Sarcina principală pe care autorul și-a pus-o de casă - faceți un quadrocopter ieftin, al cărui zbor se va stabiliza Arduino. Un alt quadrocopter are putere autonomă. Costul total al unui astfel de produs de casă este de aproximativ 60 USD.
Dacă există o cantitate mai substanțială, atunci este mai promițător să echipezi motoare de casă fără perii cu regulatoarele corespunzătoare.
Pentru a stabiliza zborul, se folosește un giroscop și un accelerometru. Este necesar un giroscop pentru a determina unghiul de înclinare a quadrocopterului în raport cu gravitația Pământului. Accelerometrul este necesar pentru a calcula accelerația.
Materiale și instrumente:
- baterii cu litiu (3,7 V);
- fire;
- tranzistor ULN2003A Tranzistor Darlington (puteți utiliza tranzistoare mai puternice);
- motoare precum 0820 Coreless Motors;
- microcontroler Arduino Uno;
- placa MPU-6050 (este atât giroscop, cât și accelerometru);
- prezența unei imprimante 3D sau accesul la aceasta;
- instrumente necesare.
Procesul de fabricație:
Primul pas. Creați o carcasă quadrocopter
Cazul se face foarte repede și simplu. Se tipărește cu ajutorul unei imprimante 3D. Prin urmare, crearea cadrului este bună, deoarece iese la lumină, toate acestea datorită imprimării „fagurilor”. Proiectarea pieselor a avut loc în programul Solidworks. Folosind acest program, puteți edita parametrii cazului, puteți face propriile modificări ale acestuia, dacă este necesar.
După ce rama quadrocopterului este tipărită, puteți instala motoarele și lipiți firele la ele.
Pasul doi Conectăm Arduino
Cum puteți conecta placa MPU6050 puteți vedea în diagrama de mai jos. Este important să înțelegem că biblioteca Arduino înseamnă conectarea prin aceste contacte. Dacă utilizați un circuit de la un alt producător, este important să vă asigurați că contactele sunt în aceeași secvență.
Pentru alimentarea plăcii este utilizată doar o tensiune de 3,3 V. Dacă este alimentată de la 5 V, aceasta se va deteriora. Unele plăci MPU6050 au o siguranță care protejează sistemul de înaltă tensiune, dar este mai bine să nu riscați. Dacă placa are contact AD0, aceasta trebuie conectată la masă (GND). În acest caz, VIO este conectat la ieșirea AD0 direct pe placă, deci nu este necesar să conectați pinul AD0.
Pentru ca Arduino să poată controla motoarele, vor fi necesare tranzistoare, datorită lor va fi posibilă alimentarea cu multă tensiune a motoarelor. Puteți vedea mai detaliat modul în care toate elementele sunt conectate în diagrama.
Pasul trei Schiță pentru Arduino
După ce MPU-6050 este conectat la Arduino, trebuie să îl porniți și să descărcați schița codului scanerului I2C.În continuare, trebuie să copiați codul programului și să-l lipiți într-o schiță goală. După aceea, trebuie să deschideți monitorul serial Arduino IDE (Instrumente-> Serial Monitor) și asigurați-vă că este conectat 9600.
Dacă totul este făcut corect, va fi detectat un dispozitiv I2C, i se va atribui adresa 0x68 sau 0x69, trebuie notat.
În continuare, este încărcată o schiță, care procesează informații de la giroscop și accelerometru. Există multe dintre ele pe Internet, dar cel mai bine este să le folosești.
În faza finală, va trebui să calibrați valorile giroscopului și accelerometrului. Pentru aceasta, găsiți o suprafață plană și așezați MPU6050 pe ea. În continuare, se începe schița pentru calibrare, datele de abatere obținute sunt înregistrate și apoi utilizate în schița MPU6050_DMP6.
Pasul patru Program pentru Arduino
Datorită programului, care este stabilit, quadrocopterul se stabilizează și se îngheață într-o stare stabilă. În continuare, folosind acest program, se efectuează controlul quadrocopterului.
Pentru stabilizarea cvadrocopterului, se folosesc două controlere PID. Una este necesară pentru pitch, iar a doua pentru roll. Controlerul măsoară viteza de rotație a șuruburilor și pe această bază se controlează quadrocopterul.
Pasul cinci Modificare Quadrocopter
Principala problemă a unui quadrocopter mic și ieftin este greutatea acestuia. Pentru a rezolva această problemă, trebuie să instalați motoare mai puternice și mai ușoare, cele fără perii sunt cele mai potrivite, ele se mai numesc și motoare de supapă. Sunt mult mai buni decât periile, dar trebuie să cumpărați controlere de viteză pentru ele, astfel încât costul produselor de casă crește brusc.
Pentru a face designul mai ușor, cel mai bine este să folosiți controlorul Arduino Uno, puteți elimina cipul microprocesorului deja cusut din el și apoi să îl puneți direct pe ProtoBoard. Drept urmare, se va dovedi să câștigi aproximativ 30 de grame de greutate, ceea ce este destul de bun. O alternativă este utilizarea Arduino Pro Mini.
Un program care a fost creat pentru a controla munca de casă poate fi extins cu ușurință. Dar cea mai importantă sarcină este stabilizarea quadrocopterului în zbor, în această etapă a fost complet rezolvat. Pentru a controla munca de casă de la distanță, puteți utiliza modulul bluetooth sau aruncați o privire mai atentă asupra emițătorilor / receptoarelor.