Το κύριο έργο που έχει ο ίδιος ο συγγραφέας σπιτικό - να φτιάξετε ένα φτηνό quadrocopter, η πτήση του οποίου θα σταθεροποιηθεί λόγω του Arduino. Ένα άλλο quadrocopter έχει αυτόνομη ισχύ. Το συνολικό κόστος ενός τέτοιου σπιτικού προϊόντος είναι περίπου 60 δολάρια.
Εάν υπάρχει μια πιο σημαντική ποσότητα, τότε είναι πιο προοπτική να εξοπλίσουμε σπιτικούς κινητήρες χωρίς βούρτσες με τους αντίστοιχους ελεγκτές.
Για τη σταθεροποίηση της πτήσης, χρησιμοποιείται γυροσκόπιο και επιταχυνσιόμετρο. Απαιτείται γυροσκόπιο προκειμένου να καθοριστεί η γωνία κλίσης του τετρακόπτη σε σχέση με τη βαρύτητα της Γης. Το επιταχυνσιόμετρο είναι απαραίτητο για τον υπολογισμό της επιτάχυνσης.
Υλικά και εργαλεία:
- μπαταρίες λιθίου (3.7 V),
- σύρματα.
- τρανζίστορ ULN2003A Darlington Transistor (μπορείτε να χρησιμοποιήσετε πιο ισχυρά τρανζίστορ)?
- κινητήρες όπως το 0820 Coreless Motors.
- μικροελεγκτή Arduino Uno,
- Πίνακας MPU-6050 (είναι και γυροσκόπιο και επιταχυνσιόμετρο).
- την παρουσία ενός τρισδιάστατου εκτυπωτή ή την πρόσβαση σε αυτόν,
- τα απαραίτητα εργαλεία.
Διαδικασία κατασκευής:
Πρώτο βήμα. Δημιουργήστε ένα τετράτροχο περίβλημα
Η υπόθεση γίνεται πολύ γρήγορα και απλά. Εκτυπώνεται χρησιμοποιώντας έναν εκτυπωτή 3D. Η δημιουργία του πλαισίου, επομένως, είναι καλή επειδή βγαίνει από το φως, όλα αυτά χάρη στην εκτύπωση των "κηρηθρών". Ο σχεδιασμός εξαρτημάτων πραγματοποιήθηκε στο πρόγραμμα Solidworks. Χρησιμοποιώντας αυτό το πρόγραμμα, μπορείτε να επεξεργαστείτε τις παραμέτρους της περίπτωσης, να κάνετε τις δικές σας αλλαγές σε αυτό, εάν είναι απαραίτητο.
Μετά την εκτύπωση του πλαισίου quadrocopter, μπορείτε να εγκαταστήσετε τους κινητήρες και να κολλήσετε τα καλώδια σε αυτά.
Βήμα δεύτερο Συνδέουμε τον Arduino
Ο τρόπος σύνδεσης της πλακέτας MPU6050 μπορεί να δει στο παρακάτω διάγραμμα. Είναι σημαντικό να καταλάβουμε ότι η βιβλιοθήκη Arduino σημαίνει σύνδεση μέσω αυτών των επαφών. Αν χρησιμοποιείτε κύκλωμα από άλλο κατασκευαστή, είναι σημαντικό να βεβαιωθείτε ότι οι επαφές είναι στην ίδια σειρά.
Για την τροφοδοσία της κάρτας χρησιμοποιείται μόνο τάση 3,3 V. Εάν τροφοδοτείται από 5 V, θα υποβαθμιστεί. Ορισμένες κάρτες MPU6050 διαθέτουν ασφάλεια που προστατεύει το σύστημα από υψηλή τάση, αλλά είναι προτιμότερο να μην υπάρχει κίνδυνος. Εάν η πλακέτα έχει επαφή AD0, πρέπει να συνδεθεί με τη γείωση (GND). Σε αυτή την περίπτωση, το VIO συνδέεται στην έξοδο AD0 απευθείας στον πίνακα, έτσι δεν χρειάζεται να συνδέσετε τον ακροδέκτη AD0.
Για να μπορέσει ο Arduino να ελέγξει τους κινητήρες, θα χρειαστούν τρανζίστορ, χάρη σε αυτά θα είναι δυνατή η παροχή πολλών τάσεων στους κινητήρες. Μπορείτε να δείτε με περισσότερες λεπτομέρειες πώς όλα τα στοιχεία συνδέονται στο διάγραμμα.
Βήμα τρίτο Σκίτσο για το Arduino
Αφού συνδεθεί το MPU-6050 με το Arduino, θα πρέπει να το ενεργοποιήσετε και να κατεβάσετε το σκίτσο κώδικα σαρωτή I2C.Στη συνέχεια, πρέπει να αντιγράψετε τον κώδικα του προγράμματος και να τον επικολλήσετε σε ένα άδειο σκίτσο. Μετά από αυτό, θα πρέπει να ανοίξετε την σειριακή οθόνη Arduino IDE (Εργαλεία-> Σειριακή οθόνη) και βεβαιωθείτε ότι είναι συνδεδεμένο το 9600.
Εάν όλα γίνονται σωστά, θα εντοπιστεί μια συσκευή I2C, θα της δοθεί η διεύθυνση 0x68 ή 0x69, πρέπει να καταγραφεί.
Στη συνέχεια, φορτώνεται ένα σκίτσο, το οποίο επεξεργάζεται πληροφορίες από το γυροσκόπιο και το επιταχυνσιόμετρο. Υπάρχουν πολλές από αυτές στο Διαδίκτυο, αλλά είναι καλύτερο να το χρησιμοποιήσετε.
Στο τελικό στάδιο, θα χρειαστεί να βαθμονομήσετε τις τιμές του γυροσκοπίου και του επιταχυνσιόμετρου. Για να το κάνετε αυτό, βρείτε μια επίπεδη επιφάνεια και τοποθετήστε το MPU6050 σε αυτό. Στη συνέχεια, ξεκινά το σκίτσο για τη βαθμονόμηση, καταγράφονται τα ληφθέντα δεδομένα απόκλισης και στη συνέχεια χρησιμοποιούνται στο σκίτσο MPU6050_DMP6.
Βήμα τέσσερα Πρόγραμμα για το Arduino
Χάρη στο πρόγραμμα, το οποίο αναπτύσσεται, το τετρακόπτερο σταθεροποιείται και παγώνει σε σταθερή κατάσταση. Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας αυτό το πρόγραμμα, εκτελείται τετραπλός έλεγχος.
Για να σταθεροποιηθεί το quadrocopter, χρησιμοποιούνται δύο ελεγκτές PID. Το ένα είναι απαραίτητο για pitch, και το δεύτερο για roll. Ο ελεγκτής μετρά την ταχύτητα περιστροφής των βιδών και με βάση αυτό, ελέγχεται το quadrocopter.
Βήμα πέντε Τροποποίηση τετρακόπτου
Το κύριο πρόβλημα ενός μικρού και φτηνού quadrocopter είναι το βάρος του. Για να λύσετε αυτό το πρόβλημα, θα πρέπει να εγκαταστήσετε πιο ισχυρούς και ελαφρύτερους κινητήρες, οι βούρτσες που ταιριάζουν καλύτερα, καλούνται επίσης κινητήρες βαλβίδων. Είναι πολύ καλύτερα από τις βούρτσες, αλλά πρέπει επίσης να αγοράσετε ελεγκτές ταχύτητας γι 'αυτούς, έτσι το κόστος των σπιτικών προϊόντων αυξάνεται απότομα.
Για να καταστεί ευκολότερη η σχεδίαση, είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε τον ελεγκτή Arduino Uno, μπορείτε να αφαιρέσετε το τσιπ μικροεπεξεργαστή που έχει ήδη βυθιστεί από αυτό και στη συνέχεια να το βάλετε απευθείας στο ProtoBoard. Ως αποτέλεσμα, θα αποδειχθεί ότι κερδίζει περίπου 30 γραμμάρια βάρους, το οποίο είναι αρκετά καλό. Μια εναλλακτική λύση είναι να χρησιμοποιήσετε το Arduino Pro Mini.
Ένα πρόγραμμα που δημιουργήθηκε για τον έλεγχο της σπιτικής εργασίας μπορεί εύκολα να επεκταθεί. Αλλά το πιο σημαντικό καθήκον είναι να σταθεροποιηθεί το quadrocopter κατά την πτήση, σε αυτό το στάδιο λύθηκε τελείως. Για να ελέγξετε από μακριά την εργασία από το σπίτι, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τη μονάδα bluetooth ή να κοιτάξετε πιο προσεκτικά τους πομπούς / δέκτες.