Quadcopter assembly workshop

October 29th, 2011 § 3 comments § permalink

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Building an army of inexpensive quadcopters…

四轴飞行器上天了

September 14th, 2011 § 0 comments § permalink

细细想来,为了仍这个东西上天已经折腾了一年的时间了,试了无数的方案,也受到了无数人的帮助。终于是上天了,下面就是整机的照片。样子有点丑,各位hold住。

这个飞行器是以上天为目标,所以机架什么都是最低成本制作。用两块钱买来的PVC管子加上一个捡来的饮用水桶就成了四轴的机架。

用了两块电池,kk飞控,四个新西达1000kv电机,四个新西达30A电调。下面是控制部分的特写。

下面是第一次飞行视频。

http://v.youku.com/v_show/id_XMzA0NDI3MjYw.html

Reading g-sensor with Arduino

May 6th, 2011 § 1 comment § permalink

Arduino读取g-sensor数据

May 2nd, 2011

在四轴飞行器上除了要有陀螺仪外,还要有个重要的传感器就是重力传感器。由于它们各自的误差,若使用单一的传感器会造成严重的精读问题,使飞行器丧失稳定性。所以要用两个传感器进行相互矫正。

现在重力传感器应用非常广,目前iphone等智能手机上都有重力传感器,包括笔者的一台山寨手机上都有重力传感器。

这次就是要用Android来读取重力传感器的数据。这个重力传感器模块是从淘宝购买的,模块非常简单,自己够买芯片来焊接也不成问题。根据它的datasheet,就能够知道如何使用这款重力加速度模块了。下面就进行详细的介绍

这个模块使用的芯片型号是MMA7260Q,(datasheet下载[PDF,229KB]),测试中的电路就是下面图片中的样子

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控制的目标是通过重力传感器的数据来控制舵机的转动。但是发现会有少量的抖动,于是在程序中加入了一个简单的滤波器,阶数没有仔细调,但是基本上能够进行控制了。


http://v.youku.com/v_show/id_XMjYzNjIyODIw.html

下面是芯片的特写

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下面是用到的代码

#include <Servo.h>

//Author:  HE Qichen
//Email:  heqichen(a)gaishi.vicp.net
//Website:  http://gaishi.vicp.net
//Date:  2011-5-2

#define FILTER_LEVEL  3

class Filter
{
  private:
    int buffer[FILTER_LEVEL];
  public:
    Filter()
    {
      int i;
      for (i=0; i<FILTER_LEVEL; ++i)
      {
        buffer[i] = 0;
      }
    }
    int filter(int value)
    {
      int i;
      int sum;
      for (i=0; i<FILTER_LEVEL-1; ++i)
      {
        buffer[i] = buffer[i+1];
      }
      buffer[FILTER_LEVEL-1] = value;
      sum = 0;
      for (i=0; i<FILTER_LEVEL; ++i)
      {
        sum += buffer[i];
      }
      return sum / FILTER_LEVEL;
    }
};


Servo testServo;
Filter xFilter, yFilter, zFilter;

void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  testServo.attach(2);
}

void loop()
{
  int gx, gy, gz;
  gx = analogRead(A0);
  gy = analogRead(A1);
  gz = analogRead(A2);
  
  Serial.print("x: ");
  Serial.print(gx, DEC);
  Serial.print("  y: ");
  Serial.print(gy, DEC);
  Serial.print("  z: ");
  Serial.println(gz, DEC);

  int fgx, fgy, fgz;
  fgx = xFilter.filter(gx);
  fgy = yFilter.filter(gy);
  fgz = zFilter.filter(gz);
  Serial.print("  fx: ");
  Serial.print(fgx, DEC);
  Serial.print("  fy: ");
  Serial.print(fgy, DEC);
  Serial.print("  fz: ");
  Serial.println(fgz, DEC);

  testServo.write((fgz-100)/3);
  //delay(10);
  
}


Hacking Embedream Car

May 6th, 2011 § 0 comments § permalink

嵌入之梦-圆梦小车开发

May 1st, 2011

今天看到一台嵌入之梦的小车,但是上电之后发了疯似的乱跑,所以刷之。但新车间却没有网络,没办法,自己一点一点试。。结果如下

CT1	接受pwm,控制速度
CT2	前进控制信号,高电位转动
CT3	后退控制信号,高电位转动

但是由于小车上的UNO与我的Ubuntu连接有问题,貌似只有Windows是好的,Mac OS有时也会出问题。所以最后车上改用了Mega 1280。

但是又发现一个问题,就是Arduino使用USB供电的时候很正常,然而,使用车上接出来的5V电源时,程序就会混乱,完全没有一点规律。猜测可能是由于电机转动导致整个系统的电压下降,无法提供足够的电压给Arduino的板子上。这大概也是之前uno不会发疯的原因。没办法,在小车上再接一块9V层叠式电池,作为Arduino的电源。最后终于行了。

后面程序的作用是往前走,遇到前方有物体是后退,打弯,然后继续往前,一个简单的壁障程序。没有用到速度控制。下面就是这个小车最后的样子,手机拍的,将就看吧

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左侧照

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右侧照

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再来一张

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http://v.youku.com/v_show/id_XMjYzMzY0NzA0.html

用到的程序就是下面的

//Author:	HE Qichen
//Email:	heqichen(a)gaishi.vicp.net
//Website:	http://gaishi.vicp.net
//Date:	2011-5-1

int status;

#define LEFT_SPEED   6
#define LEFT_FORWARD  7
#define LEFT_BACKWARD  8

#define RIGHT_SPEED  10
#define RIGHT_FORWARD  11
#define RIGHT_BACKWARD  12

#define ULTRASONIC_ECHO  3
#define ULTRASONIC_TRIG  4

#define NORMAL_SPEED  100
#define STOP_SPEED  0

void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  setupMove();
  setupUltrasonic();
}



void loop()
{
  unsigned int d;
  moveForward();
  d = readDistance();
  Serial.println(d, DEC);
  if (d < 700)
  {
    moveBackward();
    delay(500);
    turnLeft();
    delay(200);
  }
}

void moveForward()
{
  analogWrite(LEFT_SPEED, NORMAL_SPEED);
  digitalWrite(LEFT_BACKWARD, LOW);
  digitalWrite(LEFT_FORWARD, HIGH);
  analogWrite(RIGHT_SPEED, NORMAL_SPEED);
  digitalWrite(RIGHT_BACKWARD, LOW);
  digitalWrite(RIGHT_FORWARD, HIGH);
}

void moveBackward()
{
  analogWrite(LEFT_SPEED, NORMAL_SPEED);
  digitalWrite(LEFT_BACKWARD, HIGH);
  digitalWrite(LEFT_FORWARD, LOW);
  analogWrite(RIGHT_SPEED, NORMAL_SPEED);
  digitalWrite(RIGHT_BACKWARD, HIGH);
  digitalWrite(RIGHT_FORWARD, LOW);
}

void turnLeft()
{
  analogWrite(LEFT_SPEED, NORMAL_SPEED);
  digitalWrite(LEFT_BACKWARD, HIGH);
  digitalWrite(LEFT_FORWARD, LOW);
  analogWrite(RIGHT_SPEED, NORMAL_SPEED);
  digitalWrite(RIGHT_BACKWARD, LOW);
  digitalWrite(RIGHT_FORWARD, HIGH);
}

void turnRight()
{
  analogWrite(LEFT_SPEED, NORMAL_SPEED);
  digitalWrite(LEFT_BACKWARD, LOW);
  digitalWrite(LEFT_FORWARD, HIGH);
  analogWrite(RIGHT_SPEED, NORMAL_SPEED);
  digitalWrite(RIGHT_BACKWARD, HIGH);
  digitalWrite(RIGHT_FORWARD, LOW);
}

void moveStop()
{
  analogWrite(LEFT_SPEED, STOP_SPEED);
  digitalWrite(LEFT_BACKWARD, LOW);
  digitalWrite(LEFT_FORWARD, LOW);
  analogWrite(RIGHT_SPEED, STOP_SPEED);
  digitalWrite(RIGHT_BACKWARD, LOW);
  digitalWrite(RIGHT_FORWARD, LOW);
}

void setupMove()
{
  pinMode(LEFT_SPEED, OUTPUT);
  pinMode(LEFT_FORWARD, OUTPUT);
  pinMode(LEFT_BACKWARD, OUTPUT);
  pinMode(RIGHT_SPEED, OUTPUT);
  pinMode(RIGHT_FORWARD, OUTPUT);
  pinMode(RIGHT_BACKWARD, OUTPUT);

  analogWrite(LEFT_SPEED, STOP_SPEED);
  digitalWrite(LEFT_FORWARD, LOW);
  digitalWrite(LEFT_BACKWARD, LOW);
  analogWrite(RIGHT_SPEED, STOP_SPEED);
  digitalWrite(RIGHT_FORWARD, LOW);
  digitalWrite(RIGHT_BACKWARD, LOW);
}

unsigned int readDistance()
{
  
  int duration;
  digitalWrite(ULTRASONIC_TRIG, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(ULTRASONIC_TRIG, HIGH);
  delayMicroseconds(5);
  digitalWrite(ULTRASONIC_TRIG, LOW);


  // The same pin is used to read the signal from the PING))): a HIGH
  // pulse whose duration is the time (in microseconds) from the sending
  // of the ping to the reception of its echo off of an object.
  duration = pulseIn(ULTRASONIC_ECHO, HIGH);
  return duration;

}

void  setupUltrasonic()
{
  pinMode(ULTRASONIC_TRIG, OUTPUT);
  pinMode(ULTRASONIC_ECHO, INPUT);
  
  digitalWrite(ULTRASONIC_TRIG, LOW);
}

Use Gyro with Arduino

May 6th, 2011 § 0 comments § permalink

在Arduino上使用陀螺仪控制舵机

May 1st, 2011

今天拿到了四轴飞行器的一个重要部件,就是陀螺仪。^_^ 下面这张图上的就是了,这是一个三轴陀螺仪,seeedstudio GROVE套装的一个部件。

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这个陀螺仪使用ITG3200芯片,可以直接使用了I2C接口连接到Arduino上面。默认的地址是0×68,但是可以修改成0×69,只要将板子上的JP1连起来就可以修改。接口四个针脚的定义就像下面这张图中所画的。

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是的。。你没看错,他们用红色作为地线 -_-b

舵机就是最简单的使用pwm的口就可以了。最后链接成下面这张图中的样子。

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我写了一个程序,代码在下方,能够做到让陀螺仪的转动直接反应在舵机的摇臂上面。但是,这样也会遇到问题,就是当动的次数比较多的时候,舵机的角度就会越来越大,直到超过最大的范围,所以这也是陀螺仪不是很精确的地方。另外就是,在陀螺仪静止的情况下,z轴的输出不为0,始终为-1。也就是说,这个陀螺仪的零点可能是不准确的,同时,正负转动的也有可能有差别,不知道这回对将来飞控算法带来多大的影响。

最后用到的程序就是下面这段。

#include <Wire.h>
#include <Servo.h>

#define GYRO_ADDR  0x68

Servo servo;

int currentPos;

void setup()
{
  Wire.begin();
  initGyro();
  servo.attach(2);
  currentPos = 90;
  //Serial.begin(9600);
  pinMode(3, INPUT);
}

void loop()
{
  int x;
  int v;
  x = readx();
  v = ready();
  v = readz();
  currentPos = currentPos + x;
  
  
  int buttonState;
  buttonState = digitalRead(3);
  if (buttonState == HIGH)
  {
    
    currentPos = 90;
  }
  else
  {
    //Serial.println("LOW");
  }
  
  servo.write(currentPos);
  
}

int readx()
{
  int x;
  x = readGyro(0x1d, 0x1e);
  return x;
}

int ready()
{
  int y;
  y = readGyro(0x1f, 0x20);
  return y;
}

int readz()
{
  int z;
  z = readGyro(0x21, 0x22);
  return z;
}

char readGyro(unsigned char addrH, unsigned char addrL)
{
  char ret;
  Wire.beginTransmission(GYRO_ADDR);
  Wire.send(addrH);
  Wire.endTransmission();
  Wire.requestFrom(GYRO_ADDR, 1);
  if (Wire.available() > 0)
  {
    ret = Wire.receive();
  }
  Wire.beginTransmission(GYRO_ADDR);
  Wire.send(addrL);
  Wire.endTransmission();
  Wire.requestFrom(GYRO_ADDR, 1);
  if (Wire.available() > 0)
  {
    ret != Wire.receive()<<8;
  }
  
  return ret;
}

void initGyro()
{
  Wire.beginTransmission(GYRO_ADDR);
  Wire.send(0x3E);
  Wire.send(0x80);  //send a reset to the device
  Wire.endTransmission(); //end transmission
  
  Wire.beginTransmission(GYRO_ADDR);
  Wire.send(0x15);
  Wire.send(0x00);   //sample rate divider
  Wire.endTransmission(); //end transmission
 
  Wire.beginTransmission(GYRO_ADDR);
  Wire.send(0x16);
  Wire.send(0x18); // ±2000 degrees/s (default value)
  Wire.endTransmission(); //end transmission
}

程序当中Wire库就是使用I2C,具体文档可以看下面的链接。

http://arduino.cc/en/Reference/Wire

http://v.youku.com/v_show/id_XMjYzMTg2ODQ0.html

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