واحد کنترل کوادکوپتر ArDrone 2.0 بر روی ماژول MPU6050 و ESP8266: 7 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:52

اندازه ، قیمت و در دسترس بودن Wi-Fi به شما امکان می دهد یک واحد کنترل بودجه برای کوادکوپتر ArDrone 2.0 در ماژول ESP8266 (قیمت در AliExpress ، Gearbest) ایجاد کنید. برای کنترل ، ما از ماژول Gy-521 در تراشه MPU6050 (ژیروسکوپ ، شتاب سنج) استفاده می کنیم.

طوطی AR. هواپیمای بدون سرنشین یک کوادروکوپتر رادیویی است ، یعنی یک هلیکوپتر با چهار روتور اصلی که روی تیرهای مورب از راه دور قرار گرفته است. AR Drone خود بر روی سیستم عامل لینوکس کار می کند و تقریباً هر تلفن هوشمند یا رایانه لوحی با صفحه لمسی Android یا iOS می تواند به عنوان یک کنترل از راه دور برای کوادکوپتر عمل کند. فاصله کنترل پایدار روی Wi-Fi از 25 تا 100 متر است و در صورت انجام پروازها در خیابان بستگی به اتاق و شرایط آب و هوایی دارد.

مرحله 1: اتصال ESP8266 به نقطه دسترسی Ar Drone 2.0

هنگامی که فعال است ، AR. Drone یک نقطه دسترسی SSIS "ardrone_XX_XX" ایجاد می کند. اتصال بدون رمز عبور

بیایید سعی کنیم با استفاده از دستورات AT به نقطه دسترسی Ar. Dron متصل شویم ، کارت ESP8266 را از طریق منبع تغذیه آداپتور USB UART 3.3 ولت به پورت کام کامپیوتر متصل کنید.

Arduino IDE ، مانیتور پورت سریال را باز کنید و دستورات AT را به برد ESP ارسال کنید (کوادکوپتر باید فعال باشد)

مرحله 2: ارتباط با AR هواپیمای بدون سرنشین با استفاده از دستورات AT انجام می شود

دستورات به AR ارسال می شود. هواپیماهای بدون سرنشین به عنوان بسته های UDP یا TCP ؛

یک بسته UDP باید حداقل دارای یک دستور کامل یا بیشتر باشد. اگر بسته شامل بیش از یک دستور باشد ، از کاراکتر 0x0A برای جدا کردن دستورات استفاده می شود.

رشته ها به عنوان کاراکترهای 8 بیتی ASCII کدگذاری می شوند.

حداکثر طول فرمان 1024 کاراکتر است.

بین دستورات 30 تاخیر MS وجود دارد.

فرمان شامل:

AT * [نام فرمان] = [شماره دنباله فرمان به عنوان یک رشته] [، استدلال 1 ، استدلال 2…]

لیست دستورات اصلی AT برای کنترل AR. هواپیمای بدون سرنشین:

AT * REF-برای بلند شدن ، فرود ، بازنشانی و توقف اضطراری استفاده می شود.

AT*PCMD-این فرمان برای کنترل AR استفاده می شود. حرکت هواپیماهای بدون سرنشین ؛

AT*FTRIM - در سطح افقی ؛

AT*CONFIG-پیکربندی AR. پارامترهای هواپیمای بدون سرنشین ؛

AT*LED انیمیشن های LED را در AR تنظیم می کند. هواپیمای بدون سرنشین ؛

AT*ANIM-نصب انیمیشن پرواز در AR. هواپیمای بدون سرنشین

در فرمان * بازنشانی AT * COMWDG- ما آن را دائماً به کوادکوپتر ارسال می کنیم.

پورت های زیر برای ارتباط استفاده می شود:

پورت 5556-UDP-ارسال دستورات به AR. هواپیمای بدون سرنشین ؛

پورت 5554-UDP-بسته های داده را از AR دریافت می کند. هواپیمای بدون سرنشین ؛

پورت 5555-پاسخ دادن بسته های ویدئویی از AR. هواپیمای بدون سرنشین ؛

بسته های 5559-TCP را برای داده های مهم که معمولاً برای پیکربندی از بین نمی روند ، پورت می کند.

سرویس گیرنده پس از 2 ثانیه تأخیر پس از ارسال آخرین فرمان ، از پورت UDP قطع می شود !!! - بنابراین ، شما باید دائماً دستورات را در صورت لزوم- AT*COMWDG ارسال کنید.

دریافت داده های ناوبری از ARDrone (پورت 5554-UDP) را در نظر بگیرید. بسته داده ناوبری در حالت نمایشی 500 بایت طول دارد. اگر مشکلی پیش بیاید ، هواپیمای بدون سرنشین می تواند یک بسته 32 و 24 بایت ارسال کند. اگر بسته 24 بایت طول داشته باشد این بدان معناست که پورت 5554 در حالت BOOTSTRAP است و برای تغییر حالت حالت نمایشی باید به پورت متصل شوید ARDrone می تواند داده های ناوبری را به دو صورت به کلاینت منتقل کند:

مخفف (یا نسخه ی نمایشی) ، اندازه 500 بایت. کامل.

برای دریافت داده های نمایشی ، ابتدا چهار بایت 0x01 ، 0x00 ، 0x00 ، 0x00 به پورت 5554 ارسال کنید ، و سپس یک فرمان به پورت 5556 ارسال کنید

AT*CONFIG = "+(seq ++)+" ، / "عمومی: navdata_demo \" ، / "TRUE \" که در آن seq شماره متوالی فرمان است.

ساختار بسته داده های ناوبری 4 مقدار نامگذاری شده در ابتدای بسته وجود دارد:

سربرگ بسته 32 بیتی: وضعیت هلیکوپتر 32 بیت پرچم گذاری می کند.

شماره دنباله آخرین دستور ارسال شده به بالگرد توسط مشتری 32 بیت ؛

پرچم دید 32 بیت بعد-گزینه navdata سرصفحه: 20-23.

گزینه navdata دارای فیلدهای زیر است:

باتری = 24 ؛ درصد شارژ باتری ؛

PITCH = 28 ؛ زاویه شیب در امتداد محور طولی ؛

ROLL = 32 ؛ زاویه تمایل نسبت به محور عرضی ؛

YAW = 36 ؛ زاویه چرخش نسبت به محور عمودی ؛

ALTITUDE = 40 ؛ ارتفاع ؛

VX = 44 ؛ سرعت محور x ؛

VY = 48 ؛ سرعت محور y ؛

VZ = 52 ؛ سرعت در محور z

مرحله 3: اتصال صفحه نمایش Nokia 5110 به برد ESP8266

نمایشگر نوکیا 5110 را به ماژول ESP8266 متصل کرده و داده های ناوبری را به آن و به مانیتور پورت سریال منتقل کنید.

مرحله 4: دریافت داده های ناوبری و نمایش آن بر روی صفحه نمایش Nokia5110

بارگیری کنید (طرح ardrone_esp8266_01. ino) ، و خروجی داده های ناوبری را در درگاه سریال و صفحه نمایش مشاهده کنید.

مرحله 5: ارسال دستورات برخاست و فرود

اکنون ما با دستورات کنترل از راه دور ، برخاست و فرود کوادکوپتر را به پروژه خود اضافه می کنیم. برای بلند شدن ، باید یک فرمان ارسال کنید

AT*REF = [شماره توالی] ، 290718208

برای فرود

AT*REF = [شماره توالی] ، 290717696

قبل از برخاستن ، باید دستور کالیبراسیون افقی را ارسال کنید ، در غیر این صورت هواپیمای بدون سرنشین قادر به تثبیت در طول پرواز نیست.

AT * F TRIM = [شماره دنباله]

طرح ardrone_esp8266_02.ino () را در برد ESP8266 بارگذاری کنید ، کوادکوپتر Ar Drone 2.0 را روشن کرده و عملکرد دکمه را بررسی کنید. هنگامی که شما کلیک-برخاست ، دفعه بعد که کلیک می کنید-فرود ، و غیره.

مرحله 6: اتصال MPU6050 به کنترل Ardrone 2.0

سنسورهای تعیین موقعیت در فضا برای کنترل کوادروکوپترها استفاده می شود. تراشه MPU6050 دارای شتاب سنج و ژیروسکوپ موجود در برد و حسگر دما می باشد. MPU6050 عنصر اصلی ماژول Gy-531 است (شکل 15.44). علاوه بر این تراشه ، برد ماژول شامل اتصال MPU6050 لازم ، از جمله مقاومت های کششی رابط I2C ، و همچنین یک تثبیت کننده ولتاژ 3.3 ولت با افت ولتاژ کوچک (هنگام تغذیه 3.3 ولت ، خروجی خروجی) تثبیت کننده دقیقاً 3 ولت خواهد بود) با خازن های فیلتر.

اتصال به میکروکنترلر با استفاده از پروتکل I2C.

مرحله 7: کنترل کوادکوپتر با استفاده از MPU6050

استفاده از شتاب سنج و ژیروسکوپ به شما امکان می دهد انحراف در محورهای x و y را تعیین کنید و انحراف به دستوراتی برای حرکت کوادکوپتر در محورهای مربوط "تبدیل" می شود. ترجمه قرائتهای دریافتی از حسگر به زاویه انحراف.

فرمان ارسال به هواپیمای بدون سرنشین برای کنترل پرواز

AT*REF = [شماره توالی] ، [میدان پرچم پرچم] ، [رول] ، [پیچ] ، [گاز] ، [یو]

مقادیر Roll و Pitch در محدوده -1 تا 1 از جدول const int float گرفته شده اند ، شاخص مربوط به زاویه انحراف محاسبه شده از داده های سنسور mu6050 است.

طرح ardrone_esp8266_03.ino را در هیئت مدیره ESP8266 بارگذاری کنید ، کوادکوپتر ar Drone 2.0 را روشن کرده و عملکرد کنترل از راه دور را بررسی کنید.