GoPro Arduino колдонуу үчүн Roll and Pitch Axis Gimbal - Servo жана MPU6050 Gyro: 4 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:41

Бул көрсөтмө Түштүк Флорида университетинин Макекурстун долбоорунун талабын аткаруу үчүн түзүлгөн (www.makecourse.com)

Бул долбоордун максаты Arduino нано + 3 серво кыймылдаткычтарын + MPU6050 гиро/акселерометрди колдонуу менен GoPro үчүн 3 октук Gimbal куруу болгон. Бул долбоордо мен MPU6050 гиро/акселерометрди колдонуу менен 2 окту (Roll and yaw) башкардым, үчүнчү огу (yaw) Android App Storeдо жайгашкан HC-05 жана Arduino BlueControl колдонмосунун жардамы менен алыстан жана кол менен башкарылат..

Бул иш ошондой эле Gimbalдин механикалык компоненттеринин бардык 3D дизайн файлдарын камтыйт. Мен ылдый жагында жонокой 3D басып чыгаруу жана 3D дизайн файлдары үчүн.stl файлдарын бөлүштүм.

Долбоорумдун башында менин планым 3 щеткасы жок 3 мотору бар гимбалды куруу болчу, анткени щеткасыз моторлор серво кыймылдаткычтарына салыштырмалуу жылмакай жана жооптуу. Brushless моторлор жогорку ылдамдыктагы колдонмолордо колдонулат, андыктан биз ESC (контролер) моторун сатып алуу ылдамдыгын жөндөй алабыз. Бирок Gimbal долбоорунда щеткасыз моторду колдонуу үчүн, мен щеткасыз моторду серво сыяктуу айдашым керек экенин түшүндүм. Серво кыймылдаткычтарында мотордун абалы белгилүү. Бирок щеткасыз мотордо биз мотордун абалын билбейбиз, ошондуктан бул мотордун кемчилиги, мен аны кантип айдашты түшүнө алган жокмун. Акырында мен Gimbal долбоорун талап кылган жогорку момент үчүн 3 MG995 servo моторун колдонууну чечтим. Мен MPU6050 гиронун жардамы менен 2 түрмө кыймылдаткычын башкардым, мен HC-05 bluetooth жана Android колдонмосу менен yaw огунун серво моторун башкардым.

1 -кадам: Компоненттер

Мен бул долбоордо колдонгон компоненттер;

1- Arduino Nano (1 бирдик) (Micro usb)

2- MG995 Servo моторлору (3 даана)

3- GY-521 MPU6050 3 огу акселерометр/гироскоп (1 бирдик)

4- HC-05 Bluetooth модулу (yaw (Servo3) огун алыстан башкаруу үчүн)

4- 5V микро USB портативдүү заряддагыч түзүлүш

2-кадам: 3 Servo Motors + MPU6050 Gyro + HC-05ти ишке ашыруу

Servo Wiring

Servo1 (Roll), Servo2 (Pitch), Servo3 (Yaw)

Серво моторлорунда 3 зым бар: VCC (кызыл), GND (күрөң же кара), PWM (сары).

D3 => Servo1 PWM (сары зым)

D4 => Servo2 PWM (сары зым)

D5 => Servo3 PWM (сары зым)

5V PIN Arduino => VCC (кызыл) 3 servo мотор.

GND PIN Arduino => GND (күрөң же кара) 3 servo мотор

MPU6050 гиро зымдары

A4 => SDA

A5 => SCL

3.3 Arduino V PIN => MPU6050 VCC

GDU Arduino PIN коду => MPU6050 GND

HC-05 Bluetooth зымдары

D9 => TX

D10 => RX

3.3 V PIN Arduino => HC-05 Bluetooth VCC

GND PIN Arduino => GND HC-05 Bluetooth

3 -кадам: 3D дизайны жана иштеши

Мен Gimbalдин 3D дизайнын базарда сатылып жаткан башка Gimbalsке шилтеме кылуу менен бүтүрдүм. Серво моторлору менен айлануучу үч негизги компонент бар. Мен анын өлчөмүнө ылайыктуу GoPro орнотууну ойлоп таптым.

Бардык 3D дизайнынын.step файлы оңдоону жеңилдетүү үчүн түбүндө бөлүшүлгөн.

4 -кадам: Башкаруу механизми

Менин Gimbal долбоорумдун негизги алгоритми Эйлер бурчтарына альтернатива болгон Quaternion айлануусун колдонот. Мен helper_3dmath.h китепканасын Quaternion алгоритмин колдонуу менен жылмакай кыймылды камсыз кылуу үчүн шилтеме катары колдоном. Pitch огунун жообу жылмакай болгону менен, роликтин огу таяктын кыймылына жооп берүүдөн артта калат. Quaternion алгоритмин колдонуу менен мен Roll жана Pitch серво моторлорун башкара алдым. Эгерде сиз yaw огун колдонууну кааласаңыз, yaw огун көзөмөлдөө үчүн экинчи MPU6050 колдонушуңуз керек болот. Альтернативалуу чечим катары, мен HC-05ти конфигурацияладым жана баскычтарды колдонуу менен андроид колдонмосу менен алыстан башкарылдым. Баскычты басуу үчүн ар бир басканда, yaw огунун сервосу 10 градуска айланат.

Бул долбоордо мен сырттан импорттоого туура келген китепканалар төмөнкүдөй;

1- I2Cdev.h // MPU6050 менен байланышты иштетүү үчүн tel.h менен колдонулат

2- "MPU6050_6Axis_MotionApps20.h" // Гироскоптун китепканасы

3- // Бул санарип казыктарды RX жана TX казыктарына айландырууга мүмкүндүк берет (HC-05 bluetooth модулуна муктаж)

4-

5- // Бул эки маалымат түйүнүн (SDA жана SCL) колдонгон I2C түзмөктөрү менен байланышууга мүмкүнчүлүк берет => MPU6050

Негизги кодду Jeff Rowberg жараткан, мен аны долбоордун функционалдуулугуна жараша өзгөртүп, ino файлдагы бардык функцияларды комментарийледим.