Galvenais uzdevums, kuru autors sev izvirzījis mājās gatavots - izgatavot lētu kvadrocopteru, kura lidojums stabilizēsies sakarā ar Arduino. Citam kvadrocopterim ir autonoma jauda. Šādas mājās gatavotas preces kopējās izmaksas ir aptuveni 60 USD.
Ja ir ievērojamāka summa, tad daudzsološāks ir pašmāju motorus bez sukām aprīkot ar atbilstošajiem kontrolleriem.
Lidojuma stabilizēšanai tiek izmantots žiroskops un akselerometrs. Lai noteiktu kvadrocoptera slīpuma leņķi attiecībā pret Zemes smagumu, ir nepieciešams giroskops. Akselerometrs ir nepieciešams, lai aprēķinātu paātrinājumu.
Materiāli un instrumenti:
- litija baterijas (3,7 V);
- vadi;
- tranzistors ULN2003A Darlington tranzistors (varat izmantot jaudīgākus tranzistorus);
- dzinēji, piemēram, 0820 Coreless Motors;
- mikrokontrollers Arduino Uno;
- MPU-6050 dēlis (tas ir gan žiroskops, gan akselerometrs);
- 3D printera klātbūtne vai piekļuve tam;
- nepieciešamie instrumenti.
Ražošanas process:
Pirmais solis. Izveidojiet kvadrocoptera korpusu
Lieta tiek veikta ļoti ātri un vienkārši. Tas tiek izdrukāts, izmantojot 3D printeri. Tāpēc rāmja izveidošana ir laba, jo tas iznāk viegls, un tas viss pateicoties "šūnveida" drukāšanai. Detaļu dizains notika Solidworks programmā. Izmantojot šo programmu, jūs varat rediģēt lietas parametrus, nepieciešamības gadījumā veikt izmaiņas tajā.
Pēc kvadrocoptera rāmja drukāšanas varat uzstādīt motorus un pie tiem pielodēt vadus.
Otrais solis Mēs savienojam Arduino
Kā savienot MPU6050 plati, var redzēt zemāk redzamajā diagrammā. Ir svarīgi saprast, ka Arduino bibliotēka nozīmē savienojumu izveidi caur šiem kontaktiem. Ja jūs izmantojat cita ražotāja shēmu, ir svarīgi pārliecināties, ka kontakti atrodas vienā secībā.
Plātnes barošanai tiek izmantots tikai 3,3 V spriegums, ja tā strāva ir no 5 V, tā pasliktināsies. Dažiem MPU6050 paneļiem ir drošinātājs, kas aizsargā sistēmu no augsta sprieguma, taču labāk to neriskēt. Ja plāksnei ir kontakts AD0, tai jābūt savienotai ar zemi (GND). Šajā gadījumā VIO ir pievienots AD0 izvadei tieši uz tāfeles, tāpēc jums nav jāpieslēdz AD0 tapa.
Lai Arduino spētu vadīt motorus, būs nepieciešami tranzistori, pateicoties tiem, motoriem būs iespējams piegādāt daudz sprieguma. Detalizētāk varat redzēt, kā visi elementi ir savienoti diagrammā.
Trešais solis Skice Arduino
Pēc tam, kad MPU-6050 ir savienots ar Arduino, jums tas jāieslēdz un jālejupielādē I2C skenera koda skice.Tālāk jums jāpārkopē programmas kods un jāielīmē tukšā skicē. Pēc tam jums jāatver Arduino IDE seriālais monitors (Tools-> Serial Monitor) un jāpārliecinās, vai 9600 ir pievienots.
Ja viss tiek izdarīts pareizi, tiks atklāta I2C ierīce, tai piešķirs adresi 0x68 vai 0x69, tā jāpieraksta.
Pēc tam tiek ielādēta skice, kas apstrādā informāciju no žiroskopa un akselerometra. Internetā ir daudz no tiem, taču vislabāk to izmantot.
Pēdējā posmā jums būs jākalibrē žiroskopa un akselerometra vērtības. Lai to izdarītu, atrodiet līdzenu virsmu un novietojiet MPU6050 uz tā. Pēc tam tiek sākta kalibrēšanas skice, iegūtie novirzes dati tiek reģistrēti un pēc tam izmantoti skicē MPU6050_DMP6.
Ceturtais solis Programma Arduino
Pateicoties izveidotajai programmai, kvadrocopters stabilizējas un sasalst. Pēc tam, izmantojot šo programmu, tiek veikta kvadrocoptera vadība.
Lai stabilizētu kvadrocopteru, tiek izmantoti divi PID kontrolieri. Viens ir nepieciešams piķim, bet otrs - ruļļam. Kontrolieris mēra skrūvju griešanās ātrumu, un, pamatojoties uz to, tiek kontrolēts kvadrocopters.
Piektais solis Quadrocopter modifikācija
Maza un lēta kvadrocoptera galvenā problēma ir tā svars. Lai atrisinātu šo problēmu, jums jāinstalē jaudīgāki un vieglāki dzinēji, vispiemērotākie ir bezkontaktu dzinēji, tos sauc arī par vārstu motoriem. Tās ir daudz labākas nekā sukas, taču jums arī ir jāiegādājas tām ātruma regulatori, tāpēc strauji palielinās pašdarinātu izstrādājumu izmaksas.
Lai padarītu dizainu vieglāku, vislabāk ir izmantot kontrolieri Arduino Uno, jūs varat no tā noņemt jau sašūto mikroprocesora mikroshēmu un pēc tam ievietot to tieši ProtoBoard. Rezultātā izrādīsies, ka tas iegūs apmēram 30 gramus svara, kas ir diezgan labi. Alternatīva ir izmantot Arduino Pro Mini.
Programmu, kas tika izveidota mājas darbu kontrolei, var viegli paplašināt. Bet vissvarīgākais uzdevums ir stabilizēt kvadrocopteru lidojumā, šajā posmā tas tika pilnībā atrisināts. Lai attālināti kontrolētu mājasdarbu, varat izmantot bluetooth moduli vai tuvāk apskatīt raidītājus / uztvērējus.