DIY Smart Follow Me Drone con cámara (basado en Arduino): 22 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:44

Los drones son juguetes y herramientas muy populares en estos días. Puede encontrar drones y dispositivos voladores profesionales e incluso para principiantes en el mercado. Tengo cuatro drones (quadcopters y hexcopters), porque me encanta todo lo que vuela, pero el vuelo número 200 no es tan interesante y empieza a ser aburrido, así que decidí construir mi propio drone con algunas características adicionales. Me gusta programar Arduino y diseñar circuitos y dispositivos, así que comencé a construirlo. Usé el controlador de vuelo MultiWii que se basa en el chip ATMega328 que también se usa en Arduino UNO, por lo que la programación fue bastante simple. Este dron se puede conectar a un teléfono inteligente Android que envía sus datos de GPS al dron, que se compara con su propia señal de GPS, luego comienza a seguir el teléfono, por lo que si me muevo por la calle, el dron me sigue. Por supuesto que todavía tiene muchas fallas, porque no pude hacer un dron de filmación profesional, pero sigue el teléfono, hace un video y también tiene un sensor de distancia ultrasónico para evitar los obstáculos en el aire. Creo que se trata de características de un dron casero. Lo antes posible cargaré un video sobre un vuelo, pero es difícil hacer registros de buena calidad con un dron siempre en movimiento.

Paso 1: Propiedades principales

El dron es casi completamente automático, no tienes que controlarlo, porque sigue a tu teléfono que generalmente está en tu bicicleta. El sensor ultrasónico ayuda a evitar árboles, edificios y otros obstáculos y el GPS brinda datos de posición muy precisos, pero veamos qué tenemos en total:

• Batería de 1000 mAh, suficiente para 16-18 minutos de vuelo continuo
• sensor ultrasónico para evitar obstáculos en el aire
• Módulo Bluetooth para recibir datos del teléfono.
• Microcontrolador basado en Arduino
• giroscopio incorporado
• altura máxima regulada (5 metros)
• cuando la batería está baja aterriza automáticamente en el teléfono (con suerte en sus manos)
• cuesta alrededor de $ 100 para construir
• se puede programar para cualquier cosa
• con la ayuda del GPS puedes enviar el dron a cualquier coordenada
• diseño de quadcopter
• equipado con una videocámara HQ de 2MP 720p
• pesa 109 gramos (3,84 onzas)

Así que eso es todo lo que puede hacer la primera versión, por supuesto que quiero desarrollarla. Durante el verano quiero piratear mi dron más grande con este software.

Paso 2: Video de prueba de vuelo

Le pedí a dos buenos amigos míos que caminaran en la parte delantera del dron, mientras yo estaba debajo del dron, para salvarlo si se cae. Pero la prueba tuvo éxito y, como puede ver, el dron todavía no es muy estable, pero funcionó. El tipo de la izquierda con una camiseta amarilla sostenía el teléfono, que transmitía los datos del GPS. La calidad de video con esta cámara no es la mejor, pero no encontré cámaras de 1080p de bajo peso.

Paso 3: Recopilación de piezas y herramientas

Para este proyecto, necesita algunas piezas nuevas e inusuales. Diseñé a partir de piezas de bajo peso y recicladas para reducir el costo, y logré obtener muy buenos materiales para el marco. ¡Pero veamos qué necesitamos! Compré la marca Crius del controlador de vuelo en Amazon.com y trabajé

Instrumentos:

• Soldador
• Pistola de pegamento
• Cortador
• Cortador de cables
• Herramienta rotativa
• Super pegamento
• Ductape
• Banda elástica

Partes:

• Controlador de vuelo MultiWii 32kB
• Módulo GPS en serie
• Convertidor de serie a I2C
• Módulo bluetooth
• Sensor ultrasónico
• Pajitas
• Pieza de plástico
• Engranaje
• Motores
• Hélices
• Empulgueras
• Controlador de motor L293D (fue una mala elección, corregiré en la segunda versión)
• Batería de iones de litio de 1000 mAh

Paso 4: ensamble las hélices

Compré estos propulsores con motores en Amazon.com por 18 dólares, son repuestos para el dron Syma S5X, pero parecían útiles, así que los pedí y funcionaron bien. Solo tienes que meter el motor en su agujero y sujetar los puntales al engranaje.

Paso 5: Esquema del circuito

Mire siempre el esquema mientras trabaja y tenga cuidado con las conexiones.

Paso 6: Soldar motores al controlador

Ahora tiene que soldar todos los cables de los motores al controlador de motor IC L293D. Mira las fotos, dicen mucho más, tienes que conectar cables negro y azul a la GND y cables positivos a las Salidas 1-4, como yo. El L293D puede impulsar estos motores, pero recomiendo usar algunos transistores de potencia porque este chip no puede manejar los cuatro motores a alta potencia (más de 2 amperios). Después de este corte, unas pajitas de 15 cm mantendrán los motores en su lugar. Usé pajitas extra fuertes que obtuve de una panadería y cafetería local. Coloque estas pajitas suavemente en los engranajes de los motores.

Paso 7: Montaje del marco

Preste atención a la segunda imagen, que muestra cómo equipar los propulsores. Use un poco de pegamento caliente y superpegamento para adaptarse a las cuatro hélices y luego verifique las conexiones. Es muy importante que los propulsores tengan que estar a la misma distancia entre sí.

Paso 8: agregue cables al L293D

Tome cuatro cables de puente hembra-hembra y córtelos por la mitad. Luego sueldelos a los pines restantes del IC. Esto ayudará a conectar los pines a los pines de E / S de Arduino. Ahora es el momento de construir el circuito.

Paso 9: el circuito

Todos los módulos están incluidos con el kit de controlador de vuelo que pedí, por lo que solo tiene que conectarlos. El Bluetooth va al puerto serie, el GPS primero en el convertidor I2C y luego en el puerto I2C. Ahora puedes equipar esto en tu dron.

Paso 10: Colocación del circuito en el marco

Utilice cinta adhesiva de doble cara y agregue primero el GPS. Esta cinta de esponja mantiene todo en su lugar, así que pegue cada módulo uno por uno en la pieza de plástico. Si ha terminado con esto, puede conectar los pines del controlador del motor al MultiWii.

Paso 11: Conexión de los dos circuitos

Los pines de entrada van a los pines D3, D9, D10, D11, los demás deben conectarse a los pines VCC + y GND-. Schemantic se cargará mañana.

Paso 12: Batería…

Usé algunas bandas de goma para fijar mi batería a la parte inferior del dron, y se mantiene allí con bastante fuerza. Me conecté y trabajé, tal como lo imaginaba.

Paso 13: el sensor ultrasónico

El sensor de la sonda se fija en el dron con una banda elástica y se conecta a los pines D7 y D6 del controlador MultiWii.

Paso 14: ¿Cómo programarlo?

Tienes que usar un módulo FTDI serial para programar el chip. El kit también incluye el módulo programador.

Paso 15: ¿Cómo funciona un GPS?

El Sistema de Posicionamiento Global (GPS) es un sistema de navegación basado en el espacio que proporciona información de ubicación y tiempo en todas las condiciones climáticas, en cualquier lugar de la Tierra o cerca de ella, donde haya una línea de visión sin obstáculos para cuatro o más satélites GPS. El sistema proporciona capacidades críticas a usuarios militares, civiles y comerciales de todo el mundo. El gobierno de los Estados Unidos creó el sistema, lo mantiene y lo hace accesible libremente para cualquier persona con un receptor GPS. Los módulos GPS suelen emitir una serie de cadenas de información estándar, bajo algo llamado protocolo de la Asociación Nacional de Electrónica Marina (NMEA). Puede encontrar más información sobre las cadenas de datos estándar NMEA en este sitio.

Para obtener más información sobre la programación, lea esto:

Paso 16: el software

No sé si el software ya está cargado en el chip o no, pero aquí explicaré qué hacer. Primero descargue la biblioteca oficial de MultiWii a su computadora. Extraiga el archivo.zip y luego ábralo en el archivo MultiWii.ino. Elija "Arduino / Genuino UNO" y cárguelo en su placa. Ahora su microcontrolador tiene todas las funciones preinstaladas. El giroscopio, las luces, el Bluetooth e incluso la pequeña pantalla LCD (que no se usa en este proyecto) está funcionando con el código cargado. Pero este código solo se puede usar para probar si los módulos funcionan perfectamente o no. Intenta inclinar el dron y verás que los motores giran debido al sensor de giro. Tenemos que modificar el código del controlador para seguir el teléfono.

Después de esto, puedes hacer tu propio dron pirateado si puedes programar Arduino o seguir mis instrucciones y convertirlo en un dron "sígueme".

Enlace de GitHub para el software:

Visite el sitio oficial para obtener más detalles sobre el software:

Paso 17: Modificar el código

Tuve que modificar el código de los sensores y el código del controlador que le dio indicaciones al ATMega328, pero ahora el módulo Bluetooth da tres coordenadas GPS y, dependiendo de estas, el dron se mueve, así que si las coordenadas xey de mi teléfono son 46 ^ 44'31 " y 65 ^ 24 "13 'y las coordenadas del dron son 46 ^ 14'14" y 65 ^ 24 "0', entonces el dron se moverá en una dirección hasta que llegue al teléfono.

Paso 18: Aplicación de teléfono

Usé la aplicación SensoDuino que se puede descargar desde aquí a su teléfono inteligente: https://play.google.com/store/apps/details?id=com…. Conéctese al dron a través de Bluetooth y encienda el GPS TX y el registro de datos. Ahora la aplicación del teléfono está lista.

Paso 19: la cámara

Compré una cámara de llavero china 720p muy barata y tenía una gran calidad. Me adapté en la parte inferior del dron con cinta de doble cara. Esta cámara se usó en muchos de mis proyectos y siempre es buena para usarla, pesa 15 gramos y puede hacer un video muy bueno.

Paso 20: Prueba …

El dron sigue siendo insaciable porque no es un proyecto profesional, pero funciona bien. Estoy muy feliz con los resultados. La distancia de conexión fue de unos 8 metros que es más que suficiente para un dron como este. El video llegará pronto y espero que les guste. No es un dron de carreras, pero también es bastante rápido.

Paso 21: Planes futuros

También tengo un dron más grande y si puedo corregir los errores en el código quiero usarlo con ese a través de una conexión WiFi con un módulo ESP8266. Eso tiene rotores más grandes y puede levantar incluso una GoPro, no como la primera versión. Este dron podría ser una herramienta útil al andar en bicicleta, conducir, esquiar, nadar o hacer deporte, siempre te sigue.

Paso 22: ¡Gracias por mirar

Realmente espero que te haya gustado mi Instuctable, y si es así, por favor dame un amable voto en el Concurso Make It Fly. Si tiene alguna pregunta, no dude en hacerla. No olvides compartir y dar un corazón si crees que se lo merece. ¡Gracias de nuevo por mirar!

Saludos, Imetomi

Finalista en el Concurso Exterior 2016

Segundo premio en el Concurso de Automatización 2016

Segundo premio en el concurso Make It Fly 2016