Ucuz Akıllı Telefon Kontrollü Uçak Yapın ve Uçun: 8 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

Cep telefonunuzla (WiFi üzerinden Android Uygulaması) kontrol eden ve size günlük 15 dakikalık adrenalin dozu veren (uçuş süresi yaklaşık 15 dakika) <15 $'dan küçük uzaktan kumandalı park flyer uçağı yapmayı hiç hayal ettiniz mi? Bu talimat sizin için daha fazlası çocuklar.. Bu uçak çok kararlı ve yavaş uçuyor, bu yüzden çocuklar için bile uçması çok kolay.

Uçağın menzilinden bahsetmişken… WiFi Bağlantı Noktası ve uzaktan kumanda görevi gören Moto G5S mobil cihazımı kullanarak yaklaşık 70 metrelik bir LOS menzili elde ettim. Android Uygulamasında görüntülenen daha fazla gerçek zamanlı RSSI ve uçak menzil dışına çıkmak üzereyse (RSSI -85 dBm'nin altına düşerse) cep telefonundan daha titremeye başlar. Uçak, Wi-Fi erişim noktasının kapsama alanı dışına çıkarsa, arıza emniyetli iniş sağlamak için motor durur. Ayrıca, Android uygulamasında gösterilen pil voltajı ve pil voltajı cep telefonundan 3,7V'nin altına düşerse, pil tamamen boşalmadan önce uçağı indirmek için pilota geri bildirim sağlamak için titreşmeye başlar. Uçak tamamen hareket kontrollüdür, eğer cep telefonunu uçaktan sola yatırırsanız sola ve sağa dönüş için ters çevirin. Bu yüzden burada, ESP8266 tabanlı WiFi kontrollü minik Uçağımın adım adım yapım talimatını paylaşıyorum. Bu uçak için gereken yapım süresi 5-6 saat civarındadır ve temel lehimleme becerisi, Arduino IDE kullanarak biraz ESP8266 programlama bilgisi gerektirir ve etrafta bir fincan sıcak kahve veya soğuk bira bulundurmak harika olur:).

Adım 1: Adım 1: Bileşenler ve Araçlar Listesi

Elektronik Parçalar:Elektronik meraklısıysanız, aşağıda listelenen parçaların birçoğunu envanterinizde bulacaksınız.

• 2 numara cw ve ccw prop ile çekirdeksiz DC motor 5$
• 1 numara ESP-12 veya ESP-07 modülü 2$
• 1 numara 3.7V 180mAH 20C LiPo pil -- > 5$
• 2 numara SI2302DS A2SHB SOT23 MOSFET 0.05$
• 5 numara 3,3 kOhm 1/10 watt smd veya 1/4 watt açık delik dirençleri 0,05$ (3,3K ila 10K herhangi bir direnç işe yarar)
• 1 numara 1N4007 smd veya açık delikten diyot 0,02 $
• 1 numara TP4056 1S 1A Lipo Şarj Modülü 0.06$
• 2 erkek ve 1 dişi mini JST konektörü 0.05$

Toplam Maliyet------ 13$ Yaklaşık

Diğer bölümler:

• 2-3 numara Barbekü çubuğu
• 1 numara 50cm x 50cm 3mm depron levha veya herhangi bir sert 3mm köpük levha
• Tek çekirdekli yalıtımlı atlama teli
• Esp8266'ya firmware yüklemek için programcı olarak Nodemcu veya cp2102 USB'den UART'a dönüştürücü
• Selobant
• Süper yapıştırıcı

Gerekli aletler:

• Hobi sınıfı Lehimleme Aletleri
• Bıçak tutuculu cerrahi bıçak
• Sıcak yapıştırıcı tabancası
• Ölçek
• ESP8266 Arduino Core ile Arduino IDE'ye sahip bilgisayar
• Android Cep telefonu

İhtiyacımız olan tek şey bu… Şimdi hepimiz çılgın WiFi Kontrollü Uçağımızı yapmaya hazırız.

Adım 2: Adım 2: Kontrol Mekanizmasını Anlama

Bu Düzlem, sapma kontrolü (Direksiyon) için diferansiyel itme ve yunuslama (tırmanma/iniş) için toplu itme ve hava hızı kontrolü kullanır, bu nedenle servo motora gerek yoktur ve sadece iki ana çekirdeksiz DC motor itme ve kontrol sağlar.

Kanatın çokyüzlü şekli, dış kuvvete (Rüzgar esintisine) karşı yuvarlanma stabilitesi sağlar. Kontrol yüzeylerinde (asansör, Aileron ve Dümen) servo motordan kasıtlı olarak kaçınmak, uçağın tasarımını herhangi bir karmaşık kontrol mekanizması olmadan inşa etmeyi çok kolaylaştırır ve ayrıca yapım maliyetini düşürür. Uçağı kontrol etmek için Tek ihtiyacımız olan, her iki Coreless DC motorun itişini, cep telefonunda çalışan Android App kullanarak WiFi üzerinden uzaktan kontrol etmektir. Her ihtimale karşı bu uçağın tasarımını 3D olarak görmek isteyenler buraya Fusion 360 ekran görüntüsünü ve stl dosyasını ekledim.. Online stl görüntüleyiciyi kullanarak tasarıma herhangi bir açıdan bakabilirsiniz.. Belgeleme için uçağın CAD tasarımı, 3D yazıcıya veya lazer kesiciye ihtiyacınız yok.. o yüzden endişelenme:)

Adım 3: Adım 3: ESP8266'ya Dayalı Kontrolör Şeması

Şematikteki her bir bileşenin işlevini anlamakla başlayalım,

• ESP12e: Bu ESP8266 WiFi SoC, Android Uygulamasından UDP kontrol paketleri alır ve Sol ve Sağ motorun RPM'sini kontrol eder. Pil voltajını ve WiFi sinyalinin RSSI'sini ölçer ve Android Uygulamasına gönderir.
• D1: ESP8266 modülü, veri sayfasına göre 1.8V~3.6V arasında güvenli bir şekilde çalışır, bu nedenle tek hücreli LiPo pil doğrudan ESP8266 güç kaynağı için kullanılamaz, bu nedenle düşürücü dönüştürücü gereklidir. Devre ağırlığını ve karmaşıklığını azaltın ESP8266'nın besleme voltajı olarak kullanılan 3.5V~3.0V aralığında voltaj elde etmek için akü voltajını (4.2V ~ 3.7V) 0,7V (1N4007 voltajında kesilmiş) düşürmek için 1N4007 Diyot kullandım. Bunu yapmanın çirkin yolunu biliyorum ama bu uçak için gayet iyi çalışıyor.
• R1, R2 ve R3: bu üç direnç minimum ESP8266 kurulumu için gereklidir. Etkinleştirmek için ESP8266'nın R1 CH_PD(EN) pinini yukarı çekin. ESP8266'nın RST pimi düşük aktiftir, bu nedenle R2, ESP8266'nın RST pimini yukarı çeker ve sıfırlama modundan çıkarır. Açılışta veri sayfasına göre, ESP8266'nın GPIO15 pimi düşük olmalıdır, bu nedenle R3, ESP8266'nın GPIO15'ini aşağı çekmek için kullanılır.
• R4 ve R5: R4 ve R5, ESP8266 açıldığında herhangi bir yanlış mosfet tetiklenmesini (motor çalışması) önlemek için T1 ve T2 kapısını aşağı çekmek için kullanılır. (Not: Bu projede kullanılan R1 - R5 değerleri 3.3Kohm'dur, ancak 1K ile 10K arasındaki herhangi bir direnç sorunsuz çalışacaktır)
• T1 ve T2: Bunlar, ESP8266'nın GPIO4 ve GPIO5'inden gelen PWM tarafından Sol ve Sağ Motorun RPM'sini kontrol eden iki Si2302DS N-kanallı güç mosfetidir (2,5 Amper).
• L_MOTOR ve R_MOTOR: Bunlar 7mmx20mm 35000 RPM Çekirdeksiz DC motorlardır, sinek ve kontrol düzlemi için diferansiyel itme sağlar. Her motor 3.7V'de 30gram itme sağlar ve hızda 700mA Akım çeker.
• J1 ve J2: ESP12e modülü ve Batarya bağlantısı için kullanılan mini JST konnektörlerdir. En az 2Amp akımı kaldırabilen herhangi bir konektörü kullanabilirsiniz.

(Not: Karışık sinyal devre tasarımında dekuplaj kondansatörünün önemini tamamen anlıyorum, ancak ESP8266'nın sadece WiFi kısmı RF/Analog olduğundan ve ESP12e modülünün kendisi gerekli ayırma kapasitörlerine sahip olduğundan, devre karmaşıklığını ve parça sayımını önlemek için bu projede kapasitörleri ayrıştırmaktan kaçındım. yerleşik. Herhangi bir harici dekuplaj kapasitör devresi olmadan BTW gayet iyi çalışıyor.)

Programlama bağlantılı pdf formatında ESP12e tabanlı alıcı şeması bu adıma eklenmiştir..

Adım 4: Adım 4: Denetleyici Montajı

Altyazılı yukarıdaki video, bu proje için tasarlanmış ESP12e Tabanlı Alıcı cum denetleyicisinin adım adım oluşturma günlüğünü göstermektedir. Bileşenleri becerilerime göre yerleştirmeye çalıştım. bir önceki adımda verilen şemayı göz önünde bulundurarak becerinize göre bileşenleri yerleştirebilirsiniz.

Yalnızca SMD mosfetler (Si2302DS) çok küçüktür ve lehimleme sırasında özen gösterilmesi gerekir. Envanterimde bu mosfetler var, bu yüzden kullandım. Rdson < 0.2ohms ve Vgson 1.5Amps ile daha büyük herhangi bir TO92 paket güç mosfetini kullanabilirsiniz. (Böyle bir mosfet'i piyasada kolayca bulursanız bana önerin..) Bu donanım hazır olduğunda, bir sonraki adımda tartışılacak olan bu işlemi nodemcu yapmak için hepimiz WiFi Uçağının donanım yazılımını yüklemeye hazırız.

Adım 5: Adım 5: ESP8266 Ürün Yazılımı Kurulumu ve Yüklemesi

Bu proje için ESP8266 ürün yazılımı Arduino IDE kullanılarak geliştirilmiştir.

Nodemcu veya USBtoUART Dönüştürücü, bellenimi ESP12e'ye yüklemek için kullanılabilir. Bu projede Nodemcu'yu ESP12e'ye firmware yüklemek için programcı olarak kullanıyorum.

Yukarıdaki Video, aynı işlemin adım adım sürecini gösterir.

Bu bellenimi ESP12e'ye yüklemek için iki yöntem vardır,

1. nodemcu flaşör kullanımı: Eğer sadece bu adıma eklenmiş wifiplane_esp8266_esp12e.bin ikili dosyasını herhangi bir bellenim değişikliği yapmadan kullanmak istiyorsanız, izlemeniz gereken en iyi yöntem budur.

   • Bu adımın ekinden wifiplane_esp8266_esp12e.bin dosyasını indirin.
   • Resmi github deposundan nodemcu flaşör deposunu indirin ve sıkıştırmasını açın.
   • Sıkıştırılmamış klasörde, nodemcu-flasher-master\Win64\Release konumuna gidin ve ESP8266Flasher.exe dosyasını çalıştırın.
   • ESP8266Flasher'ın yapılandırma sekmesini açın ve INTERNAL://NODEMCU olan ikili dosya yolunu wifiplane_esp8266_esp12e.bin yoluna değiştirin
   • Yukarıdaki videoya göre adımları izleyin….

2. Arduino IDE'yi Kullanmak: Firmware'i (yani, WiFi ağının SSID'si ve şifresi - bu durumda Android Hotspot) düzenlemek istiyorsanız, izlemeniz gereken en iyi yöntem budur.

   • Bu mükemmel Instructable'ı izleyerek ESP8266 için Arduino IDE'yi kurun.
   • Bu adımın ekinden wifiplane_esp8266.ino dosyasını indirin.
   • Arduino IDE'yi açın ve wifiplane_esp8266.ino'dan kodu kopyalayın ve Arduino IDE'ye yapıştırın.
   • Aşağıdaki iki satırı düzenleyerek kodda ağınızın SSID ve Parolasını düzenleyin. ve yukarıdaki videoya göre adımları izleyin.
   • char ssid = "wifiplane"; // ağınızın SSID'si (ad)char pass = "wifiplane1234"; // ağ şifreniz (WPA için kullanın veya WEP için anahtar olarak kullanın)

Adım 6: Adım 6: Gövde Montajı

Gövde oluşturma günlüğü, yukarıdaki videoda adım adım gösterilmektedir.

Gövde için 18cmx40cm parça depron sünger kullandım. Gövde ve kanada ekstra güç sağlamak için kullanılan barbekü çubuğu. Yukarıdaki resimde Gövde Planı verilmiştir, ancak yalnızca temel aerodinamiği ve uçağın ağırlığını göz önünde bulundurarak planı ihtiyacınıza göre değiştirebilirsiniz. Bu uçağın elektronik kurulumu göz önüne alındığında, maksimum 50 gram civarında bir uçakla uçabilmektedir. Bu uçak gövdesi ve pil dahil tüm elektronik aksamları ile BTW, bu uçağın uçuş ağırlığı 36 gramdır.

CG Yeri: Düzgün kayma için genel CG kuralını kullandım…akor uzunluğunun %20-%25'i kanadın ön kenarından uzakta… Biraz yukarı kaldırıcılı bu CG kurulumu ile sıfır gaz, düz uçuş ile kayar %20-25 gaz ile ve ilave gaz ile biraz yukarı kaldırıldığından dolayı tırmanmaya başlar…

İşte size çeşitli tasarımları denemeniz için ilham vermek ve aynı zamanda bu kurulum için birçok uçak gövdesi tasarım tipiyle kullanılabileceğini kanıtlamak için aynı elektroniklere sahip uçan kanatlı uçak tasarımımın youtube videosu.

7. Adım: 7. Adım: Android Uygulaması Kurulumu ve Testi

Android Uygulaması Kurulumu:

Bu adımla birlikte ekli wifiplane.apk dosyasını akıllı telefonunuza indirmeniz ve yukarıdaki videodaki talimatları izlemeniz yeterlidir.

Uygulama Hakkında, Bu Android Uygulaması, Android için İşleme kullanılarak geliştirilmiştir.

Uygulama imzalı paket değildir, bu nedenle telefonunuzun ayarında bilinmeyen kaynak seçeneğini etkinleştirmeniz gerekir. Uygulamanın yalnızca vibratör ve WiFi ağına erişme hakkı gerekir.

Android uygulamasını kullanarak Uçağın Uçuş Öncesi Testi: Android Uygulaması akıllı telefonunuzda çalışmaya başladığında, Uygulamanın nasıl çalıştığını ve uygulamanın çeşitli harika özelliklerini öğrenmek için yukarıdaki videoya bakın.. Uçağınız Uygulamaya yukarıdaki videoyla aynı şekilde yanıt verirse, daha BÜYÜK… BUNU YAPTIK…

Adım 8: Adım 8: Uçma Zamanı

Uçmaya hazır?…

• SAHAYA GİRİN
• BİRAZ KAYMA TESTİ YAPIN
• ELEVATÖR AÇISINI DEĞİŞTİRİN veya DÜZENLİ BİR ŞEKİLDE KAYANA KADAR UÇAĞA BURUNDA AĞIRLIK EKLE/KALDIR…
• DÜZGÜN BİR ŞEKİLDE süzüldüğünde, UÇAKTA AÇIN ve ANDROID UYGULAMASINI AÇIN
• Rüzgâra Karşı %60 GAZLI SAĞLAM BİR ŞEKİLDE ELDEN FIRLATMA UÇAĞI
• HAVADA OLDUĞUNDA, YAKLAŞIK %20 ila %25 GAZ KOLU SEVİYESİNDE KOLAYCA UÇABİLİR