Tembeza na Pachika Axis Gimbal kwa GoPro Kutumia Arduino - Servo na MPU6050 Gyro: Hatua 4

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:53

Hii inaweza kufundishwa iliundwa kutimiza mahitaji ya mradi wa Makecourse katika Chuo Kikuu cha South Florida (www.makecourse.com)

Lengo la mradi huu ilikuwa kujenga Gimbal-axis 3 kwa GoPro kwa kutumia Arduino nano + 3 servo motors + MPU6050 gyro / accelerometer. Katika mradi huu, nilidhibiti mhimili 2 (Roll na yaw) kwa kutumia MPU6050 gyro / accelerometer, mhimili wa tatu (yaw) unadhibitiwa kwa mbali na kwa mikono kwa msaada wa HC-05 na programu ya Arduino BlueControl iliyo katika Duka la Programu ya Android.

Kazi hii pia inajumuisha faili zote za muundo wa 3D za vifaa vya mitambo ya Gimbal. Nilishiriki faili za.stl kwa uchapishaji wa 3D kwa urahisi na faili za muundo wa 3D chini.

Mwanzoni mwa mradi wangu, mpango wangu ulikuwa kujenga gimbal ya axis 3 na motors 3 zisizo na brashi, kwa sababu motors zisizo na mswaki ni laini na zenye msikivu zaidi kulinganisha na motors za servo. Motors zisizo na mswaki hutumiwa katika matumizi ya kasi, kwa hivyo tunaweza kurekebisha kasi ya kununua ESC (mtawala). Lakini kuweza kutumia gari lisilo na brashi katika mradi wa Gimbal, niligundua kuwa lazima niendeshe gari lisilo na mswaki kama servo. Katika motors za servo, nafasi ya motor inajulikana. Lakini katika gari lisilo na brashi, hatujui msimamo wa gari, kwa hivyo ni shida ya gari lisilo na brashi ambalo sikuweza kujua jinsi ya kuiendesha. Mwishowe niliamua kutumia 3 MG995 servo motors kwa mwendo wa juu unaohitajika mradi wa Gimbal. Nilidhibiti motors 2 za servo kwa mhimili na lami kwa kutumia MPU6050 gyro, na nilidhibiti yaw axis servo motor kwa kutumia HC-05 Bluetooth na programu ya Android.

Hatua ya 1: Vipengele

Vipengele ambavyo nilitumia katika mradi huu;

1- Arduino Nano (kitengo 1) (Usb ndogo)

2- MG995 Servo motors (vitengo 3)

3- GY-521 MPU6050 mhimili 3 Accelerometer / Gyroscope (kitengo 1)

4- HC-05 Moduli ya Bluetooth (Kudhibiti yaw (Servo3) mhimili kwa mbali)

Chaja inayoweza kusongeshwa ya usb 4- 5V

Hatua ya 2: Utekelezaji 3 Servo Motors + MPU6050 Gyro + HC-05

Wiring ya Servo

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

Motors za Servo zina waya 3: VCC (nyekundu), GND (kahawia au nyeusi), PWM (njano).

D3 => Servo1 PWM (waya wa manjano)

D4 => Servo2 PWM (waya wa manjano)

D5 => Servo3 PWM (waya wa manjano)

PIN ya 5V ya Arduino => VCC (nyekundu) ya motors 3 za servo.

PIN ya GND ya Arduino => GND (kahawia au nyeusi) ya motors 3 za servo

Wiring ya MPU6050 gyro

A4 => SDA

A5 => SCL

3.3 V PIN ya Arduino => VCC ya MPU6050

PIN ya GND ya Arduino => GND ya MPU6050

WC ya waya ya HC-05

D9 => TX

D10 => RX

3.3 V PIN ya Arduino => VCC ya HC-05 Bluetooth

PIN ya GND ya Arduino => GND ya HC-05 Bluetooth

Hatua ya 3: Ubunifu wa 3D na Utendaji

Nilikamilisha muundo wa 3D wa Gimbal kwa kuchukua kumbukumbu ya Gimbals zingine ambazo zinauzwa kwenye soko. Kuna sehemu kuu tatu ambazo huzunguka na motors za servo. Nilitengeneza mlima wa GoPro unaofaa ukubwa wake.

Faili ya.step ya muundo wote wa 3D inashirikiwa chini ili kuwezesha kuhariri rahisi.

Hatua ya 4: Utaratibu wa Kudhibiti

Algorithm kuu ya mradi wangu wa Gimbal hutumia mzunguko wa Quaternion ambayo ni mbadala kwa pembe za Euler. Nilitumia maktaba ya helper_3dmath.h kama rejeleo la kuwezesha harakati laini kwa kutumia algorithm ya Quaternion. Ingawa majibu ya mhimili wa lami ni laini, mhimili wa roll unabaki kujibu harakati za fimbo. Kwa kutumia algorithm ya Quaternion, niliweza kudhibiti motors za Roll na Pitch servo. Ikiwa unataka kutumia mhimili wa yaw, unaweza kuhitaji kutumia MPU6050 ya pili tu kudhibiti mhimili wa yaw. Kama suluhisho mbadala, nilisanidi HC-05 na kudhibiti mhimili wa yaw kwa mbali na programu ya android kwa kutumia vifungo. Katika kila vyombo vya habari kushinikiza kitufe, yaw mhimili servo huzunguka digrii 10.

Katika mradi huu, maktaba ambazo nililazimika kuagiza nje ni kama ifuatavyo;

1- I2Cdev.h // Inatumiwa na waya.h kuwezesha mawasiliano na MPU6050

2- "MPU6050_6Axis_MotionApps20.h" // maktaba ya Gyroscope

3- // Inaruhusu kubadilisha pini za dijiti kuwa pini za RX na TX (Inahitaji moduli ya Bluetooth ya HC-05)

4-

5- // Inaruhusu kuwasiliana na vifaa vya I2C ambavyo hutumia pini mbili za data (SDA na SCL) => MPU6050

Nambari kuu imeundwa na Jeff Rowberg, na niliibadilisha kulingana na utendaji wa mradi wangu na nikatoa maoni ya kazi zote katika faili ya ino.