Padarykite ir skriskite pigiai išmaniuoju telefonu valdomu lėktuvu: 8 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:46

Ar kada svajojote pastatyti <15 $ „pasidaryk pats“nuotolinio valdymo pulto skraidomąjį lėktuvą, kuris valdomas mobiliuoju telefonu („Android“programa per „WiFi“) ir suteikia kasdienę 15 minučių adrenalino dozę (skrydžio laikas yra apie 15 minučių)? nei šis pamokomas dalykas jums, vaikinai.. Šis lėktuvas yra labai stabilus ir lėtai skrendantis, todėl juo skristi labai lengva net vaikams.

Kalbant apie lėktuvo nuotolį … Naudodamas savo „Moto G5S“mobilųjį telefoną, veikiantį kaip „WiFi“viešosios interneto prieigos taškas ir nuotolinio valdymo pultas, turiu maždaug 70 metrų LOS nuotolį. Tolesnis realaus laiko RSSI rodomas „Android“programoje ir jei lėktuvas ketina išeiti už diapazono ribų (RSSI nukrenta žemiau -85 dBm), mobilusis telefonas pradeda vibruoti. Jei lėktuvas išeina už „Wi-Fi“prieigos taško ribų, variklis sustoja, kad būtų galima saugiai nusileisti. Taip pat akumuliatoriaus įtampa, rodoma „Android“programoje, ir jei akumuliatoriaus įtampa nukrenta žemiau 3,7 V, mobilusis telefonas pradeda vibruoti, kad pilotas galėtų grįžti atgal, kol akumuliatorius visiškai išsikraus. Lėktuvas yra visiškai valdomas gestais, jei pakreipiate mobilųjį telefoną į kairę, o ne į lėktuvą pasukate į kairę, o priešingai - į dešinę. Taigi čia aš dalinuosi žingsnis po žingsnio instrukcija apie savo ESP8266 pagrįstą mažą „WiFi“valdomą lėktuvą. Šiam lėktuvui reikalingas laikas yra apie 5-6 valandas ir reikalauja pagrindinių litavimo įgūdžių, šiek tiek programavimo žinių apie ESP8266 naudojant „Arduino IDE“ir puodelyje karštos kavos ar atšaldyto alaus bus puiku:).

1 žingsnis: 1 žingsnis: komponentų ir įrankių sąrašas

Elektronikos dalys: Jei esate elektronikos mėgėjas, savo inventoriuje rasite daug toliau išvardytų dalių

• 2 nos. Belaidis nuolatinės srovės variklis su variklio ir ccw atrama 5 $
• 1 nos. ESP-12 arba ESP-07 modulis 2 $
• 1 nos. 3.7V 180mAH 20C LiPo baterija -> 5 $
• 2 nos. SI2302DS A2SHB SOT23 MOSFET 0,05 USD
• 5 nos. 3.3kOhms 1/10 vatų smd arba 1/4 vatų per skylių rezistorius 0.05 $ (veiks nuo 3.3K iki 10K bet koks rezistorius)
• 1 nos. 1N4007 smd arba per skylės diodą 0,02 $
• 1 nos. TP4056 1S 1A Lipo įkroviklio modulis 0.06 $
• 2 vyriškos ir 1 moteriškos mini JST jungtys 0,05 $

Bendra kaina ------ 13 USD

Kitos dalys:

• 2-3 nos. Kepsninė
• 1 nos. 50 cm x 50 cm 3 mm atlenkimo lakštas arba bet koks standus 3 mm putplasčio lakštas
• Viengyslis izoliuotas trumpiklis
• „Nodemcu“arba „cp2102“USB į UART keitiklis kaip programuotojas, skirtas įkelti programinę -aparatinę įrangą į esp8266
• Lipni juosta
• Super klijai

Reikalingi įrankiai:

• Pomėgių lydmetalio įrankiai
• Chirurginis peilis su ašmenų laikikliu
• Karštas klijų pistoletas
• Skalė
• Kompiuteris, turintis „Arduino IDE“su ESP8266 „Arduino Core“
• Android Mobilus telefonas

Tai viskas, ko mums reikia … Dabar mes visi pasiruošę sukurti beprotišką „WiFi“valdomą lėktuvą

2 žingsnis: 2 žingsnis: supraskite valdymo mechanizmą

Šis lėktuvas naudoja diferencinę trauką posūkiui valdyti (vairavimas) ir kolektyvinę trauką žingsniui (pakilimui/nusileidimui) ir oro greičio valdymui, todėl nereikia servo variklio, o tik du pagrindiniai nuolatinės srovės varikliai užtikrina trauką ir valdymą.

Daugiakampė sparno forma užtikrina ritinio stabilumą prieš išorinę jėgą (vėjo gūsis). Sąmoningai išvengiant servo variklio ant valdymo paviršių (lifto, alirono ir vairaračio), lėktuvo konstrukcija yra labai lengvai pagaminama be jokio sudėtingo valdymo mechanizmo, taip pat sumažėja statybos kaina. Norėdami valdyti lėktuvą Viskas, ko mums reikia, yra nuotoliniu būdu valdyti abiejų „Coreless DC“variklių trauką per „WiFi“, naudojant „Android“programą, veikiančią mobiliajame telefone. Tik tuo atveju, jei kas nors nori stebėti šios plokštumos dizainą 3D formatu, čia pridėjau „Fusion 360“ekrano kopiją ir stl failą.. galite naudoti internetinę stl peržiūros priemonę, kad pažvelgtumėte į dizainą bet kokiu kampu.. dar kartą CAD lėktuvo dizainas dokumentams, jums nereikia 3D spausdintuvo ar lazerinio pjaustytuvo.. todėl nesijaudinkite:)

3 veiksmas: 3 žingsnis: valdiklio schema pagal ESP8266

Pradėkime nuo kiekvieno komponento funkcijos supratimo schemoje,

• ESP12e: Šis ESP8266 „WiFi SoC“gauna UDP valdymo paketus iš „Android“programos ir valdo kairiojo ir dešiniojo variklio apsisukimų dažnį. Jis matuoja akumuliatoriaus įtampą ir „WiFi“signalo RSSI ir siunčia jį į „Android“programą.
• D1: ESP8266 modulis saugiai veikia nuo 1,8 V iki 3,6 V, kaip nurodyta jo duomenų lape, todėl vieno elemento LiPo baterija negali būti tiesiogiai naudojama ESP8266 maitinimo šaltiniui, todėl reikalingas pakopinis keitiklis. Sumažinkite grandinės svorį ir sudėtingumą Naudojau 1N4007 diodą, kad akumuliatoriaus įtampa (4,2V ~ 3,7V) sumažėtų 0,7V (sumažinta 1N4007 įtampa), kad gautumėte 3,5V ~ 3,0V įtampą, kuri naudojama kaip ESP8266 maitinimo įtampa. Žinau, kad tai negražus būdas tai padaryti, bet šiam lėktuvui jis puikiai tinka.
• R1, R2 ir R3: šie trys rezistoriai yra būtini minimaliai ESP8266 sąrankai. R1 ištraukiamas CH_PD (EN) kaištis ESP8266, kad jį įgalintumėte. ESP8266 RST kaištis yra žemas, todėl R2 ištraukiamas ESST8266 RST kaištis ir išjungiamas iš atstatymo režimo. kaip nurodyta įjungimo duomenų lape, ESP8266 GPIO15 kaištis turi būti žemas, todėl R3 naudojamas ištraukti ESP8266 GPIO15.
• R4 ir R5: R4 ir R5 naudojami nuleidžiant T1 ir T2 vartus, kad būtų išvengta bet kokio klaidingo triukšmo suveikimo (variklio veikimo), kai ESP8266 įjungiamas. (Pastaba: šiame projekte naudojamos R1 – R5 vertės yra 3,3 kΩ, tačiau bet koks atsparumas nuo 1K iki 10K veiks sklandžiai)
• T1 ir T2: Tai yra du Si2302DS N kanalų maitinimo vožtuvai (2,5 A galios), valdantys kairiojo ir dešiniojo variklio apsisukimų dažnį PWM, gaunami iš GPIO4 ir GPIO5 iš ESP8266.
• L_MOTOR ir R_MOTOR: tai 7 mm x 20 mm 35000 aps./min. „Coreless DC“varikliai, užtikrinantys diferencinę trauką skraidymui ir valdymo plokštumai. Kiekvienas variklis užtikrina 30 gramų trauką esant 3,7 V įtampai ir greičiu traukia 700 mA srovę.
• J1 ir J2: tai mini JST jungtis, naudojama ESP12e moduliui ir akumuliatoriaus prijungimui. Galite naudoti bet kokią jungtį, kuri gali valdyti bent 2 amperų srovę.

(Pastaba: aš visiškai suprantu kondensatoriaus atjungimo svarbą projektuojant mišraus signalo grandines, tačiau šiame projekte vengiau atsieti kondensatorius, kad išvengčiau grandinės sudėtingumo ir dalių skaičiavimo, nes tik ESP8266 „WiFi“dalis yra RF/analoginis ir pats ESP12e modulis, turintis reikiamus atsiejimo kondensatorius BTW be išorinio atsiejimo kondensatoriaus grandinės veikia puikiai.)

ESP12e pagrįstas imtuvo schema su programavimo jungtimi pdf formatu pridedamas prie šio veiksmo.

4 žingsnis: 4 žingsnis: valdiklio surinkimas

Aukščiau esančiame vaizdo įraše su antrašte rodomas žingsnis po žingsnio šiam projektui sukurto ESP12e pagrindu sukurto imtuvo cum valdiklio kūrimo žurnalas. Stengiausi sudėti komponentus pagal savo įgūdžius. Galite sudėti komponentus pagal savo įgūdžius, atsižvelgdami į ankstesniame žingsnyje pateiktą schemą.

Tik SMD mosfetai (Si2302DS) yra per maži ir juos reikia atsargiai lituoti. Aš turiu šiuos „mosfets“savo inventoriuje, todėl aš jį naudoju. Galite naudoti bet kokį didesnį TO92 paketo galios mosfetą, kurio Rdson <0,2 omai ir Vgson 1,5 Amp. (Pasiūlykite man, jei tokį „mosfet“rasite lengvai prieinamą rinkoje..) Kai ši aparatūra bus paruošta, mes visi pasiruošę įkelti „WiFi Plane“programinę įrangą, kad galėtume nodemcu šį procesą aptarti kitame žingsnyje.

5 veiksmas: 5 veiksmas: ESP8266 programinės įrangos sąranka ir įkėlimas

Šio projekto ESP8266 programinė įranga sukurta naudojant „Arduino IDE“.

„Nodemcu“arba „USBtoUART Converter“galima naudoti programinei įrangai įkelti į ESP12e. Šiame projekte aš naudoju „Nodemcu“kaip programuotoją, norėdamas įkelti programinę -aparatinę įrangą į ESP12e.

Aukščiau pateiktame vaizdo įraše žingsnis po žingsnio rodomas tas pats procesas.

Yra du būdai įkelti šią programinę -aparatinę įrangą į ESP12e,

1. „Nodemcu“blykstės naudojimas: jei norite naudoti dvejetainį failą „wifiplane_esp8266_esp12e.bin“, pridėtą atliekant šį veiksmą, nekeičiant programinės įrangos, tai yra geriausias būdas.

   • Atsisiųskite „wifiplane_esp8266_esp12e.bin“iš šio veiksmo priedo.
   • Atsisiųskite „nodemcu flasher repo“iš oficialios „github“saugyklos ir išpakuokite.
   • Išpakuotame aplanke eikite į nodemcu-flasher-master / Win64 / Release ir paleiskite ESP8266Flasher.exe
   • Atidarykite ESP8266Flasher konfigūracijos skirtuką ir pakeiskite dvejetainio failo kelią iš INTERNAL: // NODEMCU į wifiplane_esp8266_esp12e.bin kelią
   • Atlikite veiksmus, kaip nurodyta aukščiau esančiame vaizdo įraše….

2. „Arduino IDE“naudojimas: jei norite redaguoti programinę -aparatinę įrangą (t. Y. SSID ir „WiFi“tinklo slaptažodį - šiuo atveju „Android“viešosios interneto prieigos taškas), tai yra geriausias būdas.

   • Nustatykite „Arduino IDE“, skirtą ESP8266, vadovaudamiesi šia puikia instrukcija.
   • Atsisiųskite „wifiplane_esp8266.ino“iš šio veiksmo priedo.
   • Atidarykite „Arduino IDE“ir nukopijuokite kodą iš „wifiplane_esp8266.ino“ir įklijuokite jį į „Arduino IDE“.
   • Redaguokite savo tinklo SSID ir slaptažodį kodu, redaguodami šias dvi eilutes. ir atlikite aukščiau esančiame vaizdo įraše nurodytus veiksmus.
   • char ssid = "wifiplane"; // jūsų tinklo SSID (vardas) char pass = "wifiplane1234"; // jūsų tinklo slaptažodis (naudokite WPA arba naudokite kaip raktą WEP)

6 žingsnis: 6 žingsnis: orlaivio korpuso surinkimas

Orlaivio korpuso sudarymo žurnalas žingsnis po žingsnio rodomas aukščiau esančiame vaizdo įraše.

Lėktuvo korpusui naudojau 18 cm x 40 cm putplasčio gabalėlį. Kepsninė, skirta papildomam fiuzeliažo ir sparno stiprinimui. Aukščiau esančiame paveikslėlyje pateiktas orlaivio rėmo planas, tačiau jūs galite keisti planą pagal savo poreikius, tiesiog atsižvelgdami į pagrindinę aerodinamiką ir lėktuvo svorį. Atsižvelgiant į šio lėktuvo elektroninę konfigūraciją, jis gali skristi lėktuvu, kurio maksimalus svoris yra apie 50 gramų. BTW su šiuo orlaivio korpusu ir visa elektronika, įskaitant lėktuvo akumuliatoriaus svorį, yra 36 gramai.

CG Vieta: sklandžiam slydimui panaudojau bendrą CG nykščio taisyklę … jos 20% -25% akordo ilgio atstumu nuo priekinio sparno krašto … Naudojant šią CG sąranką su šiek tiek pakeltu liftu, ji slysta nulio droseliu, lygiu skraidymu su 20–25% droseliu ir su papildomu droseliu jis pradeda kilti dėl šiek tiek pakilusio lifto…

Čia yra „YouTube“vaizdo įrašas apie mano skraidančio sparno lėktuvo dizainą su ta pačia elektronika, kad tik įkvėptumėte jus eksperimentuoti su įvairiu dizainu ir taip pat įrodyti, kad šiai sąrankai galima naudoti su daugeliu orlaivio konstrukcijos tipų.

7 veiksmas: 7 veiksmas: „Android“programų sąranka ir testavimas

„Android“programos diegimas:

Jums tereikia į savo išmanųjį telefoną atsisiųsti failą „wifiplane.apk“, pridėtą prie šio veiksmo, ir vykdyti instrukcijas, kaip nurodyta aukščiau esančiame vaizdo įraše.

Apie programą, ši „Android“programa sukurta naudojant „Android“skirtą apdorojimą.

Programa nėra pasirašyta pakuotėje, todėl nustatydami telefoną turite įjungti nežinomo šaltinio parinktį. Programai reikia tik teisės pasiekti vibratorių ir „WiFi“tinklą.

Prieš skrendant lėktuvo bandymas naudojant „Android“programą: kai „Android“programa bus paleista jūsų išmaniajame telefone, peržiūrėkite aukščiau esantį vaizdo įrašą, kad sužinotumėte, kaip programa veikia, ir įvairias įdomias programos funkcijas. Jei jūsų lėktuvas reaguoja į programą taip pat, kaip aukščiau pateiktame vaizdo įraše, nei jos DIDŽIAUSIA … JŪS PADARĖTE …

8 žingsnis: 8 žingsnis: laikas skristi

Pasiruošę skristi?…

• PATEKI Į LAUKĄ
• Atlikite kai kuriuos slydimo bandymus
• PAKEISKITE KELIMO KAMPĄ arba pridėkite/pašalinkite svorį ant lėktuvo nosies, kol jis sklandžiai sklandys …
• KARTĄ jis sklandžiai slenka, įjungia plokštumą ir atveria „Android“programą
• Rankinis paleidimo lėktuvas su 60% droseliu prieš vėją
• KADA BŪTŲ OROJE, TURĖTŲ LENGVAI SKRYDYTI LYGIUI, APKART 20–25 proc.