Цифровая электроника для начинающих

Платы Arduino имеют весьма неплохие возможности и вычислительную мощность, что позволяет не только мигать светодиодом, но даже сделать вполне функциональный дрон, способный летать в разных режимах, делать фотосъемку местности, удерживать высоту полета и пр. Для этого используется популярный проект с открытым исходным кодом Multiwii. Его название произошло от давно популярного контроллера Wii Nunchuck, имеющего внутри гироскоп и акселерометр. Соединив его с Arduino и платой управления моторами, можно было получить вполне летающий квадрокоптер. Позже появились уже готовые платы со всеми датчиками на борту.

Чтобы собрать квадрокоптер на базе Multiwii, потребуется:

- Специальная плата Multiwii, имеющая “на борту” процессор и набор датчиков.

- Пульт управления для радиоуправляемых моделей, приемник которого подключается к каналам D2 - D8.

- 4 бесколлекторных мотора и 4 регулятора скорости, выводы которых подключаются к площадкам D12, D3, D9, D10.

- 4 пропеллера разного направления вращения.

- Литий-полимерный аккумулятор для авиамоделей (они способны отдавать большие токи, в отличие например, от телефонных)

Примерная схема всех возможных устройств, подключенных к квадрокоптеру, показана на рисунке.

Здесь используются не только плата управления, но и GPS и подвес для фотокамеры, в простейшем случае без них можно обойтись.

Готовый самодельный квадрокоптер может выглядеть примерно так:

Все детали (раму, пропеллеры, моторы, контроллер) можно приобрести на специализированных сайтах RC-моделей, например на www.hobbyking.com.

Когда квадрокоптер собран, плату необходимо подключить к компьютеру. С помощью Arduino IDE в нее необходимо загрузить программу управления, скачать которую можно по адресу https://github.com/multiwii/multiwii-firmware.

Важно: все изменения и загрузку кода следует делать со снятыми винтами, во избежание травм.

Когда программа загружена в контроллер, необходимо запустить на компьютере программу управления, которая выглядит примерно так:

В ней можно проверить и настроить реакцию квадрокоптера на наклоны и ручки управления. Лишь когда все работает, можно сделать пробный запуск, сначала без пропеллеров, и лишь убедившись что моторы реагируют нормально, можно делать пробный полет. Кстати, в правом нижнем углу программы показана схема подключения моторов квадрокоптера. Их важно не перепутать, в противном случае коптер не сможет лететь в нужном направлении. Также важно не перепутать направление вращения винтов:

Настройка и постройка квадрокоптера выходит за рамки этой книги, желающим рекомендуется почитать статьи в Интернете или обратиться на специальные форумы, например на http://forum.rcdesign.ru.

2.14 Выходим в интернет: Serial to WiFi

Как можно видеть, возможности плат Arduino весьма неплохи. Но основной их недостаток, который в настоящее время становится все более критичным - невозможность выхода в Интернет. “Интернет вещей” заполняет нашу жизнь, и хочется к примеру, не только сделать робота, но и управлять им со смартфона, не только сделать метеостанцию, но и разместить график температуры онлайн, и т.к.

Разумеется, пожеланий пользователей не могли остаться без внимания, и в продаже появились платы Serial to wifi - несложные WiFi-модули, с помощью которых можно принимать или отправлять данные через последовательный порт.

Подключение платы к Arduino весьма несложно, достаточно 4х проводов. Для использования платы есть готовая библиотека ESP8266WiFi, найти которую можно на сайте https://github.com/esp8266/Arduino/tree/master/libraries/ESP8266WiFi.

Пример кода для подключения к домашней сети WiFi показан ниже.

#include

const char* ssid = "MYFI_HOME";

const char* password = "12345678;

void setup() {

Serial.begin(115200);

delay(10);

Serial.print("Connecting to ");

Serial.println(ssid);

WiFi.mode(WIFI_STA);

WiFi.begin(ssid, password);

while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {

delay(500);

Serial.print(".");

}

Serial.println("");

Serial.println("WiFi connected");

Serial.println("IP address: ");

Serial.println(WiFi.localIP());

}

void loop() {

...

}

Как можно видеть, код вполне прост. Более сложные методы взаимодействия с сетью, чтение и отправка запросов на сервер, выходят за рамки данной книги, желающие могут изучить это самостоятельно.

Интересно заметить, что появление модулей ESP, цена которых составляет всего лишь 1-5$ произвели настоящую “революцию” в сфере любительской электроники. Теперь практически любой модуль получил возможность не только работать автономно, но и принимать или отправлять данные в сеть. Датчики температуры, реле, термостаты, часы, сигнализации - список устройств, для которых это актуально, весьма велик.

На этом мы закончим главу про Arduino и в третьей части рассмотрим модули ESP более подробно. Четвертая часть будет посвящена Linux и Raspberry Pi.