DIY Smart Follow Me Drone с камерой (на базе Arduino): 22 шага (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:54

В наши дни дроны - очень популярные игрушки и инструменты. На рынке можно найти профессиональные и даже начинающие дроны и летающие гаджеты. У меня четыре дрона (квадрокоптеры и геккоптеры), потому что я люблю все, что летает, но 200-й полет не так интересен и начинает надоедать, поэтому я решил, что построю свой собственный дрон с некоторыми дополнительными функциями. Мне нравится программировать Arduino и разрабатывать схемы и гаджеты, поэтому я начал его создавать. Я использовал полетный контроллер MultiWii, основанный на чипе ATMega328, который также используется в Arduino UNO, поэтому программировать было довольно просто. Этот дрон можно подключить к смартфону Android, который отправляет свои данные GPS на дрон, который сравнивает его с собственным сигналом GPS, а затем начинает следовать за телефоном, поэтому, если я двигаюсь по улице, дрон следует за мной. Конечно, у меня еще много недостатков, потому что я не смог создать профессиональный дрон для съемок, но следил за телефоном, снимал видео, а также имел ультразвуковой датчик расстояния, чтобы избегать препятствий в воздухе. Думаю, это в значительной степени особенности самодельного дрона. Как можно скорее загрузу видео о полете, но сделать качественную запись с постоянно движущимся дроном сложно.

Шаг 1: Основные свойства

Дрон работает почти полностью автоматически, вам не нужно управлять им, потому что он следует за вашим телефоном, который обычно находится в вашем велосипеде. Ультразвуковой датчик помогает обходить деревья, здания и другие препятствия, а GPS дает очень точные данные о местоположении, но посмотрим, что у нас в итоге:

• Аккумулятор 1000 мАч, хватит на 16-18 минут непрерывного полета
• ультразвуковой датчик для обхода препятствий в воздухе
• Модуль Bluetooth для приема данных с телефона
• Микроконтроллер на базе Arduino
• встроенный гироскоп
• регулируемая максимальная высота (5 метров)
• при низком заряде аккумулятора автоматически приземляется на телефон (надеюсь, в ваших руках)
• стоит около 100 долларов на постройку
• можно запрограммировать на что угодно
• с помощью GPS вы можете отправить дрон на любые координаты
• дизайн квадрокоптера
• оснащен 2-мегапиксельной видеокамерой 720p HQ
• весит 109 граммов (3,84 унции)

Так что это все, что может сделать первая версия, я, конечно, хочу ее развить. Летом я хочу взломать свой большой дрон с помощью этого программного обеспечения.

Шаг 2. Видео летных испытаний

Я попросил двух своих хороших друзей пройти перед дроном, пока я был под дроном, чтобы спасти его, если он упадет. Но тест прошел успешно, и, как видите, дрон по-прежнему не очень стабилен, но работал. Левый парень в желтой футболке держал телефон, по которому передавались данные GPS. Качество видео с этой камерой не самое лучшее, но я не нашел легких камер 1080p.

Шаг 3: Сбор деталей и инструментов

Для этого проекта вам понадобятся новые и необычные детали. Я спроектировал его из деталей с малой массой и переработанных деталей, чтобы снизить стоимость, и в итоге я получил очень хорошие материалы для рамы. Но посмотрим, что нам нужно! Я купил марку контроллера полета марки Crius на Amazon.com и работал

Инструменты:

• Паяльник
• Клей-пистолет
• Резак
• Кусачки
• Поворотный инструмент
• Супер клей
• Клейкая лента
• Резинка

Части:

• Контроллер полета MultiWii 32kB
• Последовательный модуль GPS
• Конвертер последовательного интерфейса в I2C
• Модуль Bluetooth
• Ультразвуковой датчик
• Соломинки
• Пластиковый кусок
• Передача
• Двигатели
• Пропеллеры
• Винты
• L293D Motor Driver (неудачный выбор, поправлю во второй версии)
• Литий-ионный аккумулятор емкостью 1000 мАч

Шаг 4: соберите пропеллеры

Я купил эти пропеллеры с моторами на Amazon.com за 18 баксов, они являются запасными частями для дрона Syma S5X, но они показались мне полезными, поэтому я заказал их, и они работали нормально. Вам просто нужно вставить мотор в отверстие и прикрепить стойки к зубчатой передаче.

Шаг 5: Схема схемы

Всегда смотрите на схему во время работы и будьте осторожны с подключениями.

Шаг 6: Припаиваем моторы к драйверу

Теперь вам нужно припаять все кабели от двигателей к микросхеме драйвера двигателя L293D. Посмотрите на картинки, там гораздо больше сказано, вам нужно подключить черный и синий провода к GND, а положительные - к Выходам 1-4, как и я. L293D может управлять этими двигателями, но я рекомендую использовать некоторые силовые транзисторы, потому что этот чип не может работать со всеми четырьмя двигателями на большой мощности (более 2 ампер). После этого нарежьте 15-сантиметровую соломку, которая будет удерживать двигатели на месте. Я использовал особо прочную соломку, которую купил в местной пекарне и кафе. Осторожно наденьте соломинку на шестерни двигателей.

Шаг 7: Сборка рамы

Обратите внимание на вторую картинку, на которой показано, как оборудовать пропеллеры. Используйте немного горячего клея и суперклея, чтобы подойти ко всем четырем пропеллерам, затем проверьте соединения. Очень важно, чтобы пропеллеры находились на одинаковом расстоянии друг от друга.

Шаг 8: Добавьте провода к L293D

Возьмите четыре перемычки «мама-мама» и разрежьте их пополам. Затем припаяйте их к оставшимся контактам микросхемы. Это поможет подключить контакты к контактам ввода / вывода Arduino. Пришло время построить схему.

Шаг 9: Схема

Все модули включены в заказанный мною комплект полетного контроллера, так что вам просто нужно соединить их вместе. Bluetooth подключается к последовательному порту, сначала GPS в преобразователе I2C, а затем в порту I2C. Теперь вы можете установить это на свой дрон.

Шаг 10: размещение схемы на раме

Используйте двусторонний скотч и сначала добавьте GPS. Эта губчатая лента держит все на месте, поэтому приклейте каждый модуль по одному на пластиковую деталь. Если вы закончили с этим, вы можете подключить контакты драйвера двигателя к MultiWii.

Шаг 11: Соединение двух цепей

Входные контакты идут к D3, D9, D10, D11, остальные должны быть подключены к контактам VCC + и GND-. Schemantic будет загружен завтра.

Шаг 12. Аккумулятор…

Я использовал резиновые ленты, чтобы прикрепить аккумулятор к нижней части дрона, и он держится там довольно крепко. Я включил и работал, именно так, как я себе представлял.

Шаг 13: Ультразвуковой датчик

Датчик сонара закреплен на дроне с помощью резиновой ленты и подключается к контактам D7 и D6 контроллера MultiWii.

Шаг 14: Как его запрограммировать?

Вы должны использовать последовательный модуль FTDI для программирования чипа. В комплект также входит модуль программатора.

Шаг 15: Как работает GPS?

Глобальная система позиционирования (GPS) - это космическая навигационная система, которая предоставляет информацию о местоположении и времени при любых погодных условиях, в любом месте на Земле или рядом с ней, где есть прямая видимость для четырех или более спутников GPS. Система предоставляет важные возможности военным, гражданским и коммерческим пользователям по всему миру. Правительство Соединенных Штатов создало систему, поддерживает ее и делает ее доступной для всех, у кого есть GPS-приемник. Модули GPS обычно выдают серию стандартных строк информации в соответствии с так называемым протоколом Национальной ассоциации морской электроники (NMEA). Более подробную информацию о стандартных строках данных NMEA можно найти на этом сайте.

Для получения дополнительной информации о программировании прочтите это:

Шаг 16: Программное обеспечение

Я не знаю, загружено ли программное обеспечение на чип или нет, но здесь я объясню, что делать. Сначала загрузите официальную библиотеку MultiWii на свой компьютер. Распакуйте файл.zip, затем откройте его как файл MultiWii.ino. Выберите «Arduino / Genuino UNO» и загрузите его на свою плату. Теперь в вашем микроконтроллере предустановлены все функции. Гироскоп, освещение, Bluetooth и даже небольшой ЖК-дисплей (который не используется в этом проекте) работают с загруженным кодом. Но этот код можно использовать только для проверки, работают ли модули правильно или нет. Попробуйте наклонить дрон, и вы увидите, что моторы будут вращаться из-за гиродатчика. Мы должны изменить код контроллера, чтобы он следил за телефоном.

После этого вы можете создать свой собственный взломанный дрон, если сможете запрограммировать Arduino или следовать моим инструкциям и сделать из него дрон «следуй за мной».

Ссылка на GitHub для программного обеспечения:

Посетите официальный сайт для получения более подробной информации о программном обеспечении:

Шаг 17: изменение кода

Мне пришлось изменить код датчиков и код контроллера, который выдавал подсказки ATMega328, но теперь модуль Bluetooth дает три координаты GPS, и в зависимости от них дрон перемещается, поэтому, если координаты x и y моего телефона равны 46 ^ 44'31 " и 65 ^ 24 "13 ', а координаты дрона - 46 ^ 14'14" и 65 ^ 24 "0', то дрон будет двигаться в одном направлении, пока не достигнет телефона.

Шаг 18: приложение для телефона

Я использовал приложение SensoDuino, которое можно загрузить отсюда на свой смартфон: https://play.google.com/store/apps/details?id=com…. Подключитесь к дрону через Bluetooth и включите GPS TX и регистрацию данных. Теперь приложение для телефона готово.

Шаг 19: Камера

Я купил очень дешевую китайскую камеру-брелок 720p, и у нее было отличное качество. Я натянул на дно дрона двусторонний скотч. Эта камера использовалась во многих моих проектах и всегда удобна в использовании, весит 15 грамм и может снимать очень хорошее видео.

Шаг 20. Тестирование…

Дрон по-прежнему не подходит, потому что это не профессиональный проект, но он отлично работает. Я очень доволен результатами. Расстояние подключения составляло около 8 метров, что для такого дрона более чем достаточно. Видео скоро выйдет, и я надеюсь, оно вам понравится. Это не гоночный дрон, но он тоже довольно быстрый.

Шаг 21: планы на будущее

У меня также есть дрон побольше, и если я смогу исправить ошибки в коде, я хочу использовать его с ним через WiFi-соединение с модулем ESP8266. У него большие роторы, и он может поднять даже GoPro, в отличие от первой версии. Этот дрон может быть полезным инструментом во время езды на велосипеде, вождения, катания на лыжах, плавания или занятий спортом, он всегда следует за вами.

Шаг 22: Спасибо за просмотр

Я очень надеюсь, что вам понравился мой Instuctable, и если да, пожалуйста, проголосуйте за меня в конкурсе Make It Fly. Если у вас есть вопросы, не стесняйтесь их задавать. Не забудьте поделиться и подарить сердце, если вы считаете, что этого заслуживает. Еще раз спасибо за просмотр!

Ура, Иметоми

Финалист конкурса Outside Contest 2016

Второй приз конкурса автоматизации 2016

Второй приз конкурса Make It Fly 2016