सस्ता स्मार्ट फोन नियंत्रित विमान बनाएं और उड़ाएं: 8 कदम

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

क्या आपने कभी <15 $ DIY रिमोट कंट्रोल पार्क फ्लायर प्लेन बनाने का सपना देखा है जो आपके मोबाइल फोन (वाईफाई पर एंड्रॉइड ऐप) द्वारा नियंत्रित होता है और आपको एड्रेनालाईन रश की दैनिक खुराक 15 मिनट (लगभग 15 मिनट का उड़ान समय) देता है? यह निर्देश आप लोगों के लिए है.. यह विमान बहुत स्थिर और धीमी गति से उड़ रहा है इसलिए बच्चों के लिए भी इसे उड़ाना बहुत आसान है।

प्लेन की रेंज की बात करें तो… मुझे अपने Moto G5S मोबाइल का उपयोग करते हुए वाईफाई हॉटस्पॉट और रिमोट कंट्रोलर के रूप में लगभग 70 मीटर LOS रेंज मिली है। इसके अलावा वास्तविक समय में आरएसएसआई एंड्रॉइड ऐप पर प्रदर्शित होता है और यदि विमान बाहरी सीमा (-85 डीबीएम से नीचे आरएसएसआई गिर जाता है) के बारे में है तो मोबाइल फोन कंपन करना शुरू कर देता है। यदि विमान विफल सुरक्षित लैंडिंग प्रदान करने के लिए मोटर स्टॉप की तुलना में वाई-फाई एक्सेस प्वाइंट की सीमा से बाहर जाता है। इसके अलावा एंड्रॉइड ऐप पर बैटरी वोल्टेज प्रदर्शित होता है और अगर बैटरी वोल्टेज पूरी तरह से खत्म होने से पहले प्लेन को लैंड करने के लिए पायलट को फीडबैक देने के लिए मोबाइल फोन की तुलना में बैटरी वोल्टेज 3.7V से कम हो जाता है। प्लेन पूरी तरह से जेस्चर कंट्रोल्ड है यानी अगर आप मोबाइल फोन को प्लेन टर्न की तुलना में बायीं तरफ झुकाते हैं और दाएं मुड़ने के लिए विपरीत दिशा में मुड़ते हैं। तो यहाँ, मैं अपने ESP8266 आधारित वाईफाई नियंत्रित छोटे विमान के चरण-दर-चरण निर्माण निर्देश साझा कर रहा हूं। इस विमान के लिए आवश्यक निर्माण समय लगभग 5-6 घंटे है और इसके लिए बुनियादी सोल्डरिंग कौशल की आवश्यकता होती है, Arduino IDE का उपयोग करके ESP8266 का थोड़ा सा प्रोग्रामिंग ज्ञान और गर्म कॉफी या ठंडी बीयर का कप आसपास होना बहुत अच्छा होगा:)।

चरण 1: चरण 1: घटक और उपकरण सूची

इलेक्ट्रॉनिक्स पुर्जे: यदि आप इलेक्ट्रॉनिक्स के शौक़ीन हैं तो आपको अपनी सूची में नीचे सूचीबद्ध कई पुर्जे मिल जाएंगे।

• 2 नग cw और ccw प्रोप के साथ कोरलेस डीसी मोटर 5$
• 1 नंबर ESP-12 या ESP-07 मॉड्यूल 2$
• 1 नंबर 3.7V 180mAH 20C LiPo बैटरी -> 5$
• 2 नग SI2302DS A2SHB SOT23 MOSFET 0.05$
• 5 नग 3.3kOhms 1/10 वाट smd या 1/4 वाट छेद प्रतिरोधों के माध्यम से 0.05$ (3.3K से 10K कोई भी अवरोधक काम करेगा)
• 1 नंबर 1N4007 smd या होल डायोड के माध्यम से 0.02 $
• 1 नंबर TP4056 1S 1A लाइपो चार्जर मॉड्यूल 0.06$
• 2 पुरुष और 1 महिला मिनी JST कनेक्टर 0.05$

कुल लागत ------ 13$ लगभग

अन्य भाग:

• 2-3 नग बारबेक्यू स्टिक
• 1 नंबर 50 सेमी x 50 सेमी 3 मिमी डिप्रोन शीट या कोई कठोर 3 मिमी फोम शीट
• सिंगल कोर इंसुलेटेड जम्पर वायर
• esp8266. पर फर्मवेयर अपलोड करने के लिए प्रोग्रामर के रूप में Nodemcu या cp2102 USB से UART कनवर्टर
• स्कॉच टेप
• सुपर गोंद

उपकरण की आवश्यकता:

• हॉबी ग्रेड सोल्डरिंग टूल्स
• ब्लेड धारक के साथ सर्जिकल ब्लेड
• गर्म गोंद वाली बंदूक
• स्केल
• ESP8266 Arduino Core के साथ Arduino IDE वाला कंप्यूटर
• एंड्रॉइड मोबाइल फोन

हमें बस इतना ही चाहिए… अब हम अपने पागल वाईफाई नियंत्रित विमान का निर्माण करने के लिए पूरी तरह तैयार हैं

चरण 2: चरण 2: नियंत्रण तंत्र को समझना

यह प्लेन यॉ कंट्रोल (स्टीयरिंग) के लिए डिफरेंशियल थ्रस्ट का उपयोग करता है और पिच (क्लाइम्ब/डिसेंट) और एयर स्पीड कंट्रोल के लिए कलेक्टिव थ्रस्ट का उपयोग करता है इसलिए किसी सर्वो मोटर की आवश्यकता नहीं होती है और केवल दो मुख्य कोरलेस डीसी मोटर थ्रस्ट और कंट्रोल प्रदान करती है।

विंग का पॉलीहेड्रल आकार बाहरी बल (पवन झोंके) के खिलाफ रोल स्थिरता प्रदान करता है। नियंत्रण सतहों (लिफ्ट, एलेरॉन और रूडर) पर जानबूझकर सर्वो मोटर से बचने से विमान के डिजाइन को बिना किसी जटिल नियंत्रण तंत्र के निर्माण करना बहुत आसान हो जाता है और निर्माण की लागत भी कम हो जाती है। विमान को नियंत्रित करने के लिए हमें केवल मोबाइल फोन पर चल रहे एंड्रॉइड ऐप का उपयोग करके वाईफाई के माध्यम से दोनों कोरलेस डीसी मोटर के जोर को नियंत्रित करना है। अगर कोई इस विमान के डिजाइन को 3डी में देखना चाहता है, तो मैंने यहां फ्यूजन 360 स्क्रीन शॉट और एसटीएल फाइल संलग्न की है। आप किसी भी व्यू एंगल से डिजाइन को देखने के लिए ऑनलाइन एसटीएल व्यूअर का उपयोग कर सकते हैं। दस्तावेज़ीकरण के लिए विमान का सीएडी डिज़ाइन, आपको 3 डी प्रिंटर या लेजर कटर की आवश्यकता नहीं है.. इसलिए चिंता न करें:)

चरण 3: चरण 3: ESP8266 पर आधारित नियंत्रक योजनाबद्ध

आइए योजनाबद्ध में प्रत्येक घटक के कार्य को समझने के साथ शुरू करें,

• ESP12e: यह ESP8266 वाईफाई एसओसी एंड्रॉइड ऐप से यूडीपी नियंत्रण पैकेट प्राप्त करता है और बाएं और दाएं मोटर के आरपीएम को नियंत्रित करता है। यह बैटरी वोल्टेज और वाईफाई सिग्नल के आरएसएसआई को मापता है और इसे एंड्रॉइड ऐप पर भेजता है।
• D1: ESP8266 मॉड्यूल सुरक्षित रूप से अपनी डेटा शीट के अनुसार 1.8V ~ 3.6V के बीच संचालित होता है, इसलिए सिंगल सेल LiPo बैटरी का उपयोग सीधे ESP8266 बिजली की आपूर्ति के लिए नहीं किया जा सकता है, इसलिए स्टेप डाउन कन्वर्टर की आवश्यकता होती है। सर्किट वजन और जटिलता को कम करें मैंने बैटरी वोल्टेज (4.2V ~ 3.7V) को 0.7V (1N4007 के वोल्टेज में कटौती) को 3.5V ~ 3.0V की सीमा में वोल्टेज प्राप्त करने के लिए 1N4007 डायोड का उपयोग किया है जिसका उपयोग ESP8266 की आपूर्ति वोल्टेज के रूप में किया जाता है. मुझे ऐसा करने का बदसूरत तरीका पता है लेकिन यह इस विमान के लिए ठीक काम कर रहा है।
• R1, R2 और R3: ESP8266 न्यूनतम सेटअप के लिए ये तीन प्रतिरोधक न्यूनतम आवश्यक हैं। इसे सक्षम करने के लिए ESP8266 का R1 पुल-अप CH_PD(EN) पिन। ESP8266 का RST पिन कम सक्रिय है इसलिए ESP8266 का R2 पुल-अप RST पिन और इसे रीसेट मोड से बाहर लाएं। पावर अप पर डेटा शीट के अनुसार, ESP8266 का GPIO15 पिन कम होना चाहिए इसलिए R3 ESP8266 के GPIO15 को पुल-डाउन करने के लिए उपयोग किया जाता है।
• R4 और R5: R4 और R5 T1 और T2 के पुल-डाउन गेट का उपयोग करते थे ताकि ESP8266 पावर अप होने पर मस्जिदों (मोटर रन) के किसी भी झूठे ट्रिगर से बचा जा सके। (नोट: इस परियोजना में उपयोग किए गए R1 से R5 मान 3.3Kohms हैं, हालांकि 1K से 10K के बीच कोई भी प्रतिरोध मूल रूप से काम करेगा)
• T1 और T2: ये दो Si2302DS N-चैनल पावर मस्जिद (2.5 Amp रेटिंग) हैं, जो GPIO4 और ESP8266 के GPIO5 से आने वाले PWM द्वारा लेफ्ट और राइट मोटर के RPM को नियंत्रित करते हैं।
• L_MOTOR और R_MOTOR: ये 7mmx20mm 35000 RPM हैं कोरलेस डीसी मोटर्स फ्लाई और कंट्रोल प्लेन के लिए डिफरेंशियल थ्रस्ट प्रदान करती हैं। प्रत्येक मोटर 3.7V पर 30 ग्राम थ्रस्ट प्रदान करती है और गति से 700mA करंट खींचती है।
• J1 और J2: ये मिनी JST कनेक्टर हैं जिनका उपयोग ESP12e मॉड्यूल और बैटरी कनेक्शन के लिए किया जाता है। आप किसी भी कनेक्टर का उपयोग कर सकते हैं जो कम से कम 2Amp करंट को हैंडल कर सके।

(नोट: मैं मिश्रित सिग्नल सर्किट डिजाइन में डिकूपिंग कैपेसिटर के महत्व को पूरी तरह से समझता हूं, लेकिन सर्किट जटिलता और भाग गणना से बचने के लिए मैंने इस परियोजना में डिकूपिंग कैपेसिटर से परहेज किया है क्योंकि ईएसपी 8266 का केवल वाईफाई हिस्सा आरएफ/एनालॉग है और ईएसपी 12 ई मॉड्यूल में आवश्यक डिकूपिंग कैपेसिटर हैं। ऑन-बोर्ड। बिना किसी बाहरी डिकूपिंग कैपेसिटर सर्किट के BTW ठीक काम करता है।)

पीडीएफ प्रारूप में प्रोग्रामिंग कनेक्शन के साथ ESP12e आधारित रिसीवर योजनाबद्ध इस चरण के साथ संलग्न है।

चरण 4: चरण 4: नियंत्रक विधानसभा

कैप्शन के साथ उपरोक्त वीडियो इस परियोजना के लिए डिज़ाइन किए गए ESP12e आधारित रिसीवर सह नियंत्रक के चरण-दर-चरण बिल्ड लॉग दिखाता है। मैंने अपने कौशल के अनुसार घटकों को रखने की कोशिश की है। आप पिछले चरण में दिए गए योजनाबद्ध पर विचार करके अपने कौशल के अनुसार घटकों को रख सकते हैं।

केवल SMD mosfets (Si2302DS) बहुत छोटे हैं और टांका लगाते समय देखभाल की आवश्यकता होती है। मेरी इन्वेंट्री में ये मस्जिदें हैं इसलिए मैंने इसका इस्तेमाल किया है। आप Rdson <0.2ohms और Vgson 1.5Amps के साथ किसी भी बड़े TO92 पैकेज पावर मस्जिद का उपयोग कर सकते हैं। (यदि आप बाजार में ऐसी मस्जिद आसानी से उपलब्ध पाते हैं तो मुझे सुझाव दें..) एक बार यह हार्डवेयर तैयार हो जाने के बाद, हम अगले चरण में चर्चा की गई इस प्रक्रिया की चर्चा करने के लिए वाईफाई प्लेन के फर्मवेयर अपलोड करने के लिए पूरी तरह तैयार हैं।

चरण 5: चरण 5: ESP8266 फर्मवेयर सेटअप और अपलोड

इस परियोजना के लिए ESP8266 फर्मवेयर Arduino IDE का उपयोग करके विकसित किया गया है।

Nodemcu या USBtoUART कन्वर्टर का उपयोग फर्मवेयर को ESP12e पर अपलोड करने के लिए किया जा सकता है। इस परियोजना में मैं ESP12e पर फर्मवेयर अपलोड करने के लिए एक प्रोग्रामर के रूप में Nodemcu का उपयोग कर रहा हूं।

उपरोक्त वीडियो उसी की चरण-दर-चरण प्रक्रिया दिखाता है..

इस फर्मवेयर को ESP12e पर अपलोड करने के दो तरीके हैं,

1. नोडमक्यू फ्लैशर का उपयोग करना: यदि आप फर्मवेयर में किसी भी संशोधन के बिना इस चरण के साथ संलग्न वाईफाईप्लेन_एस्प8266_एस्प12ई.बिन बाइनरी फ़ाइल का उपयोग करना चाहते हैं तो यह पालन करने का सबसे अच्छा तरीका है।

   • इस चरण के अटैचमेंट से wifiplane_esp8266_esp12e.bin डाउनलोड करें।
   • अपने आधिकारिक जीथब रिपॉजिटरी से नोडमकु फ्लैशर रेपो डाउनलोड करें और इसे अनज़िप करें।
   • अनज़िप्ड फ़ोल्डर में, nodemcu-flasher-master\Win64\Release पर नेविगेट करें और ESP8266Flasher.exe चलाएँ
   • ESP8266Flasher का कॉन्फिग टैब खोलें और बाइनरी फ़ाइल पथ को INTERNAL://NODEMCU से wifiplane_esp8266_esp12e.bin के पथ में बदलें
   • ऊपर दिए गए वीडियो के अनुसार चरणों का पालन करें…।

2. Arduino IDE का उपयोग करना: यदि आप फर्मवेयर (यानी SSID और वाईफाई नेटवर्क का पासवर्ड - इस मामले में Android हॉटस्पॉट) को संपादित करना चाहते हैं, तो इसका पालन करने का सबसे अच्छा तरीका है।

   • इस उत्कृष्ट निर्देश का पालन करके ESP8266 के लिए Arduino IDE सेटअप करें।
   • इस चरण के अनुलग्नक से wifiplane_esp8266.ino डाउनलोड करें।
   • Arduino IDE खोलें और wifiplane_esp8266.ino से कोड कॉपी करें और इसे Arduino IDE में पेस्ट करें।
   • निम्नलिखित दो पंक्तियों को संपादित करके कोड में अपने नेटवर्क के SSID और पासवर्ड को संपादित करें। और उपरोक्त वीडियो के अनुसार चरणों का पालन करें।
   • चार एसएसआईडी = "वाईफाईप्लेन"; // आपका नेटवर्क SSID (नाम) चार पास = "वाईफाईप्लेन1234"; // आपका नेटवर्क पासवर्ड (WPA के लिए उपयोग करें, या WEP के लिए कुंजी के रूप में उपयोग करें)

चरण 6: चरण 6: एयरफ्रेम असेंबली

ऊपर दिए गए वीडियो में एयरफ्रेम बिल्ड लॉग को चरण दर चरण दिखाया गया है।

मैंने एयरफ्रेम के लिए डेप्रोन फोम के 18cmx40cm टुकड़े का उपयोग किया है। बारबेक्यू स्टिक धड़ और पंख को अतिरिक्त ताकत प्रदान करने के लिए प्रयोग किया जाता है। ऊपर की छवि में एयरफ्रेम की योजना प्रदान की गई है, हालांकि आप केवल बुनियादी वायुगतिकी और विमान के वजन को ध्यान में रखते हुए अपनी आवश्यकता के अनुसार योजना को संशोधित कर सकते हैं। इस विमान के इलेक्ट्रॉनिक्स सेटअप को देखते हुए यह लगभग 50 ग्राम के अधिकतम वजन वाले विमान को उड़ाने में सक्षम है। इस एयरफ्रेम के साथ BTW और इस विमान की बैटरी उड़ान वजन सहित सभी इलेक्ट्रॉनिक्स 36 ग्राम है।

सीजी स्थान: मैंने चिकनी ग्लाइड के लिए सीजी के सामान्य अंगूठे के नियम का उपयोग किया है … इसकी 20% -25% तार की लंबाई विंग के अग्रणी किनारे से दूर है … इस सीजी सेटअप के साथ थोड़ा ऊपर लिफ्ट के साथ, यह शून्य थ्रॉटल, लेवल फ्लाई के साथ ग्लाइड करता है 20-25% थ्रॉटल के साथ और अतिरिक्त थ्रॉटल के साथ यह थोड़ा ऊपर लिफ्ट के कारण चढ़ना शुरू कर देता है …

यहां एक ही इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ मेरे फ्लाइंग विंग हवाई जहाज के डिजाइन का यूट्यूब वीडियो है जो आपको विभिन्न डिजाइनों के साथ प्रयोग करने के लिए प्रेरित करता है और यह भी साबित करता है कि इस सेटअप के लिए कई एयरफ्रेम डिजाइन प्रकारों के साथ उपयोग किया जा सकता है।

चरण 7: चरण 7: Android ऐप सेटअप और परीक्षण

एंड्रॉइड ऐप इंस्टॉलेशन:

आपको बस इस चरण के साथ संलग्न वाईफाईप्लेन.एपीके फ़ाइल को अपने स्मार्टफोन में डाउनलोड करना होगा और उपरोक्त वीडियो के अनुसार निर्देशों का पालन करना होगा।

ऐप के बारे में, यह एंड्रॉइड ऐप एंड्रॉइड के लिए प्रोसेसिंग का उपयोग करके विकसित किया गया है।

ऐप हस्ताक्षरित पैकेज नहीं है, इसलिए आपको अपने फोन की सेटिंग में अज्ञात स्रोत विकल्प को सक्षम करने की आवश्यकता है। ऐप को केवल वाइब्रेटर और वाईफाई नेटवर्क तक पहुंचने का अधिकार चाहिए।

एंड्रॉइड ऐप का उपयोग करके प्लेन का प्री-फ्लाइट टेस्ट: एक बार एंड्रॉइड ऐप आपके स्मार्ट फोन पर चलने और चलने के बाद, ऐप कैसे काम करता है और ऐप की विभिन्न शानदार विशेषताओं को जानने के लिए उपरोक्त वीडियो देखें।, इसके महान से … आपने इसे बनाया है …

चरण 8: चरण 8: उड़ान भरने का समय आ गया है

उड़ने के लिए तैयार?…

• मैदान में आएं
• कुछ ग्लाइड टेस्ट करें
• लिफ्ट के कोण को बदलें या विमान की नाक पर वजन जोड़ें/निकालें जब तक कि यह सुचारू रूप से ग्लाइड न हो जाए…
• एक बार यह सुचारू रूप से ग्लाइडिंग कर रहा है, प्लेन और ओपन एंड्रॉइड ऐप पर बिजली
• हवा के खिलाफ 60% थ्रॉटल के साथ हैंड लॉन्च प्लेन
• एक बार जब यह हवा में हो, तो इसे आसानी से लगभग 20% से 25% थ्रॉटल के साथ स्तर पर उड़ना चाहिए