如何自制一個(gè)自動(dòng)駕駛無人機(jī)

帶有多個(gè)傳感器和一個(gè)由兩個(gè)微控制器控制的無線攝像頭的 Arduino Uno 自動(dòng)駕駛無人機(jī)。

通常我們會(huì)看到使用射頻遙控器控制的無人機(jī)，或者使用 GPS 模塊通過給出正確方向來自動(dòng)控制無人機(jī)的自動(dòng)駕駛儀。但在我的項(xiàng)目中，我使用 Arduino Uno 以另一種方式處理事情。

該項(xiàng)目的主要目標(biāo)是從特定已知區(qū)域收集數(shù)據(jù)和 2D 視頻信息。為了獲取信息，我們必須使用 Arduino 編程分配無人機(jī)可以行進(jìn)的長度和寬度值。

顧名思義，自動(dòng)駕駛意味著無人機(jī)將由自己操控，而無人機(jī)的控制動(dòng)作將由具有內(nèi)置傳感器以平衡無人機(jī)的飛行控制器來處理。Arduino Uno 是系統(tǒng)的大腦，它為飛行控制器提供正確的信號(hào)。為了保持穩(wěn)定性和持續(xù)運(yùn)行，我使用了 OpenPilot CC3D 微控制器（或任何飛行控制器）以及攝像頭，通過天氣監(jiān)測(cè)傳感器捕捉實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。最后，該系統(tǒng)包括一個(gè)藍(lán)牙模塊，用于關(guān)閉/關(guān)閉無人機(jī)并使用 Android 移動(dòng)設(shè)備顯示實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

補(bǔ)給品

藍(lán)牙低功耗 （BLE） 模塊（通用）× 1

Arduino UNO × 1

飛行控制器（CC3D）× 1

DHT11溫濕度傳感器（4針） × 1

無人機(jī)框架，ESC，電池11.1V，無刷直流電機(jī)× 1

我們知道 arduino Uno 是一個(gè) Atmega Micro 控制器。在這里，我生成了 PWM 信號(hào)來控制無人機(jī)。

我們知道 arduino Uno 是一個(gè) Atmega Micro 控制器。在這里，我生成了 PWM 信號(hào)來控制無人機(jī)。

CC3D飛行控制器：

正如我們?cè)谏蠄D中看到的那樣，它顯示了具有內(nèi)置陀螺儀和加速器控制器以及自動(dòng)調(diào)平功能的飛行控制器。

但是這些微控制器公司提供了自己的軟件對(duì)其進(jìn)行編程，并且用戶友好。

這些微控制器需要一個(gè) PWM 信號(hào)作為輸入來控制各個(gè) BLDC 電機(jī)。這些信號(hào)將由 arduino uno 生成。

無人機(jī)設(shè)計(jì)類型

正如您在上面看到的，有兩種類型的無人機(jī)設(shè)計(jì)可用于四格式無人機(jī)，具體取決于您放置飛行控制器的方向，您可以選擇四格式

方向指示將根據(jù)所選飛行控制器打印，對(duì)于所選格式，螺旋槳方向也是最重要的，CW（順時(shí)針）和 CCW（逆時(shí)針）。

電調(diào)連接

順時(shí)針

順時(shí)針方向，我們需要如上圖所示連接電線

逆時(shí)針

對(duì)于逆時(shí)針方向，我們需要互換任意兩根電線，以便將電壓的相位施加到電機(jī)上，從而改變電機(jī)方向

電機(jī)-電調(diào)-飛行控制器連接

電調(diào)控制連接

ESC 也有 3 根電線和 2 根電源線，

這 3 根電線具有 VCC、GROUND 和 INPUT SIGNAL 引腳，從 FLIGHT CONTROLLER 獲取數(shù)據(jù)以旋轉(zhuǎn) BLDC 電機(jī)。

其他 2 根電線是額定電流更高的電源線，因此請(qǐng)使用較粗的電線，這些電纜與電池通用。

使用 ARDUINO UNO 的最終接線圖

在這里，我使用了 UART 協(xié)議，但沒有數(shù)據(jù)被并行轉(zhuǎn)換為串行。就延遲而言，直接 PWM 信號(hào)從 arduino 應(yīng)用到 CC3d。

移動(dòng)應(yīng)用

上面的快照顯示了使用下面提到的開源網(wǎng)站構(gòu)建的 android 應(yīng)用程序。使用這個(gè)應(yīng)用程序，我們可以打開和關(guān)閉無人機(jī)。并且還有另一個(gè)功能可以讓我們?cè)诖写翱谥蝎@取傳感器數(shù)據(jù)，那就是手機(jī)。

紐扣

開始：此按鈕將啟動(dòng)微控制器（CC3D飛控）

mov ：這使無人機(jī)飛行并執(zhí)行在 arduino Uno 內(nèi)部編程的操作

停止：這是關(guān)閉無人機(jī)的緊急停止按鈕（由于自動(dòng)駕駛無人機(jī)沒有遙控器，因此提供了額外的按鈕）

啟動(dòng)傳感器：按下時(shí)會(huì)在白屏上顯示傳感器數(shù)據(jù)，如下圖所示

我們可以在圖中看到按下啟動(dòng)傳感器按鈕時(shí)將顯示值的溫度和濕度。

原理圖

1. 藍(lán)牙模塊接口

在這里，我們使用藍(lán)牙模塊（HC-05）進(jìn)行雙向通信，打開無人機(jī)并接收傳感器數(shù)據(jù)。

兩個(gè)電阻器用作分壓器，將 5 伏降至 3.3 伏，以便藍(lán)牙可以接收來自 Arduino Uno 的數(shù)據(jù)。

電路如此簡單和小巧，只需少量連接

Arduino Pins Bluetooth Pins

RX （Pin 0） ———-》 TX

TX （Pin 1） ———-》 RX

5V ———-》 VCC

GND ———-》 接地

2. 傳感器接口

DHT11 測(cè)量相對(duì)濕度。相對(duì)濕度是空氣中的水蒸氣量與空氣中水蒸氣的飽和點(diǎn)的比值。在飽和點(diǎn)，水蒸氣開始凝結(jié)并積聚在表面形成露水。DHT11僅使用一根信號(hào)線將數(shù)據(jù)傳輸?shù)紸rduino接口圖如上圖所示。使用 DHTLib 庫。它具有從傳感器獲取濕度和溫度讀數(shù)所需的所有功能，如下所示。

Arduino Uno 與飛控的接口

飛行控制器 （Cc3d） 將提供 5 個(gè)輸入控制引腳，為無人機(jī)提供 4 種運(yùn)動(dòng)動(dòng)作，它們是油門、滾動(dòng)、偏航和俯仰。這些引腳需要 PWM 信號(hào)才能工作，因此我們將使用 Arduino Uno 生成 PWM 信號(hào)。通過適當(dāng)?shù)囊?guī)劃和特定的草圖，我們可以通過延遲調(diào)用函數(shù)來對(duì) Arduino 進(jìn)行編程。