गाइड मैं चाहता था कि मैं एक Arduino ड्रोन का निर्माण कर रहा था: 9 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

यह दस्तावेज़ एक प्रकार का "हाउ टू गाइड" स्लैश दस्तावेज़ है जो प्रक्रिया के माध्यम से जाता है, मुझे एक साधारण क्वाडकॉप्टर बनाने के अपने लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए अवधारणाओं को समझने में मदद मिली, जिसे मैं अपने मोबाइल फोन से नियंत्रित कर सकता था।

इस परियोजना को करने के लिए मैं यह जानना चाहता था कि वास्तव में एक ड्रोन क्या है, मेरे मामले में एक क्वाडकॉप्टर, इसलिए मैंने कुछ शोध करना शुरू कर दिया। मैंने बहुत सारे YouTube वीडियो देखे, लेखों का एक समूह पढ़ा और अचूक पृष्ठ पढ़े और यही मुझे मिला।

अनिवार्य रूप से आप एक ड्रोन को दो भागों में विभाजित कर सकते हैं। मैंने इसे "भौतिक" और "नियंत्रक" कहा। भौतिक अनिवार्य रूप से वह सब कुछ है जिसका यांत्रिकी से लेना-देना है जो ड्रोन को उड़ाता है। ये मोटर, फ्रेम, बैटरी, प्रोपेलर और अन्य सभी चीजें हैं जो शारीरिक रूप से ड्रोन को उड़ने की क्षमता देती हैं।

नियंत्रक अनिवार्य रूप से उड़ान नियंत्रक है। भौतिक को क्या नियंत्रित करता है ताकि ड्रोन बिना गिरे पूरी इकाई के रूप में उड़ सके। अनिवार्य रूप से माइक्रोकंट्रोलर, उस पर सॉफ्टवेयर और सेंसर जो इसे बीयरिंगों को त्रिकोणित करने में मदद करते हैं। तो कुल मिलाकर एक ड्रोन रखने के लिए, मुझे एक नियंत्रक की आवश्यकता थी, और नियंत्रक के लिए 'नियंत्रण' के लिए भौतिक भागों का एक गुच्छा।

आपूर्ति

परियोजना के लिए बजट: $250

समय सीमा: 2 सप्ताह

खरीदने की चीज़ें:

• भौतिक फ़्रेम $20
• ब्लेड $0 (फ्रेम के साथ आता है)
• बैटरी पैक $25
• ESC (इलेक्ट्रॉनिक गति नियंत्रक) $0 (मोटर्स के साथ आता है)
• मोटर्स $70

उड़ान नियंत्रक

• अरुडिनो नैनो $20
• Arduino USB केबल $2
• ब्लूटूथ मॉड्यूल (HC-05) $8
• 3 मिमी एलईडी और 330 ओम प्रतिरोधक और तार $13
• GY-87 (एक्सेलेरोमीटर, जायरोस्कोप) $5
• प्रोटोटाइप बोर्ड $10
• पुरुष और महिला हेडर $5

अन्य

• सोल्डरिंग किट $10
• मल्टीमीटर $20

मैं एक इंजीनियर के रूप में इस परियोजना के निर्माण का आनंद लेना चाहता था, इसलिए मैंने कुछ अन्य चीजें खरीदीं जो मेरे पास नहीं थीं।

कुल: $२०८

चरण 1: मेरा प्रारंभिक अनुभव

अपने सभी घटकों को खरीदने के बाद, मैंने इसे एक साथ रखा और फिर मल्टीवी (सॉफ्टवेयर पर जाएं जो कि बहुत सारे DIY ड्रोन समुदाय का उपयोग करते हैं) का उपयोग करके ड्रोन लॉन्च करने का प्रयास किया, हालांकि मुझे जल्दी से एहसास हुआ कि मुझे पूरी तरह समझ में नहीं आया कि मैं क्या हूं कर रहा था क्योंकि बहुत सारी त्रुटियां थीं और मुझे नहीं पता था कि उन्हें कैसे ठीक किया जाए।

उसके बाद मैंने ड्रोन को अलग करने और प्रत्येक घटक के टुकड़े को समझने और इसे इस तरह से फिर से बनाने का फैसला किया कि मैं पूरी तरह से सब कुछ समझ सकूं जो चल रहा था।

निम्नलिखित अनुभागों में मैं पहेली को एक साथ जोड़ने की प्रक्रिया को समझूंगा। इससे पहले आइए एक त्वरित अवलोकन प्राप्त करें।

शारीरिक

भौतिक के लिए, हमारे पास होना चाहिए: फ्रेम, प्रोपेलर, बैटरी और एस्क। इन्हें एक साथ पीसना काफी आसान होगा। इन भागों को समझने के लिए और आपको कौन से हिस्से मिलने चाहिए, आप इस लिंक पर जा सकते हैं। वह बताते हैं कि मेरे द्वारा सूचीबद्ध प्रत्येक पुर्जे को खरीदने के बारे में आपको क्या जानना चाहिए। इस यूट्यूब वीडियो को भी देखें। यदि आप पुर्जों को आपस में जोड़ने में फंस गए हैं तो यह आपकी मदद करेगा।

चरण 2: भौतिक भागों को पिसिंग और डिबगिंग पर युक्तियाँ

प्रोपेलर और मोटर्स

• यह जाँचने के लिए कि आपके प्रोपेलर सही दिशा में हैं (फ़्लिप्ड या नहीं), जब आप उन्हें मोटरों द्वारा इंगित दिशा में घुमाते हैं (अधिकांश मोटर्स में तीर होते हैं जो दिखाते हैं कि उन्हें कैसे घूमना चाहिए), आपको प्रोपेलर के नीचे एक हवा महसूस करनी चाहिए न कि ऊपर.
• विपरीत प्रोपेलर पर शिकंजा एक ही रंग का होना चाहिए।
• आसन्न प्रोपेलर का रंग समान होना चाहिए।
• यह भी सुनिश्चित करें कि आपने मोटरों को इस तरह से व्यवस्थित किया है कि वे ऊपर की छवि की तरह ही घूमें।
• यदि आप मोटर की दिशा को पलटने की कोशिश कर रहे हैं तो विपरीत छोर पर तारों की अदला-बदली करें। यह मोटर की दिशा को उलट देगा।

बैटरी और पावर

• यदि किसी कारण से चीजें चमक रही हैं और आप समझ नहीं पा रहे हैं, तो इसकी सबसे अधिक संभावना है क्योंकि आपने सकारात्मक और नकारात्मक की अदला-बदली की है।
• यदि आप सुनिश्चित नहीं हैं कि अपनी बैटरी को कब चार्ज करना है, तो आप वोल्टेज की जांच के लिए वोल्टमीटर का उपयोग कर सकते हैं। यदि यह बैटरी के विनिर्देशों से कम है, तो इसे चार्ज करने की आवश्यकता है। अपनी बैटरी चार्ज करने के लिए इस लिंक को देखें।
• अधिकांश LIPO बैटरी बैटरी चार्जर के साथ नहीं आती हैं। आप उन्हें अलग से खरीदते हैं।

चरण 3: Arduino नियंत्रक

निःसंदेह यह इस पूरी परियोजना का सबसे कठिन हिस्सा है। घटकों को उड़ा देना बहुत आसान है और यदि आप नहीं जानते कि आप क्या कर रहे हैं तो डिबगिंग बेहद निराशाजनक हो सकती है। इसके अलावा इस परियोजना में मैंने ब्लूटूथ और एक ऐप का उपयोग करके अपने ड्रोन को नियंत्रित किया जो मैं आपको दिखाऊंगा कि कैसे निर्माण करना है। इसने परियोजना को विशेष रूप से और अधिक कठिन बना दिया क्योंकि 99% ट्यूटोरियल रेडियो नियंत्रकों का उपयोग करते हैं (यह एक तथ्य नहीं है), लेकिन चिंता न करें मैं आपके लिए निराशा से गुजर चुका हूं।

इस यात्रा को शुरू करने से पहले टिप्स

• पीसीबी पर अपने डिवाइस को अंतिम रूप देने से पहले ब्रेडबोर्ड का उपयोग करें। इससे आप आसानी से बदलाव कर सकते हैं।
• यदि आपने किसी घटक का बड़े पैमाने पर परीक्षण किया है और यह काम नहीं कर रहा है, तो शायद यह काम नहीं कर रहा है!

• प्लग इन करने से पहले एक डिवाइस द्वारा संभाले जा सकने वाले वोल्टेज को देखें!

  • Arduino 6 से 20V को संभाल सकता है, लेकिन इसे 12V पर कैप करने का प्रयास करें ताकि आप इसे उड़ा न दें। आप यहां इसके स्पेक्स के बारे में अधिक पढ़ सकते हैं।
  • HC-05 5V तक संभाल सकता है लेकिन कुछ पिन 3.3V पर काम करते हैं इसलिए उस पर ध्यान दें। हम इसके बारे में बाद में बात करेंगे।
  • IMU(GY-521, MPU-6050) भी 5V पर काम करता है।
• हम अपना ऐप बनाने के लिए रिमोटएक्सवाई का उपयोग करेंगे। यदि आप इसे आईओएस डिवाइस पर बनाना चाहते हैं तो आपको एक अलग ब्लूटूथ मॉड्यूल (एचएम -10) का उपयोग करने की आवश्यकता है। आप इसके बारे में RemoteXY वेबसाइट पर अधिक जान सकते हैं।

उम्मीद है आपने टिप्स पढ़ लिए होंगे। अब प्रत्येक घटक का परीक्षण करते हैं जो अलग से नियंत्रक का हिस्सा होगा।

चरण 4: एमपीयू -6050

इस उपकरण में एक जाइरोस्कोप और एक एक्सेलेरोमीटर है, इसलिए अनिवार्य रूप से यह आपको एक दिशा में त्वरण (एक्स, वाई, जेड) और उन दिशाओं के साथ कोणीय त्वरण बताता है।

इसका परीक्षण करने के लिए, हम इस पर ट्यूटोरियल का उपयोग कर सकते हैं हम इस ट्यूटोरियल का उपयोग Arduino वेबसाइट पर कर सकते हैं। यदि यह काम करता है, तो आपको एक्सेलेरोमीटर और जाइरोस्कोप मानों की एक धारा मिलनी चाहिए जो आपके झुकाव, घुमाने और सेटअप को तेज करने के साथ बदल जाती है। साथ ही, कोड में बदलाव और हेरफेर करने का प्रयास करें ताकि आप जान सकें कि क्या हो रहा है।

चरण 5: HC-05 ब्लूटूथ मॉड्यूल

आपको यह भाग करने की आवश्यकता नहीं है, लेकिन एटी मोड (सेटिंग मोड) में जाने में सक्षम होना महत्वपूर्ण है क्योंकि आपको मॉड्यूल की सेटिंग्स में से एक को बदलने की सबसे अधिक संभावना होगी। यह इस परियोजना के बारे में सबसे निराशाजनक भागों में से एक था। मैंने अपने मॉड्यूल को एटी मोड में कैसे लाया जाए, यह जानने के लिए मैंने बहुत शोध किया, क्योंकि मेरा डिवाइस मेरे आदेशों का जवाब नहीं दे रहा था। मुझे यह निष्कर्ष निकालने में 2 दिन लगे कि मेरा मॉड्यूल टूट गया है। मैंने दूसरे के लिए आदेश दिया और यह काम कर गया। एटी मोड में आने पर इस ट्यूटोरियल को देखें।

HC-05 विभिन्न प्रकारों में आता है, कुछ बटन के साथ होते हैं और कुछ बिना और सभी प्रकार के डिज़ाइन चर होते हैं। एक यह जो स्थिर है, वह यह है कि उन सभी के पास "पिन 34" है। इस ट्यूटोरियल को देखें।

चीजें जो आपको पता होनी चाहिए

• एटी मोड में जाने के लिए, पावर कनेक्ट करने से पहले ब्लूटूथ मॉड्यूल के 34 को पिन करने के लिए बस 5V पकड़ें।
• एक संभावित विभक्त को मॉड्यूल के RX पिन से कनेक्ट करें क्योंकि यह 3.3V पर काम करता है। आप अभी भी इसे 5V पर इस्तेमाल कर सकते हैं लेकिन अगर कुछ गलत होता है तो यह उस पिन को फ्राई कर सकता है।
• यदि आप पिन 34 का उपयोग करते हैं (बटन या किसी अन्य तरीके से जो आपको ऑनलाइन मिला है) के बजाय, मॉड्यूल ब्लूटूथ की बॉड दर को 38400 पर सेट कर देगा। इसीलिए ऊपर दिए गए ट्यूटोरियल के लिंक में कोड में एक पंक्ति है जो कहती है:

BTSerial.begin (३८४००); // एटी कमांड में एचसी -05 डिफ़ॉल्ट गति अधिक

यदि मॉड्यूल अभी भी "ओके" के साथ प्रतिक्रिया नहीं दे रहा है, तो टीएक्स और आरएक्स पिन स्विच करने का प्रयास करें। यह होना चाहिए:

ब्लूटूथ =>अरुडिनो

आरएक्सडी =>TX1

टीडीएक्स =>आरएक्स0

यदि वह अभी भी काम नहीं करता है, तो कोड में पिन को अन्य Arduino पिन में बदलें। टेस्ट करें, अगर यह काम नहीं करता है तो tx और rx पिन को स्वैप करें, फिर दोबारा टेस्ट करें।

SoftwareSerial BTSerial(10, 11); // आरएक्स | टेक्सास

ऊपर की लाइन बदलें। आप RX = 2, TX = 3 या कोई अन्य मान्य संयोजन आज़मा सकते हैं। आप ऊपर की छवि में Arduino पिन नंबर देख सकते हैं।

चरण 6: भागों को जोड़ना

अब जब हमें यकीन हो गया है कि सब कुछ काम करता है, तो उन्हें एक साथ रखना शुरू करने का समय आ गया है। आप सर्किट में दिखाए गए अनुसार भागों को जोड़ सकते हैं। मुझे वह Electronoobs से मिला है। उन्होंने वास्तव में इस परियोजना में मेरी मदद की। यहां परियोजना का उसका संस्करण देखें। यदि आप इस ट्यूटोरियल का अनुसरण कर रहे हैं, तो आपको रिसीवर कनेक्शन के बारे में चिंता करने की ज़रूरत नहीं है: input_Yaw, input_Pitch, आदि। वह सब ब्लूटूथ के साथ संभाला जाएगा। साथ ही, ब्लूटूथ को उसी तरह से कनेक्ट करें जैसे हमने पिछले सेक्शन में किया था। मेरे tx और rx पिन मुझे थोड़ी परेशानी दे रहे थे, इसलिए मैंने Arduino का उपयोग किया:

सामान्य पिन के बजाय RX 2 के रूप में, और TX 3 के रूप में। इसके बाद, हम एक साधारण ऐप लिखेंगे जिसे हम तब तक सुधारते रहेंगे जब तक हमारे पास अंतिम उत्पाद नहीं हो जाता।

चरण 7: रिमोटएक्सवाई की सुंदरता

सबसे लंबे समय से मैं एक प्रयोग करने योग्य रिमोट ऐप बनाने का एक आसान तरीका सोच रहा था जो मुझे ड्रोन को नियंत्रित करने देगा। अधिकांश लोग एमआईटी ऐप आविष्कारक का उपयोग करते हैं, लेकिन यूआई उतना सुंदर नहीं है जितना मैं चाहूंगा और मैं सचित्र प्रोग्रामिंग का प्रशंसक भी नहीं हूं। मैं इसे एंड्रॉइड स्टूडियो का उपयोग करके डिजाइन कर सकता था लेकिन यह बहुत अधिक काम होगा। जब मुझे RemoteXY का उपयोग करते हुए एक ट्यूटोरियल मिला तो मैं बेहद रोमांचित था। ये रहा वेबसाइट का लिंक। इसका उपयोग करना बेहद आसान है और दस्तावेज़ीकरण बहुत अच्छा है। हम अपने ड्रोन के लिए एक साधारण यूआई बनाएंगे। आप अपनी पसंद के हिसाब से अपने को कस्टमाइज़ कर सकते हैं। बस सुनिश्चित करें कि आप जानते हैं कि आप क्या कर रहे हैं। यहां दिए गए निर्देशों का पालन करें।

एक बार जब आप ऐसा कर लेते हैं तो हम कोड को संपादित कर देंगे ताकि हम अपने कॉप्टर पर थ्रॉटल को बदल सकें। उन पंक्तियों को जोड़ें जिनमें /**** सामान आपको करना चाहिए और क्यों ***/ अपने कोड में जोड़ें।

यदि यह संकलन नहीं कर रहा है तो सुनिश्चित करें कि आपके पास लाइब्रेरी डाउनलोड है। एक उदाहरण स्केच भी खोलें और तुलना करें कि इसमें क्या है जो आपके पास नहीं है।

///////////////////////////////////////////// रिमोटएक्सवाई में शामिल हैं पुस्तकालय // /////////////////////////////////////////////

// RemoteXY कनेक्शन मोड का चयन करें और लाइब्रेरी शामिल करें

#परिभाषित करें REMOTEXY_MODE_HC05_SOFTSERIAL

#शामिल करें #शामिल करें

// रिमोटएक्सवाई कनेक्शन सेटिंग्स

#REMOTEXY_SERIAL_RX 2 परिभाषित करें #REMOTEXY_SERIAL_TX 3 परिभाषित करें #REMOTEXY_SERIAL_SPEED 9600 परिभाषित करें

// प्रोपेलर

सर्वो L_F_prop; सर्वो एल_बी_प्रॉप; सर्वो R_F_prop; सर्वो R_B_prop;

// रिमोटएक्सवाई कॉन्फ़िगर करें

#pragma pack(push, 1) uint8_t RemoteXY_CONF = { 255, 3, 0, 0, 0, 61, 0, 8, 13, 0, 5, 0, 49, 15, 43, 43, 2, 26, 31, 4, 0, 12, 11, 8, 47, 2, 26, 129, 0, 11, 8, 11, 3, 17, 84, 104, 114, 111, 116, 116, 108, 101, 0, 129, 0, 66, 10, 7, 3, 17, 80, 105, 116, 99, 104, 0, 129, 0, 41, 34, 6, 3, 17, 82, 111, 108, 108, 0}; // यह संरचना आपके नियंत्रण इंटरफ़ेस संरचना के सभी चर को परिभाषित करती है {

// इनपुट चर

int8_t जॉयस्टिक_x; // -100..100 x-निर्देशांक जॉयस्टिक स्थिति int8_t Joystick_y; // -100..100 y-समन्वय जॉयस्टिक स्थिति int8_t थ्रॉटलस्लाइडर; // 0..100 स्लाइडर स्थिति

// अन्य चर

uint8_t कनेक्ट_फ्लैग; // =1 अगर तार जुड़ा है, तो =0

} रिमोटएक्सवाई;

#pragma पैक (पॉप)

/////////////////////////////////////////////

// END RemoteXY में शामिल हैं // ////////////////////////////////////////// /

/********** थ्रॉटल वैल्यू रखने के लिए इस लाइन को जोड़ें**************/

इंट इनपुट_THROTTLE;

व्यर्थ व्यवस्था() {

रिमोटएक्सवाई_इनिट ();

/*********** मोटरों को पिन से जोड़ें ***************/

L_F_prop.attach(4); // लेफ्ट फ्रंट मोटर

L_B_prop.attach(5); // लेफ्ट बैक मोटर R_F_prop.attach(7); // राइट फ्रंट मोटर R_B_prop.attach(6); // राइट बैक मोटर

/************** esc को प्रोग्रामिंग मोड में प्रवेश करने से रोकें********************/

L_F_prop.writeमाइक्रोसेकंड (1000); L_B_prop.writeमाइक्रोसेकंड (1000); R_F_prop.writeMicroseconds(1000); R_B_prop.writeMicroseconds(1000); देरी (1000);

}

शून्य लूप () {

रिमोटएक्सवाई_हैंडलर ();

/****** ऐप से मिलने वाले थ्रॉटल वैल्यू को 1000 और 2000 पर मैप करें जो कि ज्यादातर ESCs द्वारा संचालित मूल्य हैं *********/

input_THROTTLE = नक्शा (RemoteXY. ThrottleSlider, 0, 100, 1000, 2000);

L_F_prop.writeMicroseconds(input_THROTTLE);

L_B_prop.writeMicroseconds(input_THROTTLE); R_F_prop.writeMicroseconds(input_THROTTLE); R_B_prop.writeMicroseconds(input_THROTTLE); }

चरण 8: परीक्षण

यदि आपने सब कुछ ठीक किया है, तो आपको थ्रॉटल को ऊपर और नीचे खिसकाकर अपने कॉप्टर का परीक्षण करने में सक्षम होना चाहिए। सुनिश्चित करें कि आप इसे बाहर करते हैं। इसके अलावा प्रोपेलर को चालू न रखें क्योंकि इससे कॉप्टर कूद जाएगा। हमने अभी तक इसे संतुलित करने के लिए कोड नहीं लिखा है, इसलिए प्रोपेलर्स ऑन के साथ इसका परीक्षण करना एक बुरा विचार होगा! मैंने ऐसा सिर्फ इसलिए किया क्योंकि lmao.

प्रदर्शन सिर्फ यह दिखाने के लिए है कि हमें ऐप से थ्रॉटल को नियंत्रित करने में सक्षम होना चाहिए। आप देखेंगे कि मोटरें हकला रही हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि ईएससी को कैलिब्रेट नहीं किया गया है। ऐसा करने के लिए, इस Github पृष्ठ पर दिए गए निर्देशों पर एक नज़र डालें। निर्देश पढ़ें, ESC-Calibration.ino फ़ाइल खोलें और उन निर्देशों का पालन करें। यदि आप समझना चाहते हैं कि क्या हो रहा है, तो Electronoobs का यह ट्यूटोरियल देखें।

जब आप प्रोग्राम चला रहे हों तो सुनिश्चित करें कि आपने ड्रोन को स्ट्रिंग्स से बांध दिया है क्योंकि यह पूरे जोर से चलेगा। यह भी सुनिश्चित करें कि प्रोपेलर चालू नहीं हैं। मैंने केवल अपना छोड़ दिया क्योंकि मैं आधा पागल हूँ। अपने प्रोपेलर्स को चालू न रखें !!! यह प्रदर्शन दूसरे वीडियो में दिखाया गया है।

चरण 9: मैं कोड पर काम कर रहा हूं। कुछ ही दिनों में इंस्ट्रक्शनल को पूरा कर लेंगे।

बस यह जोड़ना चाहता था कि यदि आप इस ट्यूटोरियल का उपयोग कर रहे हैं और मेरी प्रतीक्षा कर रहे हैं, तो भी मैं इस पर काम कर रहा हूँ। यह मेरे जीवन की अन्य चीजें हैं जिन पर मैं भी काम कर रहा हूं, लेकिन चिंता न करें मैं इसे जल्द ही पोस्ट करूंगा। बता दें कि नवीनतम 10 अगस्त 2019 तक।

10 अगस्त अपडेट: आपको फांसी पर नहीं छोड़ना चाहता। दुर्भाग्य से मेरे पास पिछले एक सप्ताह में इस परियोजना पर काम करने का समय नहीं है। दूसरे कामों में बहुत व्यस्त हो गए हैं। मैं आपको आगे नहीं बढ़ाना चाहता। उम्मीद है कि मैं निकट भविष्य में निर्देशयोग्य को पूरा करूंगा। यदि आपके कोई प्रश्न हैं या किसी सहायता की आवश्यकता है तो आप नीचे एक टिप्पणी जोड़ सकते हैं और मैं आपसे संपर्क करूंगा।