La tâche principale que l'auteur s'est donnée fait maison - fabriquer un quadricoptère bon marché, dont le vol se stabilisera en raison de Arduino. Un autre quadricoptère a une puissance autonome. Le coût total d'un tel produit fait maison est d'environ 60 $.
S'il y a une quantité plus importante, il est plus prometteur d'équiper les moteurs maison sans balais avec les contrôleurs correspondants.
Pour stabiliser le vol, un gyroscope et un accéléromètre sont utilisés. Un gyroscope est nécessaire pour déterminer l'angle d'inclinaison du quadricoptère par rapport à la gravité de la Terre. L'accéléromètre est nécessaire pour calculer l'accélération.
Matériaux et outils:
- batteries au lithium (3,7 V);
- fils;
- transistor ULN2003A Darlington Transistor (vous pouvez utiliser des transistors plus puissants);
- moteurs comme 0820 Coreless Motors;
- microcontrôleur Arduino Uno;
- Carte MPU-6050 (c'est à la fois un gyroscope et un accéléromètre);
- la présence d'une imprimante 3D ou l'accès à celle-ci;
- les outils nécessaires.
Processus de fabrication:
Première étape. Créer un boîtier quadricoptère
L'affaire se fait très rapidement et simplement. Il est imprimé à l'aide d'une imprimante 3D. La création du cadre est donc bonne car il ressort léger, tout cela grâce à l'impression de "nids d'abeilles". La conception des pièces a eu lieu dans le cadre du programme Solidworks. À l'aide de ce programme, vous pouvez modifier les paramètres du boîtier, y apporter vos propres modifications, si nécessaire.
Une fois le cadre du quadricoptère imprimé, vous pouvez installer les moteurs et y souder les fils.
Deuxième étape Nous connectons Arduino
Comment connecter la carte MPU6050 peut être vu dans le schéma ci-dessous. Il est important de comprendre que la bibliothèque Arduino signifie se connecter via ces contacts. Si vous utilisez un circuit d'un autre fabricant, il est important de vous assurer que les contacts sont dans la même séquence.
Seule une tension de 3,3 V est utilisée pour alimenter la carte. Si elle est alimentée à partir de 5 V, elle se détériorera. Certaines cartes MPU6050 ont un fusible qui protège le système contre les hautes tensions, mais il vaut mieux ne pas le risquer. Si la carte a le contact AD0, elle doit être connectée à la masse (GND). Dans ce cas, le VIO est connecté à la sortie AD0 directement sur la carte, vous n'avez donc pas besoin de connecter la broche AD0.
Pour que Arduino puisse contrôler les moteurs, des transistors seront nécessaires, grâce à eux, il sera possible de fournir beaucoup de tension aux moteurs. Vous pouvez voir plus en détail comment tous les éléments sont connectés dans le diagramme.
Troisième étape Croquis pour Arduino
Une fois le MPU-6050 connecté à l'Arduino, vous devez l'allumer et télécharger l'esquisse du code du scanner I2C.Ensuite, vous devez copier le code du programme et le coller dans une esquisse vide. Après cela, vous devez ouvrir le moniteur série Arduino IDE (Tools-> Serial Monitor) et assurez-vous que 9600 est connecté.
Si tout est fait correctement, un appareil I2C sera détecté, on lui attribuera l'adresse 0x68 ou 0x69, il faut l'écrire.
Ensuite, un croquis est chargé, qui traite les informations du gyroscope et de l'accéléromètre. Il y en a beaucoup sur Internet, mais il est préférable de les utiliser.
Au stade final, vous devrez calibrer les valeurs du gyroscope et de l'accéléromètre. Pour ce faire, trouvez une surface plane et placez le MPU6050 dessus. Ensuite, l'esquisse pour l'étalonnage est lancée, les données d'écart obtenues sont enregistrées puis utilisées dans l'esquisse MPU6050_DMP6.
Quatrième étape Programme pour Arduino
Grâce au programme présenté, le quadricoptère se stabilise et se fige dans un état stable. Ensuite, en utilisant ce programme, un contrôle quadricoptère est effectué.
Pour stabiliser le quadricoptère, deux contrôleurs PID sont utilisés. Un est nécessaire pour le tangage et le second pour le roulis. Le contrôleur mesure la vitesse de rotation des vis et sur cette base, le quadricoptère est contrôlé.
Cinquième étape Modification du quadricoptère
Le principal problème d'un quadricoptère petit et bon marché est son poids. Pour résoudre ce problème, vous devez installer des moteurs plus puissants et plus légers, ceux sans balais sont les mieux adaptés, ils sont également appelés moteurs à soupapes. Ils sont bien meilleurs que les brosses, mais vous devez également leur acheter des contrôleurs de vitesse, de sorte que le coût des produits faits maison augmente fortement.
Pour faciliter la conception, il est préférable d'utiliser le contrôleur Arduino Uno, vous pouvez en retirer la puce de microprocesseur déjà cousue, puis la placer directement sur le ProtoBoard. En conséquence, il s'avérera gagner environ 30 grammes de poids, ce qui est plutôt bien. Une alternative est d'utiliser l'Arduino Pro Mini.
Un programme créé pour contrôler le travail artisanal peut être facilement étendu. Mais la tâche la plus importante est de stabiliser le quadricoptère en vol, à ce stade, il a été complètement résolu. Pour contrôler à distance le travail maison, vous pouvez utiliser le module Bluetooth ou regarder de plus près les émetteurs / récepteurs.