Cara Membuat Drone Rc dan Pemancar Menggunakan Arduino: 11 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

Membuat drone ini adalah tugas yang sederhana akhir-akhir ini, tetapi akan menghabiskan banyak biaya. Jadi saya akan memberi tahu Anda cara membuat drone menggunakan arduino dengan biaya rendah. Saya juga akan memberi tahu Anda cara membuat pemancar drone juga. jadi drone ini sepenuhnya buatan sendiri. Anda tidak perlu membeli papan pengontrol penerbangan atau pemancar.

Perlengkapan

Kami membutuhkan barang-barang ini untuk membuat drone,

• Untuk drone-

  1. Bingkai– “Tulang punggung” quadcopter. Bingkai inilah yang menyatukan semua bagian helikopter. Harus kokoh, tapi di sisi lain juga harus ringan agar motor dan baterai tidak kesulitan menahannya di udara.
  2. Motors– Daya dorong yang memungkinkan Quadcopter untuk mengudara disediakan oleh motor DC Brushless dan masing-masing dikontrol secara terpisah oleh pengontrol kecepatan elektronik atau ESC.
  3. ESCs – Electronic Speed Controller seperti saraf yang menyampaikan informasi pergerakan dari otak (flight controller) ke otot lengan atau kaki (motor). Ini mengatur berapa banyak daya yang didapat motor, yang menentukan kecepatan dan arah perubahan quad.
  4. Baling-baling – Bergantung pada jenis quad, Anda dapat menggunakan alat peraga berukuran 9 hingga 10 atau 11 inci (untuk penerbangan fotografi udara yang stabil), atau alat peraga balap 5 inci untuk daya dorong yang lebih sedikit tetapi lebih cepat.
  5. Baterai – Tergantung pada tingkat tegangan maksimum pengaturan Anda, Anda dapat memilih dari baterai 2S, 3S, 4S, atau bahkan 5S. Tapi, standar untuk quad yang rencananya akan digunakan untuk pengambilan gambar di udara (sebagai contoh), Anda akan membutuhkan baterai 11,4 V 3S. Anda bisa menggunakan 22.8 V 4S jika Anda sedang membangun quad balap dan Anda ingin motor berputar jauh lebih cepat.
  6. Papan Arduino (Nano)
  7. IMU(MPU 6050) – Papan yang pada dasarnya (bergantung pada pilihan Anda) sejumlah sensor yang membantu quad Anda mengetahui di mana letaknya dan bagaimana levelnya sendiri.

• Untuk pemancar-

  1. Modul Pemancar NRF24L01
  2. NRF24L01 + PA + LNA
  3. Potensiometer
  4. Motor servo
  5. Sakelar Beralih
  6. Joystik
  7. Arduino Pro Mini

Langkah 1: SKEMA

Ini adalah cetak biru utama operasi Anda.

Cara menghubungkan ESC:

• Pin Sinyal ESC 1 – D3
• Pin Sinyal ESC 3 – D9
• Pin Sinyal ESC 2 – D10
• Pin Sinyal ESC 4 – D11

Bagaimana menghubungkan modul Bluetooth:

• Tx – Rx
• Rx – Tx

Bagaimana menghubungkan Mpu-6050:

• SDA – A4
• SCL – A5

Bagaimana menghubungkan indikator LED:

Kaki Anoda LED – D8

Bagaimana menghubungkan penerima:

• Throttle – 2Elerons – D4
• Aileron – D5
• Kemudi – D6
• AUX 1 – D7 Anda memerlukan MPU-6050, modul Bluetooth, receiver, dan ESC, untuk di-ground. Dan, untuk melakukan itu, Anda perlu menghubungkan semua pin GND ke Pin Arduino GND.

Langkah 2: SOLDER SEMUANYA BERSAMA

• Hal pertama yang perlu Anda lakukan adalah mengambil header perempuan dan menyoldernya ke papan prototipe. Ini akan menampung papan Arduino Anda.
• Solder mereka tepat di tengah sehingga ada ruang untuk sisa header untuk MPU, modul Bluetooth, Penerima, dan ESC, dan sisakan ruang untuk beberapa sensor tambahan yang mungkin Anda putuskan untuk ditambahkan di masa mendatang.

• Langkah selanjutnya adalah menyolder header male Receiver dan ESC langsung dari header female Arduino. Berapa banyak baris header ESC jantan yang akan Anda miliki, tergantung pada berapa banyak motor yang akan dimiliki drone Anda. Dalam kasus kami, kami sedang membangun quadcopter, yang berarti akan ada 4 rotor, dan masing-masing ESC. Itu selanjutnya berarti 4 baris dengan masing-masing memiliki 3 header laki-laki. Header pertama di baris pertama, akan digunakan untuk PID Sinyal, yang kedua untuk 5V (meskipun, ini tergantung pada ESC Anda yang memiliki pin 5V atau tidak, jika tidak, Anda akan membiarkan header ini kosong), dan yang ketiga header akan untuk GND.

  Ketika bagian penyolderan ESC selesai, Anda dapat melanjutkan ke bagian penyolderan header Penerima. Dalam kebanyakan kasus, quad memiliki 4 saluran. Ini adalah Throttle, Pitch, Yaw, dan Roll. Saluran bebas yang tersisa (saluran kelima), digunakan untuk perubahan mode Penerbangan (saluran Auxillary). Ini berarti Anda harus menyolder Header laki-laki dalam 5 baris. Dan, masing-masing kecuali satu akan memiliki satu tajuk, sementara hanya satu dari baris tersebut yang membutuhkan 3 tajuk berturut-turut.

• semua alasan terhubung dengan alasan Arduino. Itu termasuk semua arde ESC, arde Receiver (header sinyal throttle sepenuhnya di sebelah kanan), dan modul Bluetooth serta arde MPU.
• Kemudian, Anda harus mengikuti skema dan koneksi yang kami jelaskan di atas. Misalnya, MPU (SDA – A4, dan SCL – A5), dan untuk Bluetooth (TX – TX dan RX – RX) dari Arduino. Setelah itu, ikuti saja koneksi seperti yang kami tulis: Pin sinyal ESC1, ESC2… ke D3, D10… Arduino. Kemudian penerima pin sinyal Pitch – D2, Roll – D4… dan seterusnya. Selanjutnya, Anda perlu menghubungkan Long Lead LED (Terminal positif) ke Pin Arduino D8, serta menambahkan resistor 330-ohm di antara Ground Arduino dan LED Short lead (terminal negatif). Hal terakhir yang harus dilakukan adalah menyediakan koneksi sumber daya 5V. Dan, untuk itu, Anda perlu menghubungkan kabel Hitam (ground baterai) secara paralel ke ground semua komponen Anda, dan kabel Merah ke Arduino, MPU, dan Modul Bluetooth, pin 5V. Sekarang, MPU 6050 perlu disolder ke header pria ke header yang Anda rencanakan untuk digunakan. Setelah itu, putar papan 180 derajat dan hubungkan semua komponen Anda ke masing-masing header di papan prototipe.
• Nyalakan dan Arduino Anda siap menambahkan kode melalui komputer!

Langkah 3: CARA MEMPROGRAM PENGENDALI PENERBANGAN ARDUINO ANDA

1. Pertama, Anda perlu mengunduh MultiWii 2.4. Kemudian ekstrak.
2. Masuk ke folder MultiWii, dan cari ikon MultiWii dan jalankan
3. Gunakan Arduino IDE untuk menemukan “Arduino File” atau file Multiwii dengan “.ino”. "File CPP" atau "file H" apa pun adalah file dukungan untuk Kode Multiwii kami, jadi jangan buka itu. Cukup gunakan file Multiwii.ino.
4. Saat Anda membuka file, Anda akan menemukan banyak tab Alarms.cpp, Alarms.h, EEPROM.cpp, EEPROM.h dan banyak lagi. Temukan "config.h"
5. Gulir ke bawah hingga Anda menemukan 'Jenis multi-copter' dan kemudian dengan menghapus "//" yang Anda tandai adalah seperti yang ditentukan dan berjalan. Quad X karena kami berasumsi bahwa Anda menggunakan konfigurasi rotor "X" pada quad Anda.
6. Sekarang gulir ke bawah dan cari “Combined IMU Boards” dan aktifkan jenis Gyro+Acc Board yang Anda gunakan. Dalam kasus kami, kami menggunakan GY-521 jadi kami mengaktifkan opsi itu.
7. Jika Anda memutuskan untuk menambahkan sensor lain seperti barometer atau sensor Ultrasonik, yang harus Anda lakukan adalah "mengaktifkan" sensor tersebut di sini dan sensor tersebut akan berjalan.
8. Selanjutnya adalah "Pin Buzzer", Di sana, Anda perlu mengaktifkan opsi indikator Penerbangan (3 yang pertama)
9. Cabut papan Arduino dari pengontrol Penerbangan dan kemudian sambungkan ke komputer Anda menggunakan USB. Setelah keluar dari FC dan terhubung ke komputer Anda, Anda akan menemukan ALAT dan memilih jenis papan Arduino Anda (dalam kasus kami Arduino Nano).
10. Sekarang temukan "Serial Port" dan aktifkan Port COM yang terhubung dengan Arduino Nano (kasus kami, COM3). Terakhir, klik panah dan unggah kode, dan tunggu kode ditransfer.
11. Setelah pengunggahan selesai, cabut Arduino dari USB, masukkan kembali ke tempatnya di papan FC, dan sambungkan baterai 5V agar seluruh FC menyala, lalu tunggu hingga LED pada Arduino berwarna merah. Itu berarti booting telah selesai dan Anda dapat menghubungkannya kembali ke komputer Anda. Sekarang, temukan folder Multiwii 2.4, lalu MultiwiiConfig, dan cari folder yang kompatibel dengan OS Anda. Dalam kasus kami, ini adalah "application.windows64".
12. Sekarang mulai aplikasi MultiwiiConfDan, selesai! Anda akan segera melihat bagaimana Anda memindahkan FC, nilai untuk data Akselerometer dan Giroskop di layar. Orientasi FC Anda ditampilkan di bagian bawah. Dalam antarmuka ini, Anda dapat mengubah nilai PID dan menyempurnakan quad Anda menjadi sesuai dengan preferensi pribadi Anda. Dan, Anda juga dapat menetapkan mode penerbangan ke posisi sakelar Auxillary tertentu di antarmuka ini. Yang harus Anda lakukan sekarang adalah menemukan tempat untuk Arduino FC Anda di bingkai dan siap untuk diluncurkan.

Langkah 4: Bingkai

Sekarang yang harus Anda lakukan adalah mengatur semua bagian ke bingkai. Anda dapat membeli bingkai atau membuatnya di rumah

Langkah 5: Merakit Motor dan Pengontrol Kecepatan

• Pertama-tama yang perlu Anda lakukan adalah mengebor lubang-lubang pada rangka untuk motor, sesuai dengan jarak antara lubang sekrup pada motor. Akan lebih baik untuk membuat lubang lain yang memungkinkan klip dan poros motor bergerak bebas.
• Disarankan untuk menghubungkan pengontrol kecepatan di sisi bawah bingkai karena beberapa alasan yang melibatkan fungsionalitas drone. Alasan tersebut antara lain akan “membongkar” sisi atas drone yang harus ditambahi komponen lain.

Langkah 6: Menambahkan Pengontrol Penerbangan dan Baterai

• Sekarang pasang pengontrol penerbangan buatan kami (penerima arduino) ke tengah bingkai drone.
• Disarankan untuk meletakkan sepotong kecil spons di bagian bawah pengontrol penerbangan karena menyerap dan mengurangi getaran dari motor. Dengan demikian, drone Anda akan lebih stabil saat terbang, dan stabilitas adalah kunci untuk menerbangkan drone.
• Sekarang tambahkan baterai lipo ke bagian bawah bingkai dan pastikan drone seimbang di tengah.
• sekarang drone Anda siap lepas landas

Langkah 7: Membuat Pemancar

• Komunikasi radio pengontrol ini didasarkan pada modul transceiver NRF24L01 yang jika digunakan dengan antena yang diperkuat dapat memiliki jangkauan stabil hingga 700 meter di ruang terbuka. Ini fitur 14 saluran, 6 di antaranya adalah input analog dan 8 input digital.
• Ini memiliki dua joystick, dua potensiometer, dua sakelar sakelar, enam tombol dan tambahan unit pengukur internal yang terdiri dari akselerometer dan giroskop yang juga dapat digunakan untuk mengendalikan sesuatu hanya dengan menggerakkan atau memiringkan pengontrol.

Langkah 8: Diagram Sirkuit

• Otak dari pengontrol RC ini adalah Arduino Pro Mini yang ditenagai menggunakan 2 baterai LiPo yang menghasilkan sekitar 7,4 volt. Kita dapat menghubungkannya langsung ke pin RAW Pro Mini yang memiliki pengatur tegangan yang menurunkan tegangan menjadi 5V. Perhatikan bahwa ada dua versi Arduino Pro Mini, seperti yang saya miliki yang beroperasi pada 5V dan yang lainnya beroperasi pada 3.3V.
• Di sisi lain, modul NRF24L01 sangat membutuhkan 3.3V dan direkomendasikan untuk berasal dari sumber khusus. Oleh karena itu kita perlu menggunakan regulator tegangan 3.3V yang terhubung ke baterai dan mengubah 7.4V menjadi 3.3V. Juga kita perlu menggunakan kapasitor decoupling tepat di sebelah modul untuk menjaga tegangan lebih stabil, sehingga komunikasi radio juga akan lebih stabil. Modul NRF24L01 berkomunikasi dengan Arduino menggunakan protokol SPI, sedangkan modul akselerometer dan gyro MPU6050 menggunakan protokol I2C.
• Anda harus menyolder semua bagian bersama-sama sesuai dengan diagram. Anda dapat merancang dan mencetak sirkuit yang membuatnya lebih mudah.

Langkah 9: Mengkode Pemancar

• Untuk memprogram papan Pro Mini, kami memerlukan antarmuka UART USB ke serial yang dapat dihubungkan ke header program yang terletak di sisi atas pengontrol kami.
• Kemudian di menu alat Arduino IDE kita perlu memilih papan Arduino Pro atau Pro Mini, pilih versi prosesor yang tepat, pilih port dan pilih metode pemrograman ke "USBasp".
• Berikut kode Arduino lengkap untuk Pemancar RC Arduino DIY ini
• Upload ke arduino pro mini.

Langkah 10: Mengkode Penerima

• Berikut adalah kode penerima sederhana di mana kita akan menerima data dan hanya mencetaknya di monitor serial sehingga kita tahu bahwa komunikasi berfungsi dengan baik. Sekali lagi kita perlu menyertakan perpustakaan RF24 dan mendefinisikan objek dan struktur dengan cara yang sama seperti pada kode pemancar. Di bagian setup ketika mendefinisikan komunikasi radio, kita perlu menggunakan pengaturan yang sama seperti pemancar dan mengatur modul sebagai penerima menggunakan fungsi radio.startListening().
• Unggah ke penerima

Langkah 11: Melepas Drone

• Pertama, posisikan drone Anda di tanah dan persiapkan untuk operasi. Ambil pengontrol penerbangan Anda dan kemudian mulai penerbangan pertama Anda dengan hati-hati dan aman.
• Namun, sangat disarankan untuk mempercepat drone secara perlahan. Apalagi, untuk pertama kalinya, pastikan untuk menerbangkannya di ketinggian yang lebih rendah.
• Saya harap artikel ini akan membantu Anda membuat drone buatan sendiri.
• Jangan lupa untuk menyukai ini dan meninggalkan komentar.