Основната задача, която авторът си е поставил домашно - направете евтин квадрокоптер, полетът на който ще се стабилизира поради Arduino, Друг квадрокоптер има автономна мощност. Общата цена на такъв домашен продукт е около 60 долара.
Ако има по-значителна сума, тогава е по-обещаващо да се оборудва домашно изработени мотори без четки със съответните контролери.
За стабилизиране на полета се използват жироскоп и акселерометър. Необходим е жироскоп, за да се определи ъгълът на наклона на квадрокоптера спрямо земната гравитация. Акселерометърът е необходим, за да се изчисли ускорението.
Материали и инструменти:
- литиеви батерии (3,7 V);
- проводници;
- транзистор ULN2003A Darlington транзистор (можете да използвате по-мощни транзистори);
- двигатели като 0820 Coreless Motors;
- микроконтролер Arduino Uno;
- платка MPU-6050 (тя е едновременно жироскоп и акселерометър);
- наличието на 3D принтер или достъп до него;
- необходими инструменти.
Производствен процес:
Първа стъпка. Създайте корпус на квадрокоптер
Случаят се прави много бързо и просто. Отпечатва се с помощта на 3D принтер. Създаването на рамката, следователно, е добро, защото излиза леко, всичко това благодарение на отпечатването на "пчелни пити". Дизайнът на частите се проведе в програмата Solidworks. С помощта на тази програма можете да редактирате параметрите на случая, да направите свои собствени промени в него, ако е необходимо.
След отпечатването на квадрокоптерната рамка можете да инсталирате двигателите и да споявате проводниците към тях.
Стъпка втора Свързваме Arduino
Как да свържете платката MPU6050 можете да видите на диаграмата по-долу. Важно е да се разбере, че библиотеката на Arduino означава свързване чрез тези контакти. Ако използвате схема от друг производител, важно е да се уверите, че контактите са в една и съща последователност.
За захранването на платката се използва само 3,3 V напрежение, ако се захранва от 5 V, то ще се влоши. Някои платки MPU6050 имат предпазител, който предпазва системата от високо напрежение, но е по-добре да не рискувате. Ако платката има контакт AD0, тя трябва да бъде свързана към земята (GND). В този случай VIO е свързан към изхода AD0 директно на платката, така че не е необходимо да свързвате щифта AD0.
За да може Arduino да управлява моторите, ще са необходими транзистори, благодарение на тях ще бъде възможно да се достави много напрежение на двигателите. Можете да видите по-подробно как всички елементи са свързани в диаграмата.
Стъпка трета Скица за Ардуино
След като MPU-6050 е свързан към Arduino, трябва да го включите и да изтеглите скицата на кода на скенера I2C.След това трябва да копирате програмния код и да го поставите в празна скица. След това трябва да отворите серийния монитор на Arduino IDE (Инструменти-> Сериен монитор) и да се уверите, че 9600 е свързан.
Ако всичко е направено правилно, ще бъде открито I2C устройство, ще му бъде назначен адрес 0x68 или 0x69, трябва да бъде записан.
След това се зарежда скица, която обработва информация от жироскопа и акселерометъра. В Интернет има много от тях, но най-добре е да се използват.
На последния етап ще трябва да калибрирате стойностите на жироскопа и акселерометъра. За целта намерете равна повърхност и поставете MPU6050 върху нея. След това се стартира скицата за калибриране, получените данни за отклонения се записват и след това се използват в скицата MPU6050_DMP6.
Стъпка четвърта Програма за Ардуино
Благодарение на програмата, която е разработена, квадрокоптерът се стабилизира и замръзва в стабилно състояние. Освен това с помощта на тази програма се управлява квадрокоптерът.
За стабилизиране на квадрокоптера се използват два PID контролера. Единият е необходим за терена, а вторият за ролка. Контролерът измерва скоростта на въртене на винтовете и въз основа на това квадрокоптерът се контролира.
Стъпка пета Quadrocopter модификация
Основният проблем на малък и евтин квадрокоптер е теглото му. За да решите този проблем, трябва да инсталирате по-мощни и по-леки двигатели, безчетковите са най-подходящи, те се наричат и моторни клапани. Те са много по-добри от четките, но вие също трябва да закупите контролери за скорост за тях, така че цената на домашната работа рязко се увеличава.
За да улесните дизайна, най-добре е да използвате Arduino Uno контролера, можете да премахнете вече зашития микропроцесорен чип от него и след това да го поставите директно на ProtoBoard. В резултат на това ще се окаже, че ще спечелите около 30 грама тегло, което е доста добре. Алтернатива е да използвате Arduino Pro Mini.
Програма, която е създадена за контрол на домашната работа, може лесно да се разшири. Но най-важната задача е да стабилизира квадрокоптера в полет, на този етап той беше напълно решен. За да контролирате домашната работа от разстояние, можете да използвате Bluetooth модула или да разгледате по-отблизо предавателите / приемниците.