A principal tarefa que o autor se propôs caseiro - faça um quadrocóptero barato, cujo voo se estabilizará devido a Arduino. Outro quadrocóptero tem poder autônomo. O custo total desse produto caseiro é de cerca de US $ 60.
Se houver uma quantidade mais substancial, é mais promissor equipar motores caseiros sem escovas com os controladores correspondentes.
Para estabilizar o vôo, um giroscópio e um acelerômetro são usados. Um giroscópio é necessário para determinar o ângulo de inclinação do quadrocóptero em relação à gravidade da Terra. O acelerômetro é necessário para calcular a aceleração.
Materiais e ferramentas:
- baterias de lítio (3,7 V);
- fios;
- transistor ULN2003A Darlington Transistor (você pode usar transistores mais poderosos);
- motores como 0820 Coreless Motors;
- microcontrolador Arduino Uno;
- Placa MPU-6050 (é um giroscópio e um acelerômetro);
- presença de uma impressora 3D ou acesso a ela;
- ferramentas necessárias.
Processo de fabricação:
Primeiro passo Criar uma caixa quadrocopter
O caso é feito de maneira muito rápida e simples. É impresso usando uma impressora 3D. A criação da moldura, portanto, é boa porque sai clara, tudo isso graças à impressão de "favos de mel". O design das peças ocorreu no programa Solidworks. Usando este programa, você pode editar os parâmetros do caso, fazer suas próprias alterações, se necessário.
Após a impressão da estrutura do quadrocóptero, você pode instalar os motores e soldar os fios.
Etapa dois Nós conectamos o Arduino
Como conectar a placa MPU6050 pode ser visto no diagrama abaixo. É importante entender que a biblioteca do Arduino significa conectar através desses contatos. Se você estiver usando um circuito de outro fabricante, é importante verificar se os contatos estão na mesma sequência.
Apenas tensão de 3,3 V. é usada para alimentar a placa e, se for alimentada a partir de 5 V., ela se deteriorará. Algumas placas MPU6050 possuem um fusível que protege o sistema contra alta voltagem, mas é melhor não arriscar. Se a placa tiver contato AD0, ela deverá estar conectada ao terra (GND). Nesse caso, o VIO é conectado à saída AD0 diretamente na placa, portanto, você não precisa conectar o pino AD0.
Para que o Arduino possa controlar os motores, serão necessários transistores, graças a eles, será possível fornecer muita tensão aos motores. Você pode ver em mais detalhes como todos os elementos estão conectados no diagrama.
Etapa três Esboço para Arduino
Depois que o MPU-6050 estiver conectado ao Arduino, é necessário ativá-lo e fazer o download do esboço do código do scanner I2C.Em seguida, você precisa copiar o código do programa e colá-lo em um esboço vazio. Depois disso, é necessário abrir o monitor serial do Arduino IDE (Ferramentas-> Monitor Serial) e verificar se o 9600 está conectado.
Se tudo for feito corretamente, um dispositivo I2C será detectado, será atribuído o endereço 0x68 ou 0x69, e deverá ser anotado.
Em seguida, é carregado um esboço, que processa as informações do giroscópio e do acelerômetro. Existem muitos deles na Internet, mas é melhor usar.
Na fase final, você precisará calibrar os valores do giroscópio e do acelerômetro. Para fazer isso, encontre uma superfície plana e coloque o MPU6050 nela. Em seguida, o esboço para calibração é iniciado, os dados de desvio obtidos são registrados e depois utilizados no esboço MPU6050_DMP6.
Etapa quatro Programa para Arduino
Graças ao programa, o quadrocopter se estabiliza e congela em um estado estável. Em seguida, usando este programa, o controle quadrocopter é executado.
Para estabilizar o quadrocóptero, dois controladores PID são usados. Um é necessário para pitch e o segundo para roll. O controlador mede a velocidade de rotação dos parafusos e, com base nisso, o quadrocopter é controlado.
Quinto passo Modificação Quadrocopter
O principal problema de um quadrocopter pequeno e barato é o seu peso. Para resolver esse problema, você precisa instalar motores mais potentes e leves, os sem escova são os mais adequados, também são chamados de motores de válvulas. Eles são muito melhores que os pincéis, mas você também precisa comprar controladores de velocidade para eles, portanto o custo dos produtos caseiros aumenta bastante.
Para facilitar o projeto, é melhor usar o controlador Arduino Uno, você pode remover o chip do microprocessador já costurado e colocá-lo diretamente no ProtoBoard. Como resultado, ganhará cerca de 30 gramas de peso, o que é muito bom. Uma alternativa é usar o Arduino Pro Mini.
Um programa criado para controlar o trabalho caseiro pode ser facilmente expandido. Mas a tarefa mais importante é estabilizar o quadrocóptero em voo, nesta fase foi completamente resolvido. Para controlar o trabalho caseiro remotamente, você pode usar o módulo bluetooth ou dar uma olhada nos transmissores / receptores.