Arduino का उपयोग करके Rc ड्रोन और ट्रांसमीटर कैसे बनाएं: 11 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:21

ड्रोन बनाना इन दिनों एक आसान काम है, लेकिन इसमें आपको बहुत खर्च आएगा। तो मैं आपको बताऊंगा कि कम लागत के साथ Arduino का उपयोग करके ड्रोन कैसे बनाया जाता है। साथ ही मैं आपको यह भी बताऊंगा कि ड्रोन का ट्रांसमीटर कैसे बनाया जाता है भी।इसलिए यह ड्रोन पूरी तरह से घर का बना है। आपको कोई उड़ान नियंत्रक बोर्ड या ट्रांसमीटर खरीदने की आवश्यकता नहीं है।

आपूर्ति

ड्रोन बनाने के लिए हमें चाहिए ये चीजें,

• ड्रोन के लिए-

  1. फ्रेम- क्वाडकॉप्टर की "रीढ़ की हड्डी"। फ्रेम वह है जो हेलीकॉप्टर के सभी हिस्सों को एक साथ रखता है। इसे मजबूत होना चाहिए, लेकिन दूसरी ओर, इसे हल्का भी होना चाहिए ताकि मोटर और बैटरी इसे हवा में रखने के लिए संघर्ष न करें।
  2. मोटर्स- क्वाडकॉप्टर को हवा में ले जाने की अनुमति देने वाला जोर ब्रशलेस डीसी मोटर्स द्वारा प्रदान किया जाता है और उनमें से प्रत्येक को इलेक्ट्रॉनिक गति नियंत्रक या ईएससी द्वारा अलग से नियंत्रित किया जाता है।
  3. ESCs - इलेक्ट्रॉनिक स्पीड कंट्रोलर एक तंत्रिका की तरह है जो मस्तिष्क (उड़ान नियंत्रक) से हाथ या पैर की मांसपेशियों (मोटर्स) तक गति की जानकारी देता है। यह नियंत्रित करता है कि मोटर्स को कितनी शक्ति मिलती है, जो क्वाड की गति और दिशा परिवर्तन को निर्धारित करती है।
  4. प्रोपेलर - क्वाड के प्रकार के आधार पर, आप 9 से 10 या 11-इंच के प्रॉप्स (स्थिर, हवाई फोटोग्राफी उड़ानों के लिए), या 5-इंच रेसिंग प्रॉप्स का उपयोग कम जोर लेकिन अधिक गति के लिए कर सकते हैं।
  5. बैटरी - आपके सेटअप के अधिकतम वोल्टेज स्तर के आधार पर, आप 2S, 3S, 4S, या यहां तक कि 5S बैटरी में से भी चुन सकते हैं। लेकिन, एक क्वाड के लिए मानक जिसे हवाई फिल्मांकन (सिर्फ एक उदाहरण) के लिए उपयोग करने की योजना है, आपको 11.4 V 3S बैटरी की आवश्यकता होगी। आप 22.8 V 4S के साथ जा सकते हैं यदि आप एक रेसिंग क्वाड का निर्माण कर रहे हैं और आप चाहते हैं कि मोटर्स बहुत तेजी से घूमें।
  6. Arduino बोर्ड (नैनो)
  7. आईएमयू (एमपीयू 6050) - एक बोर्ड जो मूल रूप से (आपकी पसंद के आधार पर) विभिन्न सेंसरों का योग है जो आपके क्वाड को यह जानने में मदद करता है कि यह कहां है और खुद को कैसे समतल करना है।

• ट्रांसमीटर के लिए-

  1. NRF24L01 ट्रांसीवर मॉड्यूल
  2. NRF24L01 + PA + LNA
  3. तनाव नापने का यंत्र
  4. सर्वो मोटर
  5. गिल्ली टहनी
  6. जोस्टिक
  7. अरुडिनो प्रो मिनी

चरण 1: योजनाएँ

यह आपके ऑपरेशन का मुख्य खाका है।

ईएससी कैसे कनेक्ट करें:

• सिग्नल पिन ESC 1 - D3
• सिग्नल पिन ESC 3 - D9
• सिग्नल पिन ESC 2 - D10
• सिग्नल पिन ESC 4 - D11

ब्लूटूथ मॉड्यूल कैसे कनेक्ट करें:

• टीएक्स - आरएक्स
• आरएक्स - टीएक्स

MPU-6050 कैसे कनेक्ट करें:

• एसडीए - ए4
• एससीएल - ए5

एलईडी संकेतक कैसे कनेक्ट करें:

एलईडी एनोड लेग - D8

रिसीवर को कैसे कनेक्ट करें:

• थ्रॉटल – 2Elerons – D4
• एलेरॉन्स - D5
• पतवार - D6
• AUX 1 - D7 आपको MPU-6050, ब्लूटूथ मॉड्यूल, रिसीवर और ESCs को ग्राउंडेड करने की आवश्यकता है। और, ऐसा करने के लिए, आपको सभी GND पिनों को Arduino GND Pin से कनेक्ट करना होगा।

चरण 2: सब कुछ एक साथ मिलाप करें

• पहली चीज जो आपको करने की ज़रूरत है वह है महिला हेडर को ले जाना और उन्हें प्रोटोटाइप बोर्ड में मिला देना। यह आपका Arduino बोर्ड रखेगा।
• उन्हें केंद्र में मिलाएं ताकि एमपीयू, ब्लूटूथ मॉड्यूल, रिसीवर और ईएससी के लिए बाकी हेडर के लिए जगह हो, और कुछ अतिरिक्त सेंसर के लिए कुछ जगह छोड़ दें जिन्हें आप भविष्य में जोड़ने का फैसला कर सकते हैं।

• अगला चरण रिसीवर और ईएससी पुरुष हेडर को सीधे Arduino महिला हेडर से मिलाप कर रहा है। आपके पास कितने पुरुष ईएससी हेडर पंक्तियाँ होंगी, यह इस बात पर निर्भर करता है कि आपके ड्रोन में कितनी मोटरें होंगी। हमारे मामले में, हम एक क्वाडकॉप्टर बना रहे हैं, जिसका अर्थ है कि 4 रोटर होंगे, और प्रत्येक के लिए एक ईएससी होगा। इसका मतलब है कि 4 पंक्तियों में प्रत्येक में 3 पुरुष शीर्षलेख हैं। पहली पंक्ति में पहला हेडर, सिग्नल पीआईडी के लिए इस्तेमाल किया जाएगा, दूसरा 5 वी के लिए (हालांकि, यह आपके ईएससी पर 5 वी पिन होने या नहीं होने पर निर्भर करता है, यदि नहीं, तो आप इन हेडर को खाली छोड़ देंगे), और तीसरा हेडर जीएनडी के लिए होगा।

  जब ESCs सोल्डरिंग भाग समाप्त हो जाता है, तो आप रिसीवर हेडर सोल्डरिंग भाग पर जा सकते हैं। ज्यादातर मामलों में, क्वाड में 4 चैनल होते हैं। ये थ्रॉटल, पिच, यॉ और रोल हैं। शेष मुक्त चैनल (पांचवां वाला), का उपयोग उड़ान मोड परिवर्तन (सहायक चैनल) के लिए किया जाता है। इसका मतलब है कि आपको पुरुष हेडर को 5 पंक्तियों में मिलाप करना होगा। और, प्रत्येक के अलावा एक के पास एक शीर्षलेख होगा, जबकि उन पंक्तियों में से केवल एक पंक्ति में 3 शीर्षलेखों की आवश्यकता होती है।

• सभी मैदान अरुडिनो मैदान से जुड़े हुए थे। इसमें सभी ESC ग्राउंड, रिसीवर ग्राउंड (थ्रॉटल सिग्नल हेडर पूरी तरह से दाईं ओर), और ब्लूटूथ मॉड्यूल और MPU ग्राउंड शामिल हैं।
• फिर, आपको ऊपर बताए गए योजनाबद्ध और कनेक्शन का पालन करने की आवश्यकता है। उदाहरण के लिए, Arduino के MPU (SDA - A4, और SCL - A5), और ब्लूटूथ (TX - TX और RX - RX) के लिए। उसके बाद, कनेक्शन का पालन करें जैसा हमने उन्हें लिखा था: Arduino के ESC1, ESC2… से D3, D10… के सिग्नल पिन। फिर रिसीवर सिग्नल पिच - डी 2, रोल - डी 4 … और इसी तरह पिन करता है। इसके अलावा, आपको एलईडी (पॉजिटिव टर्मिनल) के लॉन्ग लीड को Arduino D8 पिन से कनेक्ट करने की जरूरत है, साथ ही ग्राउंड ऑफ Arduino और LED शॉर्ट लीड (नेगेटिव टर्मिनल) के बीच में 330-ओम रेसिस्टर जोड़ने की जरूरत है। करने के लिए आखिरी चीज 5V पावर स्रोत कनेक्शन प्रदान करना है। और, उसके लिए, आपको ब्लैक वायर (बैटरी की जमीन) को अपने सभी घटकों की जमीन से और लाल तार को Arduino, MPU, और ब्लूटूथ मॉड्यूल, 5V पिन से समानांतर कनेक्ट करने की आवश्यकता है। अब, MPU 6050 को उन पुरुष हेडर में मिलाप करने की आवश्यकता है जिन्हें आप उपयोग करने की योजना बना रहे हैं। उसके बाद, बोर्ड को 180 डिग्री घुमाएं और अपने सभी घटकों को प्रोटोटाइप बोर्ड पर संबंधित हेडर से कनेक्ट करें।
• इसे चालू करें और आपका Arduino कंप्यूटर के माध्यम से कोड जोड़ने के लिए तैयार है!

चरण 3: अपने ARDUINO उड़ान नियंत्रक को कैसे प्रोग्राम करें

1. सबसे पहले, आपको MultiWii 2.4 डाउनलोड करना होगा। फिर निकाल लें।
2. MultiWii फ़ोल्डर दर्ज करें, और MultiWii आइकन देखें और इसे चलाएं
3. ".ino" के साथ "Arduino फ़ाइल" या Multiwii फ़ाइल खोजने के लिए Arduino IDE का उपयोग करें। कोई भी "CPP फ़ाइल" या "H फ़ाइल" हमारे Multiwii कोड के लिए समर्थन फ़ाइलें हैं, इसलिए उन्हें न खोलें। बस Multiwii.ino फ़ाइल का उपयोग करें।
4. जब आप फ़ाइल खोलते हैं, तो आपको कई टैब अलार्म.सीपीपी, अलार्म.एच, ईईपीरोम.सीपीपी, ईईपीरोम.एच और कई अन्य टैब मिलेंगे। "config.h" ढूंढें
5. नीचे स्क्रॉल करें जब तक आपको 'मल्टी-कॉप्टर का प्रकार' न मिल जाए और फिर "//" को हटाकर आप परिभाषित और चल रहे हैं। क्वाड एक्स क्योंकि हम मान रहे हैं कि आप अपने क्वाड पर "एक्स" रोटर कॉन्फ़िगरेशन का उपयोग कर रहे हैं।
6. अब नीचे स्क्रॉल करें और "संयुक्त IMU बोर्ड" देखें और Gyro+Acc बोर्ड के प्रकार को सक्रिय करें जिसका आप उपयोग कर रहे हैं। हमारे मामले में, हमने GY-521 का उपयोग किया था इसलिए हमने उस विकल्प को सक्रिय किया।
7. यदि आप बैरोमीटर या अल्ट्रासोनिक सेंसर जैसे अन्य सेंसर जोड़ने का निर्णय लेते हैं, तो आपको बस इतना करना है कि उन्हें यहां "सक्रिय" करना है और वे चल रहे होंगे।
8. अगला "बजर पिन" है, वहां, आपको उड़ान संकेतक विकल्पों को सक्रिय करने की आवश्यकता है (पहले 3 वाले)
9. फ्लाइट कंट्रोलर से Arduino बोर्ड को अनप्लग करें और फिर USB का उपयोग करके इसे अपने कंप्यूटर से कनेक्ट करें। एक बार FC से बाहर और आपके कंप्यूटर से कनेक्ट होने के बाद, आपको TOOLS मिलेंगे और अपने Arduino बोर्ड के प्रकार का चयन करें (हमारे मामले में Arduino नैनो)।
10. अब "सीरियल पोर्ट" ढूंढें और COM पोर्ट को सक्रिय करें जिससे Arduino नैनो (हमारे मामले, COM3) से जुड़ा है। अंत में, तीर पर क्लिक करें और कोड अपलोड करें, और कोड के स्थानांतरित होने की प्रतीक्षा करें।
11. जब अपलोड समाप्त हो जाए, तो USB से Arduino को अनहुक करें, इसे FC बोर्ड में अपनी जगह पर वापस डालें, और एक 5V बैटरी कनेक्ट करें ताकि पूरा FC संचालित हो, और तब तक प्रतीक्षा करें जब तक Arduino पर LED लाल न हो जाए। इसका मतलब है कि इसकी बूटिंग समाप्त हो गई है और आप इसे फिर से अपने कंप्यूटर से कनेक्ट कर सकते हैं। अब, Multiwii 2.4फ़ोल्डर ढूंढें, फिर MultiwiiConfig, और उस फ़ोल्डर का पता लगाएं जो आपके OS के साथ संगत है। हमारे मामले में, यह "application.windows64" है।
12. अब MultiwiiConf एप्लिकेशन शुरू करें और, बस! आप तुरंत देखेंगे कि आप एफसी को कैसे स्थानांतरित करते हैं, स्क्रीन पर एक्सेलेरोमीटर और गायरोस्कोप डेटा के मान। आपके एफसी का अभिविन्यास नीचे दिखाया गया है। इस इंटरफ़ेस में, आप पीआईडी मान बदल सकते हैं और अपने क्वाड को ठीक कर सकते हैं अपनी व्यक्तिगत प्राथमिकताओं से मेल खाते हैं। और, आप इस इंटरफ़ेस में कुछ सहायक स्विच स्थितियों के लिए उड़ान मोड भी निर्दिष्ट कर सकते हैं। अब आपको बस इतना करना है कि फ्रेम पर अपने Arduino FC के लिए एक जगह ढूंढनी है और यह आसमान में उतरने के लिए तैयार है।

चरण 4: फ़्रेम

अब आपको यह करना है कि सभी भागों को फ्रेम में सेट करना है। आप एक फ्रेम खरीद सकते हैं या आप घर पर एक बना सकते हैं।

चरण 5: मोटर्स और स्पीड कंट्रोलर को असेंबल करना

• सबसे पहले आपको मोटर्स पर शिकंजा छेद के बीच की दूरी के अनुसार, मोटर्स के लिए फ्रेम में छेद ड्रिल करने की आवश्यकता है। एक और छेद करना अच्छा होगा जो मोटर के क्लिप और शाफ्ट को स्वतंत्र रूप से चलने की अनुमति देगा।
• कई कारणों से फ्रेम के निचले हिस्से पर गति नियंत्रकों को जोड़ने की सिफारिश की जाती है जिसमें ड्रोन की कार्यक्षमता शामिल होती है। इन कारणों में, दूसरों के बीच, यह शामिल है कि यह ड्रोन के ऊपरी हिस्से को "अनलोड" करेगा जहां अन्य घटकों को जोड़ा जाना चाहिए।

चरण 6: उड़ान नियंत्रक और बैटरी जोड़ना

• अब हमारे होम मेड फ्लाइट कंट्रोलर (आर्डिनो रिसीवर) को ड्रोन फ्रेम के केंद्र में इकट्ठा करें।
• उड़ान नियंत्रक के नीचे स्पंज के एक छोटे टुकड़े को रखने की सिफारिश की जाती है क्योंकि यह मोटरों से कंपन को अवशोषित और कम करता है। इस प्रकार, उड़ान के दौरान आपका ड्रोन अधिक स्थिर होगा, और ड्रोन उड़ाने के लिए स्थिरता महत्वपूर्ण है।
• अब लाइपो बैटरी को फ्रेम के निचले हिस्से में जोड़ें और सुनिश्चित करें कि ड्रोन केंद्र में संतुलित है।
• अब आपका ड्रोन उड़ान भरने के लिए तैयार है

चरण 7: ट्रांसमीटर बनाना

• इस नियंत्रक का रेडियो संचार NRF24L01 ट्रांसीवर मॉड्यूल पर आधारित है, जिसका उपयोग यदि एक प्रवर्धित एंटीना के साथ किया जाता है, तो इसकी खुली जगह में 700 मीटर तक की स्थिर सीमा हो सकती है। इसमें 14 चैनल हैं, जिनमें से 6 एनालॉग इनपुट और 8 डिजिटल इनपुट हैं।
• इसमें दो जॉयस्टिक, दो पोटेंशियोमीटर, दो टॉगल स्विच, छह बटन और अतिरिक्त एक एक्सेलेरोमीटर और एक जाइरोस्कोप से युक्त एक आंतरिक मापन इकाई है जिसका उपयोग नियंत्रक को घुमाने या झुकाने के साथ चीजों को नियंत्रित करने के लिए भी किया जा सकता है।

चरण 8: सर्किट आरेख

• इस RC कंट्रोलर का दिमाग एक Arduino Pro Mini है जो 2 LiPo बैटरी से संचालित होता है जो लगभग 7.4 वोल्ट का उत्पादन करता है। हम उन्हें सीधे प्रो मिनी के रॉ पिन से जोड़ सकते हैं जिसमें एक वोल्टेज रेगुलेटर होता है जो वोल्टेज को 5V तक कम कर देता है। ध्यान दें कि Arduino Pro Mini के दो संस्करण हैं, जैसे मेरे पास 5V पर संचालित होता है और दूसरा 3.3V पर संचालित होता है।
• दूसरी ओर, NRF24L01 मॉड्यूल को कड़ाई से 3.3V की आवश्यकता होती है और इसे एक समर्पित स्रोत से आने की अनुशंसा की जाती है। इसलिए हमें 3.3V वोल्टेज रेगुलेटर का उपयोग करने की आवश्यकता है जो बैटरी से जुड़ा है और 7.4V को 3.3V में परिवर्तित करता है। इसके अलावा हमें वोल्टेज को अधिक स्थिर रखने के लिए मॉड्यूल के ठीक बगल में एक डिकूपिंग कैपेसिटर का उपयोग करने की आवश्यकता है, इस प्रकार रेडियो संचार भी अधिक स्थिर होगा। NRF24L01 मॉड्यूल SPI प्रोटोकॉल का उपयोग करके Arduino के साथ संचार करता है, जबकि MPU6050 एक्सेलेरोमीटर और जाइरो मॉड्यूल I2C प्रोटोकॉल का उपयोग करता है।
• आपको आरेख के अनुसार सभी भागों को एक साथ मिलाना होगा। आप एक सर्किट को डिज़ाइन और प्रिंट कर सकते हैं जो आसान बनाता है।

चरण 9: ट्रांसमीटर की कोडिंग

• प्रो मिनी बोर्ड की प्रोग्रामिंग के लिए हमें एक यूएसबी से सीरियल यूएआरटी इंटरफ़ेस की आवश्यकता होती है जिसे हमारे नियंत्रक के शीर्ष पर स्थित प्रोग्रामिंग हेडर से जोड़ा जा सकता है।
• फिर Arduino IDE टूल मेनू में हमें Arduino Pro या Pro Mini बोर्ड का चयन करना होगा, प्रोसेसर के उचित संस्करण का चयन करना होगा, पोर्ट का चयन करना होगा और "USBasp" के लिए प्रोग्रामिंग विधि का चयन करना होगा।
• यहाँ इस DIY Arduino RC ट्रांसमीटर के लिए पूरा Arduino कोड है
• इसे arduino pro mini पर अपलोड करें।

चरण 10: रिसीवर को कोड करना

• यहां एक साधारण रिसीवर कोड है जहां हम डेटा प्राप्त करेंगे और इसे सीरियल मॉनीटर पर प्रिंट करेंगे ताकि हम जान सकें कि संचार ठीक से काम करता है। फिर से हमें RF24 पुस्तकालय को शामिल करने और वस्तुओं और संरचना को उसी तरह परिभाषित करने की आवश्यकता है जैसे ट्रांसमीटर कोड में। रेडियो संचार को परिभाषित करते समय सेटअप अनुभाग में हमें ट्रांसमीटर के समान सेटिंग्स का उपयोग करने की आवश्यकता होती है और मॉड्यूल को रेडियो.स्टार्टलिस्टिंग () फ़ंक्शन का उपयोग करके रिसीवर के रूप में सेट करना होता है।
• इसे रिसीवर पर अपलोड करें

चरण 11: ड्रोन उतारना

• सबसे पहले, अपने ड्रोन को जमीन पर रखें और इसे ऑपरेशन के लिए तैयार करें। अपने उड़ान नियंत्रक को पकड़ो और फिर अपनी पहली उड़ान सावधानी और सुरक्षित रूप से शुरू करें।
• हालांकि, ड्रोन को धीरे-धीरे थ्रॉटल करने की अत्यधिक अनुशंसा की जाती है। इसके अलावा, पहली बार इसे कम ऊंचाई पर उड़ाना सुनिश्चित करें।
• मुझे उम्मीद है कि यह लेख आपको अपना होममेड ड्रोन बनाने में मदद करेगा।
• इसे लाइक और कमेंट करना न भूलें।