Make and Fly Cheap Smart Phone Controlled Plane: 8 Steps

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:21

Snili jste někdy o tom, že si postavíte <15 $ DIY dálkové ovládání parkovacího letounu, který budete ovládat pomocí svého mobilního telefonu (aplikace pro Android přes WiFi) a který vám poskytne denní dávku adrenalinu 15 minut (doba letu přibližně 15 minut)? než je tento návod pro vás, hoši.. Toto letadlo je velmi stabilní a pomalé létání, takže je velmi snadné, aby ho zvládly i děti.

Mluvíme o dosahu letadla … Pomocí mobilního telefonu Moto G5S fungujícího jako WiFi hotspot a dálkový ovladač mám kolem 70 metrů LOS. V aplikaci pro Android se dále zobrazuje RSSI v reálném čase a pokud se letadlo chystá dostat mimo dosah (RSSI klesne pod -85 dBm), začne vibrovat mobilní telefon. Pokud se letadlo dostane mimo dosah přístupového bodu Wi-Fi, motor se zastaví a zajistí bezpečné přistání. Také napětí baterie je zobrazeno v aplikaci pro Android a pokud napětí baterie klesne pod 3,7 V, než začne mobilní telefon vibrovat, aby poskytl zpětnou vazbu pilotovi pro přistání letadla před úplným vybitím baterie. Letadlo je plně ovládáno gesty, pokud nakloníte mobilní telefon vlevo než letadlo, odbočíte doleva a opačně pro zatáčení doprava. Zde tedy sdílím krok za krokem instrukci k sestavení mého malého letadla řízeného WiFi pomocí ESP8266. Čas potřebný k sestavení tohoto letadla je přibližně 5-6 hodin a vyžaduje základní pájecí dovednosti, malé znalosti programování ESP8266 pomocí Arduino IDE a šálek horké kávy nebo chlazeného piva kolem bude skvělá:).

Krok 1: Krok 1: Seznam součástí a nástrojů

Elektronické součástky: Pokud jste nadšenci elektroniky, najdete ve svém inventáři mnoho níže uvedených součástí

• 2 nos. Bezjádrový stejnosměrný motor s cw a ccw prop 5 $
• 1 nos. Modul ESP-12 nebo ESP-07 2 $
• 1 nos. 3.7V 180mAH 20C LiPo baterie -> 5 $
• 2 nos. MOSFET SI2302DS A2SHB SOT23 0,05 $
• 5 nos. 3,3 kOhms 1/10 watt smd nebo 1/4 watt skrz otvory rezistory 0,05 $ (3,3 K až 10K jakýkoli odpor bude fungovat)
• 1 nos. 1N4007 smd nebo průchozí dioda 0,02 $
• 1 nos. TP4056 1S 1A Lipo nabíjecí modul 0,06 $
• 2 male a 1 female mini JST konektor 0,05 $

Celkové náklady ------ 13 $ Přibližně

Ostatní díly:

• 2-3 nos. Grilovací tyčinka
• 1 nos. 50 mm x 50 cm 3mm depronový list nebo jakýkoli pevný 3mm pěnový list
• Jednožilový izolovaný propojovací vodič
• Převodník USB na UART Nodemcu nebo CP2102 jako programátor pro nahrávání firmwaru do esp8266
• Lepicí páska
• Super lepidlo

Požadované nástroje:

• Hobby grade pájecí nástroje
• Chirurgická čepel s držákem čepele
• Horká lepicí pistole
• Měřítko
• Počítač s Arduino IDE s ESP8266 Arduino Core
• Mobilní telefon Android

To je vše, co potřebujeme … Nyní jsme všichni připraveni postavit naše šílené WiFi řízené letadlo

Krok 2: Krok 2: Porozumění kontrolnímu mechanismu

Toto letadlo využívá diferenciální tah pro řízení zatáčení (řízení) a kolektivní tah pro stoupání (stoupání/klesání) a regulaci rychlosti vzduchu, proto není zapotřebí servomotor a tah a ovládání zajišťují pouze dva hlavní bezjádrové stejnosměrné motory.

Polyedrický tvar křídla zajišťuje stabilitu při převrácení proti vnější síle (náraz větru). Záměrné vyhýbání se servomotoru na ovládacích plochách (výškovka, křidélka a směrovka) umožňuje konstrukci letadla velmi snadno postavit bez jakéhokoli složitého řídicího mechanismu a také snížit náklady na stavbu. K ovládání letadla Vše, co potřebujeme, je dálkové ovládání tahu obou bezšňůrových stejnosměrných motorů pomocí WiFi pomocí aplikace pro Android spuštěné na mobilním telefonu. Jen pro případ, že by někdo chtěl sledovat design tohoto letadla ve 3D, připojil jsem sem snímek obrazovky Fusion 360 a soubor stl.. můžete použít online prohlížeč stl a podívat se na design z jakéhokoli úhlu pohledu … opět je to jen CAD design letadla pro dokumentaci, nepotřebujete 3D tiskárnu ani laserovou řezačku.. tak se nebojte:)

Krok 3: Krok 3: Schéma ovladače na základě ESP8266

Začněme s funkcí porozumění každé součásti ve schématu,

• ESP12e: Tento ESP8266 WiFi SoC přijímá řídicí pakety UDP z aplikace pro Android a ovládá otáčky levého a pravého motoru. Měří napětí baterie a RSSI signálu WiFi a odesílá jej do aplikace pro Android.
• D1: Modul ESP8266 bezpečně pracuje mezi 1,8 V až 3,6 V podle jeho datového listu, a proto nelze použít jednobuněčnou baterii LiPo přímo pro napájení ESP8266, takže je vyžadován převodník se sníženým výkonem. Snížení hmotnosti a složitosti obvodu Použil jsem diodu 1N4007 ke snížení napětí baterie (4,2 V ~ 3,7 V) o 0,7 V (snížení napětí 1 N4007), aby se dosáhlo napětí v rozsahu 3,5 V ~ 3,0 V, které se používá jako napájecí napětí ESP8266. Vím, že je to ošklivý způsob, jak to udělat, ale v tomto letadle to funguje dobře.
• R1, R2 a R3: tyto tři odpory jsou nutné pro minimální nastavení ESP8266. R1 výsuvný pin CH_PD (EN) na ESP8266 k jeho povolení. RST pin na ESP8266 je aktivní nízko, takže R2 vysuňte RST pin na ESP8266 a přeneste jej z režimu resetování. podle datového listu při zapnutí musí být kolík GPIO15 ESP8266 nízký, takže R3 slouží ke stažení GPIO15 z ESP8266.
• R4 a R5: R4 a R5 slouží k vytahování brány T1 a T2, aby se zabránilo jakémukoli falešnému spouštění mosfetů (běh motoru) při zapnutí ESP8266. (Poznámka: Hodnoty R1 až R5 použité v tomto projektu jsou 3,3Kohms, nicméně jakýkoli odpor mezi 1K až 10K bude fungovat bez problémů)
• T1 a T2: Jedná se o dva výkonové mosfety Si2302DS s N-kanálem (hodnocení 2,5 A), které ovládají otáčky levého a pravého motoru pomocí PWM od GPIO4 a GPIO5 od ESP8266.
• L_MOTOR a R_MOTOR: Jedná se o bezjádrové stejnosměrné motory 7 mm x 20 mm 35 000 ot / min, které poskytují diferenciální tah pro letadlo a řídicí letadlo. Každý motor poskytuje tah 30 gramů při 3,7 V a při rychlosti odebírá proud 700 mA.
• J1 a J2: Jedná se o mini konektor JST používaný pro modul ESP12e a připojení baterie. Můžete použít jakýkoli konektor, který zvládne proud alespoň 2Amp.

) na palubě. BTW bez externího odpojovacího kondenzátorového obvodu funguje dobře.)

K tomuto kroku je připojeno schéma přijímače založené na ESP12e s programovacím připojením ve formátu pdf..

Krok 4: Krok 4: Sestavení ovladače

Výše uvedené video s titulkem ukazuje krok za krokem protokol sestavení kumulativního ovladače přijímače na bázi ESP12e navrženého pro tento projekt. Snažil jsem se umístit komponenty podle svých dovedností. můžete umístit komponenty podle svých dovedností zvážením schématu uvedeného v předchozím kroku.

Pouze mosfety SMD (Si2302DS) jsou příliš malé a je třeba o ně při pájení pečovat. Tyto mosfety mám v inventáři, takže jsem je použil. Můžete použít jakýkoli větší výkonový mosfet TO92 s Rdson <0,2 ohmů a Vgson 1,5 A. (Navrhněte mi, pokud shledáte takový mosfet snadno dostupný na trhu..) Jakmile je tento hardware připraven, jsme připraveni nahrát firmware WiFi Plane, abychom tento proces probrali v dalším kroku.

Krok 5: Krok 5: Nastavení a nahrání firmwaru ESP8266

Firmware ESP8266 pro tento projekt je vyvinut pomocí Arduino IDE.

K nahrání firmwaru do ESP12e lze použít Nodemcu nebo USBtoUART Converter. V tomto projektu používám Nodemcu jako programátor k nahrání firmwaru do ESP12e.

Výše uvedené video ukazuje krok za krokem stejný postup.

Existují dva způsoby, jak nahrát tento firmware do ESP12e,

1. Použití nodemcu flasher: Pokud chcete pouze použít wifiplane_esp8266_esp12e.bin binární soubor připojený k tomuto kroku bez jakékoli úpravy firmwaru, je to nejlepší způsob, jak se řídit.

   • Stáhnout wifiplane_esp8266_esp12e.bin z přílohy tohoto kroku.
   • Stáhněte si nodemcu flasher repo z oficiálního úložiště github a rozbalte jej.
   • V rozbalené složce přejděte na nodemcu-flasher-master / Win64 / Release a spusťte ESP8266Flasher.exe
   • Otevřete konfigurační kartu ESP8266Flasher a změňte cestu binárního souboru z INTERNAL: // NODEMCU na cestu wifiplane_esp8266_esp12e.bin
   • Poté postupujte podle výše uvedeného videa …

2. Použití Arduino IDE: Pokud chcete upravit firmware (tj. SSID a heslo WiFi sítě - v tomto případě Android Hotspot), je nejlepší tuto metodu sledovat.

   • Nastavte Arduino IDE pro ESP8266 podle tohoto vynikajícího instruktážního příkazu.
   • Stáhněte si wifiplane_esp8266.ino z přílohy tohoto kroku.
   • Otevřete Arduino IDE a zkopírujte kód z wifiplane_esp8266.ino a vložte jej do Arduino IDE.
   • Upravte SSID a heslo vaší sítě v kódu úpravou následujících dvou řádků. a postupujte podle výše uvedeného videa.
   • char ssid = "wifiplane"; // vaše síťové SSID (název) char pass = "wifiplane1234"; // vaše síťové heslo (použijte pro WPA nebo použijte jako klíč pro WEP)

Krok 6: Krok 6: Sestava draku

Protokol sestavení draku je zobrazen krok za krokem ve videu výše.

Na drak jsem použil kus depronové pěny 18 cm x 40 cm. Grilovací tyč sloužící k zajištění extra pevnosti trupu a křídla. Na výše uvedeném obrázku je plán letadla, ale plán můžete upravit podle svých potřeb tím, že budete mít na paměti základní aerodynamiku a hmotnost letadla. Vzhledem k elektronickému nastavení tohoto letadla je letoun schopen létat s maximální hmotností kolem 50 gramů. BTW s tímto drakem a veškerou elektronikou včetně letové hmotnosti baterie tohoto letadla je 36 gramů.

Umístění CG: Použil jsem obecné pravidlo CG pro plynulý skluz … jeho 20%-25% délky akordu od náběžné hrany křídla … S tímto nastavením CG s mírně vztyčeným výtahem klouže s nulovým plynem, vodorovným letem s 20-25% škrticí klapkou a s přidanou škrticí klapkou začne stoupat díky mírně výškovému výtahu…

Zde je video z YouTube s návrhem mého létajícího křídla se stejnou elektronikou, které vás jen inspiruje k experimentování s různým designem a také jako důkaz, že pro toto nastavení lze použít mnoho typů designu draku.

Krok 7: Krok 7: Nastavení a testování aplikace pro Android

Instalace aplikace pro Android:

Stačí si stáhnout soubor wifiplane.apk připojený k tomuto kroku do smartphonu a dodržovat pokyny podle výše uvedeného videa.

O aplikaci Tato aplikace pro Android je vyvinuta pomocí aplikace Processing pro Android.

Aplikace není podepsaný balíček, takže v nastavení telefonu musíte povolit možnost neznámého zdroje. Aplikace potřebuje pouze přístup k vibrátoru a WiFi síti.

Předletový test letadla pomocí aplikace pro Android: Jakmile je aplikace pro Android spuštěna na vašem chytrém telefonu, podívejte se na výše uvedené video, abyste věděli, jak aplikace funguje a různé skvělé funkce aplikace.. Pokud vaše letadlo reaguje na aplikaci stejným způsobem jako video výše, než je SKVĚLÉ … VYSTALI JSTE TO…

Krok 8: Krok 8: Je čas létat

Připraven k letu?…

• VSTUPTE DO POLE
• UDĚLEJTE NĚKTERÝ TEST GLIDE
• ZMĚNTE ÚHEL ELEVÁTORU nebo PŘIDÁVEJTE/ODEBRÁVEJTE HMOTNOST NA ČELI PLÁNU, AŽ SE PLEŤOVĚ SKLÁDÁ…
• JEDNOU Plynulým pohybem, NAPÁJENÍM V PLÁNU a OTEVŘENOU APLIKACÍ ANDROID
• RUČNÍ RUČNÍ SPUŠTĚNÍ VHODNÝ SE 60% ŠROUBEM proti větru
• KDYŽ JE TO VE VZDUCHU, MĚLO BY SNADNĚ LÉTAT NA ÚROVNI S OKOLÍM 20% až 25% PLYNU