартизированы, и вот наиболее часто используемые для квадроциклов:

  • 5 ступеней, 8 диаметров - малые квадратики
  • 8 шаг, 9 диаметр - малые квадроциклы
  • 5 ступеней, 10 диаметров - квадрациклы среднего размера
  • Шаг 7, диаметр 10 - квадроциклы среднего размера
  • 5 шаг, диаметр 12– Обеспечивают большое количество толчков и отлично подходят для квадроциклов большего размера.

Поскольку аэродинамика - это больше, чем просто запутание и трудность для понимания, если вы не инженер по аэродинамике, мы объясним несколько важных терминов в нескольких словах.

Во-первых, чем больше диаметр и шаг, тем большую тягу будет производить винт. Потребуется больше мощности, но квадрокоптер сможет поднимать больший вес. Для двигателей с высокой частотой вращения вам потребуются гребные винты меньшего или среднего размера. Для двигателей с низкой частотой вращения вам потребуются винты большего размера, чтобы они могли удерживать квадрокоптер в воздухе на более низкой скорости.

Во-вторых, чтобы достичь идеального баланса между двигателями и пропеллерами, вам сначала нужно решить, для чего вы будете использовать квадроцикл.Например, если вы хотите построить устойчивый и достаточно мощный квадроцикл для подъема съемочного и фотографического оборудования, вам следует использовать двигатель с меньшими оборотами и большим крутящим моментом, а также винты с более длинным или большим шагом.

Если вам нужны гребные винты с хорошими характеристиками, мы рекомендуем вам приобрести любой из этих:

Деталь # 4 - ESC ( Электронный регулятор скорости )

Устройство, отвечающее за управление скоростью двигателей, представляет собой дешевую плату контроллера, используемую только для двигателей.Он поставляется с входом для аккумулятора и имеет выход двигателя с тремя фазами, поэтому вам понадобится четыре из них для каждого двигателя.

При покупке правильного регулятора скорости нужно обращать внимание на максимальный уровень тока, исходящего от источника. Выберите контроллер на 10А или выше.

Кроме того, вам необходимо проверить, насколько он программируемый, а это означает, что вам нужно купить ESC, который позволит вам изменить диапазон частот сигнала на желаемое значение.

Когда дело доходит до ESC (электронных регуляторов скорости) , w e предлагает эти модели, которые великолепны и стабильны:

Деталь # 5 - Аккумулятор

Наиболее рекомендуемый источник питания для квадрокоптера - LiPo.Он не тяжелый, и текущий уровень идеален для того, что вам нужно. NiMH - более дешевый, но и более тяжелый вариант.

Батареи

LiPo поставляются как одна ячейка 3,7 В или упакованы вместе как одна (до 10 элементов, обеспечивающих 37 В).

Самая популярная версия среди любителей дронов известна как батарея 3SP1, которая состоит из трех ячеек и обеспечивает напряжение 11,1 В.

Вот хороший: Zippy Flightmax 5000mAh 3S1P 20C

Деталь # 6 - IMU (инерциальный измерительный блок)

Это устройство отвечает за измерение ориентации, скорости и силы тяжести квадрокоптера.Это позволяет электронике контролировать количество энергии, подаваемой на двигатели, чтобы регулировать скорость двигателей. Устройство оснащено 3-осевым гироскопом и 3-осевым акселерометром. Эта комбинация известна как 6DOF IMU.

Вот хороший вариант для сборки квадроцикла: KNACRO 6508 IMU MPU6050 MPU-6050 6DOF

Гироскоп предназначен для считывания значений угловой скорости, а акселерометр отвечает за измерение ускорения и силы, что означает, что он может чувствовать силу тяжести, направленную вниз.Поскольку он оснащен трехосевыми датчиками, он может определять ориентацию квадроцикла.

Деталь # 7 - Контроллер полета

Вы можете выбрать плату контроллера, единственная цель которой - управлять квадрокоптером, или вы можете выбрать Arduino UNO. Это микроконтроллер общего назначения, который позволяет вам создать свой собственный полетный контроллер, купив детали, которые вы хотите установить, и собрав контроллер самостоятельно.

Если вы хотите начать работу с электроникой и кодированием, Arduino UNO - лучшая плата, которую вы можете использовать.Это самая надежная и прочная платформа, которая позволяет буквально играть с ней как угодно.

Входит в состав:

  • 14 контактов цифрового входа / выхода (6 из них могут использоваться как выходы для ШИМ)
  • 6 аналоговых входов
  • кварцевый кристалл 16 МГц
  • Разъем USB
  • разъем питания
  • заголовок ICSP
  • кнопка сброса

Вы можете использовать кабель USB для подключения к компьютеру, батарее или адаптеру переменного / постоянного тока для включения.

Самое лучшее в этой доске то, что она позволяет вам возиться с ней и не беспокоиться о ее разрушении. Худшее, что вы можете с этим сделать, - это поджарить чип, который, к счастью, можно заменить всего за пару долларов.

Вы можете запрограммировать «UNO» с помощью программного обеспечения Arduino. Чтобы получить подробную информацию, которая поможет вам начать работу с вашим контроллером полета Arduino UNO, перейдите к последнему разделу сообщения.

Деталь № 8 - Радиоуправляемый передатчик

Самый распространенный способ программирования и управления квадрокоптером - это RC-передатчик.Обычно вы можете выбрать один из двух режимов: акробатический или стабильный.

Для управления квадроциклом в акробатическом режиме гироскоп - единственный, который отправляет значения на обработку. В этом случае управляющие ручки предназначены только для управления и настройки скорости вращения для трех осей, и если вы отпустите их, значения не будут повторно сбалансированы автоматически.

Пригодится тем, кто хочет выполнять воздушные трюки, потому что дрон можно немного наклонить, а после отпускания стиков квадрацикл сохраняет свое положение.Это не лучший режим для новичков, потому что управлять квадроциклом в этом режиме довольно сложно. По сути, чем больше у вас навыков в управлении дроном, тем меньше вам понадобится помощи в обеспечении стабильности.

Итак, когда вы начинающий пользователь дрона, используйте второй режим управления, потому что для определения ориентации дрона в этом режиме работает каждый датчик. Скорость двигателя будет регулироваться автоматически, и дрон будет балансироваться самостоятельно.

В настоящее время доступны различные системы управления RC , такие как Futaba, Spektrum, Turnigy, FlySky и так далее.Вот несколько наших любимых:

Электромонтаж, пайка и программирование

Это самая сложная часть всего процесса строительства. Пайка - это очень специфическая техника, поэтому обязательно выполняйте этот процесс осторожно. Убедитесь, что вы точно знаете, что вам нужно делать, прежде чем начинать каждый шаг. Для этого вам понадобится:

Покупайте модуль Bluetooth только в том случае, если вы хотите иметь представление о параметрах и настраивать квадрокоптер через приложение, а не брать ноутбук с собой в поле во время тестирования.

Схемы

Это основной план вашей операции:

Как подключить ESC:

  • Сигнальный штифт ESC 1 - D3
  • Сигнальный штифт ESC 3 - D9
  • Сигнальный штифт ESC 2 - D10
  • Сигнальный штифт ESC 4 - D11

Как подключить модуль Bluetooth:

Как подключить MPU-6050:

Как подключить светодиодный индикатор:

Как подключить приемник:

  • Дроссель - 2
  • Элероны - D4
  • Элероны - D5
  • Руль - D6
  • AUX 1 - D7

Вам необходимо заземлить MPU-6050, модуль Bluetooth, приемник и ESC.И для этого вам необходимо подключить все контакты GND к контакту GND Arduino.

Как спаять все вместе

Вот порядок, в котором вы должны спаять все части вместе:

Первое, что вам нужно сделать, это взять женские разъемы и припаять их к макетной плате. Здесь будет размещаться ваша плата Arduino.

Припаяйте их прямо по центру, чтобы оставалось место для остальных разъемов для MPU, модуля Bluetooth, приемника и ESC, и оставьте место для некоторых дополнительных датчиков, которые вы, возможно, решите добавить в будущем.

Следующим шагом является пайка штыревых разъемов приемника и регуляторов прямо из штыревых разъемов Arduino. Сколько у вас будет рядов заголовков мужских ESC, зависит от того, сколько двигателей будет у вашего дрона.

В нашем случае мы строим квадрокоптер, то есть будет 4 ротора и по ESC для каждого. Это также означает, что будет 4 строки, каждая из которых будет иметь по 3 штекера.

Первый заголовок в первой строке будет использоваться для PID сигнала, второй для 5V (хотя это зависит от ваших ESC, имеющих вывод 5V или нет, в противном случае вы оставите эти заголовки пустыми), а третий Заголовок будет для GND.

По окончании пайки регуляторов скорости переходите к паяльной части разъемов приемника. В большинстве случаев у квадрокоптера 4 канала. Это газ, тангаж, рыскание и крен. Оставшийся свободный канал (пятый) используется для смены режима полета (вспомогательный канал). Это означает, что вам нужно будет припаять штекерные разъемы в 5 рядов. У всех, кроме одной, будет один заголовок, а только для одной из этих строк требуется 3 заголовка подряд.

Как подключить все

Ниже вы можете увидеть пример правильного подключения.Как вы можете видеть на картинке, то, о чем мы только что говорили, расположено слева (MPU припаян по центру) на плате, а слева (два женских разъема припаяны снизу) на плате, как мы припаяли и подключили модуль Bluetooth. ,

В нашем случае все земли были связаны с землями Arduino. Это включает в себя все заземления ESC, заземление приемника (заголовок сигнала газа полностью справа), а также заземление модуля Bluetooth и MPU.

Далее вам нужно следовать схемам и соединениям, которые мы объяснили выше.Например, MPU (SDA - A4 и SCL - A5) и для Bluetooth (TX - TX и RX - RX) Arduino.

После этого просто проследите за подключениями, как мы их написали: Сигнальные контакты ESC1, ESC2… к D3, D10… Arduino. Затем пины сигнала приемника Pitch - D2, Roll - D4… и так далее.

Кроме того, вам необходимо подключить длинный вывод светодиода (положительный вывод) к выводу Arduino D8, а также добавить резистор на 330 Ом между землей Arduino и коротким выводом светодиода (отрицательный вывод).

Последнее, что нужно сделать, это подключить источник питания 5 В. И для этого вам необходимо параллельно подключить черный провод (заземление аккумулятора) к земле всех ваших компонентов, а красный провод к Arduino, MPU и модулю Bluetooth, контакты 5 В.

Теперь MPU 6050 необходимо припаять к штекерным разъемам и к тем, которые вы планируете использовать. После этого поверните плату на 180 градусов и подключите все ваши компоненты к соответствующим разъемам на макетной плате.

Вот как это должно выглядеть, когда закончена пайка и проводка:

Включите его, и ваш Arduino готов к добавлению кодов через компьютер!

Как запрограммировать контроллер полета Arduino

Полетный контроллер Arduino также требует некоторого компьютерного программирования для работы.Теперь, когда мы закончили сборку и пайку, мы можем перейти к аспекту кодирования. Этот раздел содержит пошаговое руководство о том, что вам нужно сделать, чтобы запустить полетный контроллер Arduino.

Во-первых, вам необходимо загрузить MultiWii 2.4. Тогда, когда вы его извлечете, вы получите это:

Войдите в папку MultiWii, найдите значок MultiWii и запустите его:

Используйте IDE Arduino, чтобы найти «файл Arduino» или файл Multiwii с расширением «.я не". Любой «файл CPP» или «H-файл» являются файлами поддержки для нашего кода Multiwii, поэтому не открывайте их. Просто используйте файл Multiwii.ino.

При открытии файла вы найдете множество вкладок, таких как Alarms.cpp, Alarms.h, EEPROM.cpp, EEPROM.h и многие другие. Найдите «config.h»

Прокрутите вниз, пока не найдете «Тип мультикоптера», а затем, удалив «//», вы помечаете это как определенное и работающее. Quad X, потому что мы предполагаем, что вы используете конфигурацию ротора «X» на вашем квадроцикле.

Теперь прокрутите вниз и найдите «Комбинированные платы IMU» и активируйте тип платы Gyro + Acc, которую вы используете. В нашем случае мы использовали GY-521, поэтому мы активировали эту опцию.

Если вы решите добавить другие датчики, такие как барометр или ультразвуковой датчик, все, что вам нужно сделать, это «активировать» их здесь, и они будут работать.

Далее идет «Пин зуммера»:

Здесь нужно активировать опции индикатора полета (первые 3):

Теперь вам нужно прошить код на Arduino.

Отключите плату Arduino от полетного контроллера, а затем подключите ее к компьютеру через USB. Выйдя из FC и подключившись к компьютеру, вы найдете TOOLS и выберите тип своей платы Arduino (в нашем случае Arduino Nano).

Теперь найдите «Последовательный порт» и активируйте COM-порт, к которому подключен Arduino Nano (в нашем случае - COM3).

Наконец, щелкните стрелку и загрузите код и дождитесь передачи кода.

Когда загрузка завершится, отсоедините Arduino от USB, вставьте его обратно на свое место в плате FC и подключите батарею 5 В, чтобы весь FC был запитан, а затем подождите, пока светодиод на Arduino не станет красным. Это означает, что загрузка завершена, и вы можете снова подключить его к компьютеру.

Теперь найдите папку Multiwii 2.4, затем MultiwiiConfig и найдите папку, совместимую с вашей ОС. В нашем случае это «приложение.Windows64” .

Теперь запустите приложение MultiwiiConf:

Когда откроется пользовательский интерфейс, вам нужно выбрать COM-порт Arduino и нажать «Пуск», как показано на рисунке ниже.

И все! Вы сразу заметите, как вы перемещаете FC, значения для данных акселерометра и гироскопа отображаются на экране. Ориентация вашего FC показана внизу.

В этом интерфейсе вы можете изменить значения PID и точно настроить свой квадроцикл в соответствии с вашими личными предпочтениями.Вы также можете назначить режимы полета определенным положениям вспомогательного переключателя в этом интерфейсе.

Все, что вам нужно сделать, это найти место для вашего Arduino FC на раме, и он готов взлететь в небо.

Заключение

Самостоятельная сборка дрона может оказаться сложным и трудным процессом. Тем не менее, он также гарантированно принесет свои собственные наборы наград и удовольствий. Очень легко пойти в магазин и купить готовый к полету дрон, но люди, которые создают дроны с нуля, не делают этого по этой причине.Это ощущение, которое вы испытываете в первый раз, когда управляете дроном, полностью созданным вами. На этих летательных аппаратах довольно весело летать, но есть шанс, что вы получите еще больше удовольствия еще до того, как полет начнется!

Мы надеемся, что эта статья помогла вам и дала вам лучшее представление о том, что делает каждая часть квадрокоптера. Теперь вы должны знать, как правильно выбрать запчасти для квадрокоптера. Если вам удалось собрать свой собственный квадрокоптер и все идет хорошо, вы можете ознакомиться с другой нашей статьей о том, как управлять квадрокоптером, чтобы получить больше советов.

Кроме того, вот серия видео, в которой показано, как собрать все части вместе и построить квадрокоптер Arduino с нуля. Если вы визуально обучаетесь, это должно быть хорошим дополнением к этой статье, на которое вы можете ссылаться, если когда-либо застряли на каком-либо этапе сборки квадрокоптера:

YMFC-3D Часть 1 - Аппаратное обеспечение

YMFC-3D Часть 2 - Подключение передатчика и приемника RC

YMFC-3D Часть 3 - Как подключить гироскоп

YMFC-3D Часть 4 - Электронный регулятор скорости (ESC)

YMFC-3D Часть 5 - ПИД-регулятор квадрокоптера и настройка ПИД-регулирования

YMFC-3D Часть 6 - Контроллер полета с исходным кодом

Не стесняйтесь оставлять комментарии или отзывы об этом посте.Счастливого строительства!

Amazon и логотип Amazon являются товарными знаками Amazon.com, Inc или ее дочерних компаний.

.

metbosch / Arduino-Quadcopter: скетч Arduino для управления квадрокоптером. Использует RC и микросхему MPU-6050.

перейти к содержанию Зарегистрироваться
  • Почему GitHub? Особенности →
    • Обзор кода
    • Управление проектами
    • Интеграции
    • Действия
    • Пакеты
    • Безопасность
    • Управление командой
    • Хостинг
    • мобильный
    • Истории клиентов →
    • Безопасность →
  • команда
  • предприятие
  • Проводить исследования
    • Изучить GitHub →
.Блог о

Arduino »Создание квадрокоптера на Arduino Yún

Создание квадрокоптера на Arduino Yún

Зои Романо - 8 июня 2015 г.

Comelicottero - это квадрокоптер на базе Arduino Yún, созданный во время магистра компьютерных наук Миланского университета (Италия) Симоне Кастеллани, Джованни Инторре и Андреа Тоскано:

Идея заключалась в том, чтобы создать дрон, которым можно было бы управлять через Wi-Fi с любого ПК, планшета или смартфона.Comelicottero оснащен акселерометром и гироскопом для обеспечения стабильности, полученной с помощью системы управления на основе PID. Поскольку библиотека серво слишком медленная для динамики квадрокоптера, была реализована аппаратная ШИМ для получения сигнала ШИМ 400 Гц.

Связь между наземной станцией на ПК и квадрокоптером основана на Wi-Fi, и для получения лучших результатов библиотека Bridge была заменена эффективным скриптом Python на OpenWRT-Yun. Вдобавок ко всему, весь код был написан для максимизации возможностей Arduino Yún.Система навигации была разработана, смоделирована на ПК, внедрена и протестирована. Автономная навигация проходит дополнительные испытания из-за влияния магнитометра на магнитное поле двигателей.

Пользователь может контролировать и отслеживать данные, поступающие с дрона, с помощью геймпада, подключенного к ноутбуку с установленным специальным программным обеспечением.

Скетч и вся документация скоро будут доступны на GitHub и выпущены с лицензией GNU. А пока

.

Смотрите также