Ukaguzi wa Bustani ya Ukaguzi wa Bustani ya DIY (Grill Tricopter kwenye Bajeti): Hatua 20 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:51

Katika nyumba yetu ya wikendi tumekuwa na bustani nzuri nzuri yenye matunda na mboga nyingi lakini wakati mwingine ni ngumu tu kufuata jinsi mimea inabadilika. Wanahitaji usimamizi wa kila wakati na wako katika hatari ya hali ya hewa, maambukizo, mende, nk.

Nilikuwa na vipuri vingi vya multicopter kutoka kwa miradi ya zamani iliyokuwa imelala kwenye sanduku langu la zana kwa hivyo niliamua kubuni na kuunda drone ambayo inaweza kufanya uchambuzi wa mimea kwa kutumia Rasperry Pi Zero W na NoIR PiCamera yake. Nilitaka pia kufanya video kwenye mradi huu lakini hiyo ni ngumu karibu na chuo kikuu kwa hivyo nitapakia tu picha ghafi.

Nadharia nyuma ya Imaging Karibu na Infrared

Ninapendekeza kusoma nakala hii ya Wikipedia. Hadithi ndefu, wakati mimea inafanya kazi kawaida huonyesha nuru ya infrared inayokuja kutoka Jua. Wanyama wengi wanaweza kuona nuru ya IR, kama nyoka na wanyama watambaao lakini kamera yako inaweza kuiona pia (jaribu na kidhibiti cha runinga). Ukiondoa kichujio cha IR kutoka kwa kamera yako utapata picha ya kupendeza, iliyosafishwa. Ikiwa hautaki kuvunja kamera yako basi unapaswa kujaribu na NoIR PiCamera, ambayo kimsingi ni sawa na PiCamera ya kawaida lakini haina kichungi kilichojengwa kwenye IR. Ukiweka kichungi cha infrablue chini ya lensi ya kamera yako utapata taa ya IR tu kwenye chaneli yako Nyekundu, taa ya samawati kwenye kituo cha Bluu, kijani na nyekundu huchujwa. Kutumia fomula ya fahirisi ya mimea iliyo tofauti tofauti kwa kila pikseli unaweza kupata kiashiria kizuri sana juu ya shughuli za mmea wako na shughuli za photosynthetic. Pamoja na mradi huu niliweza kukagua ua wetu na kugundua mmea usiofaa chini ya mti wetu wa lulu.

Kwa nini Tricopter?

Napenda tricopters kidogo zaidi ya quads kwa mfano kwa sababu ya ufanisi wao. Wana nyakati ndefu za kukimbia, ni za bei rahisi na unaweza kuzikunja ambazo labda ni kipengele bora zaidi linapokuja suala la drones za DIY. Ninafurahiya pia kuruka na trikopta hii, wana udhibiti wa "ndege-ish" ambayo utapata ikiwa utaunda drone hii pamoja nami. Linapokuja jina la tris David Windestal labda ndiye wa kwanza katika utaftaji wa Google, ninapendekeza kuangalia tovuti yake, ninatumia muundo wake wa kukunja pia.

Hatua ya 1: Picha za Ndege

Hii ilikuwa ndege yangu ya majaribio ya pili ambapo kopter alikuwa tayari ameweka tayari na tayari kufanya uchambuzi wa mimea. Nina rekodi kwenye ubao kutoka kwa kamera yangu ya kitendo, unaweza kuangalia mazingira yetu mazuri kutoka kwa jicho la ndege. Ikiwa unataka kuona rekodi za NDVI nenda kwenye hatua ya mwisho ya hii inayoweza kufundishwa. Kwa bahati mbaya sikuwa na wakati wa kufanya kamili jinsi ya kuongoza video kwenye tricopter hii, lakini nimepakia video hii fupi ya majaribio ya kukimbia.

Hatua ya 2: Zana zinazohitajika na Sehemu

Isipokuwa kwa booms za mbao na dawa ya rangi nilikuwa na kila sehemu iliyokuwa kwenye sanduku langu la zana, kwa hivyo gharama ya mradi huu ilikuwa karibu $ 5 kwangu lakini nitajaribu kupata viungo vya eBay au Banggood kwa kila sehemu niliyotumia. Ninapendekeza kutazama sehemu zote, labda unaweza kupata bei nzuri kuliko mimi.

Zana

• Chuma cha kulehemu
• Chombo cha Dremel
• Printa ya 3D (sina moja, rafiki yangu alinisaidia)
• Zana za Kukata
• Mkata waya
• Gundi Kubwa
• Vifungo vya Zip (mengi yao, katika saizi 2)
• Dawa ya rangi (na rangi unayopenda - nilitumia nyeusi)

Sehemu

1. Mdhibiti wa Ndege wa ArduCopter (Nilitumia APM 2.8 ya zamani, lakini unapaswa kwenda kwa PixHawk au PIX Mini)
2. Antena ya GPS iliyo na Magnetometer
3. Moduli ya Televisheni ya MAVLink (kwa mawasiliano ya kituo cha ardhi)
4. Mpokeaji wa 6CH + Transmitter
5. Transmitter ya Video
6. Servo Motor (angalau torque ya 1.5kg)
7. 10 "Propellers (2 CCW, 1 CW + ya ziada badala)
8. 3 30A SimonK ESCs (Mdhibiti wa Kasi ya Elektroniki) + 3 920kv Motors
9. 3S Betri 5.2Ah
10. Raspberry Pi Zero W + NoIR PiCamera (inakuja na kichungi cha infrablue)
11. Kamba 2 za Batri
12. Milima ya Uharibifu wa Vibration
13. Vipuli vya Mbao vyenye umbo la mraba 1.2cm (Nilinunua fimbo ya mita 1.2)
14. Bamba la Lamina nene la Mbao 2-3mm
15. Kamera ya Vitendo (nilitumia 4k yenye uwezo wa GoPro - SJCAM 5000x)

Hizi ni sehemu ambazo nilitumia drone yangu, jisikie huru kuibadilisha kwa kupenda kwako. Ikiwa hauna uhakika juu ya nini cha kutumia acha maoni na nitajaribu kukusaidia. Kumbuka: Nilitumia bodi ya APM iliyosimamishwa kama mdhibiti wa ndege, kwa sababu nilikuwa na kipuri kimoja. Nzi huruka vizuri, lakini bodi hii haitegemezwi kwa hivyo labda unapaswa kupata kidhibiti kingine cha ndege ambacho ni ArduCopter inayoendana na huduma nzuri za GPS.

Hatua ya 3: Kukata fremu

Pakua faili ya fremu, ichapishe, na uikate. Angalia ikiwa saizi iliyochapishwa ni sahihi kisha tumia kalamu kuashiria umbo na mashimo kwenye bamba la mbao. Tumia msumeno kukata fremu na kuchimba mashimo na 3mm kidogo. Utahitaji mbili tu za hizi, nimetengeneza 4 tu kama vipuri.

Hatua ya 4: Unganisha Sura

Nilitumia screws 3mm na karanga kukusanya sura. Nilikata kila boom urefu wa 35cm na nikaacha urefu wa 3cm moja mbele ya fremu. Usizidishe viungo, lakini hakikisha kuwa kuna msuguano wa kutosha ili mikono isiwe mara. Huu ni muundo mzuri sana, nilianguka mara mbili na sio mikono tu iliyokunjwa nyuma.

Hatua ya 5: Kuchimba Mashimo kwa Motors

Angalia saizi ya screws zako za magari na umbali kati yao kisha chimba mashimo mawili kwenye mikono ya mbao kushoto na kulia. Ilinibidi kuchimba shimo la kina cha 5mm na upana wa 8mm mikononi ili shimoni ziwe na nafasi ya kutosha kuzunguka. Tumia sandpaper kuondoa vichangamsho hivyo vidogo na upulize vumbi. Hutaki vumbi yoyote kwenye motors zako kwa sababu hiyo inaweza kusababisha msuguano na joto lisilo la lazima.

Hatua ya 6: Kuweka Mlima wa GPS

Ilinibidi kuchimba kwenye mashimo ya ziada kwa antena yangu ya GPS kwa kifafa kizuri. Unapaswa kukuweka juu juu kwa hivyo haiingiliani na uwanja wa sumaku wa motors na waya. Hii ni antenna rahisi ya kukunja ambayo hunisaidia kuweka usanidi wangu kuwa thabiti iwezekanavyo.

Hatua ya 7: Uchoraji wa Sura

Sasa lazima ufungue kila kitu na ufanye kazi ya rangi. Niliishia kuchagua dawa ya rangi nyeusi nyeusi. Niliunganisha sehemu kwenye uzi na kuzipaka tu. Kwa matokeo mazuri kweli tumia tabaka 2 au zaidi za rangi. Safu ya kwanza labda itaonekana imeoshwa kidogo kwa sababu kuni itakunywa unyevu. Kweli, hiyo ilitokea kwangu.

Hatua ya 8: Kuweka Jukwaa la Kutuliza Uharibifu

Nilikuwa na jukwaa hili la mmiliki wa gimbal ambalo katika jengo langu linaongezeka mara mbili kama mmiliki wa betri pia. Lazima uweke hii chini ya sura yako na vifungo vya zip na / au vis. Uzito wa betri inasaidia kunyonya vibration nyingi ili upate picha nzuri za kamera. Unaweza pia kuweka gia za kutua kwenye fimbo za plastiki, nilihisi kuwa sio lazima. Rangi hii nyeusi ilifanya kazi vizuri, wakati huu unapaswa kuwa na sura nzuri ya kuangalia na ni wakati wa kuanzisha mdhibiti wako wa ndege.

Hatua ya 9: Kuanzisha ArduCopter

Ili kuanzisha mdhibiti wa ndege utahitaji programu ya ziada ya bure. Pakua Mpangaji wa Ujumbe kwenye Windows au Mpangaji wa APM kwenye Mac OS. Unapoziba mdhibiti wako wa kukimbia na kufungua programu msaidizi wa mchawi ataweka firmware ya hivi karibuni kwenye bodi yako. Itakusaidia kusawazisha dira yako, accelerometer, mtawala wa redio na njia za kukimbia pia.

Njia za Ndege

Ninapendekeza kutumia Udhibiti, Urefu wa Kushikilia, Loiter, Mzunguko, Rudi Nyumbani na Ardhi kama njia yako sita ya kukimbia. Mzunguko ni muhimu sana wakati wa ukaguzi wa mmea. Inazunguka kuratibu iliyopewa kwa hivyo inasaidia kuchambua mimea yako kutoka kila pembe kwa njia sahihi sana. Ninaweza kufanya obiti na vijiti, lakini ni ngumu kudumisha duara kamili. Loiter ni kama kuegesha drone yako angani, kwa hivyo unaweza kuchukua picha za azimio kubwa za NDVI na RTH ni muhimu ikiwa utafungua ishara au kufungua mwelekeo wa drone yako.

Makini na wiring yako. Tumia mpango wa kuziba ESC zako kwenye pini sahihi na angalia Mpangaji wa Ujumbe wiring ya njia zako za kuingiza. Kamwe usijaribu haya na vifaa!

Hatua ya 10: Kuweka GPS, Kamera, na Mdhibiti wa Ndege

Mara mdhibiti wako wa ndege anapopimwa unaweza kutumia mkanda wa povu na kuiweka katikati ya sura yako. Hakikisha inakabiliwa mbele na uwe na nafasi ya kutosha kwa nyaya. Weka GPS na visu 3mm na utumie uhusiano wa zip ili kuweka kamera yako mahali. Clone hizi za GoPro huja na huduma zote zinazopanda kwa hivyo ilikuwa rahisi kusanikisha hii.

Hatua ya 11: ESCs na Cable Power

Betri zangu zina kiunganishi cha XT60 kwa hivyo niliuza waya 3 chanya na 3 hasi kwa kila pini ya kiunganishi cha kike. Tumia bomba la kupunguza joto ili kulinda unganisho dhidi ya kufupisha (unaweza kutumia mkanda wa umeme pia). Unapouza hizi waya nene zinasugua pamoja na kurekebisha waya wa shaba kisha ongeza solder nyingi. Hutaki viungo vya baridi baridi haswa wakati wa kuongeza nguvu kwa ESCs.

Hatua ya 12: Mpokeaji na Antena

Ili uwe na upokeaji mzuri wa ishara lazima upandishe antena zako kwa digrii 90. Nilikuwa nikiunganisha zipu na mirija inayopungua kwa joto kupandisha antena zangu za mpokeaji mbele ya drone yangu. Wapokeaji wengi huja na nyaya kwa hivyo njia zina lebo hivyo inapaswa kuwa rahisi kuiweka.

Hatua ya 13: Njia ya Mkia

Utaratibu wa mkia ni roho ya trikopta. Nimepata muundo huu mkondoni kwa hivyo nilijaribu. Nilihisi kama muundo wa asili ulikuwa dhaifu kidogo lakini ukibadilisha utaratibu hufanya kazi kikamilifu. Nilikata sehemu ya ziada na zana ya dremel. Kwenye picha inaweza kuonekana kama gari langu la servo linateseka kidogo lakini linafanya kazi bila kasoro. Tumia tone kidogo la gundi wakati wa kukazia visima ili wasianguke kwa sababu ya mitetemo; au unaweza kufunga zip motors kama nilivyofanya.

Hatua ya 14: Kufanya Mtihani wa Kuelea na Kuweka PID

Kagua miunganisho yako yote mara mbili na uhakikishe hautakaanga chochote wakati wa kuziba betri yako. Sakinisha viboreshaji vyako na ujaribu kuelea na drone yako. Yangu ilikuwa laini laini nje ya sanduku, ilibidi nifanye kutia miayo kidogo kwa sababu ilikuwa inasahihisha njia nyingi. Siwezi kufundisha upangaji wa PID katika hii inayoweza kufundishwa, nilijifunza karibu kila kitu kutoka kwa mafunzo ya video ya Joshua Bardwell. Anaelezea hii vizuri sana kuliko vile ningeweza.

Hatua ya 15: Chagua Raspberry na uweke Raspbian (Jessie)

Nilitaka kuweka uzito mwepesi iwezekanavyo kwa hivyo nikaenda na RPi Zero W. Ninatumia Raspbian Jessie kwa sababu matoleo mapya yalikuwa na shida na OpenCV ambayo tunatumia kuhesabu fahirisi ya mimea kutoka kwa picha ndogo. Ikiwa unataka kiwango cha juu cha FPS unapaswa kuchagua Raspberry Pi v4. Unaweza kupakua programu hapa.

Kuweka Utegemezi

Tutatumia PiCamera, OpenCV na Numpy katika mradi huu. Kama sensorer ya picha nilichagua kamera ndogo ya 5MP ambayo inaambatana tu na bodi za Zero.

1. Piga picha yako kwa kutumia zana unayopenda (napenda Balena Etcher).
2. Boot Raspberry yako na mfuatiliaji umeunganishwa.
3. Washa violesura vya Kamera na SSH.
4. Angalia anwani yako ya IP na ifconfig katika terminal.
5. SSH ndani ya RPi yako na amri ya ssh pi @ YOUR_IP.
6. Nakili na ubandike maagizo ya kufunga laini zinazohitajika:

Sudo apt-pata sasisho

Sudo apt-pata sasisho apt-pata kufunga libtiff5-dev libjasper-dev libpng12-dev sudo apt-get kufunga libjpeg-dev sudo apt-kupata kusanikisha libavcodec-dev libavformat-dev libswscale-dev libv4l-dev sudo apt-get kufunga libgtk2.0-dev sudo apt-get install libatlas-base-dev gfortran sudo pip install numpy python-opencv python (ili kuijaribu) kuagiza cv2 cv2._ version_

Unapaswa kuona majibu na nambari ya toleo la maktaba yako ya OpenCV.

Hatua ya 16: Kupima Kamera ya NoIR na Picha ya NDVI

Zima bodi yako ya RPi, ingiza kamera na kisha tunaweza kujaribu kufanya picha ya NDVI nayo. Unaweza kuona kwenye ua (lile lenye asili nyekundu), kwamba sehemu za kijani kibichi ndani zinaonyesha shughuli kadhaa za photosynthetic. Huu ulikuwa mtihani wangu wa kwanza, ambao ulifanywa na Infragram. Nilijifunza fomula zote na ramani ya rangi kwenye wavuti yao kuandika nambari inayotumika kikamilifu. Ili kufanya mambo iwe ya kiotomatiki zaidi nilitengeneza hati ya chatu inayonasa fremu, inahesabu picha za NDVI na kuzihifadhi mnamo 1080p kwenye nakala.

Picha hizi zitakuwa na rangi ya ajabu na itaonekana kama ni kutoka sayari nyingine. Fanya majaribio machache, badilisha vigeuzi kadhaa, tengeneza sensor yako kabla ya misheni ya kwanza.

Hatua ya 17: Kuweka RPi Zero W kwenye Drone

Niliweka Pi Zero mbele ya trikopta. Unaweza kukabili kamera yako mbele kama nilivyofanya au chini pia. Sababu ambayo mgodi unakabiliwa mbele ni kuonyesha tofauti kati ya mimea na vitu vingine visivyo na picha. Kumbuka: Inaweza kutokea kwamba nyuso zingine zinaonyesha nuru ya IR au zina joto zaidi kuliko mazingira ambayo husababisha kuwa na rangi ya manjano.

Hatua ya 18: Kuongeza Transmitter ya Video (Hiari)

Nilikuwa na VTx hii iliyokuwa imelazwa karibu na hivyo imewekwa kwenye mkono wa nyuma wa mnakili wangu. Hii ina anuwai ya mita 2000 lakini sijaitumia wakati wa kufanya vipimo. Ndege ya FPV tu ilifurahisha nayo. Nisipotumia kebo zinaondolewa, vinginevyo zimefichwa chini ya fremu ili kuweka ujengaji wangu mzuri na safi.

Hatua ya 19: Kufanya Uchambuzi wa mimea

Nilifanya ndege mbili za dakika 25 kwa uchambuzi sahihi. Mboga yetu mengi yalionekana kuwa sawa, viazi zilihitaji utunzaji wa ziada na kumwagilia. Kuiangalia ambayo ilisaidia kwa siku chache. Wanaonekana kijani kibichi kwenye picha ikilinganishwa na miti ya machungwa na nyekundu.

Ninapenda kufanya ndege za duara ili niweze kuchunguza mimea kutoka kila pembe. Unaweza kuona wazi kuwa chini ya miti ya matunda mboga zingine hazipati mwangaza wa jua unaowafanya wageuke kuwa bluu au nyeusi kwenye picha za NDVI. Sio shida ikiwa sehemu moja ya mti haipati jua ya kutosha wakati wa siku, lakini ni mbaya ikiwa mmea wote unageuka kuwa mweusi na mweupe.

Hatua ya 20: Kuruka salama;)

Asante kwa kusoma hii Inayoweza kufundishwa, natumai baadhi yenu mtajaribu kufanya majaribio na picha ya NDVI au na ujenzi wa drones. Nilifurahiya sana kufanya mradi huu kutoka kwa sifuri kutoka kwa sehemu za mbao, ikiwa ungependa vile vile unaweza kufikiria kunisaidia kwa kura yako ya aina. O, kuruka salama, kamwe juu ya watu na furahiya hobby!

Tuzo ya Kwanza katika Changamoto ya Itengeneze Kuruka