DIY Smart Follow Me Drone With Camera (مبتنی بر آردوینو): 22 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

پهپادها این روزها اسباب بازی ها و ابزارهای بسیار محبوبی هستند. شما می توانید پهپادهای حرفه ای و حتی مبتدی و ابزارهای پرنده را در بازار پیدا کنید. من چهار هواپیمای بدون سرنشین (کوادکوپتر و هگزکوپتر) دارم ، زیرا همه چیزهایی را که پرواز می کنند دوست دارم ، اما پرواز 200 ام آنقدرها هم جالب نیست و خسته کننده می شود ، بنابراین تصمیم گرفتم پهپاد خودم را با چند قابلیت اضافی بسازم. من برنامه نویسی آردوینو و طراحی مدارها و ابزارها را دوست دارم ، بنابراین شروع به ساخت آن کردم. من از کنترلر پرواز MultiWii که بر اساس تراشه ATMega328 است و در Arduino UNO نیز استفاده می شود استفاده کردم ، بنابراین برنامه نویسی بسیار ساده بود. این هواپیمای بدون سرنشین را می توان به تلفن هوشمند اندرویدی متصل کرد که اطلاعات GPS خود را به هواپیمای بدون سرنشین ارسال می کند ، که با سیگنال GPS خود مقایسه می شود ، سپس تلفن را دنبال می کند ، بنابراین اگر در خیابان حرکت کنم ، هواپیمای بدون سرنشین به دنبال من می آید. البته هنوز اشکالات زیادی وجود دارد ، زیرا من نتوانستم یک هواپیمای بدون سرنشین فیلمبرداری حرفه ای بسازم ، اما تلفن را دنبال می کنم ، فیلم می سازم و همچنین دارای سنسور فاصله اولتراسونیک برای جلوگیری از موانع موجود در هوا هستم. من فکر می کنم این تقریباً ویژگی های یک هواپیمای بدون سرنشین خانگی است. در اسرع وقت یک فیلم در مورد یک پرواز بارگیری می کنم ، اما ایجاد رکورد با کیفیت خوب با یک هواپیمای بدون سرنشین همیشه در حال حرکت دشوار است.

مرحله 1: ویژگی های اصلی

پهپاد تقریباً کاملاً خودکار است ، لازم نیست آن را کنترل کنید ، زیرا تلفن شما را که معمولاً در دوچرخه شما است دنبال می کند ، سنسور اولتراسونیک به دور زدن درختان ، ساختمانها و موانع دیگر کمک می کند و GPS داده های موقعیت بسیار دقیقی را ارائه می دهد ، اما بیایید ببینیم در کل چه داریم:

• باتری 1000 میلی آمپر ساعتی ، برای 16-18 دقیقه پرواز مداوم کافی است
• سنسور اولتراسونیک برای جلوگیری از موانع موجود در هوا
• ماژول بلوتوث برای دریافت اطلاعات از تلفن
• میکروکنترلر مبتنی بر آردوینو
• ژیروسکوپ داخلی
• حداکثر ارتفاع تنظیم شده (5 متر)
• هنگامی که باتری کم است به طور خودکار روی تلفن فرود می آید (امیدوارم در دست شما باشد)
• هزینه ساخت آن حدود 100 دلار است
• می تواند برای هر چیزی برنامه ریزی شود
• با استفاده از GPS می توانید پهپاد را به هر مختصاتی ارسال کنید
• کوادکوپتر desing
• مجهز به دوربین 2 مگاپیکسل 720p HQ
• وزن 109 گرم (3.84 اونس)

بنابراین این تنها کاری است که نسخه اول می تواند انجام دهد ، البته من می خواهم آن را توسعه دهم. در طول تابستان من می خواهم پهپاد بزرگتر خود را با این نرم افزار هک کنم.

مرحله 2: فیلم تست پرواز

من از دو دوست خوبم خواستم در حالی که زیر پهپاد بودم جلوی هواپیمای بدون سرنشین را بگیرند تا در صورت سقوط آن را نجات دهند. اما آزمایش موفقیت آمیز بود و همانطور که مشاهده می کنید پهپاد هنوز چندان پایدار نیست ، اما کار می کند. پسر چپ با تی شرت زرد گوشی را در دست داشت که اطلاعات GPS را منتقل می کرد. کیفیت فیلم با این دوربین بهترین نیست ، اما من دوربین های 1080p با وزن کم پیدا نکردم.

مرحله 3: جمع آوری قطعات و ابزارها

برای این پروژه شما به قطعات جدید و غیر معمول نیاز دارید. من برای کاهش هزینه از قطعات با وزن کم و بازیافت استفاده کردم و موفق شدم مواد بسیار خوبی برای قاب تهیه کنم. اما ببینیم به چه چیزی نیاز داریم! من نام تجاری Crius کنترل پرواز را از Amazon.com خریدم و کار کردم

ابزارها:

• آهن لحیم کاری
• تفنگ چسب
• کاتر
• سیم چین
• ابزار چرخشی
• چسب فوق العاده
• دو ضلعی
• نوار لاستیکی

قطعات:

• کنترل کننده پرواز MultiWii 32 کیلوبایت
• ماژول GPS سریال
• مبدل سریال به I2C
• ماژول بلوتوث
• سنسور اولتراسونیک
• نی
• تکه پلاستیک
• چرخ دنده
• موتورها
• ملخ ها
• پیچ ها
• درایور موتور L293D (انتخاب بدی بود ، در نسخه دوم تصحیح می کنم)
• باتری لیتیوم یون 1000 میلی آمپر ساعتی

مرحله 4: جمع کردن پروانه ها

من این پروپلرها را با موتور از Amazon.com به قیمت 18 دلار خریداری کردم ، آنها قطعات یدکی هواپیمای بدون سرنشین Syma S5X هستند ، اما به نظر مفید آمدند ، بنابراین من آنها را سفارش دادم و خوب کار کردند. فقط باید موتور را در سوراخ آن قرار دهید و وسایل را به دنده وصل کنید.

مرحله 5: مدار شماتیک

همیشه هنگام کار به طرح شماتیک نگاه کنید و مراقب اتصالات باشید.

مرحله 6: لحیم موتورها به راننده

اکنون باید همه کابل ها را از موتورها به IC راننده موتور L293D لحیم کنید. به تصاویر نگاه کنید ، آنها خیلی بیشتر می گویند ، شما باید سیمهای سیاه و آبی را به GND و سیمهای مثبت را به خروجی های 1-4 وصل کنید ، درست مثل من. L293D می تواند این موتورها را هدایت کند ، اما من توصیه می کنم از برخی ترانزیستورهای قدرت استفاده کنید زیرا این تراشه نمی تواند هر چهار موتور را با قدرت بالا (بیش از 2 آمپر) اداره کند. پس از برش نی های 15 سانتی متری ، این موتورها را در جای خود نگه می دارد. من از نی های قوی قوی که از نانوایی و کافه محلی تهیه کردم استفاده کردم. این نی ها را به آرامی روی چرخ دنده های موتور قرار دهید.

مرحله 7: مونتاژ قاب

لطفاً در تصویر دوم توجه داشته باشید که نحوه تجهیز پروانه ها را نشان می دهد. از چسب حرارتی و فوق چسب برای هر چهار پروانه استفاده کنید و سپس اتصالات را بررسی کنید. بسیار مهم است که پروانه ها باید در یک فاصله از یکدیگر باشند.

مرحله 8: سیم را به L293D اضافه کنید

چهار سیم بلوز زن و زن را بردارید و آن را از وسط ببرید. سپس آنها را به پین های باقی مانده IC بچسبانید. این به اتصال پین ها به پین های ورودی/خروجی آردوینو کمک می کند. اکنون زمان ساخت مدار است.

مرحله 9: مدار

همه ماژول ها با کیت کنترل پرواز که من به آن اعتراض کردم ، گنجانده شده است ، بنابراین فقط باید آنها را به هم وصل کنید. بلوتوث به پورت سریال می رود ، GPS ابتدا در مبدل I2C سپس در پورت I2C قرار می گیرد. اکنون می توانید این را روی پهپاد خود مجهز کنید.

مرحله 10: قرار دادن مدار روی قاب

از نوار دو طرفه استفاده کنید و ابتدا GPS را اضافه کنید. این نوار اسفنجی همه چیز را در جای خود نگه می دارد ، بنابراین هر ماژول را یکی یکی روی قطعه پلاستیکی بچسبانید. اگر این کار را تمام کردید ، می توانید پین های راننده موتور را به MultiWii وصل کنید.

مرحله 11: اتصال دو مدار

پین های ورودی به D3 ، D9 ، D10 ، D11 می روند ، بقیه باید به پین های VCC+ و GND وصل شوند. فردا شماتیک بارگذاری می شود.

مرحله 12: باتری…

من از چند نوار لاستیکی برای ثابت کردن باتری خود در قسمت پایین هواپیمای بدون سرنشین استفاده کردم و آن را بسیار محکم نگه می داشت. وصل کردم و کار کردم ، همانطور که تصور می کردم.

مرحله 13: سنسور اولتراسونیک

سنسور سونار بر روی پهپاد با نوار لاستیکی ثابت شده و به پین های D7 و D6 کنترل کننده MultiWii متصل می شود.

مرحله 14: چگونه برنامه ریزی کنیم؟

برای برنامه ریزی تراشه باید از ماژول Serial FTDI استفاده کنید. این کیت همچنین شامل ماژول برنامه نویس است.

مرحله 15: GPS چگونه کار می کند؟

سیستم موقعیت یابی جهانی (GPS) یک سیستم ناوبری مبتنی بر فضا است که اطلاعات مکان و زمان را در همه شرایط آب و هوایی ، در هر نقطه از کره زمین یا در نزدیکی زمین که در آن خط دید بدون مانع به چهار یا چند ماهواره GPS وجود دارد ، ارائه می دهد. این سیستم قابلیت های حیاتی را برای کاربران نظامی ، غیرنظامی و تجاری در سراسر جهان فراهم می کند. دولت ایالات متحده این سیستم را ایجاد کرده ، از آن نگهداری می کند و دسترسی آزاد به آن را برای همه کسانی که دارای گیرنده GPS هستند می دهد. ماژول های GPS معمولاً مجموعه ای از رشته های استاندارد اطلاعات را تحت عنوان پروتکل انجمن ملی الکترونیک دریایی (NMEA) ارائه می دهند. اطلاعات بیشتر در مورد رشته های استاندارد استاندارد NMEA را می توانید در این سایت پیدا کنید.

برای اطلاعات بیشتر در مورد برنامه نویسی این مطلب را بخوانید:

مرحله 16: نرم افزار

من نمی دانم که نرم افزار قبلاً روی تراشه بارگذاری شده است یا خیر ، اما در اینجا توضیح خواهم داد که باید چکار کرد. ابتدا کتابخانه رسمی MultiWii را روی رایانه خود بارگیری کنید. فایل.zip را اضافه کنید و سپس فایل MultiWii.ino را باز کنید. "Arduino/Genuino UNO" را انتخاب کرده و روی برد خود بارگذاری کنید. در حال حاضر میکروکنترلر شما همه عملکردها را از قبل نصب کرده است. ژیروسکوپ ، چراغ ها ، بلوتوث و حتی LCD کوچک (که در این پروژه استفاده نمی شود) با کد بارگذاری شده کار می کند. اما از این کد فقط می توان برای آزمایش اینکه آیا ماژول ها به طور کامل کار می کنند یا نه استفاده کرد. سعی کنید پهپاد را کج کنید ، خواهید دید که موتورها به دلیل حسگر ژیروسینر می چرخند. برای پیگیری تلفن ، باید کد کنترل کننده را تغییر دهیم.

پس از این می توانید پهپاد هک شده خود را بسازید اگر می توانید آردوینو را برنامه ریزی کنید یا دستورالعمل های من را دنبال کنید و آن را یک هواپیمای بدون سرنشین "دنبال من" کنید.

پیوند GitHub برای نرم افزار:

لطفاً برای اطلاعات بیشتر در مورد نرم افزارها به سایت رسمی مراجعه کنید:

مرحله 17: اصلاح کد

مجبور شدم کد سنسورها و کد کنترل کننده را که به ATMega328 دستور می داد تغییر دهم ، اما اکنون ماژول بلوتوث سه مختصات GPS می دهد و بسته به این موارد پهپاد حرکت می کند ، بنابراین اگر مختصات x و y تلفن من 46^44'31 باشد " و 65^24 "13" و مختصات هواپیمای بدون سرنشین 46^14'14 "و 65^24" 0 "است ، سپس هواپیمای بدون سرنشین در یک جهت حرکت می کند تا به تلفن برسد.

مرحله 18: برنامه تلفن

من از برنامه SensoDuino استفاده کردم که می توانید آن را از اینجا در تلفن هوشمند خود بارگیری کنید: https://play.google.com/store/apps/details؟id=com…. از طریق بلوتوث به پهپاد وصل شوید و GPS TX و ثبت اطلاعات را روشن کنید. اکنون برنامه تلفن آماده است.

مرحله 19: دوربین

من یک دوربین جاکلیدی چینی 720p بسیار ارزان خریدم و کیفیت بسیار خوبی داشت. من قسمت پایینی هواپیمای بدون سرنشین را با نوار دو طرفه مناسب کردم. این دوربین در بسیاری از پروژه های من استفاده شد و همیشه استفاده از آن خوب است ، 15 گرم وزن دارد و می تواند فیلم بسیار خوبی تهیه کند.

مرحله 20: آزمایش…

این پهپاد هنوز سیری ناپذیر است زیرا یک پروژه حرفه ای نیست ، اما خوب کار می کند. من با نتایج بسیار خوشحال هستم. فاصله اتصال حدود 8 متر بود که برای یک هواپیمای بدون سرنشین مانند این بیش از حد کافی است. ویدئو به زودی منتشر می شود و امیدوارم مورد پسند شما واقع شود. این هواپیمای بدون سرنشین مسابقه ای نیست ، اما بسیار سریع نیز هست.

مرحله 21: برنامه های آینده

من یک هواپیمای بدون سرنشین بزرگتر دارم و اگر بتوانم خطاهای کد را تصحیح کنم ، می خواهم از آن با آن از طریق اتصال WiFi با یک ماژول ESP8266 استفاده کنم. دارای روتورهای بزرگتر است و می تواند حتی یک GoPro را بلند کند ، مانند نسخه اول. این پهپاد می تواند یک ابزار مفید در هنگام دوچرخه سواری ، رانندگی ، اسکی ، شنا یا ورزش باشد ، او همیشه شما را دنبال می کند.

مرحله 22: متشکرم که تماشا کردید

من واقعاً امیدوارم Instuctable من را دوست داشته باشید ، و اگر بله ، لطفاً در مسابقه Make It Fly به من رای مثبت بدهید. اگر سوالی دارید تعارف نکنید و بپرسید. اگر فکر می کنید سزاوار آن است ، به اشتراک گذاشتن و قلب دادن را فراموش نکنید. بازم ممنون که تماشا کردی!

به سلامتی ایمتومی

نفر دوم در مسابقه بیرون 2016

جایزه دوم در مسابقه اتوماسیون 2016

جایزه دوم در مسابقه Make It Fly 2016