Membuat dan Menerbangkan Pesawat Terkendali Ponsel Pintar Murah: 8 Langkah

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

Pernahkah Anda bermimpi tentang membangun <15 $ DIY pesawat remote control taman selebaran yang dikendalikan oleh ponsel Anda (Aplikasi Android melalui WiFi) dan memberi Anda dosis harian adrenalin 15 menit (waktu terbang sekitar 15 menit)? dari instruksi ini adalah untuk kalian.. Pesawat ini sangat stabil dan terbang lambat sehingga sangat mudah bahkan untuk anak-anak untuk menerbangkannya.

Berbicara tentang jangkauan pesawat… Saya memiliki jangkauan LOS sekitar 70 meter menggunakan ponsel Moto G5S saya yang berfungsi sebagai WiFi Hotspot dan remote control. RSSI real-time lebih lanjut ditampilkan di Aplikasi Android dan jika pesawat akan keluar dari jangkauan (RSSI turun di bawah -85 dBm) dari ponsel mulai bergetar. Jika pesawat berada di luar jangkauan titik akses Wi-Fi daripada motor berhenti untuk memberikan pendaratan yang aman dan gagal. Juga tegangan baterai ditampilkan pada aplikasi Android dan jika tegangan baterai turun di bawah 3.7V maka ponsel mulai bergetar untuk memberikan umpan balik kepada pilot untuk mendaratkan pesawat sebelum baterai benar-benar habis. Pesawat sepenuhnya dikendalikan gerakan berarti jika Anda memiringkan ponsel ke kiri daripada pesawat belok kiri dan berlawanan untuk belok kanan. Jadi di sini, saya membagikan instruksi pembuatan langkah demi langkah dari Pesawat kecil yang dikendalikan WiFi berbasis ESP8266 saya. Waktu pembuatan yang dibutuhkan untuk pesawat ini adalah sekitar 5-6 jam dan membutuhkan keterampilan menyolder dasar, sedikit pengetahuan pemrograman ESP8266 menggunakan Arduino IDE dan memiliki Secangkir kopi panas atau bir dingin akan menyenangkan:).

Langkah 1: Langkah 1: Daftar Komponen dan Alat

Suku Cadang Elektronik: Jika Anda adalah penghobi elektronik, Anda akan menemukan banyak suku cadang yang tercantum di bawah ini dalam inventaris Anda

• 2 no. Motor DC tanpa biji dengan cw dan ccw prop 5$
• 1 no. Modul ESP-12 atau ESP-07 2$
• 1 no. Baterai LiPo 3.7V 180mAH 20C -- > 5$
• 2 no. SI2302DS A2SHB SOT23 MOSFET 0,05$
• 5 no. 3.3kOhms 1/10 watt smd atau 1/4 watt melalui resistor lubang 0,05$ (3,3K hingga 10K resistor apa pun akan berfungsi)
• 1 no. 1N4007 smd atau melalui lubang dioda 0,02 $
• 1 no. TP4056 1S 1A Lipo Charger modul 0.06$
• 2 konektor JST mini pria dan 1 wanita 0,05$

Total Biaya------ 13$ Kira-kira

Bagian lain:

• 2-3 tidak. Tongkat barbekyu
• 1 no. 50cm x 50cm 3mm lembaran depron atau lembaran busa 3mm kaku lainnya
• Kawat jumper terisolasi inti tunggal
• Nodemcu atau cp2102 USB to UART converter sebagai programmer untuk mengunggah firmware ke esp8266
• Selotip
• Lem super

Alat yang Dibutuhkan:

• Alat Solder kelas hobi
• Pisau Bedah dengan pemegang pisau
• Pistol lem panas
• Skala
• Komputer yang memiliki Arduino IDE dengan ESP8266 Arduino Core
• Ponsel Android

Hanya itu yang kami butuhkan… Sekarang kami siap untuk membangun Pesawat Terkendali WiFi kami yang gila

Langkah 2: Langkah 2: Memahami Mekanisme Kontrol

Pesawat ini menggunakan daya dorong diferensial untuk kontrol yaw (Kemudi) dan dorongan kolektif untuk pitch (pendakian/penurunan) dan kontrol kecepatan udara sehingga tidak diperlukan motor servo dan hanya dua motor DC tanpa biji utama yang menyediakan daya dorong dan kontrol.

Bentuk sayap polihedral memberikan stabilitas gulungan terhadap gaya eksternal (Hembusan angin). Dengan sengaja menghindari motor servo pada permukaan kontrol (lift, Aileron, dan Rudder) membuat desain pesawat sangat mudah dibuat tanpa mekanisme kontrol yang rumit dan juga mengurangi biaya pembuatan. Untuk mengontrol pesawat Yang kita butuhkan hanyalah mengontrol daya dorong kedua motor DC Coreless dari jarak jauh melalui WiFi menggunakan Aplikasi Android yang berjalan di ponsel. Untuk berjaga-jaga, siapa pun yang ingin mengamati desain pesawat ini dalam 3D, saya telah melampirkan tangkapan layar Fusion 360 dan file stl di sini.. Anda dapat menggunakan penampil stl online untuk melihat desain dari sudut pandang mana pun.. sekali lagi itu hanya desain CAD pesawat untuk dokumentasi, Anda tidak perlu printer 3D atau pemotong laser.. jadi jangan khawatir:)

Langkah 3: Langkah 3: Skema Pengontrol Berdasarkan ESP8266

Mari kita mulai dengan memahami fungsi masing-masing komponen dalam skema,

• ESP12e: SoC WiFi ESP8266 ini menerima paket kontrol UDP dari Aplikasi Android dan mengontrol RPM motor Kiri dan Kanan. Ini mengukur tegangan baterai dan RSSI sinyal WiFi dan mengirimkannya ke Aplikasi Android.
• D1: Modul ESP8266 beroperasi dengan aman antara 1.8V ~ 3.6V sesuai lembar datanya, karenanya baterai LiPo sel tunggal tidak dapat digunakan secara langsung untuk catu daya ESP8266 sehingga diperlukan konverter step down. Mengurangi berat dan kerumitan rangkaian Saya telah menggunakan Dioda 1N4007 untuk menurunkan tegangan baterai (4.2V ~ 3.7V) sebesar 0.7V (memotong tegangan 1N4007) untuk mendapatkan tegangan dalam kisaran 3.5V~3.0V yang digunakan sebagai tegangan suplai ESP8266. Saya tahu cara yang buruk untuk melakukannya tetapi itu bekerja dengan baik untuk pesawat ini.
• R1, R2 dan R3: ketiga resistor ini adalah minimum yang diperlukan untuk pengaturan minimum ESP8266. R1 pull-up CH_PD(EN) pin ESP8266 untuk mengaktifkannya. Pin RST ESP8266 aktif rendah sehingga R2 pull-up pin RST ESP8266 dan membawanya keluar dari mode reset. Sesuai lembar data saat power up, pin GPIO15 dari ESP8266 harus rendah sehingga R3 digunakan untuk pull-down GPIO15 dari ESP8266.
• R4 dan R5: R4 dan R5 digunakan untuk pull-down gerbang T1 dan T2 untuk menghindari pemicu palsu MOSFET (motor run) saat ESP8266 power up. (Catatan: Nilai R1 hingga R5 yang digunakan dalam proyek ini adalah 3,3Kohm, namun setiap hambatan antara 1K hingga 10K akan bekerja dengan mulus)
• T1 dan T2: Ini adalah dua MOSFET daya saluran-N Si2302DS (peringkat 2.5 Amp) mengontrol RPM Motor Kiri dan Kanan oleh PWM yang berasal dari GPIO4 dan GPIO5 dari ESP8266.
• L_MOTOR dan R_MOTOR: Ini adalah motor DC Tanpa Biji 7mmx20mm 35000 RPM yang memberikan daya dorong diferensial untuk terbang dan pesawat kendali. Setiap motor memberikan dorongan 30gram pada 3.7V dan menarik Arus 700mA dengan kecepatan.
• J1 dan J2: Ini adalah konektor JST mini yang digunakan untuk modul ESP12e dan koneksi Baterai. Anda dapat menggunakan konektor apa pun yang dapat menangani setidaknya arus 2Amp.

(Catatan: Saya sepenuhnya memahami pentingnya decoupling kapasitor dalam desain sirkuit sinyal campuran, tetapi saya telah menghindari kapasitor decoupling dalam proyek ini untuk menghindari kerumitan sirkuit dan jumlah bagian karena hanya bagian WiFi dari ESP8266 yang merupakan modul RF/Analog dan ESP12e itu sendiri yang memiliki kapasitor decoupling yang diperlukan terpasang. BTW tanpa rangkaian kapasitor decoupling eksternal berfungsi dengan baik.)

Skema penerima berbasis ESP12e dengan koneksi pemrograman dalam format pdf dilampirkan dengan langkah ini..

Langkah 4: Langkah 4: Rakitan Pengontrol

Video di atas dengan keterangan menunjukkan langkah demi langkah membangun log dari ESP12e Berbasis Receiver cum controller yang dirancang untuk proyek ini. Saya telah mencoba menempatkan komponen sesuai keahlian saya. Anda dapat menempatkan komponen sesuai keahlian Anda dengan mempertimbangkan skema yang diberikan pada langkah sebelumnya.

Hanya MOSFET SMD (Si2302DS) yang terlalu kecil dan perlu diperhatikan saat menyolder. Saya memiliki MOSFET ini di inventaris saya jadi saya telah menggunakannya. Anda dapat menggunakan mosfet daya paket TO92 yang lebih besar dengan Rdson <0.2ohms dan Vgson 1.5Amps. (Sarankan Saya jika Anda menemukan mosfet seperti itu dengan mudah tersedia di pasar..) Setelah perangkat keras ini siap, kita siap untuk mengunggah firmware Pesawat WiFi ke nodemcu. Proses ini dibahas pada langkah berikutnya.

Langkah 5: Langkah 5: Pengaturan dan Unggah Firmware ESP8266

Firmware ESP8266 untuk proyek ini dikembangkan menggunakan Arduino IDE.

Nodemcu atau USBtoUART Converter dapat digunakan untuk mengunggah firmware ke ESP12e. Dalam proyek ini saya menggunakan Nodemcu sebagai programmer untuk mengunggah firmware ke ESP12e.

Video di atas menunjukkan proses langkah demi langkah yang sama..

Ada dua metode untuk mengunggah firmware ini ke ESP12e,

1. Menggunakan flasher nodemcu: Jika Anda hanya ingin menggunakan file biner wifiplane_esp8266_esp12e.bin yang dilampirkan dengan langkah ini tanpa modifikasi apa pun pada firmware, ini adalah metode terbaik untuk diikuti.

   • Unduh wifiplane_esp8266_esp12e.bin dari lampiran langkah ini.
   • Unduh nodemcu flasher repo dari repositori github resminya dan unzip.
   • Dalam folder unzip, Navigasikan ke nodemcu-flasher-master\Win64\Release dan jalankan ESP8266Flasher.exe
   • Buka tab konfigurasi ESP8266Flasher dan ubah jalur file biner dari INTERNAL://NODEMCU ke jalur wifiplane_esp8266_esp12e.bin
   • Kemudian ikuti langkah-langkah seperti video di atas….

2. Menggunakan Arduino IDE: Jika Anda ingin mengedit firmware (yaitu SSID dan kata sandi jaringan WiFi - Android Hotspot dalam kasus ini) maka ini adalah metode terbaik untuk diikuti.

   • Siapkan Arduino IDE untuk ESP8266 dengan mengikuti Instruksi yang luar biasa ini.
   • Unduh wifiplane_esp8266.ino dari lampiran langkah ini.
   • Buka Arduino IDE dan salin kode dari wifiplane_esp8266.ino dan paste ke Arduino IDE.
   • Edit SSID dan Kata Sandi jaringan Anda dalam kode dengan mengedit dua baris berikut. dan ikuti langkah-langkah sesuai video di atas.
   • char ssid = "wifiplane"; // SSID jaringan Anda (nama)char pass = "wifiplane1234"; // kata sandi jaringan Anda (gunakan untuk WPA, atau gunakan sebagai kunci untuk WEP)

Langkah 6: Langkah 6: Perakitan Badan Pesawat

Log pembuatan badan pesawat ditunjukkan langkah demi langkah dalam video di atas.

Saya telah menggunakan busa Depron 18cmx40cm untuk badan pesawat. Tongkat barbekyu digunakan untuk memberikan kekuatan ekstra pada badan pesawat dan sayap. Pada gambar di atas, Plan of Airframe disediakan, namun Anda dapat memodifikasi rencana sesuai kebutuhan Anda hanya dengan mengingat aerodinamika dasar dan bobot pesawat. Dengan mempertimbangkan setup elektronik pesawat ini mampu menerbangkan pesawat dengan berat maksimum sekitar 50gram. BTW dengan badan pesawat ini dan semua elektronik termasuk baterai, berat terbang pesawat ini adalah 36gram.

Lokasi CG: Saya telah menggunakan aturan umum CG untuk meluncur dengan mulus… 20% -25% dari panjang chord menjauh dari ujung depan sayap… Dengan pengaturan CG ini dengan elevator yang sedikit ke atas, ia meluncur dengan throttle nol, terbang rata dengan throttle 20-25% dan dengan throttle tambahan, ia mulai naik karena lift yang sedikit naik…

Berikut adalah video youtube desain pesawat sayap terbang saya dengan elektronik yang sama untuk menginspirasi Anda untuk bereksperimen dengan berbagai desain dan juga untuk membuktikan bahwa untuk pengaturan ini dapat digunakan dengan banyak jenis desain badan pesawat.

Langkah 7: Langkah 7: Pengaturan dan Pengujian Aplikasi Android

Instalasi Aplikasi Android:

Anda hanya perlu mengunduh file wifiplane.apk yang dilampirkan dengan langkah ini ke ponsel cerdas Anda dan perlu mengikuti instruksi sesuai video di atas.

Tentang Aplikasi, Aplikasi Android ini dikembangkan menggunakan Processing for Android.

Aplikasi bukan paket yang ditandatangani sehingga Anda perlu mengaktifkan opsi sumber tidak dikenal dalam pengaturan ponsel Anda. Aplikasi hanya perlu hak untuk mengakses vibrator dan jaringan WiFi.

Uji Pesawat Pra-penerbangan menggunakan aplikasi Android: Setelah Aplikasi Android aktif dan berjalan di ponsel pintar Anda, lihat video di atas untuk mengetahui cara kerja Aplikasi dan berbagai fitur keren dari aplikasi.. Jika pesawat Anda merespons Aplikasi dengan cara yang sama seperti video di atas, daripada itu HEBAT… KAMU TELAH BERHASIL…

Langkah 8: Langkah 8: Saatnya Terbang

Siap terbang?…

• MASUK KE LAPANGAN
• LAKUKAN BEBERAPA UJI GLIDE
• GANTI SUDUT ELEVATOR atau TAMBAH/HAPUS BERAT PADA HIDUNG BIDANG SAMPAI MELANJUT…
• SETELAH MELANJUT LANGSUNG, NYALAKAN PESAWAT dan BUKA APLIKASI ANDROID
• TANGAN LUNCURKAN PESAWAT DENGAN TEGAS DENGAN THROTTLE 60% melawan Angin
• SETELAH DI UDARA, HARUS MUDAH TERBANG PADA TINGKAT DENGAN THROTTLE SEKITAR 20% hingga 25%