ArDrone 2.0 Quadcopter upravljačka jedinica na modulu MPU6050 i ESP8266: 7 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:04

Veličina, cijena i dostupnost Wi-Fi-ja omogućuju vam izradu budžetske kontrolne jedinice za četvorokopter ArDrone 2.0 na modulu ESP8266 (cijene na AliExpressu, Gearbestu). Za kontrolu ćemo koristiti Gy-521 modul na čipu MPU6050 (žiroskop, akcelerometar).

Parrot AR. Drone je radio-upravljani četvorokopter, odnosno helikopter s četiri glavna rotora postavljena na udaljene dijagonalne grede. AR. Sam Drone radi na Linux operativnom sistemu, a gotovo svaki Android ili iOS pametni telefon ili tablet sa ekranom osjetljivim na dodir može djelovati kao daljinski upravljač za četvorokopter. Udaljenost stabilne kontrole nad Wi-Fi-jem je od 25 do 100 metara i ovisi o prostoriji i vremenskim uvjetima, ako se letovi odvijaju na ulici.

Korak 1: Povezivanje ESP8266 sa pristupnom tačkom Ar Drone 2.0

Kada je omogućeno, AR. Drone stvara SSIS pristupnu tačku "ardrone_XX_XX". Povezivanje bez lozinke.

Pokušajmo se povezati s pristupnom točkom Ar. Dron pomoću AT naredbi Povežite ESP8266 karticu s com portom računara putem UART USB adaptera za napajanje 3,3 V.

Otvorite Arduino IDE, monitor serijskog porta i pošaljite AT naredbe na ESP ploču (quadcopter mora biti omogućen)

Korak 2: Komunikacija sa AR -om. Dron se izvodi pomoću AT naredbi

Komande se šalju u AR. Drone kao UDP ili TCP paketi;

Jedan UDP paket mora sadržavati najmanje jednu kompletnu naredbu ili više njih; Ako paket sadrži više od jedne naredbe, znak 0x0A se koristi za odvajanje naredbi.

Nizovi su kodirani kao 8-bitni ASCII znakovi;

Maksimalna dužina naredbe je 1024 znaka;

Između naredbi postoji kašnjenje od 30 MS.

Naredba se sastoji od

AT * [ime naredbe] = [redni broj naredbe kao niz] [, argument 1, argument 2…]

Spisak glavnih AT komandi za kontrolu AR. Dron:

AT * REF-koristi se za polijetanje, slijetanje, poništavanje i zaustavljanje u slučaju nužde;

AT*PCMD-ova naredba se koristi za kontrolu AR. Pokret drona;

AT*FTRIM - u horizontalnoj ravni;

AT*CONFIG konfiguriranje AR. Parametri drona;

AT*LED-postavlja LED animacije na AR. Drone;

AT*ANIM instalira animaciju leta na AR. Drone.

AT * COMWDG-naredba za vraćanje čuvara-šaljemo je stalno na četvorokopter.

Za komunikaciju se koriste sljedeći portovi:

Port 5556-UDP-slanje naredbi za AR. Drone;

Port 5554-UDP-prima pakete podataka iz AR-a. Drone;

Port 5555-Reply stream video paketi iz AR-a. Drone;

Port 5559-TCP paketi za kritične podatke koji se ne mogu izgubiti, obično za konfiguraciju.

Klijent se prekida s UDP portom nakon odgode od 2 sekunde nakon slanja zadnje naredbe !!! - stoga morate stalno slati naredbe, ako je potrebno-AT*COMWDG.

Razmislite o preuzimanju navigacijskih podataka s ARDrone-a (port 5554-UDP). Paket navigacijskih podataka u demo načinu rada dugačak je 500 bajtova. Ako nešto pođe po zlu, dron može poslati paket od 32 i 24 bajta. Ako je paket dugačak 24 bajta, to znači da je port 5554 u načinu BOOTSTRAP i da se morate ponovno povezati s portom da biste ga prebacili u demo način rada. ARDrone može prenijeti navigacijske podatke klijentu u dva oblika:

skraćeno (ili demo), veličine 500 bajtova. kompletan.

Da biste dobili demo podatke, prvo pošaljite četiri bajta 0x01, 0x00, 0x00, 0x00 na port 5554, a zatim pošaljite naredbu na port 5556

AT*CONFIG = "+(seq ++)+", / "općenito: navdata_demo \", / "TRUE \" gdje je seq redni broj naredbe.

Struktura paketa navigacijskih podataka. Na početku paketa postoje 4 imenovane vrijednosti:

32-bitno zaglavlje paketa: zastavice statusa helikoptera 32 bita;

redni broj posljednje naredbe koju je klijent poslao helikopteru 32 bita;

vizija zastavica 32 bita. Slijedeća opcija opcije navdata Zaglavlje: 20-23.

Opcija navdata ima sljedeća polja:

BATERIJA = 24; punjenje baterije u procentima;

PITCH = 28; kut nagiba duž uzdužne osi;

ROLL = 32; kut nagiba u odnosu na poprečnu os;

YAW = 36; kut rotacije u odnosu na okomitu os;

VISINA = 40; visina;

VX = 44; brzina osi x;

VY = 48; brzina osi y;

VZ = 52; brzina na osi z.

Korak 3: Povezivanje ekrana Nokia 5110 sa pločom ESP8266

Priključite ekran Nokia 5110 na modul ESP8266 i na njega ispišite neke navigacijske podatke i na monitor serijskog porta

Korak 4: Dobijanje navigacijskih podataka i njihovo prikazivanje na ekranu Nokia5110

Preuzmite (skicu ardrone_esp8266_01. Ino) i posmatrajte izlaz navigacijskih podataka do serijskog porta i ekrana.

Korak 5: Slanje naredbi za polijetanje i slijetanje

Sada ćemo našem projektu dodati polijetanje i slijetanje quadcoptera naredbama s daljinskog upravljača. Da biste poletjeli, morate poslati naredbu

AT*REF = [Redni broj], 290718208

Za sletanje

AT*REF = [Redni broj], 290717696

Prije polijetanja morate poslati naredbu za horizontalnu kalibraciju, u protivnom Ar Drone se neće moći stabilizirati tokom leta.

AT * F TRIM = [Redni broj]

Otpremite skicu ardrone_esp8266_02.ino () na ploču ESP8266, uključite četverokopter Ar Drone 2.0 i provjerite rad dugmeta. Kada kliknete za polijetanje, sljedeći put kada kliknete-slijetanje itd.

Korak 6: Povezivanje MPU6050 za upravljanje Ardrone 2.0

Senzori za određivanje položaja u svemiru koriste se za upravljanje četvorokopterima. Čip MPU6050 sadrži i mjerač ubrzanja i žiroskop na ploči, kao i senzor temperature. MPU6050 je glavni element Gy-531 modula (slika 15.44). Osim ovog čipa, ploča modula sadrži potrebno vezivanje MPU6050, uključujući otpornike za povlačenje I2C sučelja, kao i stabilizator napona od 3,3 V s malim padom napona (kada se napaja na 3,3 V, izlaz stabilizator će biti 3 tačna volta) s kondenzatorima filtera.

Povezivanje na mikrokontroler pomoću I2C protokola.

Korak 7: Upravljanje četvorokopter -om pomoću MPU6050

Korištenje akcelerometra i žiroskopa omogućuje vam da odredite odstupanje na osi x i y, a odstupanje "pretvorite" u naredbe za pomicanje kvadkoptera duž odgovarajućih osi. Prijevod očitanja primljenih sa senzora u kut skretanja.

komandu za slanje na Ar Drone radi kontrole leta

AT*REF = [Redni broj], [Polje za označavanje bita], [Roll], [Pitch], [Gaz], [Yaw]

Vrijednosti Roll i Pitch u rasponu od -1 do 1 uzete su iz tablice const int float , indeks odgovara kutu odstupanja izračunatom iz podataka senzora mu6050.

Prenesite skicu ardrone_esp8266_03.ino na ploču ESP8266, uključite ar Drone 2.0 quadrocopter i provjerite rad daljinskog upravljača.