Nhiệm vụ chính mà tác giả đã tự đặt ra tự làm - thực hiện một quadrocopter rẻ tiền, chuyến bay trong đó sẽ ổn định do Arduino. Một quadrocopter khác có sức mạnh tự trị. Tổng chi phí của một sản phẩm tự chế như vậy là khoảng 60 đô la.
Nếu có một số lượng đáng kể hơn, thì việc trang bị động cơ tự chế mà không cần bàn chải với bộ điều khiển tương ứng sẽ hứa hẹn hơn.
Để ổn định chuyến bay, một con quay hồi chuyển và gia tốc kế được sử dụng. Cần có một con quay hồi chuyển để xác định góc nghiêng của bộ tứ giác so với trọng lực của Trái đất. Gia tốc kế là cần thiết để tính gia tốc.
Vật liệu và dụng cụ:
- pin lithium (3,7 V);
- dây;
- Transitor ULN2003A Darlington Transitor (bạn có thể sử dụng các bóng bán dẫn mạnh hơn);
- động cơ như 0820 Corless Motors;
- Vi điều khiển Arduino Uno;
- Bảng MPU-6050 (nó vừa là con quay hồi chuyển vừa là gia tốc kế);
- sự hiện diện của máy in 3D hoặc truy cập vào nó;
- dụng cụ cần thiết.
Quy trình sản xuất:
Bước đầu tiên. Tạo một nhà ở quadrocopter
Vụ việc được thực hiện rất nhanh chóng và đơn giản. Nó được in bằng máy in 3D. Do đó, việc tạo ra khung là tốt vì nó phát sáng, tất cả điều này nhờ vào việc in "tổ ong". Thiết kế bộ phận đã diễn ra trong chương trình Solidworks. Sử dụng chương trình này, bạn có thể chỉnh sửa các tham số của vụ án, thực hiện các thay đổi của riêng bạn đối với nó, nếu cần thiết.
Sau khi khung quadrocopter được in, bạn có thể cài đặt các động cơ và hàn dây cho chúng.
Bước hai Chúng tôi kết nối Arduino
Cách kết nối bảng MPU6050 có thể được nhìn thấy trong sơ đồ bên dưới. Điều quan trọng là phải hiểu rằng thư viện Arduino có nghĩa là kết nối thông qua các liên hệ này. Nếu bạn đang sử dụng một mạch từ nhà sản xuất khác, điều quan trọng là phải đảm bảo rằng các tiếp điểm nằm trong cùng một trình tự.
Chỉ có điện áp 3,3 V được sử dụng để cấp nguồn cho bo mạch. Nếu được cấp nguồn từ 5 V, nó sẽ xuống cấp. Một số bo mạch MPU6050 có cầu chì bảo vệ hệ thống khỏi điện áp cao, nhưng tốt hơn là không nên mạo hiểm. Nếu bảng có liên hệ với AD0, nó phải được kết nối với mặt đất (GND). Trong trường hợp này, VIO được kết nối với đầu ra AD0 trực tiếp trên bo mạch, do đó bạn không cần kết nối chân AD0.
Để Arduino có thể điều khiển động cơ, cần có các bóng bán dẫn, nhờ có chúng, có thể cung cấp rất nhiều điện áp cho động cơ. Bạn có thể xem chi tiết hơn cách tất cả các yếu tố được kết nối trong sơ đồ.
Bước ba Phác thảo cho Arduino
Sau khi MPU-6050 được kết nối với Arduino, bạn cần bật nó lên và tải xuống bản phác thảo mã máy quét I2C.Tiếp theo, bạn cần sao chép mã chương trình và dán nó vào một bản phác thảo trống. Sau đó, bạn cần mở màn hình nối tiếp Arduino IDE (Công cụ-> Màn hình nối tiếp) và đảm bảo rằng 9600 được kết nối.
Nếu mọi thứ được thực hiện chính xác, một thiết bị I2C sẽ được phát hiện, nó sẽ được gán địa chỉ 0x68 hoặc 0x69, nó phải được ghi lại.
Tiếp theo, một bản phác thảo được tải, xử lý thông tin từ con quay hồi chuyển và gia tốc kế. Có rất nhiều trong số chúng trên Internet, nhưng tốt nhất là sử dụng.
Ở giai đoạn cuối, bạn sẽ cần hiệu chỉnh các giá trị của con quay hồi chuyển và gia tốc kế. Để làm điều này, tìm một bề mặt phẳng và đặt MPU6050 trên nó. Tiếp theo, bản phác thảo để hiệu chuẩn được bắt đầu, dữ liệu độ lệch thu được được ghi lại và sau đó được sử dụng trong bản phác thảo MPU6050_DMP6.
Bước bốn Chương trình cho Arduino
Nhờ chương trình được đặt ra, quadrocopter ổn định và đóng băng ở trạng thái ổn định. Tiếp theo, sử dụng chương trình này, điều khiển quadrocopter được thực hiện.
Để ổn định bộ tứ cực, hai bộ điều khiển PID được sử dụng. Một là cần thiết cho cao độ, và thứ hai cho cuộn. Bộ điều khiển đo tốc độ quay của các ốc vít và dựa vào đó, bộ tứ giác được điều khiển.
Bước năm Sửa đổi Quadrocopter
Vấn đề chính của một quadrocopter nhỏ và rẻ là trọng lượng của nó. Để giải quyết vấn đề này, bạn cần cài đặt động cơ mạnh hơn và nhẹ hơn, loại không chổi than phù hợp nhất, chúng còn được gọi là động cơ van. Chúng tốt hơn nhiều so với bàn chải, nhưng bạn cũng cần mua bộ điều khiển tốc độ cho chúng, vì vậy giá thành của các sản phẩm tự chế tăng mạnh.
Để làm cho thiết kế dễ dàng hơn, tốt nhất là sử dụng bộ điều khiển Arduino Uno, bạn có thể loại bỏ chip vi xử lý đã được khâu khỏi nó và sau đó đặt trực tiếp lên ProtoBoard. Kết quả là, nó sẽ trở thành chiến thắng với trọng lượng khoảng 30 gram, khá tốt. Một cách khác là sử dụng Arduino Pro Mini.
Một chương trình được tạo ra để kiểm soát công việc tự chế có thể dễ dàng mở rộng. Nhưng nhiệm vụ quan trọng nhất là ổn định bộ tứ động cơ trong chuyến bay, ở giai đoạn này nó đã được giải quyết hoàn toàn. Để điều khiển công việc tự chế từ xa, bạn có thể sử dụng mô-đun bluetooth hoặc xem xét kỹ hơn các máy phát / máy thu.