Faça você mesmo inteligente, siga-me drone com câmera (baseado em Arduino): 22 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Drones são brinquedos e ferramentas muito populares nos dias de hoje. Você pode encontrar drones e aparelhos voadores profissionais e até iniciantes no mercado. Tenho quatro drones (quadricópteros e hexcópteros), porque adoro tudo que voa, mas o vôo 200 não é tão interessante e começa a ser chato, então decidi construir meu próprio drone com algumas feuturas extras. Gosto de programar Arduino e projetar circuitos e dispositivos, então comecei a construí-lo. Eu usei o controlador de vôo MultiWii que é baseado no chip ATMega328 que também é usado no Arduino UNO, então a programação foi bem simples. Este drone pode ser conectado a um smartphone Android que envia seus dados de GPS para o drone, que compara com seu próprio sinal de GPS, então começa a seguir o telefone, então se eu me mover na rua o drone me segue. Claro que ainda tem muitas falhas, pois não consegui fazer um drone de filmagem profissional, mas segue o telefone, faz um vídeo e também tem um sensor ultrassônico de distância para evitar os obstáculos no ar. Acho que se trata basicamente de recursos de um drone caseiro. Logo que possível carregarei um vídeo sobre um vôo, mas é difícil fazer discos de boa qualidade com um drone sempre em movimento.

Etapa 1: Propriedades Principais

O drone é quase totalmente automático, você não precisa controlá-lo, pois segue o seu telefone que normalmente está na sua bicicleta, o sensor ultrassônico ajuda a contornar árvores, edifícios e outros obstáculos e o GPS dá dados de posição muito precisos, mas vamos ver o que temos no total:

• Bateria de 1000mAh, o suficiente para 16-18 minutos de vôo contínuo
• sensor ultrassônico para evitar obstáculos no ar
• Módulo Bluetooth para receber dados do telefone
• Microcontrolador baseado em Arduino
• giroscópio embutido
• altura máxima regulada (5 metros)
• quando a bateria está fraca pousa automaticamente no telefone (com sorte, em suas mãos)
• custa cerca de US $ 100 para construir
• pode ser programado para qualquer coisa
• com a ajuda do GPS você pode enviar o drone para qualquer coordenada
• desenho de quadcopter
• equipado com uma câmera de vídeo 2MP 720p HQ
• pesa 109 gramas (3,84 onças)

Então isso é tudo que a primeira versão pode fazer, é claro que quero desenvolvê-la. Durante o verão, quero hackear meu drone maior com este software.

Etapa 2: Vídeo de teste de voo

Pedi a dois bons amigos meus que andassem na frente do drone, enquanto eu estava embaixo do drone, para evitar que ele caísse. Mas o teste deu certo, e como você pode ver o drone ainda não está muito estável, mas funcionou. O cara da esquerda com uma camiseta amarela segurava o telefone, que transmitia os dados do GPS. A qualidade de vídeo com esta câmera não é das melhores, mas não encontrei câmeras 1080p de baixo peso.

Etapa 3: reunindo peças e ferramentas

Para este projeto, você precisa de algumas peças novas e incomuns. Projetei com peças recicladas e de baixo peso para reduzir o custo, e com sucesso consegui materiais muito bons para o quadro. Mas vamos ver o que precisamos! Comprei a marca Crius do controlador de vôo da Amazon.com e trabalhei

Ferramentas:

• Ferro de solda
• Pistola de cola
• Cortador
• Cortador de fio
• Ferramenta Rotativa
• Super cola
• Fita adesiva
• Elástico de borracha

Partes:

• MultiWii 32kB Flight Conroller
• Módulo GPS Serial
• Conversor serial para I2C
• Módulo Bluetooth
• Sensor ultrasônico
• Palhas
• Peça de Plástico
• Engrenagem
• Motores
• Hélices
• Parafusos
• Driver do motor L293D (foi uma escolha ruim, vou corrigir na segunda versão)
• Bateria de íon de lítio 1000mAh

Etapa 4: montar as hélices

Comprei essas hélices com motores na Amazon.com por 18 dólares, são peças sobressalentes para o drone Syma S5X, mas me pareceram úteis, então eu as encomendei e funcionou bem. Basta colocar o motor em seu orifício e prender os suportes à engrenagem.

Etapa 5: esquema do circuito

Sempre observe o esquema enquanto trabalha e tome cuidado com as conexões.

Etapa 6: Soldar os motores ao motorista

Agora você tem que soldar todos os cabos dos motores ao IC do driver do motor L293D. Olhe as fotos, elas falam muito mais, você tem que conectar os fios preto e azul ao GND e os fios positivos às Saídas 1-4, assim como eu. O L293D pode acionar esses motores, mas eu recomendo usar alguns transistores de potência porque este chip não consegue lidar com todos os quatro motores em alta potência (mais de 2 Ampers). Após este corte, canudos de 15 cm irão manter os motores no lugar. Usei canudos extra fortes que comprei em uma padaria e café local. Coloque os canudos suavemente nas engrenagens dos motores.

Etapa 7: montagem da estrutura

Por favor, preste atenção na segunda foto, que mostra como equipam as hélices. Use um pouco de cola quente e super cola para se adequar às quatro hélices e, em seguida, verifique as conexões. É muito importante que as hélices estejam à mesma distância entre si.

Etapa 8: adicionar fios ao L293D

Pegue quatro fios jumper fêmea-fêmea e corte-os ao meio. Em seguida, solde-os aos pinos restantes do IC. Isso ajudará a conectar os pinos aos pinos de E / S do Arduino. Agora é hora de construir o circuito.

Etapa 9: O circuito

Todos os módulos estão incluídos no kit de controlador de vôo que solicitei, então você só precisa conectá-los. O Bluetooth vai para a porta serial, o GPS primeiro no conversor I2C e depois na porta I2C. Agora você pode equipar isso em seu drone.

Etapa 10: Colocando o circuito na estrutura

Use fita dupla-face e adicione o GPS primeiro. Esta fita-esponja mantém tudo no lugar, então cole cada módulo um por um na peça de plástico. Ao terminar, você pode conectar os pinos do driver do motor ao MultiWii.

Etapa 11: Conectando os dois circuitos

Os pinos de entrada vão para os pinos D3, D9, D10, D11 e os outros devem ser conectados aos pinos VCC + e GND-. Schemantic será carregado amanhã.

Etapa 12: Bateria …

Usei alguns elásticos para fixar minha bateria na parte inferior do drone, e a segura com bastante força. Liguei e trabalhei, exatamente como imaginei.

Etapa 13: o sensor ultrassônico

O sensor de sonar é fixado no drone com um elástico e conectado aos pinos D7 e D6 do controlador MultiWii.

Etapa 14: como programá-lo?

Você deve usar um módulo FTDI Serial para programar o chip. O kit também inclui o módulo do programador.

Etapa 15: Como funciona um GPS?

O Sistema de Posicionamento Global (GPS) é um sistema de navegação baseado no espaço que fornece informações de localização e tempo em todas as condições meteorológicas, em qualquer lugar na Terra ou próximo a ela onde haja uma linha de visão desobstruída para quatro ou mais satélites GPS. O sistema fornece recursos essenciais para usuários militares, civis e comerciais em todo o mundo. O governo dos Estados Unidos criou o sistema, o mantém e o torna acessível gratuitamente a qualquer pessoa com um receptor GPS. Módulos de GPS normalmente fornecem uma série de strings padrão de informações, sob algo chamado de protocolo National Marine Electronics Association (NMEA). Mais informações sobre strings de dados padrão NMEA podem ser encontradas neste site.

Para obter mais informações sobre programação, leia isto:

Etapa 16: o software

Não sei se o software já foi carregado no chip ou não, mas aqui explicarei o que fazer. Primeiro baixe a biblioteca oficial MultiWii para o seu computador. Extraia o arquivo.zip e abra-o no arquivo MultiWii.ino. Escolha "Arduino / Genuino UNO" e carregue-o em sua placa. Agora seu microcontrolador tem todas as funções pré-instaladas. O giroscópio, as luzes, o Bluetooth e até mesmo o pequeno LCD (que não é usado neste projeto) está funcionando com o código carregado. Mas este código só pode ser usado para testar se os módulos funcionam perfeitamente ou não. Tente inclinar o drone e você verá que os motores girarão por causa do girosensor. Temos que modificar o código do controlador para seguir o telefone.

Depois disso, você pode fazer seu próprio drone hackeado se puder programar o Arduino ou seguir minhas instruções e torná-lo um drone "siga-me".

Link do GitHub para o software:

Visite o site oficial para obter mais detalhes sobre os softwares:

Etapa 17: Modificando o Código

Tive que modificar o código dos sensores e o código do controlador que dava solicitações ao ATMega328, mas agora o módulo Bluetooth fornece três coordenadas GPS e, dependendo delas, o drone se move, portanto, se as coordenadas xey do meu telefone forem 46 ^ 44'31 " e 65 ^ 24 "13 'e as coordenadas do drone são 46 ^ 14'14" e 65 ^ 24 "0', então o dron se moverá em uma direção até chegar ao telefone.

Etapa 18: aplicativo de telefone

Usei o aplicativo SensoDuino que pode ser baixado daqui para o seu smartphone: https://play.google.com/store/apps/details?id=com…. Conecte-se ao drone via Bluetooth e ligue o GPS TX e o registro de dados. Agora o aplicativo do telefone está pronto.

Etapa 19: a câmera

Comprei uma câmera porta-chaves chinesa 720p muito barata e tinha uma ótima qualidade. Eu coloquei na parte inferior do drone com fita adesiva dupla. Essa câmera foi usada em muitos dos meus projetos e sempre é boa de usar, pesa 15 gramas e pode fazer um vídeo muito bom.

Etapa 20: Testando …

O drone ainda é insaciável porque não é um projeto profissional, mas funciona bem. Estou muito feliz com os resultados. A distância de conexão era de cerca de 8 metros, o que é mais do que suficiente para um drone como este. O vídeo está chegando e espero que gostem. Não é um drone de corrida, mas também é muito rápido.

Etapa 21: Planos Futuros

Eu também tenho um drone maior e se eu conseguir corrigir os erros no código, quero usá-lo com aquele através de uma conexão WiFi com um módulo ESP8266. Isso tem rotores maiores e pode levantar até mesmo uma GoPro, ao contrário da primeira versão. Este drone pode ser uma ferramenta útil para andar de bicicleta, dirigir, esquiar, nadar ou praticar esportes. Ele sempre o segue.

Etapa 22: Obrigado por assistir

Eu realmente espero que você tenha gostado do meu Instuctable, e se sim, por favor, dê-me um voto gentil no Concurso Make It Fly. Se você tiver dúvidas, sinta-se à vontade para perguntar. Não se esqueça de compartilhar e dar um coração se você acha que merece. Obrigado novamente por assistir!

Saúde, Imetomi

Vice-Campeão no Concurso Externo 2016

Segundo Prêmio no Concurso de Automação 2016

Segundo prêmio no concurso Make It Fly 2016