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小四軸飛行器:飛控板十軸陀螺儀動起來了。

十軸陀螺儀來了,Arduino Micro也來了,開心的立刻焊接,這次的焊接可能經過了前幾天的歷練已經比較不害怕,老婆來了一句焊接有什麼怕的。[我手抖得厲害啊><....],立刻焊了四條線,那一天請教了朋友板子上有一條INT要不要焊接阿,那一條是幹屁的?
     友人解釋那是一條資料備妥的意思,I2C內有很學問,這是其中一個學問,大致是說當INT高電壓的時候我這裡資料齊全了,你可以來要了,可以減少詢問的浪費時間,但是如果我的Arduino端用[固定時間輪循]的方式,而不是偵測INT腳位,那就不用焊接。
     那我怎麼知道multiwii是哪種方式?
     友人說到:你就先不要接看資料會不會動囉。 一語驚醒夢中人。
快速焊上SCL SDA VCC GND 四條線,回來接上電腦一側,挖幹,我又買到瑕疵版的陀螺儀,我的ACC ROLL一樣停在-1000,不可能,後來發現原來瑕疵的不是IC,瑕疵的是
我的無知,按下CALIB_ACC,喔 一切都正常了,我真他媽的無知阿。
       於是拿起了之前的版本,Arduino Nano+Mpu6050 喔也正常了,我錯怪他,我錯怪他了
我掉入無底的深淵了,原來我自己就是豬一樣的隊友。好吧不經一事不長一智。

     來看看動起來的樣子吧,挖真迷人阿,可以這樣看看看看一整天,這就是當MAKER的快樂啊,什麼你不懂快樂在哪裡,經歷了一個多禮拜的折磨,想說自己怎麼那麼衰,又花了錢又買了新板子,然後.....反正....哈......動手就是種樂趣。







小四軸飛行器:驅動馬達

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等待陀螺儀的這段時間馬達先來了,所以我們開始測試馬達驅動系統飛行器的馬達是透過Arduino發出PWM訊號,傳送給驅動器(小型為MOS FET,大型為電調)控制馬達的轉速,達到控制飛行器。為了測試我們的驅動電路,我們先寫一個簡單的PWM控制,讓PWM輸出值越來越大,到大極限的時候,又慢慢地變小,如果我們的驅動電路可以正常運作時我們應該可以聽到馬達的聲音漸漸地變大,然後漸漸地變小。
測試馬達之前我們先學習Arduino的PWM,學習的過程當中我參考了下面的網站
http://coopermaa2nd.blogspot.tw/2011/07/6-pwm.html http://coopermaa2nd.blogspot.tw/2011/07/61-pwm-modes-part1.html 感謝Cooper Maa。



一開始我們先使用一個LED正腳接再PWM Nano的D3,然後負腳接到GND,接著寫讓PWM變大變小的程式 然後又找到如下網站 葉難:Arduino練習:呼吸燈 http://yehnan.blogspot.tw/2012/02/arduino_16.html
使用網站上的程式碼,我們可以看到燈慢慢亮起來,又慢慢的暗下去, 如果看到這樣的結果代表我們的PWM範例程是可以動作。

當呼吸燈完成了,代表我們的程式碼是沒有問題的(如果有問題就是電路的問題),接下來只要把LED腳換成馬達控制腳,就可以測試我們的驅動。
查詢了一下SI2302,由下表可以知道為什麼選用這個IC ,這張表是在某個賣場抓到的 http://taiwan.tmall.com/item/20689248199.htm?

小四軸飛行器:機架,學習SKETCHUP

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由於買到了瑕疵品的陀螺儀,所以又改買GY86 陀螺儀,在等待物流的時間先來搞機架,剛開始規畫的時候,本想使用冰棒棍當成機架: 如圖


MAKER的賤骨頭欣起一個想法不能自我: [用3D印表機吧]
這就這樣凌晨12點開始在youtube上學習著Sketchup,分享一下我看的影片的網址。

https://www.youtube.com/watch?v=Tch6UaEx5rM
https://www.youtube.com/watch?v=aaW5W-xrXsA
https://www.youtube.com/watch?v=IwWZiywD8iM&list=PLuCfUK-rgv06ijJLv1TCgd8rYSbeJ7ama

特別感謝楊比比,他的教學都很短,剛好可以在注意力快要消失前就上完一堂課。節奏很棒,停不下來。

感謝以上這些這作者,讓我可以很快的入門SketchUp,也感謝GOOGLE提供這套軟體。
花了幾個小時熟悉一下,然後先在紙上畫出如下圖形,放上螺旋槳,感覺真有FU






然後安裝STL輸出套件, Sketchup STL 就可以把模型輸出成STL,再將檔案給予打印的廠商
或是跪求朋友(笑),過幾天就可以將這個裝上我的機身上。

題外話:關於3D列印
這個模型一開始就以好印為基礎設計(也很好畫XD),3D列印目前最夯的FDM熔融沉積成型 (Fused Deposition Modeling ),這種列印方式有一種非常致命的問題就是支撐(support)很難拆,所以友人就建議我最好不要產生支架,將模型分開列印減少支架的產生,這次的機架很簡單且也不需要支撐列印完成拿下來直接用。

720空心杯,之所以叫做720意思是直徑為7mm 長度為 20mm,如何把它放入這個洞,我用了一點點小技巧,我把這個固定開了15度的開口,然後將內徑設定為6.8mm,想要利用塑膠的彈性夾住馬達。希望會成功。 還好寫了部落格,這個角度看我發現我好像畫錯了,這樣的直徑應該不只7mm吧看起來像是14mm喔我直徑半徑搞錯了,


這幾天下來,其實學習了很多東西,但是也覺得挑戰挺大的,是不是真的可以飛起來內心總有些懷疑與擔心,不過學習到的東西已經內化成自己的工具,飛起來只是最後的犒賞,過程中我已經得到我想要的東西。別只是看了,快點動手吧。

後記:把機架修正之後送打印,然後中間往下挖了1.5mm…

小四軸飛行器:飛控板規格修改

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2015/08/21
      買到瑕疵陀螺儀,只好重新購買陀螺儀,看了MultiWii的程式碼才知道他可以用的SENSOR挺多的,其中比較有趣的是GY86與GY88這兩種SENSOR有十軸的感應器,
分別是 重力感應,陀螺儀,地磁,氣壓計。

       兩這個價格差異頗大的,但是硬體上是相同的只有氣壓計的用料不一樣,GY88屬於較便宜的BMP180,GY86是較貴的 MS5611 氣壓計,氣壓計這種東西大概也是呼巄的吧,怎麼可能靠著大氣壓力知道現在高度,就算有因該也是誤差超級大的根本是屁,但是找到下面的影片讓我對於氣壓氣完全改觀:



這兩部影片使用的是氣壓計MS5611 ,誤差範圍估計大概在50mm左右而已,一些商家也都標榜MS5611氣壓計誤差100mm內,10CM耶天啊,這東西原來是很準確的,簡單來說我的腳與我的頭的氣壓式不一樣的耶,現在科技真進步,所以立刻就改用GY86 雖然貴一點但是看到這樣的效果實在值得阿。

       等待的其間又看了一些文章,有些網友推薦一個ARDUINO 32U4,說這個ARDUINO的PWM有比較平滑的輸出,但是我看了一下multiwii的程式碼並沒有這個型號,後來繼續找發現有笨到,原來所謂的arduino 32u4 就是 arduino leonardo,或是arduino pro micro 看這個網站有詳細的介紹,不轉文 http://www.powenko.com/wordpress/?p=4394 所以預計arduino也將改成Arduino Pro Micro







四軸飛行器:飛控板DIY

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最近我有時會問自己為什麼要從Arduino 開始弄非控板,而不去買已經整體弄好的Multiwii 非控板,其實主要是自己組裝出來的樂趣,學習過程中嘗試透過各種資源與方法解決問題的能力,其實MAKER的資源很多,但怎麼應用這些資源裁示值得學習的,凌爸學習東西喜歡直接做,做的過程當中,自然就會了解WHY與HOW,這遠比看書學習的效果高上很多。

零件陸陸續續一包一包來了,發現郵費比零件貴太多~~~~@@,今天先把非控板黏在冰棒棍上,如下


正面  背面
上至下分別是 Arduino Nano,MPU6050(GY521),藍芽模組(4.0),至於固定的方式目前只是用一條雙面膠讓他們黏在上面,因為我還在考慮是否使用藍芽模組4.0還是2.1 ,2.1的好處是ARDUINO的燒錄與調適可以直接透過藍牙,如果是使用4.0就只能飛行與設定,不能燒入Arduino,但是藍牙4.0的優點是iphone 也可以控制,所以目前就先黏上藍牙4.0。

第一步 先讓Arduino 與 GY521通訊起來,這樣的開始就會特別有感覺,由於想要呈現比較高質感的電路圖,發現一套很棒的軟體 http://fritzing.org/home/ fritzing這一套電路圖軟體居然是OPEN SOURCE的,且畫出來的畫面很棒又簡單,也推薦給妳試試看,其實我蠻害怕畫電路圖的因為PROTEL太龐大了,我又不是本科系的所以電路圖對我來說太恐怖, fritzing玩起來像是玩具一樣,完全消除我心中的恐懼感。真是太感謝了,也學習到快速畫電路圖的技巧。





GY521與ARDUINO的通訊很簡單,透過I2C的連線方式即可,其實我並不太知道I2C是什麼,但是維基百科說(https://zh.wikipedia.org/zh-tw/I%C2%B2C),他是一種並聯通訊,所以我們ARDUINO上的SCL、SDA,連結到裝置的SCL、SDA之間就可以透過I2C資料傳遞。由圖可以
知道
A5 是SCL A4 是SDA
圖片網址
http://www.pighixxx.com/test/portfolio-items/nano/


連接圖如下

A5 是SCL A4 是SDA 電源 5V 與接地 然後還有一個INT 我還沒搞懂。先這樣焊接了。
這是焊接之後的樣子,果然焊接的功夫不太好。

接著燒錄軟體,燒錄軟體於下一次說明,今天先介紹硬體與機構…

雷射雕刻機記畫- 初衷歸畫

一直很想要一台雷射切割機器,從前為了機構問題會弄刀子,電,經常鑽,
一些木工器具,但是時再不是這個料,做出來的成品總是很醜精度也很糟糕,
且木削到處都是,後來發現壓克力雷射切割,切出來準確又輕鬆,於是學了一下基礎的CAD
可以畫圓形,長方型,輔助線,就弄了幾張平面圖送去雷射代工,代工了幾家之後發現
價格真的是經不起自己的設計錯誤,或是雷射切割的誤差,老闆的機器多是弄美工輸出,
切切字體盒子沒有什麼大礙,卡尺上去就很想髒話出來(老闆 機器該校正了~~~~~~)

        上網看雷射切割機,一台最便宜要六萬多元,也有五十多萬的,有一天我看到大陸再賣CO2雷射管,好吧MAKER無敵,反正所謂的雷射切割不就是XY軸的步進馬達,頂多Z軸可以拉上來雷射管,調整焦距,三軸步進馬達+ 雷射+ 外殼 + 控制器 這樣不就玩成了我的雷射切割器。 我就不相信這樣要六萬。

         一樣的跟隨著流言終結者的名言: 我們先小規模實驗吧。 先讓我們學習下ARDUINO 如何驅動步進馬達,電腦軟體如何生成G CODE, XYZ如何校正,與修改ARDUINO CODE 成為三軸雷射用。

     功能需求上,我希望他可以使用行動電源就工作,且可以使用藍牙2.1通訊,因為我希望他在雕刻的時候是在室外,不會把整個房間弄的都是pm2.5。

    所以要先確定 步進馬達的電力需求,ARDUINO電力需求,驅動板電力需求,雷射的電力需求,藍牙模組的電力需求。


        先來做一台簡易的雷射雕刻機,所需要的材料大致如下,初步規畫
1. 機台機構
2. 步進電機
3. 步進滑台(私桿與連接器,還有底座)  
4.250mW雷射 (可以買到最便宜可調焦的雷射)
5.ARDUINO R3 + Arduino cnc shield + 3軸步進驅動板 (A4988)+ 雷射驅動器 L298N
6.藍牙2.1模組。
7.雷射散熱片

目前先規畫這樣,因為小四軸的購買物品來自各廠家,郵費反而是一個很大的負擔,
所以這次先規畫雷射雕刻機是希望先將物品買齊,後期可以減少郵費的開資。


 目前遇到的狀況是,有些DIY的機構沒有考慮散熱片的裝置,直接將雷射裝上去,但是加上散熱片之後會導致左右移動時撞到機構,所以目前沒有現成的機構可以使用。


小型四軸飛行器- BOM表

經過了一些蒐集之後,終於列出一張BOM 先這樣買,

名稱數量備註
SI2302) MOSFET4
10K 電阻  4
104 電容  1
 2.2uF 電容 1DC/DC升壓模組 1
Arduino Pro Mini 1
GY-5211六軸陀螺儀帶電壓穩定
藍牙4.0模組1需要有5V降壓底板。(可自動轉換TTL訊號準位)
空心杯720 4
螺旋槳 42正 2反
電池1
電池開關1
電池線1
電池充電器1

小型四軸飛行器- 電力系統篇

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電力系統
飛上天的是夢想還是一台麻煩製照機,就要端看這整個過程的用心程度
原本一開始我以為這一切都很便宜且簡單,但是當我看到一些影片與各玩家總會分享自己受傷的照片,深深的感受到這個東西其實有一定的危險性,所以除了裝上馬達飛起來之外, 更要學習這個過程與內容,飛起來的是夢想,不是一台失控的炸彈。
四軸飛機上的電力系統,想想四軸飛機上其實很多元件都需要電,且都處於高雜訊,高變動電壓範圍上,且僅由一顆鋰電池供電。
先列出哪些原件需要用電 1.馬達  2.arduino 3. MPU6050 (三軸陀螺移,三軸重力) 4.藍牙模組
1.馬達電力來源: 大四軸上透過 電調 ,將電力傳送給馬達,無刷馬達可以無刷,就是透過現代科技將電力不斷的變換,產生變動的循環磁場,讓馬達轉起來,所以我們只需要透過變換的速度就可以改變無刷馬達的轉速與力量,效能也比以往的有刷馬達來的高受命來的長,轉速要快。 大四軸上透過電調,電調裡其實是一個單晶片,將飛控板來的PWM訊號,轉化為三相的方波訊號,這也是一門學問,但是目前看來好像因為開源的關係,所以就變得理所當然也簡單,只需要知道耐流即可。
小四軸上: 因為小型的馬達不需要電調系統,只需要將飛控板的PWM訊號轉化為電壓訊號就可以,搜尋之後網友皆說使用FET即可,於網路上查詢了一些電路,將其記錄下來:
http://jingtaozf.gitbooks.io/crazepony-gitbook/content/wiki/motor-control-ic.html
該網站的作者寫得很清楚與詳細,,請連進去看看,可以學到更多。

http://tieba.baidu.com/p/3237451666
這個網站上 看到SI2302的連接方式 於該作者的電路圖上我們看到 我們需要購買



SOT23封装的,导通电压Vgs<4v的场管(SI2302)  * 4 10K 電阻 * 4  就可以驅動我們的馬達 空心杯720。
2.Arduino 電力來源:          這裡稍微提一下鋰電池,市面上常看到的鋰電池通常為3.7V,不管是行動電源(18650)還是手機裡的電池,通常是3.7V ,我們稱為一個CELL 電池標示上會寫1S,如果需要高於3.7V就串幾個電池,串三串就是11.1V,就是3S。
        因為我們的小四軸使用1S電池,電壓只有3.7V A…