DIY Smart Follow Me Drone s kamerou (na báze Arduina): 22 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:01

Drony sú v dnešnej dobe veľmi obľúbené hračky a nástroje. Na trhu nájdete profesionálne a dokonca aj začiatočnícke drony a lietajúce pomôcky. Mám štyri bezpilotné lietadlá (kvadrokoptéry a helikoptéry), pretože milujem všetko, čo letí, ale 200. let nie je taký zaujímavý a začína byť nudný, a tak som sa rozhodol, že si postavím vlastný dron s nejakými extra feutúrami. Rád programujem Arduino a navrhujem obvody a pomôcky, a tak som ho začal stavať. Použil som letový ovládač MultiWii, ktorý je založený na čipe ATMega328, ktorý sa používa aj v Arduino UNO, takže programovanie bolo celkom jednoduché. Tento dron je možné pripojiť k smartfónu s Androidom, ktorý do dronu odosiela svoje údaje GPS, ktoré sa porovnávajú s jeho vlastným signálom GPS, a potom začne sledovať telefón, takže ak sa pohybujem na ulici, dron ma nasleduje. Samozrejme, má ešte veľa nedostatkov, pretože som nebol schopný vyrobiť profesionálny filmovací dron, ale nasledujem telefón, natáčam video a tiež mám ultrazvukový snímač vzdialenosti, aby som sa vyhol prekážkam vo vzduchu. Myslím, že to sú do značnej miery funkcie domáceho drona. Hneď ako to bude možné, nahrám video o lete, ale je ťažké robiť vždy kvalitné záznamy s neustále sa pohybujúcim dronom.

Krok 1: Hlavné vlastnosti

Dron je takmer úplne automatický, nemusíte ho ovládať, pretože sleduje váš telefón, ktorý je zvyčajne na bicykli, Ultrazvukový senzor pomáha obchádzať stromy, budovy a ďalšie prekážky a GPS poskytuje veľmi presné údaje o polohe, ale Pozrime sa, čo máme celkovo:

• Batéria 1000 mAh, dostatočná na 16-18 minút nepretržitého lietania
• ultrazvukový senzor, aby sa zabránilo prekážkam vo vzduchu
• Modul Bluetooth na príjem údajov z telefónu
• Mikrokontrolér na báze Arduino
• vstavaný gyroskop
• regulovaná maximálna výška (5 metrov)
• keď je batéria takmer vybitá, automaticky pristane v telefóne (dúfajme, že vo vašich rukách)
• stavba stojí asi 100 dolárov
• dá sa naprogramovať na čokoľvek
• pomocou GPS môžete dron odoslať na akékoľvek súradnice
• kvadrokoptéra desing
• vybavený videokamerou s rozlíšením 2 MP a rozlíšením 720 p
• váži 109 gramov (3,84 uncí)

To je všetko, čo môže prvá verzia urobiť, samozrejme, chcem to rozvinúť. V lete chcem pomocou tohto softvéru hacknúť svoj väčší dron.

Krok 2: Video z letového testu

Požiadal som dvoch svojich dobrých priateľov, aby kráčali pred dronom, keď som bol pod dronom, aby ho zachránili, ak spadne. Test sa však vydaril a ako vidíte, dron stále nie je veľmi stabilný, ale fungoval. Ľavý chlapík v žltom tričku držal telefón, ktorý prenášal údaje GPS. Kvalita videa s týmto fotoaparátom nie je najlepšia, ale nenašiel som fotoaparáty s nízkou hmotnosťou 1080p.

Krok 3: Zhromažďovanie dielov a nástrojov

Pre tento projekt potrebujete niekoľko nových a neobvyklých dielov. Navrhoval som z nízko namáhaných a recyklovaných dielov, aby som znížil náklady, a podarilo sa mi získať pre rám veľmi dobré materiály. Pozrime sa však, čo potrebujeme! Kúpil som značku Crius ovládača letu z Amazon.com a fungoval som

Náradie:

• Spájkovačka
• Lepiaca pištoľ
• Rezačka
• Drôtová rezačka
• Rotačný nástroj
• Super lepidlo
• Ductape
• Gumička

Diely:

• Letový ovládač MultiWii 32 kB
• Sériový modul GPS
• Sériový prevodník na I2C
• Bluetooth modul
• Ultrazvukový senzor
• Slamky
• Plastový kus
• Radenie
• Motory
• Vrtule
• Skrutky
• Ovládač motora L293D (bola to zlá voľba, v druhej verzii opravím)
• Lítium -iónová batéria 1 000 mAh

Krok 4: Zostavte vrtule

Kúpil som tieto vrtule s motormi z Amazon.com za 18 dolárov, sú to náhradné diely pre dron Syma S5X, ale zdali sa mi užitočné, a tak som si ich objednal a fungovali dobre. Stačí vložiť motor do jeho otvoru a pripevniť podpery k ozubenému kolesu.

Krok 5: Schéma obvodu

Pri práci sa vždy pozerajte na schematiku a dávajte pozor na spojenia.

Krok 6: Spájkovanie motorov k vodičovi

Teraz musíte spájkovať všetky káble od motorov k integrovanému obvodu motora L293D. Pozrite sa na obrázky, ktoré hovoria oveľa viac, musíte pripojiť čierne a modré vodiče k GND a kladné vodiče k výstupom 1-4, rovnako ako ja. L293D môže poháňať tieto motory, ale odporúčam použiť niektoré výkonové tranzistory, pretože tento čip nedokáže zvládnuť všetky štyri motory pri vysokom výkone (viac ako 2 ampéry). Po tomto odstrihnutí 15 cm slamiek udrží motory na mieste. Použil som extra silné slamky, ktoré som dostal z miestnej pekárne a kaviarne. Tieto slamky jemne nasaďte na prevody motorov.

Krok 7: Zostavenie rámu

Venujte prosím pozornosť druhému obrázku, ktorý ukazuje, ako sú vybavené vrtule. Použite horúce lepidlo a super lepidlo, aby vyhovovalo všetkým štyrom vrtuliam, potom skontrolujte spojenia. Je veľmi dôležité, aby vrtule boli od seba v rovnakej vzdialenosti.

Krok 8: Pridajte k L293D drôty

Vezmite štyri prepojovacie vodiče medzi ženami a ženami a rozrežte ich na polovicu. Potom ich spájkujte so zvyšnými kolíkmi integrovaného obvodu. Pomôže to prepojiť piny s I/O pinmi Arduina. Teraz je načase postaviť okruh.

Krok 9: Okruh

Všetky moduly sú súčasťou súpravy letového ovládača, ktorú som vydal, takže ich stačí prepojiť. Bluetooth ide do sériového portu, GPS najskôr v prevodníku I2C a potom v porte I2C. Teraz to môžete vybaviť na svojom drone.

Krok 10: Umiestnenie obvodu na rám

Najprv použite obojstrannú pásku a pridajte GPS. Táto špongia drží všetko na svojom mieste, takže každý modul prilepte jeden po druhom na plastový kus. Ak ste s tým skončili, môžete k MultiWii pripojiť kolíky vodiča motora.

Krok 11: Pripojenie dvoch obvodov

Vstupné piny idú na D3, D9, D10, D11, ostatné by mali byť pripojené k pinom VCC+ a GND-. Schemantic bude odovzdaný zajtra.

Krok 12: Batéria…

Na pripevnenie batérie k spodnej časti dronu som použil niekoľko gumových pások a držal som ich tam dosť silno. Pripojil som sa a pracoval, tak ako som si predstavoval.

Krok 13: Ultrazvukový senzor

Sonarový senzor je na dron upevnený gumovým pásom a je spojený s kolíkmi D7 a D6 ovládača MultiWii.

Krok 14: Ako to naprogramovať?

Na programovanie čipu musíte použiť sériový modul FTDI. Súprava obsahuje aj modul programátora.

Krok 15: Ako funguje GPS?

Global Positioning System (GPS) je vesmírny navigačný systém, ktorý poskytuje informácie o polohe a čase za všetkých poveternostných podmienok, kdekoľvek na Zemi alebo v jeho blízkosti, kde je voľný výhľad na štyri alebo viac satelitov GPS. Tento systém poskytuje kritické schopnosti vojenským, civilným a komerčným používateľom na celom svete. Vláda Spojených štátov vytvorila systém, udržiava ho a robí ho voľne prístupným pre kohokoľvek s prijímačom GPS. Moduly GPS zvyčajne vydávajú sériu štandardných informačných reťazcov pod protokolom nazývaným protokol Národnej námornej elektronickej asociácie (NMEA). Viac informácií o štandardných dátových reťazcoch NMEA nájdete na tomto webe.

Viac informácií o programovaní nájdete v tomto článku:

Krok 16: Softvér

Neviem, či je softvér už načítaný na čipe, alebo nie, ale tu vysvetlím, čo robiť. Najprv si stiahnite oficiálnu knižnicu MultiWii do svojho počítača. Extrahujte súbor.zip a potom ho otvorte ako súbor MultiWii.ino. Vyberte „Arduino/Genuino UNO“a nahrajte ho na tabuľu. Teraz má váš mikrokontrolér predinštalované všetky funkcie. Gyroskop, svetlá, Bluetooth a dokonca aj malý LCD displej (ktorý sa v tomto projekte nepoužíva) pracuje s nahraným kódom. Tento kód však možno použiť iba na testovanie, či moduly fungujú perfektne alebo nie. Skúste dron nakloniť a uvidíte, že sa motory otáčajú kvôli gyroskopu. Musíme upraviť kód ovládača tak, aby nasledoval telefón.

Potom si môžete vytvoriť svoj vlastný hacknutý dron, ak dokážete naprogramovať Arduino alebo sa riadiť mojimi pokynmi a vytvoriť z neho dron „nasleduj ma“.

Odkaz na softvér GitHub:

Bližšie informácie o softvéroch nájdete na oficiálnych stránkach:

Krok 17: Úprava kódu

Musel som upraviť kód senzorov a kód ovládača, ktoré upozorňovali na ATMega328, ale teraz modul Bluetooth poskytuje tri súradnice GPS a v závislosti od nich sa dron pohybuje, takže ak súradnice x a y môjho telefónu sú 46^44'31 " a 65^24 "13 'a súradnice drona sú 46^14'14" a 65^24 "0', potom sa dron bude pohybovať jedným smerom, kým sa nedostane k telefónu.

Krok 18: Aplikácia Telefón

Použil som aplikáciu SensoDuino, ktorú si môžete odtiaľto stiahnuť do svojho smartfónu: https://play.google.com/store/apps/details?id=com…. Pripojte sa k dronu cez Bluetooth a zapnite GPS TX a protokolovanie dát. Teraz je aplikácia pre telefón pripravená.

Krok 19: Fotoaparát

Kúpil som si veľmi lacný čínsky fotoaparát s kľúčenkou 720p a mal som vynikajúcu kvalitu. Na spodok drona som sa hodil s obojstrannou páskou. Tento fotoaparát bol použitý v mnohých mojich projektoch a vždy je dobré ho používať, váži 15 gramov a dokáže vytvoriť veľmi dobré video.

Krok 20: Testovanie…

Dron je stále neprekonateľný, pretože nejde o profesionálny projekt, ale funguje dobre. S výsledkami som veľmi spokojný. Pripojovacia vzdialenosť bola asi 8 metrov, čo je na takýto dron viac ako dosť. Video bude čoskoro k dispozícii a dúfam, že sa vám bude páčiť. Nie je to závodný dron, ale je tiež dosť rýchly.

Krok 21: Plány do budúcnosti

Mám tiež väčší dron a ak môžem opraviť chyby v kóde, chcem ho s ním použiť prostredníctvom pripojenia WiFi s modulom ESP8266. Má väčšie rotory a dokáže zdvihnúť aj GoPro, nie ako prvá verzia. Tento dron by mohol byť užitočným nástrojom pri bicyklovaní, šoférovaní, lyžovaní, plávaní alebo športe, vždy vás nasleduje.

Krok 22: Ďakujeme za sledovanie

Naozaj dúfam, že sa vám môj Instuctable páčil, a ak áno, dajte mi prosím láskavý hlas v súťaži Make It Fly. Ak máte otázky kľudne sa pýtajte. Nezabudnite zdieľať a darovať srdce, ak si myslíte, že si to zaslúži. Ešte raz ďakujem za sledovanie!

Na zdravie, Imetomi

Druhé miesto vo vonkajšej súťaži 2016

Druhá cena v súťaži Automatizácia 2016

Druhá cena v súťaži Make It Fly 2016