צור וטוס מטוס מבוקר בטלפון חכם זול: 8 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:14

האם אי פעם חלמתם לבנות <15 $ DIY מטוס חניה לשליטה מרחוק בשליטת הטלפון הנייד שלכם (אפליקציית אנדרואיד באמצעות WiFi) ולתת לכם מנה יומית של אדרנלין של 15 דקות (זמן טיסה של כ -15 דקות)? ממה שהמדריך הזה בשבילכם.. המטוס הזה הוא טיסה מאוד יציבה ואיטית כך שקל מאוד אפילו לילדים להטיס אותו.

מדברים על טווח המטוס … יש לי טווח LOS של כ -70 מטר באמצעות הנייד Moto G5S שלי, המשמש כנקודה חמה WiFi ושלט רחוק. עוד RSSI בזמן אמת מוצג באפליקציית Android ואם המטוס עומד לצאת מחוץ לטווח (RSSI יורד מתחת ל -85 dBm) מאשר הטלפון הנייד יתחיל לרטוט. אם המטוס יוצא מחוץ לטווח נקודת הגישה ל- Wi-Fi מאשר עצירות המנוע בכדי לספק נחיתה בטוחה. גם מתח הסוללה מוצג באפליקציית אנדרואיד ואם מתח הסוללה יורד מתחת ל- 3.7V מהטלפון הנייד מתחיל לרטוט כדי לספק משוב לטייס להנחית את המטוס לפני שהסוללה תתרוקן לגמרי. המטוס נשלט באופן מלא על מחוות פירושו אם אתה מטה את הטלפון הנייד שמאלה מהמטוס פנה שמאלה והפוך לסיבוב ימינה. אז הנה, אני משתף צעד אחר צעד הוראת בנייה של המטוס הזעיר שלי המבוסס על ה- ESP8266 מבוסס ה- WiFi שלי. זמן הבנייה הנדרש למטוס זה הוא בסביבות 5-6 שעות ודורש מיומנות הלחמה בסיסית, מעט ידע בתכנות ESP8266 באמצעות Arduino IDE ושתיה של כוס קפה חם או בירה צוננת יהיה נהדר:).

שלב 1: שלב 1: רשימת רכיבים וכלים

חלקי אלקטרוניקה: אם אתה חובב אלקטרוניקה מאשר תמצא הרבה מהחלקים המפורטים להלן במלאי שלך

• 2 מס '. מנוע DC נטול קורות עם אביזר cw ו- ccw 5 $
• 1 מס '. מודול ESP-12 או ESP-07 2 $
• 1 מס '. 3.7V 180mAH 20C סוללת ליפו -> 5 $
• 2 מס '. SI2302DS A2SHB SOT23 MOSFET 0.05 $
• 5 מס '. 3.3kOhms 1/10 וואט smd או 1/4 ואט נגדים דרך חור 0.05 $ (3.3K עד 10K כל נגד יעבוד)
• 1 מס '. 1N4007 smd או דיודה דרך חור 0.02 $
• 1 מס '. מודול מטען ליפו TP4056 1S 1A 0.06 $
• 2 זכר ונקבה אחת מחבר מיני JST 0.05 $

עלות כוללת ------ 13 $ כ

חלקים אחרים:

• 2-3 מס. מקל ברביקיו
• 1 מס '. 50 ס"מ x 50 ס"מ 3 מ"מ יריעת פריון או כל גיליון קצף 3 מ"מ קשיח
• חוט מגשר מבודד בעל ליבה אחת
• ממיר Nodemcu או cp2102 USB ל- UART כמתכנת להעלות קושחה ל- esp8266
• סקוטש טייפ
• דבק מגע

כלים נדרשים:

• כלי הלחמה בדרגת תחביב
• להב כירורגי עם מחזיק להב
• אקדח דבק חם
• סוּלָם
• מחשב בעל Arduino IDE עם ESP8266 Arduino Core
• טלפון נייד אנדרואיד

זה כל מה שאנחנו צריכים … עכשיו אנחנו מוכנים לבנות את המטוס המשולב שלנו מבוקר ה- WiFi

שלב 2: שלב 2: הבנת מנגנון הבקרה

מטוס זה משתמש בדחף דיפרנציאלי לבקרת הלסת (היגוי) ובדחף קולקטיבי למגרש (טיפוס/ירידה) ובקרת מהירות אוויר ומכאן שאין צורך במנוע סרוו ורק שני מנוע DC חסר ליבה עיקרי מספק דחף ושליטה.

צורת הכנף הפולידרלית מספקת יציבות גלילה כנגד כוח חיצוני (משב רוח). הימנעות מכוונת של מנוע סרוו על משטחי בקרה (מעלית, Aileron והגה) הופכת את תכנון המטוס לקל מאוד לבנייה ללא כל מנגנון בקרה מורכב וגם מפחית את עלות הבנייה. כדי לשלוט על המטוס כל מה שאנחנו צריכים הוא לשלוט בדחף של שני מנוע ה- DC ללא Coreless מרחוק באמצעות WiFi באמצעות אפליקציית Android הפועלת בטלפון הנייד. ליתר ביטחון, כל אחד רוצה לצפות בעיצוב המטוס הזה בתלת מימד, צירפתי כאן צילום מסך של Fusion 360 וקובץ stl.. אתה יכול להשתמש ב- viewer stl מקוון כדי להסתכל על העיצוב מכל זווית ראייה.. שוב זה פשוט עיצוב CAD של מטוס לתיעוד, אתה לא צריך מדפסת תלת מימד או חותך לייזר.. אז אל תדאג:)

שלב 3: שלב 3: סכמטי בקר מבוסס על ESP8266

נתחיל בהבנת הפונקציה של כל רכיב בסכימה,

• ESP12e: ESP8266 WiFi SoC זה מקבל מנות בקרת UDP מאפליקציית Android ושולט בסל"ד המנוע השמאלי והימני. הוא מודד את מתח הסוללה ואת RSSI של אות WiFi ושולח אותו לאפליקציית Android.
• D1: מודול ESP8266 פועל בבטחה בין 1.8V ~ 3.6V בהתאם לגליון הנתונים שלו, ומכאן שלא ניתן להשתמש בסוללת LiPo תא בודדת ישירות עבור אספקת חשמל ESP8266 ולכן נדרש ממיר הורדה. הפחת את משקל המעגל ואת המורכבות השתמשתי בדיודה 1N4007 כדי להוריד את מתח הסוללה (4.2V ~ 3.7V) ב- 0.7V (חתך במתח של 1N4007) כדי לקבל מתח בטווח של 3.5V ~ 3.0V המשמש כמתח אספקה של ESP8266. אני יודע שהדרך המכוערת שלה לעשות זאת אבל היא עובדת מצוין עבור המטוס הזה.
• R1, R2 ו- R3: שלושת הנגדים הללו נדרשים למינימום לצורך התקנת מינימום ESP8266. R1 סיכה CH_PD (EN) נפתחת של ESP8266 כדי לאפשר זאת. סיכת RST של ESP8266 פעילה נמוכה ולכן R2 סיכת RST של משיכה למעלה של ESP8266 והוצאתה ממצב איפוס. לפי גיליון נתונים על הפעלה, סיכת GPIO15 של ESP8266 חייבת להיות נמוכה, כך ש- R3 נהג למשוך את GPIO15 של ESP8266.
• R4 ו- R5: R4 ו- R5 נהגו להסיר שער של T1 ו- T2 כדי להימנע מכל טריגר שווא של משטחים (הפעלת מנוע) כאשר ESP8266 מופעל. (הערה: ערכי R1 עד R5 המשמשים בפרויקט זה הם 3.3 קוהמס, אולם כל התנגדות בין 1K עד 10K תפעל בצורה חלקה)
• T1 ו- T2: אלה שני פסים כוח Si-302DS N-channel (דירוג 2.5 אמפר) שולט בסל"ד של המנוע השמאלי והימני על ידי PWM שמגיע מ- GPIO4 ו- GPIO5 של ESP8266.
• L_MOTOR ו- R_MOTOR: אלה הם מנועי DC ללא קורלבה של 7 מ"מ על 20 מ"מ 35000 סל"ד המספקים דחף דיפרנציאלי למטוס ובטוס שליטה. כל מנוע מספק דחיפה של 30 גרם ב -3.7V ומושך זרם של 700mA במהירות.
• J1 ו- J2: אלה מחברים מיני JST המשמשים למודול ESP12e וחיבור סוללה. אתה יכול להשתמש בכל מחבר שיכול להתמודד עם זרם של 2 אמפר לפחות.

(הערה: אני לגמרי מבינה את החשיבות של ניתוק קבלים בעיצוב מעגלי אותות מעורבים, אך נמנעתי מניתוק קבלים בפרויקט זה כדי להימנע ממורכבות מעגל וספירת חלקים מכיוון שרק חלק ה- WiFi של ESP8266 הוא מודול RF/Analog ו- ESP12e עצמו בעל קבלים ניתוק נחוצים. על הלוח. BTW ללא כל מעגל קבלים ניתוק חיצוני פועל בסדר גמור.)

שלב מקלט מבוסס ESP12e עם חיבור תכנות בפורמט pdf מצורף עם שלב זה.

שלב 4: שלב 4: הרכבת בקר

סרטון מעל עם כיתוב מראה שלב אחר שלב יומן בנייה של בקר מקלט מבוסס ESP12e מבוסס המיועד לפרויקט זה. ניסיתי למקם רכיבים לפי הכישורים שלי. אתה יכול למקם רכיבים לפי המיומנות שלך על ידי התייחסות סכמטית שניתנה בשלב הקודם.

רק מסכות SMD (Si2302DS) קטנות מדי וצריכות טיפול בעת הלחמה. יש לי את המדפים האלה במלאי אז השתמשתי בו. אתה יכול להשתמש בכל חבילה גדולה יותר של TO92 עם Rdson <0.2ohms ו- Vgson 1.5Amps. (הציע לי אם אתה מוצא Mosfet כזה זמין בקלות בשוק..) ברגע שהחומרה הזו מוכנה, כולנו מוכנים להעלות קושחה של מטוס WiFi כדי nodemcu תהליך זה נדון בשלב הבא.

שלב 5: שלב 5: התקנת קושחה והעלאה של ESP8266

קושחת ESP8266 לפרויקט זה מפותחת באמצעות Arduino IDE.

ניתן להשתמש ב- Nodemcu או ממיר USBtoUART להעלאת קושחה ל- ESP12e. בפרויקט זה אני משתמש ב- Nodemcu כמתכנת להעלות קושחה ל- ESP12e.

סרטון מעל מציג תהליך שלב אחר שלב של אותו הדבר..

ישנן שתי שיטות להעלות קושחה זו ל- ESP12e,

1. שימוש בנודמקו פלאש: אם אתה רק רוצה להשתמש בקובץ בינארי wifiplane_esp8266_esp12e.bin המצורף עם שלב זה ללא כל שינוי בקושחה, מהי הדרך הטובה ביותר לבצע.

   • הורד את wifiplane_esp8266_esp12e.bin מהקובץ המצורף של שלב זה.
   • הורד את nodemcu flasher repo ממאגר github הרשמי שלו ופתח אותו.
   • בתיקייה שלא מכווצת, נווט אל nodemcu-flasher-master / Win64 / Release והפעל את ESP8266Flasher.exe
   • פתח את כרטיסיית התצורה של ESP8266Flasher ושנה את נתיב הקבצים הבינארי מ- INTERNAL: // NODEMCU לנתיב של wifiplane_esp8266_esp12e.bin
   • בצע את השלבים לפי הסרטון למעלה ….

2. שימוש ב- Arduino IDE: אם ברצונך לערוך קושחה (כלומר SSID וסיסמה של רשת WiFi - נקודה חמה של Android במקרה זה), זו השיטה הטובה ביותר לביצוע.

   • הגדר את Arduino IDE עבור ESP8266 על ידי ביצוע ההנחיה המעולה הזה.
   • הורד את wifiplane_esp8266.ino מהקובץ המצורף של שלב זה.
   • פתח את Arduino IDE והעתק את הקוד מ- wifiplane_esp8266.ino והדבק אותו ב- Arduino IDE.
   • ערוך את SSID ואת הסיסמה של הרשת שלך בקוד על ידי עריכה של שתי שורות. ופעל לפי השלבים לפי הסרטון לעיל.
   • char ssid = "wifiplane"; // SSID הרשת שלך (שם) char pass = "wifiplane1234"; // סיסמת הרשת שלך (השתמש ב- WPA, או השתמש כמפתח ל- WEP)

שלב 6: שלב 6: מכלול מסגרת אוויר

יומן בניית מסגרת האוויר מוצג שלב אחר שלב בסרטון למעלה.

השתמשתי בחתיכה של 18 ס"מ x 40 ס"מ של קצף דפרון למסגרת אוויר. מקל ברביקיו המשמש להעניק כוח נוסף לגוף המטוס והכנף. בתמונה למעלה מסופקת תוכנית של אווירי -פריים, אולם תוכל לשנות את התוכנית בהתאם לצורך שלך על ידי שמירה על אווירודינמיקה בסיסית ומשקל המטוס. בהתחשב בהתקנה האלקטרונית של מטוס זה, הוא מסוגל להטיס מטוס במשקל מרבי של כ -50 גרם. BTW עם מסגרת המטוס הזו וכל האלקטרוניקה כולל משקל הטיסה של המטוס הוא 36 גרם.

מיקום CG: השתמשתי בכלל האגודל הכללי של CG להחלקה חלקה … 20% -25% מאורך האקורד שלו מהקצה הקדמי של הכנף … עם הגדרת CG זו עם מעלית מעט למעלה, היא גולשת עם מצערת אפס, זבוב רמה. עם מצערת של 20-25% ועם מצערת נוספת היא מתחילה לטפס בגלל מעט מעלה…

להלן סרטון יוטיוב של עיצוב מטוס הכנפיים המעופפות שלי עם אותו אלקטרוניקה כדי לעודד אותך להתנסות בעיצוב שונה וגם כדי להוכיח כי עבור התקנה זו ניתן להשתמש עם סוג עיצוב של מספר מסגרות.

שלב 7: שלב 7: הגדרת ובדיקת אפליקציות אנדרואיד

התקנת אפליקציית אנדרואיד:

אתה רק צריך להוריד קובץ wifiplane.apk המצורף עם שלב זה לסמארטפון שלך ועליך לעקוב אחר ההוראות לפי הסרטון לעיל.

אודות אפליקציה, אפליקציית Android זו מפותחת באמצעות עיבוד לאנדרואיד.

האפליקציה אינה חבילה חתומה ולכן עליך לאפשר אפשרות מקור לא ידוע בהגדרת הטלפון שלך. האפליקציה זקוקה רק לגישה לרטט ולרשת WiFi.

מבחן מטוס לפני הטיסה באמצעות אפליקציית אנדרואיד: ברגע שאפליקציית אנדרואיד פועלת בטלפון החכם שלך, עיין בסרטון למעלה כדי לדעת כיצד האפליקציה עובדת ותכונות מגניבות שונות של האפליקציה. אם המטוס שלך מגיב לאפליקציה באותו אופן כמו הסרטון למעלה., ממה שזה נהדר… עשית את זה…

שלב 8: שלב 8: הגיע הזמן לעוף

מוכן לעוף?…

• היכנס לשדה
• עשה כמה בדיקות גלישה
• שנה את זווית המעלית או הוסף/הסר משקל על אף המטוס עד שהוא מחליק בצורה חלקה …
• פעם זה מחליק בצורה חלקה, כוח על המטוס ופתוח אפליקציה לאנדרואיד
• מטוס הפעלה ביד עם 60% זרוע נגד הרוח
• ברגע שזה באוויר, זה אמור לטוס בקלות ברמה עם 20% עד 25% גז