Pagrindinė užduotis, kurią išsikėlė pats autorius naminis - pagaminsite nebrangų keturračių kopterį, kurio skrydis stabilizuosis dėl Arduino. Kitas keturračių sraigtasparnis turi autonominę galią. Bendra tokio naminio gaminio kaina yra apie 60 USD.
Jei yra reikšmingesnis kiekis, tuomet perspektyviau naminius variklius aprūpinti šepečiais be atitinkamų valdiklių.
Skrydžiui stabilizuoti naudojamas giroskopas ir akselerometras. Norint nustatyti keturračio pasvirimo kampą žemės gravitacijos atžvilgiu, reikalingas giroskopas. Akselerometras reikalingas pagreičiui apskaičiuoti.
Medžiagos ir įrankiai:
- ličio baterijos (3,7 V);
- laidai;
- tranzistorius ULN2003A Darlingtono tranzistorius (galite naudoti galingesnius tranzistorius);
- varikliai, tokie kaip 0820 varikliai be variklio;
- mikrovaldiklis Arduino Uno;
- MPU-6050 plokštė (tai yra ir giroskopas, ir akselerometras);
- 3D spausdintuvo buvimas ar prieiga prie jo;
- reikalingi įrankiai.
Gamybos procesas:
Pirmasis žingsnis. Sukurkite keturračio variklio korpusą
Byla atliekama labai greitai ir paprastai. Jis spausdinamas naudojant 3D spausdintuvą. Taigi rėmas yra gerai sukurtas, nes jis pasirodo lengvas, nes visa tai atspausdinta „koriais“. Dalių projektavimas vyko „Solidworks“ programoje. Naudodamiesi šia programa galite redaguoti bylos parametrus, prireikus atlikti savo pakeitimus.
Atspausdinę keturračio generatoriaus rėmą, galite įdiegti variklius ir lituoti prie jų laidus.
Antras žingsnis Mes sujungiame Arduino
Kaip prijungti MPU6050 plokštę, galite pamatyti žemiau pateiktoje schemoje. Svarbu suprasti, kad Arduino biblioteka reiškia prisijungimą per šiuos kontaktus. Jei naudojate kito gamintojo grandinę, svarbu įsitikinti, kad kontaktai yra ta pačia seka.
Plokštėms maitinti naudojama tik 3,3 V įtampa, jei ji maitinama nuo 5 V, ji pablogės. Kai kurios MPU6050 plokštės turi saugiklį, kuris apsaugo sistemą nuo aukštos įtampos, tačiau geriau nerizikuoti. Jei plokštė turi kontaktą AD0, ji turi būti prijungta prie žemės (GND). Tokiu atveju VIO yra prijungtas prie AD0 išvesties tiesiai ant plokštės, todėl jums nereikia prijungti AD0 kaiščio.
Tam, kad Arduino galėtų valdyti variklius, reikės tranzistorių, jų dėka varikliams bus galima tiekti didelę įtampą. Diagramoje galite išsamiau pamatyti, kaip visi elementai yra sujungti.
Trečias žingsnis „Arduino“ eskizas
Prijungę MPU-6050 prie „Arduino“, turite jį įjungti ir atsisiųsti „I2C“ skaitytuvo kodo eskizą.Toliau turite nukopijuoti programos kodą ir įklijuoti jį į tuščią eskizą. Po to turite atidaryti „Arduino IDE“ serijinį monitorių („Tools-> Serial Monitor“) ir įsitikinti, kad 9600 yra prijungtas.
Jei viskas bus padaryta teisingai, bus aptiktas I2C įrenginys, jam bus priskirtas adresas 0x68 arba 0x69, jis turi būti užrašytas.
Tada įkeliamas eskizas, kuris apdoroja informaciją iš giroskopo ir akselerometro. Jų yra daug internete, tačiau geriausia jais naudotis.
Paskutiniame etape turėsite kalibruoti giroskopo ir akselerometro reikšmes. Norėdami tai padaryti, suraskite lygų paviršių ir padėkite ant jo MPU6050. Tada pradedamas kalibravimo eskizas, gauti nuokrypio duomenys užrašomi ir naudojami eskize MPU6050_DMP6.
Ketvirtas žingsnis Programa „Arduino“
Dėka išdėstytos programos keturračio stabilizatorius stabilizuojasi ir užšąla. Toliau, naudojant šią programą, atliekamas keturračio kopijavimo valdymas.
Keturrokopiui stabilizuoti naudojami du PID valdikliai. Vienas reikalingas pikiui, o antrasis - ritiniui. Valdiklis išmatuoja varžtų sukimosi greitį ir, remiantis tuo, valdomas keturračių sraigtasparnis.
Penktas žingsnis Keturračio kopijavimo modifikacija
Pagrindinė mažo ir pigaus keturračio kopijavimo aparato problema yra jo svoris. Norėdami išspręsti šią problemą, turite įdiegti galingesnius ir lengvesnius variklius, geriausiai tinka be šepetėlių, jie taip pat vadinami vožtuvų varikliais. Jie yra daug geresni už šepetėlius, tačiau taip pat reikia nusipirkti už juos greičio reguliatorių, todėl namų gaminių kaina smarkiai padidėja.
Kad dizainas būtų lengvesnis, geriausia naudoti „Arduino Uno“ valdiklį, galite iš jo išimti jau susiuvusį mikroprocesoriaus lustą ir įdėti jį tiesiai į „ProtoBoard“. Dėl to paaiškės, kad laimėsite apie 30 gramų svorio, o tai yra gana gerai. Alternatyva yra naudoti „Arduino Pro Mini“.
Namų darbo kontrolei sukurtą programą galima lengvai išplėsti. Tačiau svarbiausia užduotis yra stabilizuoti keturračio skraidymą skrydžio metu, šiame etape jis buvo visiškai išspręstas. Norėdami nuotoliniu būdu valdyti namų darbus, galite naudoti „bluetooth“ modulį arba atidžiau pažvelgti į siųstuvus / imtuvus.