Il compito principale che l'autore si è prefissato fatto in casa - realizzare un quadricottero economico, il cui volo si stabilizzerà a causa di Arduino. Un altro quadrocopter ha un potere autonomo. Il costo totale di un tale prodotto fatto in casa è di circa $ 60.
Se c'è una quantità più sostanziale, allora è più promettente equipaggiare i motori fatti in casa senza spazzole con i controller corrispondenti.
Per stabilizzare il volo, vengono utilizzati un giroscopio e un accelerometro. È necessario un giroscopio per determinare l'angolo di inclinazione del quadricottero rispetto alla gravità terrestre. L'accelerometro è necessario per calcolare l'accelerazione.
Materiali e strumenti:
- batterie al litio (3,7 V);
- fili;
- transistor ULN2003A Darlington Transistor (è possibile utilizzare transistor più potenti);
- motori come 0820 Coreless Motors;
- microcontrollore Arduino Uno;
- Scheda MPU-6050 (è sia un giroscopio che un accelerometro);
- la presenza di una stampante 3D o l'accesso ad essa;
- strumenti necessari.
Processo di produzione:
Primo passo. Crea un alloggiamento quadrocopter
Il caso è fatto molto rapidamente e semplicemente. Viene stampato con una stampante 3D. La creazione della cornice, quindi, è buona perché viene fuori luce, tutto questo grazie alla stampa di "favi". La progettazione delle parti ha avuto luogo nel programma Solidworks. Utilizzando questo programma, è possibile modificare i parametri del caso, apportare le proprie modifiche, se necessario.
Dopo aver stampato il telaio quadrocopter, è possibile installare i motori e saldare i fili ad essi.
Secondo passo Colleghiamo Arduino
Come collegare la scheda MPU6050 è visibile nello schema seguente. È importante capire che la libreria Arduino significa connettersi attraverso questi contatti. Se si utilizza un circuito di un altro produttore, è importante assicurarsi che i contatti siano nella stessa sequenza.
Per alimentare la scheda viene utilizzata solo una tensione di 3,3 V. Se è alimentata da 5 V, si deteriorerà. Alcune schede MPU6050 hanno un fusibile che protegge il sistema dall'alta tensione, ma è meglio non rischiare. Se la scheda ha un contatto AD0, deve essere collegata a terra (GND). In questo caso, il VIO è collegato all'uscita AD0 direttamente sulla scheda, quindi non è necessario collegare il pin AD0.
Affinché Arduino possa controllare i motori, saranno necessari transistor, grazie a loro sarà possibile fornire molta tensione ai motori. Puoi vedere più in dettaglio come tutti gli elementi sono collegati nel diagramma.
Terzo passo Bozzetto per Arduino
Dopo aver collegato MPU-6050 ad Arduino, è necessario accenderlo e scaricare lo schizzo del codice dello scanner I2C.Successivamente, è necessario copiare il codice del programma e incollarlo in uno schizzo vuoto. Successivamente, è necessario aprire il monitor seriale IDE Arduino (Strumenti-> Monitor seriale) e assicurarsi che 9600 sia collegato.
Se tutto viene eseguito correttamente, verrà rilevato un dispositivo I2C, gli verrà assegnato l'indirizzo 0x68 o 0x69, deve essere scritto.
Successivamente, viene caricato uno schizzo, che elabora le informazioni dal giroscopio e dall'accelerometro. Ce ne sono molti su Internet, ma è meglio usarli.
Nella fase finale, dovrai calibrare i valori del giroscopio e dell'accelerometro. Per fare ciò, trova una superficie piana e posiziona MPU6050 su di essa. Successivamente, viene avviato lo schizzo per la calibrazione, i dati di deviazione ottenuti vengono registrati e quindi utilizzati nello schizzo MPU6050_DMP6.
Fase quattro Programma per Arduino
Grazie al programma, che è strutturato, il quadricottero si stabilizza e si blocca in uno stato stabile. Successivamente, utilizzando questo programma, viene eseguito il controllo quadrocopter.
Per stabilizzare il quadrocopter, vengono utilizzati due controller PID. Uno è necessario per il pitch e il secondo per il rollio. Il controller misura la velocità di rotazione delle viti e in base a ciò viene controllato il quadricottero.
Fase cinque Modifica quadrocopter
Il problema principale di un quadricottero piccolo ed economico è il suo peso. Per risolvere questo problema, è necessario installare motori più potenti e più leggeri, quelli senza spazzole sono i più adatti, sono anche chiamati motori a valvole. Sono molto meglio dei pennelli, ma devi anche acquistare i controller di velocità per loro, quindi il costo dei prodotti fatti in casa aumenta notevolmente.
Per semplificare il design, è meglio utilizzare il controller Arduino Uno, è possibile rimuovere il chip microprocessore già cucito da esso e quindi inserirlo direttamente sul ProtoBoard. Di conseguenza, si tratterà di vincere circa 30 grammi di peso, il che è abbastanza buono. Un'alternativa è utilizzare Arduino Pro Mini.
Un programma creato per controllare il lavoro fatto in casa può essere facilmente ampliato. Ma il compito più importante è stabilizzare il quadrocopter in volo, in questa fase è stato completamente risolto. Per controllare da remoto il lavoro fatto in casa, è possibile utilizzare il modulo bluetooth o dare un'occhiata più da vicino ai trasmettitori / ricevitori.