Napravite i letite jeftino avionom koji kontroliše pametni telefon: 8 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:06

Jeste li ikada sanjali o izgradnji <15 $ DIY letačkog parka za daljinski upravljač koji upravlja vašim mobilnim telefonom (aplikacija za Android preko WiFi -a) i daje vam dnevnu dozu adrenalina od 15 minuta (vrijeme letenja oko 15 minuta)? ovaj avion je za vas momci.. Ovaj avion je vrlo stabilan i sporo leti pa je čak i djeci lako upravljati njime.

Kad govorimo o dometu aviona … Imam oko 70 metara LOS dometa koristeći svoj Moto G5S mobilni koji djeluje kao WiFi hotspot i daljinski upravljač. Dodatni RSSI u stvarnom vremenu prikazan je na Android aplikaciji i ako avion uskoro izlazi iz dometa (RSSI padne ispod -85 dBm) tada mobilni telefon počinje vibrirati. Ako avion izlazi iz dometa Wi-Fi pristupne tačke, motor se zaustavlja radi sigurnog slijetanja. Također napon baterije prikazan u Android aplikaciji i ako napon baterije padne ispod 3,7 V tada mobilni telefon počinje vibrirati kako bi pružio povratnu informaciju pilotu za slijetanje aviona prije nego što se baterija potpuno isprazni. Avion je potpuno kontroliran pokretima, znači ako nagnete mobilni telefon ulijevo, onda avion skrenite lijevo i suprotno za desno skretanje. Dakle, ovdje dijelim korak po korak upute za izradu svog malenog aviona s WiFi kontrolom zasnovanog na ESP8266. Vrijeme izgradnje potrebno za ovaj avion je oko 5-6 sati i zahtijeva osnovnu vještinu lemljenja, malo znanja o programiranju ESP8266 koristeći Arduino IDE i popiti šalicu tople kave ili ohlađeno pivo u blizini će biti odlično:).

Korak 1: Korak 1: Lista komponenti i alata

Dijelovi elektronike: Ako ste ljubitelj elektronike, pronaći ćete mnoge od dolje navedenih dijelova u svom inventaru

• 2 br. DC motor bez jezgre sa cw i ccw podupiračem 5 USD
• 1 br. ESP-12 ili ESP-07 modul 2 USD
• 1 br. 3.7V 180mAH 20C LiPo baterija -> 5 USD
• 2 br. SI2302DS A2SHB SOT23 MOSFET 0,05 $
• 5 br. 3.3kOhms 1/10 watt smd ili 1/4 watt kroz otpornike 0,05 $ (3,3K do 10K svaki otpornik će raditi)
• 1 br. 1N4007 smd ili dioda kroz otvor 0,02 $
• 1 br. TP4056 1S 1A Lipo modul punjača 0,06 USD
• 2 muška i 1 ženska mini JST konektor 0,05 USD

Ukupni troškovi ------ 13 $ Pribl

Ostali delovi:

• 2-3 br. Štap za roštilj
• 1 br. 50cm x 50cm 3 mm depron lista ili bilo koji kruti lim od 3 mm pjene
• Jednostruka izolirana kratkospojna žica
• Nodemcu ili cp2102 USB u UART pretvarač kao programer za učitavanje firmvera na esp8266
• Scotch Tape
• Super ljepilo

Potrebni alati:

• Alati za lemljenje hobi klase
• Hirurško sečivo sa držačem sečiva
• Pištolj za vruće ljepilo
• Scale
• Računar sa Arduino IDE sa ESP8266 Arduino Core
• Android mobilni telefon

To je sve što nam treba … Sada smo spremni za izgradnju našeg ludog WiFi kontroliranog aviona

Korak 2: Korak 2: Razumijevanje kontrolnog mehanizma

Ovaj avion koristi diferencijalni potisak za upravljanje odmicanjem (upravljanje) i kolektivni potisak za nagib (uspon/spuštanje) i kontrolu brzine zraka, stoga nije potreban servo motor, a samo dva glavna istosmjerna motora bez jezgre pružaju potisak i kontrolu.

Poliedarski oblik krila pruža stabilnost kotrljanja prema vanjskim silama (nalet vjetra). Namjerno izbjegavanje servo motora na upravljačkim površinama (dizalo, krilca i kormilo) čini dizajn aviona vrlo lakim za izradu bez ikakvih složenih upravljačkih mehanizama, a također smanjuje i troškove izgradnje. Za upravljanje avionom Sve što nam je potrebno je daljinski kontrolirati potisak oba Coreless DC motora putem WiFi -a pomoću Android aplikacije pokrenute na mobilnom telefonu. Za svaki slučaj, ako neko želi promatrati dizajn ovog aviona u 3D, ovdje sam priložio snimak ekrana Fusion 360 i stl datoteku.. možete koristiti mrežni stl preglednik da pogledate dizajn iz bilo kojeg kuta gledanja.. još jednom je to samo CAD dizajn aviona za dokumentaciju, ne trebate 3D štampač ili laserski rezač.. pa ne brinite:)

Korak 3: Korak 3: Shema kontrolera zasnovana na ESP8266

Počnimo s razumijevanjem funkcije svake komponente u shemi,

• ESP12e: Ovaj ESP8266 WiFi SoC prima UDP kontrolne pakete iz Android aplikacije i kontrolira RPM lijevog i desnog motora. Mjeri napon baterije i RSSI WiFi signala i šalje ih u Android aplikaciju.
• D1: ESP8266 modul sigurno radi između 1,8 V ~ 3,6 V prema podacima iz njega, stoga se jednoćelijska LiPo baterija ne može koristiti izravno za napajanje ESP8266, pa je potreban pretvarač. Smanjite težinu i složenost kruga Koristio sam 1N4007 diodu za pad napona baterije (4,2 V ~ 3,7 V) za 0,7 V (prekinuti napon 1N4007) kako bih dobio napon u rasponu od 3,5 V ~ 3,0 V koji se koristi kao napon napajanja ESP8266. Znam da je to ružan način, ali radi dobro za ovaj avion.
• R1, R2 i R3: ova tri otpornika su minimalno potrebni za postavljanje minimalnog ESP8266. R1 povlačni CH_PD (EN) pin ESP8266 kako bi se to omogućilo. RST pin ESP8266 je aktivan nisko pa R2 povuče RST pin ESP8266 i izbaci ga iz moda resetiranja. prema tehničkom listu o uključivanju, GPIO15 pin ESP8266 mora biti nizak pa se R3 koristi za povlačenje GPIO15 od ESP8266.
• R4 i R5: R4 i R5 se koriste za povlačenje vrata T1 i T2 kako bi se izbjegao bilo koji lažni okidač MOSFET-ova (rad motora) pri uključivanju ESP8266. (Napomena: R1 do R5 vrijednosti korištene u ovom projektu su 3.3Kohms, međutim svaki otpor između 1K i 10K će funkcionirati besprijekorno)
• T1 i T2: Ovo su dva Si2302DS N-kanalna MOSFET-a za napajanje (ocjena 2,5 Amp) za kontrolu okretaja lijevog i desnog motora pomoću PWM-a koji dolaze iz GPIO4 i GPIO5 iz ESP8266.
• L_MOTOR i R_MOTOR: Ovo su 7 mm x 20 mm 35000 o / min jednosmjerni motori bez jezgre koji pružaju diferencijalni potisak za let i upravljačku ravninu. Svaki motor daje potisak od 30 grama pri 3,7 V i povlači struju od 700 mA pri brzini.
• J1 i J2: Ovo su mini JST konektor koji se koristi za ESP12e modul i povezivanje baterije. Možete koristiti bilo koji konektor koji može podnijeti struju od najmanje 2Amp.

(Napomena: Potpuno razumijem važnost razdvajanja kondenzatora u dizajnu krugova sa mješovitim signalom, ali izbjegao sam odvajanje kondenzatora u ovom projektu kako bih izbjegao složenost kola i brojanje dijelova jer je samo WiFi dio ESP8266 RF/analogni i sam modul ESP12e koji ima potrebne odvojene kondenzatore BTW bez ikakvog vanjskog spojnog kondenzatorskog kruga radi sasvim u redu.)

Shema prijemnika zasnovana na ESP12e sa programskom vezom u pdf formatu je priložena uz ovaj korak.

Korak 4: Korak 4: Sklop kontrolera

Gornji video zapis s natpisom prikazuje korak po korak dnevnik izgradnje ESP12e baznog prijemnika zasnovanog kontrolera dizajniranog za ovaj projekt. Pokušao sam postaviti komponente prema svojim vještinama. komponente možete postaviti prema svojim vještinama uzimajući u obzir shemu datu u prethodnom koraku.

Samo SMD MF -ovi (Si2302DS) su premali i potrebno ih je paziti prilikom lemljenja. Imam ove MOSFET -ove u svom inventaru pa sam ih iskoristio. Možete koristiti bilo koji veći TO92 paket napajanja sa MOSFET -om sa Rdson <0.2ohms i Vgson 1.5Amps. (Predložite mi ako smatrate da je takav MOSFET lako dostupan na tržištu..) Kada ovaj hardver bude spreman, svi smo spremni za postavljanje firmvera WiFi Plane na nodemcu o ovom procesu koji se raspravlja u sljedećem koraku.

Korak 5: Korak 5: Postavljanje i otpremanje firmvera ESP8266

ESP8266 firmver za ovaj projekt razvijen je pomoću Arduino IDE -a.

Nodemcu ili USBtoUART Converter mogu se koristiti za postavljanje firmvera na ESP12e. U ovom projektu koristim Nodemcu kao programer za postavljanje firmvera na ESP12e.

Gornji video prikazuje korak po korak isti proces..

Postoje dva načina za učitavanje ovog firmvera na ESP12e,

1. Korištenje nodemcu flashera: Ako samo želite koristiti wifiplane_esp8266_esp12e.bin binarnu datoteku priloženu ovim korakom bez ikakvih izmjena u firmveru, to je najbolji način da slijedite.

   • Preuzmite wifiplane_esp8266_esp12e.bin iz priloga ovog koraka.
   • Preuzmite nodemcu flasher repo sa njegovog službenog github spremišta i raspakirajte ga.
   • U unzipped folderu idite na nodemcu-flasher-master / Win64 / Release i pokrenite ESP8266Flasher.exe
   • Otvorite karticu konfiguracije ESP8266Flashera i promijenite putanju binarne datoteke iz INTERNAL: // NODEMCU na putanju wifiplane_esp8266_esp12e.bin
   • Zatim slijedite korake navedene u videu….

2. Korištenje Arduino IDE -a: Ako želite urediti firmver (tj. SSID i lozinku WiFi mreže - u ovom slučaju Android hotspot), to je najbolji način da slijedite.

   • Postavite Arduino IDE za ESP8266 slijedeći ovaj izvrstan Instructable.
   • Preuzmite wifiplane_esp8266.ino iz priloga ovog koraka.
   • Otvorite Arduino IDE i kopirajte kôd s wifiplane_esp8266.ino i zalijepite ga u Arduino IDE.
   • Uredite SSID i lozinku svoje mreže u kodu uređivanjem sljedeća dva retka. i slijedite korake kao u gornjem videu.
   • char ssid = "wifiplane"; // vaš SSID mreže (ime) char pass = "wifiplane1234"; // vaša mrežna lozinka (koristite za WPA ili koristite kao ključ za WEP)

Korak 6: Korak 6: Montaža okvira

Dnevnik izgradnje okvira prikazuje se korak po korak u videu iznad.

Koristio sam komad depronske pjene 18cmx40cm za konstrukciju aviona. Štap za roštilj koji se koristi za pružanje dodatne snage trupu i krilu. Na gornjoj slici prikazan je plan letećeg okvira, međutim plan možete izmijeniti prema svojim potrebama samo imajući na umu osnovnu aerodinamiku i težinu aviona. S obzirom na postavljanje elektronike ovog aviona, sposoban je upravljati avionom maksimalne težine oko 50 grama. BTW sa ovim okvirom i svom elektronikom, uključujući i leteću bateriju ovog aviona je 36 grama.

CG lokacija: Koristio sam općenito pravilo palca CG-a za glatko klizanje … njegovih 20% -25% dužine akorda udaljeno od prednje ivice krila … Sa ovom postavkom CG-a s blago uzdignutim dizalom, klizi s nulom gasa, nivelirajući u ravnini sa 20-25% prigušivača gasa i sa dodatnim gasom počinje se penjati zbog blago podignutog lifta…

Evo youtube videa mog dizajna aviona s krilima sa istom elektronikom koji će vas samo potaknuti da eksperimentirate s različitim dizajnom, a također i dokazati da se za ovu postavku može koristiti s mnogim tipovima dizajna aviona.

Korak 7: Korak 7: Postavljanje i testiranje Android aplikacije

Instalacija Android aplikacije:

Samo trebate preuzeti datoteku wifiplane.apk priloženu ovim korakom na svoj pametni telefon i morate slijediti upute prema gornjem videu.

O aplikaciji, ova Android aplikacija razvijena je pomoću Processing za Android.

Aplikacija nije potpisan paket pa morate omogućiti postavku nepoznatog izvora u postavkama telefona. Aplikaciji je potrebno samo pravo pristupa vibratoru i WiFi mreži.

Predletno testiranje aviona pomoću Android aplikacije: Nakon što je Android aplikacija pokrenuta i pokrenuta na vašem pametnom telefonu, pogledajte gornji video da biste saznali kako aplikacija radi i razne cool funkcije aplikacije. Ako vaš avion reagira na aplikaciju na isti način kao gore navedeni video, nego je ODLIČAN … UČINILI STE…

Korak 8: Korak 8: Vrijeme je za let

Spremni za let?…

• ULAZITE NA TEREN
• UČINITE NEKE GLIDE TESTOVE
• PROMJENITE KUT LIFTA ili DODAJTE/UKLONITE TEŽINU NA NOSU AVIONA DO GLAZENJA …
• JEDNOM GLAZNO KLIZI, MOĆ NA AVIONU I OTVORI ANDROID APLIKACIJU
• RUČNO LONIRAJUĆA RAVNOPRAVNA PLOČA ČVRSTO SA 60% GASILA protiv vjetra
• ČIM JE U ZRAKU, TREBA LAKO LETETI NA NIVOU SA OKO 20% do 25% GASILA