DIY Smart Follow Me Drone kaameraga (Arduino baasil): 22 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:50

Droonid on tänapäeval väga populaarsed mänguasjad ja tööriistad. Turult leiate professionaalseid ja isegi algajaid droone ja lendavaid vidinaid. Mul on neli drooni (quadcopters ja hexcopters), sest ma armastan kõike, mis lendab, kuid 200. lend pole nii huvitav ja hakkab igav, nii et otsustasin, et ehitan oma drooni koos mõne lisafunktsiooniga. Mulle meeldib Arduino programmeerida ning vooluahelaid ja vidinaid kujundada, nii et hakkasin seda ehitama. Kasutasin MultiWii lennukontrollerit, mis põhineb ATMega328 kiibil, mida kasutatakse ka Arduino UNO -s, seega oli programmeerimine üsna lihtne. Selle drooni saab ühendada Android -nutitelefoniga, mis saadab oma GPS -andmed droonile, mis võrdleb omaenda GPS -signaaliga ja hakkab seejärel telefoni jälgima, nii et kui ma tänaval liigun, järgneb droon mulle. Muidugi on sellel veel palju puudusi, sest ma ei saanud teha professionaalset filmimisdrooni, vaid järgib telefoni, teeb videot ja omab ka ultraheli kaugusandurit, et vältida takistusi õhus. Ma arvan, et see on päris palju omatehtud drooni funktsioone. Laadin esimesel võimalusel üles lennu kohta video, kuid alati liikuva drooniga on raske kvaliteetseid rekordeid teha.

Samm: peamised omadused

Droon on peaaegu täielikult automaatne, te ei pea seda juhtima, sest järgib teie telefoni, mis on tavaliselt teie rattas, Ultraheliandur aitab mööda minna puudest, hoonetest ja muudest takistustest ning GPS annab väga täpsed asukohaandmed, kuid vaatame, mis meil kokku on:

• 1000mAh aku, piisab 16-18 minutiliseks pidevaks lendamiseks
• ultraheli andur, et vältida takistusi õhus
• Bluetooth -moodul telefonist andmete vastuvõtmiseks
• Arduino põhine mikrokontroller
• sisseehitatud güroskoop
• reguleeritud maksimaalne kõrgus (5 meetrit)
• kui aku on tühi, maandub see automaatselt telefonile (loodetavasti teie kätte)
• ehitamine maksab umbes 100 dollarit
• saab programmeerida ükskõik mida
• GPS -i abil saate drooni saata mis tahes koordinaatidele
• quadcopter desing
• varustatud 2MP 720p HQ videokaameraga
• kaalub 109 grammi (3,84 untsi)

Nii et see on kõik, mida esimene versioon suudab, loomulikult tahan seda arendada. Suvel tahan selle tarkvara abil oma suuremat drooni häkkida.

2. samm: lennutesti video

Palusin kahel mu heal sõbral drooni all olles drooni ees käia, et see alla kukkudes päästa. Kuid test õnnestus ja nagu näete, pole droon endiselt väga stabiilne, kuid töötas. Vasakpoolne mees kollases T-särgis hoidis telefoni, mis edastas GPS-i andmeid. Videokvaliteet selle kaameraga pole just parim, kuid ma ei leidnud väikese kaaluga 1080p kaameraid.

Samm: osade ja tööriistade kogumine

Selle projekti jaoks vajate uusi ja ebatavalisi osi. Kujunduse vähendamiseks kujundasin väikese võimsusega ja ringlussevõetud osadest ning õnnestus mul raami jaoks väga head materjalid. Aga vaatame, mida vajame! Ostsin Amazon.com -ist lennujuhi Criuse kaubamärgi ja töötasin

Tööriistad:

• Jootekolb
• Liimipüstol
• Lõikur
• Traadi lõikur
• Pöörlev tööriist
• Super liim
• Ductape
• Kummipael

Osad:

• MultiWii 32kB lennujuht
• Seeria GPS -moodul
• Jadaühendus I2C muunduriga
• Bluetooth -moodul
• Ultraheli andur
• Õled
• Plastist tükk
• Võimsus
• Mootorid
• Propellerid
• Kruvid
• L293D mootorijuht (see oli halb valik, parandan teises versioonis)
• 1000mAh liitiumioonaku

Samm: pange propellerid kokku

Ostsin need mootoritega propellerid Amazon.com -ist 18 dollari eest, need on Syma S5X drooni varuosad, kuid tundusid kasulikud, nii et tellisin need ja töötasid hästi. Peate lihtsalt mootori oma auku panema ja kinnitused hammasratta külge kinnitama.

Samm 5: Circuit Schemantic

Vaadake töötamise ajal alati skeemi ja olge ühendustega ettevaatlik.

6. samm: mootorite jootmine juhile

Nüüd peate jootma kõik kaablid mootoritest L293D mootorijuhi IC -ni. Vaadake pilte, need ütlevad palju enamat, peate ühendama mustad ja sinised juhtmed GND-ga ja positiivsed juhtmed väljunditega 1-4, nagu mina. L293D saab neid mootoreid juhtida, kuid soovitan kasutada mõningaid võimsustransistore, kuna see kiip ei suuda kõiki nelja mootorit suure võimsusega (üle 2 amprit) käsitseda. Pärast seda lõigatud 15 cm õlgi hoiavad need mootorid paigal. Kasutasin eriti tugevaid õlgi, mis sain kohalikust pagariärist ja kohvikust. Asetage need õled õrnalt mootorite hammasrataste peale.

Samm: raami kokkupanek

Palun pöörake tähelepanu teisele pildile, mis näitab propellerite varustamist. Kasutage kuuma liimi ja superliimi, mis sobib kõigile neljale propellerile, seejärel kontrollige ühendusi. On väga oluline, et sõukruvid oleksid üksteisest sama kaugel.

Samm: lisage juhtmed L293D -le

Võtke neli emase-emase hüppajatraati ja lõigake pooleks. Seejärel jootke need IC ülejäänud tihvtide juurde. See aitab ühendada tihvtid Arduino I/O kontaktidega. Nüüd on aeg vooluringi üles ehitada.

9. samm: vooluring

Kõik moodulid on kaasasoleva lennujuhtimiskomplektiga, nii et peate need lihtsalt ühendama. Bluetooth läheb jadaporti, GPS esmalt I2C muundurisse ja siis I2C pessa. Nüüd saate selle oma droonile varustada.

Samm: lülitage raam raamile

Kasutage kahepoolset teipi ja lisage kõigepealt GPS. See käsnlint hoiab kõik paigas, nii et liimige iga moodul ükshaaval plastikule. Kui olete sellega lõpetanud, saate ühendada mootori juhi tihvtid MultiWii -ga.

Samm: kahe ahela ühendamine

Sisendpoldid lähevad D3, D9, D10, D11 külge, teised tuleks ühendada VCC+ ja GND- kontaktidega. Schemantic laaditakse üles homme.

12. samm: aku …

Aku kinnitamiseks drooni põhja külge kasutasin mõnda kummipaela ja hoiab seal päris tugevalt kinni. Ma ühendasin ja töötasin, just nii, nagu ma ette kujutasin.

Samm: ultraheli andur

Sonari andur kinnitatakse droonile kummipaelaga ja ühendatakse MultiWii kontrolleri D7 ja D6 tihvtidega.

14. samm: kuidas seda programmeerida?

Kiibi programmeerimiseks peate kasutama Serial FTDI moodulit. Komplekti kuulub ka programmeerimismoodul.

Samm 15: Kuidas GPS töötab?

Globaalne positsioneerimissüsteem (GPS) on kosmosepõhine navigeerimissüsteem, mis annab teavet asukoha ja aja kohta kõikides ilmastikutingimustes, kõikjal Maa peal või selle läheduses, kus on takistamatu vaateväli neljale või enamale GPS-satelliidile. Süsteem pakub kriitilisi võimalusi sõjalistele, tsiviil- ja ärikasutajatele kogu maailmas. Ameerika Ühendriikide valitsus lõi süsteemi, hooldab seda ja teeb selle vabalt kättesaadavaks kõigile, kellel on GPS -vastuvõtja. GPS -moodulid esitavad tavaliselt rea teabestringe, mida nimetatakse riikliku mereelektroonika assotsiatsiooni (NMEA) protokolli alla. Lisateavet NMEA standardsete andmestringide kohta leiate siit.

Programmeerimise kohta lisateabe saamiseks lugege seda:

16. samm: tarkvara

Ma ei tea, kas tarkvara on juba kiibile üles laaditud või mitte, aga siin selgitan, mida teha. Esmalt laadige oma arvutisse ametlik MultiWii raamatukogu. Pakkige.zip -fail ekstrakstiks ja avage seejärel fail MultiWii.ino. Valige "Arduino/Genuino UNO" ja laadige see oma lauale üles. Nüüd on teie mikrokontrolleril kõik funktsioonid eelinstallitud. Güroskoop, tuled, Bluetooth ja isegi väike LCD (mida selles projektis ei kasutata) töötab üleslaaditud koodiga. Kuid seda koodi saab kasutada ainult selle kontrollimiseks, kas moodulid töötavad ideaalselt või mitte. Proovige drooni kallutada ja näete, et mootorid hakkavad gürosensori tõttu pöörlema. Telefoni jälgimiseks peame muutma kontrolleri koodi.

Pärast seda saate oma häkkinud drooni teha, kui saate Arduino programmeerida või järgida minu juhiseid ja muuta see drooniks "järgne mulle".

GitHubi link tarkvara jaoks:

Tarkvara kohta lisateabe saamiseks külastage ametlikku saiti:

17. samm: koodi muutmine

Pidin muutma andurite koodi ja kontrolleri koodi, mis andis ATMega328 -le juhiseid, kuid nüüd annab Bluetooth -moodul kolm GPS -koordinaati ja sõltuvalt neist liigub droon, nii et kui minu telefoni x- ja y -koordinaadid on 46^44'31 " ja 65^24 "13 'ning drooni koordinaadid on 46^14'14" ja 65^24 "0', siis liigub droon ühes suunas, kuni jõuab telefonini.

18. samm: telefonirakendus

Kasutasin rakendust SensoDuino, mille saab siit nutitelefoni alla laadida: https://play.google.com/store/apps/details?id=com…. Ühendage drooniga Bluetoothi kaudu ja lülitage sisse GPS TX ja andmete logimine. Nüüd on telefoni rakendus valmis.

19. samm: kaamera

Ostsin väga odava Hiina 720p võtmehoidja kaamera ja see oli suurepärase kvaliteediga. Sobisin drooni põhjale kahepoolse teibiga. Seda kaamerat kasutati paljudes minu projektides ja seda on alati hea kasutada, kaalub 15 grammi ja sellega saab teha väga hea video.

Samm: testimine…

Droon on endiselt ebakindel, sest see ei ole professionaalne projekt, kuid töötab hästi. Olen tulemustega väga rahul. Ühenduskaugus oli umbes 8 meetrit, mis on sellise drooni jaoks enam kui piisav. Video tuleb varsti ja loodan, et teile meeldib. See ei ole võidusõidu droon, kuid see on ka üsna kiire.

21. samm: tulevikuplaanid

Mul on ka suurem droon ja kui ma saan koodi vigu parandada, siis tahan seda kasutada koos WiFi -ühenduse kaudu ESP8266 mooduliga. Sellel on suuremad rootorid ja see võib tõsta isegi GoPro, mitte nagu esimene versioon. See droon võib olla kasulik tööriist jalgrattasõidu, sõidu, suusatamise, ujumise või sportimise ajal, ta järgib sind alati.

22. samm: aitäh vaatamast

Loodan väga, et teile meeldis minu Instuctable ja kui jah, siis palun andke mulle lahkelt hääl võistlusel Make It Fly. Kui teil on küsimusi, küsige julgelt. Ärge unustage jagada ja anda südant, kui arvate, et see väärib seda. Aitäh veelkord vaatamast!

Tervist, Imetomi

Välisvõistluse teine koht 2016

Teine auhind automaatikavõistlusel 2016

Teine auhind konkursil Make It Fly 2016