Riadiaca jednotka kvadrokoptéry ArDrone 2.0 na module MPU6050 a ESP8266: 7 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Veľkosť, cena a dostupnosť Wi-Fi vám umožňujú vytvoriť jednotku rozpočtovej kontroly pre kvadrokoptéru ArDrone 2.0 na module ESP8266 (ceny na AliExpress, Gearbest). Na ovládanie použijeme modul Gy-521 na čipe MPU6050 (gyroskop, akcelerometer).

Papagáj AR. Drone je rádiom riadená kvadrokoptéra, to znamená helikoptéra so štyrmi hlavnými rotormi umiestnenými na vzdialených diagonálnych lúčoch. AR. Samotný dron beží na operačnom systéme Linux a ako diaľkové ovládanie kvadrokoptéry môže fungovať takmer každý smartfón alebo tablet s dotykovou obrazovkou pre Android alebo iOS. Vzdialenosť stabilnej kontroly nad Wi-Fi je od 25 do 100 metrov a závisí od miestnosti a poveternostných podmienok, ak sa lety uskutočňujú na ulici.

Krok 1: Pripojenie ESP8266 k prístupovému bodu Ar Drone 2.0

Keď je zapnuté, AR. Dron vytvára prístupový bod SSIS „ardrone_XX_XX“. Pripojenie bez hesla.

Skúsme sa pripojiť k prístupovému bodu Ar. Dron pomocou príkazov AT Pripojte kartu ESP8266 ku komunikačnému portu počítača pomocou napájacieho adaptéra USB UART 3,3 V.

Otvorte monitor Arduino IDE, monitor sériového portu a odosielajte príkazy AT na dosku ESP (musí byť povolená kvadrokoptéra)

Krok 2: Komunikácia s AR. Dron sa vykonáva pomocou príkazov AT

Príkazy sa odosielajú do AR. Dron ako pakety UDP alebo TCP;

Jeden paket UDP musí obsahovať najmenej jeden úplný príkaz alebo viac; Ak balík obsahuje viac ako jeden príkaz, na oddelenie príkazov sa použije znak 0x0A.

Reťazce sú kódované ako 8-bitové znaky ASCII;

Maximálna dĺžka príkazu je 1024 znakov;

Medzi príkazmi je oneskorenie 30 MS.

Príkaz pozostáva z

AT * [názov príkazu] = [poradové číslo príkazu ako reťazec] [, argument 1, argument 2…]

Zoznam hlavných AT príkazov na ovládanie AR. Dron:

AT * REF-používa sa na štart, pristátie, reset a núdzové zastavenie;

AT*PCMD-tento príkaz sa používa na ovládanie AR. Pohyb dronu;

AT*FTRIM - na horizontálnej rovine;

AT*AR konfigurujúca konfiguráciu. Parametre dronu;

AT*LED nastavuje LED animácie na AR. Dron;

AT*ANIM-inštalácia letovej animácie na AR. Dron.

AT * COMWDG-príkaz na reset strážneho psa-odosielame ho neustále do kvadrokoptéry.

Na komunikáciu sa používajú nasledujúce porty:

Port 5556-UDP odosielajúce príkazy do AR. Dron;

Port 5554-UDP prijímajúci dátové pakety z AR. Dron;

Port 5555-Odpoveď na streamovanie video paketov z AR. Dron;

Port 5559-TCP pakety pre kritické údaje, ktoré nemožno stratiť, zvyčajne pre konfiguráciu.

Klient sa odpojí od UDP portu po 2 sekundovom oneskorení po odoslaní posledného príkazu !!! - preto musíte v prípade potreby neustále odosielať príkazy-AT*COMWDG.

Zvážte získanie navigačných údajov z ARDrone (Port 5554-UDP). Paket navigačných údajov v demo režime má 500 bajtov. Ak sa niečo pokazí, dron môže odoslať 32 a 24 bajtový paket. Ak je paket dlhý 24 bytov, znamená to, že port 5554 je v režime BOOTSTRAP a na port sa musíte znova pripojiť, aby ste ho prepli do demo režimu. ARDrone môže klientovi prenášať navigačné údaje v dvoch formách:

skrátené (alebo demo), veľkosť 500 bytov. úplné.

Ak chcete získať demo údaje, najskôr odošlite štyri bajty 0x01, 0x00, 0x00, 0x00 na port 5554 a potom odošlite príkaz na port 5556

AT*CONFIG = "+(seq ++)+", / "general: navdata_demo \", / "TRUE \" kde seq je poradové číslo príkazu.

Štruktúra balíka navigačných údajov. Na začiatku balíka sú 4 pomenované hodnoty:

32-bitová hlavička paketu: vlajky stavu helikoptéry 32 bitov;

poradové číslo posledného príkazu odoslaného klientovi do helikoptéry 32 bitov;

vlajka videnia 32 bitov. Ďalej-možnosť navdata Hlavička: 20-23.

Voľba navdata má nasledujúce polia:

BATÉRIA = 24; nabitie batérie v percentách;

PITCH = 28; uhol sklonu pozdĺž pozdĺžnej osi;

ROLA = 32; uhol sklonu vzhľadom na priečnu os;

ZARIADENIE = 36; uhol natočenia vzhľadom na zvislú os;

VÝŠKA = 40; výška;

VX = 44; rýchlosť osi x;

VY = 48; rýchlosť osi y;

VZ = 52; rýchlosť na osi z.

Krok 3: Pripojenie displeja Nokia 5110 k doske ESP8266

Pripojte displej Nokia 5110 k modulu ESP8266 a vygenerujte na ňom a na monitore sériového portu niektoré navigačné údaje

Krok 4: Získanie navigačných údajov a ich zobrazenie na displeji Nokia5110

Prevezmite (skica ardrone_esp8266_01. Ino) a sledujte výstup navigačných údajov na sériový port a obrazovku displeja.

Krok 5: Odoslanie príkazov na štart a pristátie

Teraz do nášho projektu pridáme vzlet a pristátie kvadrokoptéry pomocou príkazov z diaľkového ovládača. Ak chcete vzlietnuť, musíte odoslať príkaz

AT*REF = [poradové číslo], 290718208

Na pristátie

AT*REF = [poradové číslo], 290717696

Pred štartom musíte odoslať príkaz na horizontálnu kalibráciu, inak sa Ar Drone nebude môcť počas letu stabilizovať.

AT * F TRIM = [poradové číslo]

Nahrajte skicu ardrone_esp8266_02.ino () na dosku ESP8266, zapnite kvadrokoptéru Ar Drone 2.0 a skontrolujte činnosť tlačidiel. Keď kliknete na vzlet, pri nasledujúcom kliknutí-pristátie atď.

Krok 6: Pripojenie MPU6050 k ovládaniu Ardrone 2.0

Na ovládanie kvadrokoptéry slúžia senzory na určovanie polohy v priestore. Čip MPU6050 obsahuje akcelerometer a gyroskop na doske, ako aj snímač teploty. MPU6050 je hlavným prvkom modulu Gy-531 (obr. 15.44). Okrem tohto čipu obsahuje doska modulu potrebné prepojenie MPU6050 vrátane výsuvných odporov rozhrania I2C a tiež 3,3-voltový stabilizátor napätia s malým poklesom napätia (pri napájaní 3,3 voltu výstup stabilizátor bude 3 presne volty) s filtračnými kondenzátormi.

Pripojenie k mikrokontroléru pomocou protokolu I2C.

Krok 7: Ovládanie kvadrokoptéry pomocou MPU6050

Použitie akcelerometra a gyroskopu vám umožňuje určiť odchýlku na osiach x a y a odchýlka sa „zmení“na príkazy na pohyb kvadrokoptéry pozdĺž zodpovedajúcich osí. Preklad nameraných hodnôt prijatých zo snímača do uhla vychýlenia.

príkaz odoslať do Ar Drone na riadenie letu

AT*REF = [poradové číslo], [vlajkové bitové pole], [rolka], [rozteč], [Gaz], [vybočiť]

Hodnoty Roll a Pitch v rozsahu -1 až 1 sú prevzaté z tabuľky const int float , index zodpovedá uhlu odchýlky vypočítaného z údajov senzora mu6050.

Nahrajte skicu ardrone_esp8266_03.ino na tabuľu ESP8266, zapnite kvadrokoptéru ar Drone 2.0 a skontrolujte činnosť diaľkového ovládača.