DIY Smart Follow Me Drone With Camera (dựa trên Arduino): 22 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:36

Drone là đồ chơi và công cụ rất phổ biến ngày nay. Bạn có thể tìm thấy các thiết bị bay và máy bay không người lái chuyên nghiệp và thậm chí mới bắt đầu trên thị trường. Tôi có bốn máy bay không người lái (quadcopters và hexcopters), bởi vì tôi thích mọi thứ bay được, nhưng chuyến bay thứ 200 không quá thú vị và bắt đầu nhàm chán, vì vậy tôi quyết định sẽ chế tạo máy bay không người lái của riêng mình với một số bộ phận bổ sung. Tôi thích lập trình Arduino và thiết kế các mạch và tiện ích vì vậy tôi bắt đầu xây dựng nó. Tôi đã sử dụng bộ điều khiển bay MultiWii dựa trên chip ATMega328 cũng được sử dụng trong Arduino UNO, vì vậy việc lập trình khá đơn giản. Máy bay không người lái này có thể được kết nối với điện thoại thông minh Android để gửi dữ liệu GPS của nó đến máy bay không người lái, so sánh với tín hiệu GPS của chính nó, sau đó bắt đầu theo dõi điện thoại, vì vậy nếu tôi di chuyển trên đường, máy bay không người lái sẽ theo dõi tôi. Tất nhiên vẫn còn nhiều thất bại, vì tôi không thể chế tạo một máy bay không người lái quay phim chuyên nghiệp, nhưng theo dõi điện thoại, quay video và cũng có cảm biến khoảng cách siêu âm để tránh các chướng ngại vật trong không khí. Tôi nghĩ rằng đây là khá nhiều tính năng từ một chiếc máy bay không người lái tự chế. Tôi sẽ tải lên một video về chuyến bay càng sớm càng tốt, nhưng thật khó để tạo ra các bản ghi chất lượng tốt với một máy bay không người lái luôn di chuyển.

Bước 1: Thuộc tính chính

Máy bay không người lái gần như hoàn toàn tự động, bạn không cần phải điều khiển nó, vì theo sau điện thoại thường ở trong xe đạp của bạn, Cảm biến siêu âm giúp vượt qua cây cối, tòa nhà và các chướng ngại vật khác và GPS cung cấp dữ liệu vị trí rất chính xác, nhưng hãy xem tổng cộng chúng ta có những gì:

• Pin 1000mAh, đủ cho 16-18 phút bay liên tục
• cảm biến siêu âm để tránh chướng ngại vật trong không khí
• Mô-đun Bluetooth để nhận dữ liệu từ điện thoại
• Bộ vi điều khiển dựa trên Arduino
• con quay hồi chuyển tích hợp
• chiều cao tối đa quy định (5 mét)
• khi pin yếu tự động tiếp đất trên điện thoại (hy vọng là trong tay bạn)
• chi phí khoảng $ 100 để xây dựng
• có thể được lập trình cho bất cứ thứ gì
• với sự trợ giúp của GPS, bạn có thể đưa máy bay không người lái đến bất kỳ tọa độ nào
• quadcopter desing
• được trang bị một máy quay video HQ 720p 2MP
• nặng 109 gram (3,84 ounce)

Vì vậy, đó là tất cả những gì mà phiên bản đầu tiên có thể làm được, tất nhiên tôi muốn phát triển nó. Trong suốt mùa hè, tôi muốn hack chiếc máy bay không người lái lớn hơn của mình bằng phần mềm này.

Bước 2: Video Kiểm tra Chuyến bay

Tôi đã nhờ hai người bạn tốt của tôi đi phía trước máy bay không người lái, trong khi tôi ở dưới máy bay không người lái, để cứu nó nếu bị rơi xuống. Nhưng thử nghiệm đã thành công, và như bạn có thể thấy máy bay không người lái vẫn chưa ổn định lắm, nhưng đã hoạt động. Anh chàng bên trái mặc áo phông vàng cầm điện thoại truyền dữ liệu GPS. Chất lượng video của máy ảnh này không phải là tốt nhất, nhưng tôi không tìm thấy máy ảnh 1080p trọng lượng thấp.

Bước 3: Thu thập các bộ phận và công cụ

Đối với dự án này, bạn cần một số phần mới và bất thường. Tôi đã thiết kế từ các bộ phận tái chế và ít bền để giảm chi phí, và nhờ vậy tôi đã có được vật liệu rất tốt cho khung. Nhưng chúng ta hãy xem những gì chúng ta cần! Tôi đã mua thương hiệu Crius của bộ điều khiển chuyến bay từ Amazon.com và làm việc

Công cụ:

• Sắt hàn
• Súng bắn keo
• Máy cắt
• Kìm cắt dây
• Dụng cụ xoay
• Keo siêu dính
• Ductape
• Dây cao su

Các bộ phận:

• Máy bay vận chuyển MultiWii 32kB
• Mô-đun GPS nối tiếp
• Bộ chuyển đổi nối tiếp sang I2C
• Mô-đun Bluetooth
• Thiết bị cảm biến sóng siêu âm
• Ống hút
• Mảnh nhựa
• Đang đi
• Động cơ
• Cánh quạt
• Vít
• Trình điều khiển động cơ L293D (đó là một lựa chọn tồi, tôi sẽ sửa trong phiên bản thứ hai)
• Pin Lithium Ion 1000mAh

Bước 4: Lắp ráp cánh quạt

Tôi đã mua những bộ mở rộng có động cơ này từ Amazon.com với giá 18 đô la, chúng là phụ tùng thay thế cho máy bay không người lái Syma S5X, nhưng chúng có vẻ hữu ích nên tôi đã đặt hàng và hoạt động tốt. Bạn chỉ cần đặt động cơ vào lỗ của nó và gắn các đạo cụ vào bánh răng.

Bước 5: Mạch Schemantic

Luôn nhìn vào schemantic trong khi làm việc và cẩn thận với các kết nối.

Bước 6: Hàn động cơ với trình điều khiển

Bây giờ bạn phải hàn tất cả các cáp từ động cơ đến IC điều khiển động cơ L293D. Nhìn hình, họ nói nhiều hơn, bạn phải kết nối dây màu đen và màu xanh với GND và dây dương với Đầu ra 1-4, giống như tôi. L293D có thể điều khiển các động cơ này, nhưng tôi khuyên bạn nên sử dụng một số bóng bán dẫn điện vì chip này không thể xử lý tất cả bốn động cơ ở công suất cao (hơn 2 Amper). Sau khi cắt 15 cm này, những ống hút này sẽ giữ các động cơ ở đúng vị trí. Tôi đã sử dụng ống hút cực mạnh mà tôi mua được từ một tiệm bánh và quán cà phê ở địa phương. Đặt nhẹ nhàng các ống hút này lên các ống hút của động cơ.

Bước 7: Lắp ráp khung

Xin hãy chú ý đến bức tranh thứ hai, cho thấy cách trang bị cho các proppelers. Sử dụng một ít keo nóng và keo siêu dính cho phù hợp với tất cả bốn cánh quạt sau đó kiểm tra các kết nối. Điều rất quan trọng là các proppelers phải ở cùng một khoảng cách với nhau.

Bước 8: Thêm dây vào L293D

Lấy bốn sợi dây của áo khoác nữ-nữ và cắt đôi. Sau đó hàn chúng vào các chân còn lại của IC. Điều này sẽ giúp kết nối các chân với các chân I / O của Arduino. Bây giờ là lúc để xây dựng mạch.

Bước 9: Mạch

Tất cả các mô-đun đều được bao gồm trong bộ điều khiển máy bay mà tôi đã mua, vì vậy bạn chỉ cần kết nối chúng với nhau. Bluetooth đi đến cổng Serial, GPS đầu tiên trong bộ chuyển đổi I2C sau đó đến cổng I2C. Bây giờ bạn có thể trang bị điều này trên máy bay không người lái của mình.

Bước 10: Đặt mạch vào khung

Sử dụng một số băng dính hai mặt và thêm GPS trước. Băng keo xốp này giữ mọi thứ ở đúng vị trí, vì vậy hãy dán từng mô-đun một lên miếng nhựa. Nếu bạn hoàn tất việc này, bạn có thể kết nối các chân của trình điều khiển động cơ với MultiWii.

Bước 11: Kết nối hai mạch

Các chân Input đi đến D3, D9, D10, D11, các chân khác sẽ được kết nối với các chân VCC + và GND-. Schemantic sẽ được tải lên vào ngày mai.

Bước 12: Pin…

Tôi đã sử dụng một số dây cao su để cố định pin của mình vào đáy máy bay không người lái và giữ ở đó khá chắc chắn. Tôi cắm đầu vào và làm việc, đúng như cách tôi tưởng tượng.

Bước 13: Cảm biến siêu âm

Cảm biến sonar được cố định trên máy bay không người lái bằng dây cao su và được kết nối với các chân D7 và D6 của bộ điều khiển MultiWii.

Bước 14: Làm thế nào để lập trình nó?

Bạn phải sử dụng mô-đun FTDI nối tiếp để lập trình chip. Bộ này cũng bao gồm mô-đun lập trình viên.

Bước 15: GPS hoạt động như thế nào?

Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS) là một hệ thống định vị dựa trên không gian cung cấp thông tin về vị trí và thời gian trong mọi điều kiện thời tiết, ở bất kỳ đâu trên hoặc gần Trái đất nơi có đường ngắm không bị cản trở tới bốn hoặc nhiều vệ tinh GPS. Hệ thống cung cấp các khả năng quan trọng cho người dùng quân sự, dân sự và thương mại trên khắp thế giới. Chính phủ Hoa Kỳ đã tạo ra hệ thống, duy trì nó và làm cho nó có thể truy cập miễn phí cho bất kỳ ai có máy thu GPS. Các mô-đun GPS thường đưa ra một loạt các chuỗi thông tin tiêu chuẩn, theo một cái gì đó được gọi là giao thức của Hiệp hội Điện tử Hàng hải Quốc gia (NMEA). Thông tin thêm về chuỗi dữ liệu tiêu chuẩn NMEA có thể được tìm thấy tại trang web này.

Để biết thêm thông tin về lập trình, hãy đọc phần này:

Bước 16: Phần mềm

Tôi không biết liệu phần mềm đã được tải lên trên chip hay chưa, nhưng ở đây tôi sẽ giải thích những gì cần làm. Trước tiên, hãy tải thư viện MultiWii chính thức xuống máy tính của bạn. Thêm tệp.zip rồi mở tệp MultiWii.ino. Chọn "Arduino / Genuino UNO" và tải nó lên bảng của bạn. Bây giờ bộ vi điều khiển của bạn đã được cài đặt sẵn mọi chức năng. Con quay hồi chuyển, đèn, Bluetooth và thậm chí cả màn hình LCD nhỏ (không được sử dụng trong dự án này) đang hoạt động với mã được tải lên. Nhưng mã này chỉ có thể được sử dụng để kiểm tra xem các mô-đun có hoạt động hoàn hảo hay không. Hãy thử nghiêng máy bay không người lái, và bạn sẽ thấy các động cơ sẽ quay do con quay hồi chuyển. Chúng tôi phải sửa đổi mã của bộ điều khiển để theo dõi điện thoại.

Sau đó, bạn có thể tạo máy bay không người lái bị tấn công của riêng mình nếu bạn có thể lập trình Arduino hoặc làm theo hướng dẫn của tôi và biến nó thành máy bay không người lái "theo dõi tôi".

Liên kết GitHub cho phần mềm:

Vui lòng truy cập trang web chính thức để biết thêm chi tiết về phần mềm:

Bước 17: Sửa đổi mã

Tôi đã phải sửa đổi mã của cảm biến và mã của bộ điều khiển đưa ra lời nhắc cho ATMega328, nhưng bây giờ mô-đun Bluetooth cung cấp ba tọa độ GPS và tùy thuộc vào những điều này mà máy bay không người lái di chuyển, vì vậy nếu tọa độ x và y của điện thoại của tôi là 46 ^ 44'31 " và 65 ^ 24 "13" và tọa độ của máy bay không người lái là 46 ^ 14'14 "và 65 ^ 24" 0 "thì dron sẽ di chuyển theo một hướng cho đến khi chạm tới điện thoại.

Bước 18: Ứng dụng điện thoại

Tôi đã sử dụng ứng dụng SensoDuino có thể tải xuống từ đây cho điện thoại thông minh của bạn: https://play.google.com/store/apps/details?id=com…. Kết nối với máy bay không người lái qua Bluetooth và bật TX GPS và ghi dữ liệu. Bây giờ ứng dụng điện thoại đã sẵn sàng.

Bước 19: Máy ảnh

Tôi đã mua một chiếc máy ảnh móc khóa 720p của Trung Quốc rất rẻ và có chất lượng tuyệt vời. Tôi gắn vào đáy của máy bay không người lái bằng băng dính hai mặt. Máy ảnh này đã được sử dụng trong nhiều dự án của tôi và luôn sử dụng tốt, nặng 15 gram và có thể quay video rất tốt.

Bước 20: Kiểm tra…

Máy bay không người lái vẫn không thể tách rời vì không phải là một dự án chuyên nghiệp, nhưng hoạt động tốt. Tôi rất hài lòng với kết quả. Khoảng cách kết nối khoảng 8 mét là quá đủ cho một chiếc máy bay không người lái như thế này. Video sắp ra mắt và tôi hy vọng bạn sẽ thích nó. Nó không phải là một máy bay không người lái đua, nhưng nó cũng khá nhanh.

Bước 21: Kế hoạch tương lai

Tôi cũng có một máy bay không người lái lớn hơn và nếu tôi có thể sửa lỗi trong mã, tôi muốn sử dụng nó với máy bay đó thông qua kết nối WiFi với mô-đun ESP8266. Điều đó có cánh quạt lớn hơn và có thể nâng cả một chiếc GoPro, không giống như phiên bản đầu tiên. Chiếc máy bay không người lái này có thể là một công cụ hữu ích khi đi xe đạp, lái xe, trượt tuyết, bơi lội hoặc thể thao, anh ấy luôn theo sát bạn.

Bước 22: Cảm ơn bạn đã xem

Tôi thực sự hy vọng bạn thích Instuctable của tôi và nếu có, hãy vui lòng bỏ phiếu cho tôi trong Cuộc thi Make It Fly. Nếu bạn có thắc mắc, cứ hỏi nhé. Đừng quên chia sẻ và cho một tấm lòng nếu bạn nghĩ xứng đáng. Cảm ơn một lần nữa vì đã xem!

Chúc mừng, Imetomi

Á quân Cuộc thi Bên ngoài năm 2016

Giải Nhì cuộc thi Tự động hóa năm 2016

Giải nhì cuộc thi Make It Fly 2016