DIY Smart Follow Me Drone s kamerou (na bázi Arduina): 22 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:24

Drony jsou v dnešní době velmi populární hračky a nástroje. Na trhu najdete profesionální i začínající drony a létající gadgety. Mám čtyři drony (kvadrokoptéry a helikoptéry), protože miluji všechno, co letí, ale 200. let není tak zajímavý a začíná být nudný, a tak jsem se rozhodl, že si postavím vlastní dron s nějakými extra feuturami. Rád programuji Arduino a navrhuji obvody a gadgety, takže jsem to začal stavět. Použil jsem letový ovladač MultiWii, který je založen na čipu ATMega328, který je také použit v Arduino UNO, takže programování bylo docela jednoduché. Tento dron lze připojit ke smartphonu Android, který do dronu odesílá svá GPS data, která se porovnávají s vlastním signálem GPS, a poté začne sledovat telefon, takže pokud se pohybuji na ulici, dron mě sleduje. Samozřejmě má ještě mnoho nedostatků, protože jsem nebyl schopen vyrobit profesionální filmovací dron, ale sleduji telefon, natáčím video a také mám ultrazvukový senzor vzdálenosti, abych se vyhnul překážkám ve vzduchu. Myslím, že to jsou do značné míry funkce domácího dronu. Jakmile to bude možné, nahraji video o letu, ale je těžké dělat kvalitní záznamy s neustále se pohybujícím dronem.

Krok 1: Hlavní vlastnosti

Dron je téměř plně automaticky, nemusíte jej ovládat, protože sleduje váš telefon, který je obvykle na kole, Ultrazvukový senzor pomáhá obcházet stromy, budovy a další překážky a GPS poskytuje velmi přesné údaje o poloze, ale podívejme se, co máme celkem:

• 1000mAh baterie, vystačí na 16-18 minut nepřetržitého létání
• ultrazvukový senzor, aby se zabránilo překážkám ve vzduchu
• Modul Bluetooth pro příjem dat z telefonu
• Mikrokontrolér na bázi Arduina
• vestavěný gyroskop
• regulovaná maximální výška (5 metrů)
• když je baterie téměř vybitá, automaticky přistane v telefonu (doufejme, že ve vašich rukou)
• stavba stojí asi 100 dolarů
• lze naprogramovat na cokoli
• pomocí GPS můžete dron poslat na libovolné souřadnice
• kvadrokoptéra desing
• vybaven 2MP videokamerou HQ s rozlišením 720p
• váží 109 gramů (3,84 uncí)

To je tedy vše, co první verze umí, samozřejmě ji chci rozvíjet. V létě chci pomocí tohoto softwaru hacknout svůj větší dron.

Krok 2: Letové testovací video

Požádal jsem dva své dobré přátele, aby šli, když jsem byl pod dronem, v přední části dronu, aby jej zachránili, pokud spadne. Test se ale povedl a jak vidíte, dron stále není příliš stabilní, ale fungoval. Levý muž ve žlutém tričku držel telefon, který přenášel data GPS. Kvalita videa s touto kamerou není nejlepší, ale nenašel jsem kamery s nízkou hmotností 1080p.

Krok 3: Shromažďování dílů a nástrojů

Pro tento projekt potřebujete nějaké nové a neobvyklé díly. Navrhl jsem z dílů s nízkou hmotností a recyklovaných, abych snížil náklady, a podařilo se mi získat velmi dobré materiály pro rám. Ale podívejme se, co potřebujeme! Koupil jsem značku Crius letového ovladače z Amazon.com a pracoval

Nástroje:

• Páječka
• Tavná pistole
• Řezačka
• Štípačky
• Rotační nástroj
• Super lepidlo
• Duktape
• Gumička

Díly:

• Letový ovladač MultiWii 32 kB
• Sériový modul GPS
• Převodník sériového na I2C
• Modul Bluetooth
• Ultrazvukový senzor
• Slámy
• Plastový kus
• Řazení
• Motory
• Vrtule
• Šrouby
• Ovladač motoru L293D (byla to špatná volba, opravím v druhé verzi)
• Lithium -iontová baterie 1 000 mAh

Krok 4: Sestavte vrtule

Koupil jsem tyto vrtule s motory z Amazon.com za 18 dolarů, jsou to náhradní díly pro dron Syma S5X, ale vypadaly užitečné, tak jsem si je objednal a fungovaly dobře. Stačí zasunout motor do otvoru a připevnit podpěry k ozubenému kolu.

Krok 5: Schéma obvodu

Při práci se vždy dívejte na schéma a dávejte pozor na připojení.

Krok 6: Pájení motorů k ovladači

Nyní musíte pájet všechny kabely od motorů k integrovanému obvodu ovladače motoru L293D. Podívejte se na obrázky, říkají mnohem více, musíte připojit černé a modré vodiče k GND a kladné vodiče k výstupům 1-4, stejně jako já. L293D může pohánět tyto motory, ale doporučuji použít některé výkonové tranzistory, protože tento čip nedokáže zvládnout všechny čtyři motory při vysokém výkonu (více než 2 ampéry). Po tomto uříznutí 15 cm brček tyto udrží motory na místě. Použil jsem extra silná brčka, která jsem dostal z místní pekárny a kavárny. Tyto slámy jemně nasaďte na převody motorů.

Krok 7: Sestavení rámu

Prosím věnujte pozornost druhému obrázku, který ukazuje, jak vybavit vrtule. Použijte horké lepidlo a super lepidlo, aby vyhovovalo všem čtyřem vrtulím, poté zkontrolujte spojení. Je velmi důležité, aby vrtule byly od sebe ve stejné vzdálenosti.

Krok 8: Přidejte dráty do L293D

Vezměte čtyři propojovací vodiče žena-žena a rozřízněte je na polovinu. Poté je pájejte na zbývající piny IC. To pomůže připojit piny k I/O pinům Arduina. Nyní je čas postavit obvod.

Krok 9: Okruh

Všechny moduly jsou součástí sady letových ovladačů, kterou jsem navrhl, takže je stačí spojit dohromady. Bluetooth jde do sériového portu, GPS nejprve v převaděči I2C, pak v portu I2C. Nyní to můžete vybavit na svém dronu.

Krok 10: Umístění obvodu na rám

Nejprve použijte oboustrannou pásku a přidejte GPS. Tato houbová páska drží vše na svém místě, takže každý modul nalepte jeden po druhém na plastový kus. Pokud jste s tím skončili, můžete k MultiWii připojit kolíky ovladače motoru.

Krok 11: Propojení dvou obvodů

Vstupní piny jdou na D3, D9, D10, D11, ostatní by měly být připojeny na piny VCC+ a GND-. Schemantic bude nahrán zítra.

Krok 12: Baterie…

Pomocí několika gumových pásků jsem baterii připevnil ke spodní části dronu a držel jsem se tam docela silně. Zapojil jsem a pracoval, jak jsem si představoval.

Krok 13: Ultrazvukový senzor

Sonarový senzor je upevněn na dronu gumovým páskem a připojen k pinům D7 a D6 ovladače MultiWii.

Krok 14: Jak to naprogramovat?

K programování čipu musíte použít modul Serial FTDI. Sada také obsahuje modul programátoru.

Krok 15: Jak funguje GPS?

Global Positioning System (GPS) je vesmírný navigační systém, který poskytuje informace o poloze a čase za všech povětrnostních podmínek, kdekoli na Zemi nebo v její blízkosti, kde je volný výhled na čtyři nebo více satelitů GPS. Tento systém poskytuje kritické schopnosti vojenským, civilním a komerčním uživatelům po celém světě. Vláda Spojených států vytvořila systém, udržuje ho a umožňuje jej volně přístupnému komukoli s přijímačem GPS. Moduly GPS obvykle vydávají řadu standardních řetězců informací pod protokolem nazvaným National Marine Electronics Association (NMEA). Další informace o standardních datových řetězcích NMEA naleznete na tomto webu.

Další informace o programování naleznete zde:

Krok 16: Software

Nevím, zda je software již načten na čip nebo ne, ale zde vysvětlím, co dělat. Nejprve si stáhněte oficiální knihovnu MultiWii do počítače. Extrahujte soubor.zip a poté jej otevřete soubor MultiWii.ino. Vyberte „Arduino/Genuino UNO“a nahrajte jej na desku. Nyní má váš mikrokontrolér předinstalované všechny funkce. Gyroskop, světla, Bluetooth a dokonce i malý LCD displej (který se v tomto projektu nepoužívá) pracuje s nahraným kódem. Tento kód však lze použít pouze k testování, zda moduly fungují perfektně nebo ne. Zkuste dron naklonit a uvidíte, že se motory roztočí kvůli gyrosenzoru. Abychom mohli sledovat telefon, musíme upravit kód ovladače.

Poté si můžete vytvořit svůj vlastní hacknutý dron, pokud dokážete naprogramovat Arduino nebo se řídit mými pokyny a vytvořit z něj dron „follow me“.

Odkaz na software GitHub:

Další informace o softwarech naleznete na oficiálních stránkách:

Krok 17: Úprava kódu

Musel jsem upravit kód snímačů a kód ovladače, který dával výzvy k ATMega328, ale nyní modul Bluetooth poskytuje tři souřadnice GPS a v závislosti na nich se dron pohybuje, takže pokud souřadnice xay y mého telefonu jsou 46^44'31 " a 65^24 "13 'a souřadnice dronu jsou 46^14'14" a 65^24 "0', pak se dron bude pohybovat jedním směrem, dokud nedosáhne na telefon.

Krok 18: Aplikace pro telefon

Použil jsem aplikaci SensoDuino, kterou lze odtud stáhnout do vašeho smartphonu: https://play.google.com/store/apps/details?id=com…. Připojte se k dronu přes Bluetooth a zapněte GPS TX a protokolování dat. Nyní je aplikace pro telefon připravena.

Krok 19: Fotoaparát

Koupil jsem si velmi levný čínský fotoaparát s klíčenkou 720p a měl skvělou kvalitu. Hodil jsem se na dno dronu s oboustrannou páskou. Tato kamera byla použita v mnoha mých projektech a vždy je dobré ji používat, váží 15 gramů a dokáže vytvořit velmi dobré video.

Krok 20: Testování…

Dron je stále nepřekonatelný, protože nejde o profesionální projekt, ale funguje dobře. S výsledky jsem velmi spokojený. Vzdálenost připojení byla asi 8 metrů, což je pro takový dron více než dostačující. Video bude brzy k dispozici a doufám, že se vám bude líbit. Není to závodní dron, ale je také docela rychlý.

Krok 21: Plány do budoucna

Mám také větší dron a pokud mohu opravit chyby v kódu, chci ho s tím použít pomocí WiFi připojení s modulem ESP8266. To má větší rotory a může zvednout i GoPro, ne jako první verze. Tento dron by mohl být užitečným nástrojem při jízdě na kole, jízdě, lyžování, plavání nebo sportu, vždy vás sleduje.

Krok 22: Děkujeme za sledování

Opravdu doufám, že se vám můj Instuctable líbil, a pokud ano, dejte mi laskavě hlas v soutěži Make It Fly. Pokud máte otázky, klidně se ptejte. Nezapomeňte sdílet a darovat srdce, pokud si myslíte, že si to zaslouží. Ještě jednou díky za sledování!

Na zdraví, Imetomi

Runner Up in the Outside Contest 2016

Druhá cena v automatizační soutěži 2016

Druhá cena v soutěži Make It Fly 2016