DIY Smart Follow Me Drone amb càmera (basat en Arduino): 22 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:16

Els drons són joguines i eines molt populars actualment. Al mercat podeu trobar drons professionals i fins i tot principiants i aparells voladors. Tinc quatre drons (quadcopters i hexcopters), perquè m’encanta tot el que vola, però el vol número 200 no és tan interessant i comença a ser avorrit, de manera que vaig decidir construir el meu propi dron amb alguns feutures addicionals. M'agrada programar Arduino i dissenyar circuits i aparells, així que vaig començar a construir-lo. Vaig utilitzar el controlador de vol MultiWii que es basa en el xip ATMega328 que també s’utilitza a l’Arduino UNO, de manera que la programació va ser força senzilla. Aquest dron es pot connectar a un telèfon intel·ligent Android que envia les seves dades GPS al dron, que es compara amb el seu propi senyal GPS i, a continuació, comença a seguir el telèfon, de manera que si em desplaco pel carrer, el dron em segueix. Per descomptat, té moltes falles encara, perquè no he pogut fer un dron de rodatge professional, però segueix el telèfon, fa un vídeo i també té un sensor de distància per ultrasons per evitar els obstacles a l’aire. Crec que es tracta pràcticament de característiques d’un dron casolà. Tant aviat com sigui possible, carregaré un vídeo sobre un vol, però és difícil fer registres de bona qualitat amb un dron sempre en moviment.

Pas 1: propietats principals

El dron és gairebé totalment automàtic, no cal controlar-lo, ja que segueix el telèfon que sol estar a la bicicleta, el sensor ultrasònic ajuda a evitar arbres, edificis i altres obstacles i el GPS proporciona dades de posició molt precises, però vegem què tenim en total:

• Bateria de 1000 mAh, suficient per a 16-18 minuts de vol continu
• sensor d'ultrasons per evitar obstacles a l'aire
• Mòdul Bluetooth per rebre dades del telèfon
• Microcontrolador basat en Arduino
• giroscopi incorporat
• alçada màxima regulada (5 metres)
• quan la bateria està baixa, aterra automàticament al telèfon (amb sort, a les vostres mans)
• costa uns 100 dòlars de construcció
• es pot programar per a qualsevol cosa
• amb l'ajuda del GPS podeu enviar el dron a qualsevol coordenada
• disseny de quadcòpters
• equipat amb una càmera de vídeo HQ de 2MP 720p
• pesa 109 grams (3,84 unces)

Per tant, això és tot el que pot fer la primera versió, és clar que vull desenvolupar-la. Durant l’estiu vull piratejar el meu dron més gran amb aquest programari.

Pas 2: vídeo de prova de vol

Vaig demanar a dos bons amics que caminessin per la part davantera del dron, mentre estava sota el dron, per guardar-lo si cau. Però la prova va tenir èxit i, com podeu veure, el dron encara no és molt estable, però va funcionar. L’esquerra amb una samarreta groga tenia el telèfon que transmetia les dades del GPS. La qualitat del vídeo amb aquesta càmera no és la millor, però no he trobat càmeres de 1080p de poc pes.

Pas 3: Recopilació de peces i eines

Per a aquest projecte necessiteu algunes peces noves i inusuals. Vaig dissenyar a partir de peces de poc pes i reciclades per reduir el cost, i vaig aconseguir que vaig aconseguir materials molt bons per al marc. Però anem a veure què necessitem! Vaig comprar la marca Crius del controlador de vol a Amazon.com i vaig treballar

Eines:

• Soldador
• Pistola de cola
• Cortador
• Tallador de filferro
• Eina rotativa
• Super Glue
• Ductape
• Banda elàstica

Parts:

• Controlador de vol MultiWii 32kB
• Mòdul GPS en sèrie
• Convertidor de sèrie a I2C
• Mòdul Bluetooth
• Sensor d'ultrasons
• Palles
• Peça de plàstic
• Engranatge
• Motors
• Hèlixs
• Cargols
• Controlador de motor L293D (va ser una mala elecció, ho corregiré a la segona versió)
• Bateria d’ions de liti de 1000 mAh

Pas 4: Muntar les hèlixs

Vaig comprar aquestes hèlixs amb motors d'Amazon.com per 18 dòlars, són peces de recanvi per al dron Syma S5X, però em van semblar útils, així que les vaig demanar i vaig funcionar bé. Només cal posar el motor al seu forat i fixar l’atrezzo a l’engranatge.

Pas 5: Circuit esquemàtic

Mireu sempre l'esquemàtic mentre treballeu i tingueu cura de les connexions.

Pas 6: soldar motors al conductor

Ara heu de soldar tots els cables dels motors a l’IC del controlador del motor L293D. Mireu les imatges, diuen molt més, heu de connectar cables negres i blaus al GND i cables positius a les sortides 1-4, igual que jo. El L293D pot accionar aquests motors, però recomano utilitzar alguns transistors de potència perquè aquest xip no pot gestionar tots els quatre motors a alta potència (més de 2 amperes). Després d’aquest tall, les palletes de 15 cm mantenen els motors al seu lloc. Vaig utilitzar palles molt fortes que vaig obtenir d’un forn i una cafeteria locals. Col·loqueu aquestes palletes suaument sobre els engranatges dels motors.

Pas 7: Muntatge del marc

Presteu atenció a la segona imatge, que mostra com equipar els hèlixs. Utilitzeu una mica de cola calenta i súper per adaptar-vos a les quatre hèlixs i, a continuació, comproveu les connexions. És molt important que els hèlixs estiguin a la mateixa distància els uns dels altres.

Pas 8: afegiu cables al L293D

Agafeu quatre cables de pont femella-dona i talleu-los per la meitat. A continuació, soldeu-los amb els pins restants de l'IC. Això ajudarà a connectar els pins als pins d'E / S d'Arduino. Ara és hora de construir el circuit.

Pas 9: el circuit

Tots els mòduls s’inclouen amb el kit de controlador de vol que he provat, de manera que només heu de connectar-los. El Bluetooth va al port sèrie, el GPS primer al convertidor I2C i després al port I2C. Ara podeu equipar-ho al vostre dron.

Pas 10: Posar el circuit al quadre

Feu servir cinta de doble cara i afegiu primer el GPS. Aquesta cinta esponja ho manté tot al seu lloc, de manera que enganxeu cada mòdul un a un a la peça de plàstic. Si heu acabat amb això, podeu connectar els pins del controlador del motor al MultiWii.

Pas 11: Connexió dels dos circuits

Els pins d'entrada van als D3, D9, D10, D11, els altres han d'estar connectats als pins VCC + i GND. Schemantic es penjarà demà.

Pas 12: bateria …

He utilitzat unes bandes de goma per fixar la bateria a la part inferior del dron i m’hi mantinc força fort. Em vaig endollar i vaig treballar, tal i com m’imaginava.

Pas 13: el sensor d'ultrasons

El sensor de sonar es fixa al dron amb una goma i es connecta als pins D7 i D6 del controlador MultiWii.

Pas 14: com programar-lo?

Cal programar el xip amb un mòdul Serial FTDI. El kit també inclou el mòdul programador.

Pas 15: Com funciona un GPS?

El Sistema de Posicionament Global (GPS) és un sistema de navegació basat en l’espai que proporciona informació d’ubicació i ubicació en totes les condicions meteorològiques, a qualsevol lloc de la Terra o a prop d’ell, on hi hagi una línia de visió lliure de quatre o més satèl·lits GPS. El sistema proporciona funcions crítiques a usuaris militars, civils i comercials de tot el món. El govern dels Estats Units va crear el sistema, el manté i el fa de lliure accés per a tothom que tingui un receptor GPS. Els mòduls GPS solen publicar una sèrie de cadenes d’informació estàndard, sota el protocol anomenat National Marine Electronics Association (NMEA). Podeu trobar més informació sobre les cadenes de dades estàndard NMEA en aquest lloc.

Per obtenir més informació sobre la programació, llegiu això:

Pas 16: el programari

No sé si el programari ja està penjat al xip o no, però aquí explicaré què cal fer. Primer descarregueu la biblioteca oficial de MultiWii al vostre ordinador. Extraxt el fitxer.zip i obriu-lo amb el fitxer MultiWii.ino. Trieu "Arduino / Genuino UNO" i pengeu-lo al vostre tauler. Ara el microcontrolador té totes les funcions preinstal·lades. El giroscopi, les llums, el Bluetooth i fins i tot el petit LCD (que no s’utilitza en aquest projecte) funciona amb el codi penjat. Però aquest codi només es pot utilitzar per comprovar si els mòduls funcionen perfectament o no. Intenteu inclinar el dron i veureu que els motors giraran a causa del girosensor. Hem de modificar el codi del controlador per seguir el telèfon.

Després d'això, podeu fer el vostre propi dron piratat si podeu programar Arduino o seguir les meves instruccions i convertir-lo en un dron "segueix-me".

Enllaç GitHub per al programari:

Visiteu el lloc oficial per obtenir més informació sobre els programes:

Pas 17: modificació del codi

Vaig haver de modificar el codi dels sensors i el codi del controlador que donaven indicacions a l'ATMega328, però ara el mòdul Bluetooth dóna tres coordenades GPS i, segons aquestes, el dron es mou, de manera que si les coordenades x i y del meu telèfon són 46 ^ 44'31 " i 65 ^ 24 "13 'i les coordenades del dron són 46 ^ 14'14" i 65 ^ 24 "0', llavors el dron es mourà en una direcció fins que arribi al telèfon.

Pas 18: aplicació de telèfon

He utilitzat l’aplicació SensoDuino que es pot descarregar des d’aquí al vostre telèfon intel·ligent: https://play.google.com/store/apps/details?id=com…. Connecteu-vos al dron mitjançant Bluetooth i activeu el GPS TX i el registre de dades. Ara l’aplicació del telèfon està a punt.

Pas 19: la càmera

Vaig comprar una càmera de clauer xinès de 720p molt barata i tenia una gran qualitat. Em vaig adaptar a la part inferior del dron amb cinta adhesiva. Aquesta càmera es va utilitzar en molts dels meus projectes i sempre és bo fer-la servir, pesa 15 grams i pot fer un vídeo molt bo.

Pas 20: proves …

El dron encara és insatable perquè no és un projecte professional, però funciona bé. Estic molt content dels resultats. La distància de connexió era d’uns 8 metres, que és més que suficient per a un dron com aquest. El vídeo arribarà aviat i espero que us agradi. No és un dron de carreres, però també és bastant ràpid.

Pas 21: Plans de futur

També tinc un dron més gran i si puc corregir els errors del codi, vull utilitzar-lo amb la connexió WiFi amb un mòdul ESP8266. Això té rotors més grans i pot aixecar fins i tot un GoPro, no com la primera versió. Aquest dron podria ser una eina útil per anar en bicicleta, conduir, esquiar, nedar o fer esport, sempre et segueix.

Pas 22: gràcies per mirar-ho

Realment espero que us hagi agradat el meu Instuctable i, si és així, doneu-me un vot amable al Concurs Make It Fly. Si teniu alguna pregunta, no dubteu a fer-ho. No oblideu compartir i donar un cor si creieu que s’ho mereix. Gràcies de nou per veure-ho.

Ànims, Imetomi

Finalista del Concurs Exterior 2016

Accèssit al concurs d’Automatització 2016

Accèssit al concurs Make It Fly 2016