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Github超酷开源项目之——基于esp32-wroom-32超低成本无人机

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放大字体  缩小字体 发布日期:2024-08-01   浏览次数:803
核心提示:Circuit Digest 的团队设计了一款由 ESP32 模块控制的低成本 DIY 无人机,基于定制 PCB 和现成的零件,制造成本约11美元。DIY ES
Circuit Digest 的团队设计了一款由 ESP32 模块控制的低成本 DIY 无人机,基于定制 PCB 和现成的零件,制造成本约11美元。

DIY ESP32 无人机被设计为一架适合手掌的 WiFi 无人机,并使用智能手机通过 WiFi 进行控制。它不包括任何 3D 打印部件,因为 PCB 构成了设备的底盘。



Github 地址

https://github.com/Circuit-Digest/ESP-Drone/             

硬件设计文件(PDF 原理图 + BoM + Gerber 文件)和基于乐鑫esp32-wroom-32 实现的固件代码可在 GitHub 上找到。该无人机被设计为由运行由乐鑫开发的开源 Android 或 iOS 应用程序的智能手机控制。

DIY WiFi控制无人机原理图   

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TYPE -C 型 USB 端口用于充电和编程目的。来自USB端口的电源连接到围绕P沟道MOSFET U2和二极管D1构建的电源路径控制器电路。当 USB 电源可用时,设备将从 USB 电源运行,并且还会为内部电池充电,当 USB 电源被切断时,设备将自动更改为电池电源。对于电压调节,我们使用了Microchip的MIC5219 3.3V LDO,该LDO能够在满载时提供高达500mA的电流和500mV的极低压差。带有上拉电阻的滑动开关连接到MIC5219的使能引脚。此开关用于打开和关闭热像仪。当此引脚被拉到地面时,LDO 将被关闭,因此设备的其他部分也将关闭,但电池充电部分除外。为了给内部电池充电,我们使用 TP4056 充电控制器,其最大充电电流为 1A。对于电池电压检测,我们使用了经典的分压器,它将电池电压降低到安全水平进行测量。

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编程电路由一个CP2102 USB转UART控制器以及一个来自安森美的2N7002DW双N-N沟道MOSFET组成。我们使用了带有 QFN28 封装的 CP2102。微型双 MOSFET 将充当 ESP32 的自动复位电路,从而无需手动休息或启动选择电路,从而减小电路板尺寸和 BOM 成本。ESP32 周围的电路是标准的,只是旁路电容和上拉电阻。MPU6050 PMU用于飞行稳定和运动控制。它使用标准 I2C 引脚 GPIO21 和 GPIO22 与 ESP32 SoC 连接。

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每个电机驱动电路由SI2302 N沟道MOSFET以及反激二极管和下拉电阻器组成。每个电机有 4 个这样的电路。当高信号施加到驱动器MOSFET的栅极时,它将导通并驱动电机。我们将使用PWM信号来控制电机速度。反激式二极管和电容器已到位,可保护电路免受任何反电动势或电压尖峰的影响。

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除了电源和充电指示灯外,我们还添加了三个用于调试的 LED。在传感器校准过程中,蓝色 LED 将缓慢闪烁,并快速闪烁,表示系统已准备好起飞。当从控制器应用程序检测到 UDP 连接时,绿色 LED 将开始闪烁。红色 LED 用于指示电池电量不足状态,如果电池电压低,它将全时亮起。

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用于DIY WiFi控制无人机的PCB  
对于这个项目, 我们决定制作一个定制的PCB.这将确保最终产品尽可能紧凑,并且易于组装和使用。我们还设计了PCB,使无人机的支脚也包含在PCB中,并且可以很容易地从主PCB上分离出来。这是PCB的顶层和底层。   

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这是PCB。   

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这是完全组装的无人机的 3D 渲染图。   

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这是完全组装好的无人机。   

图片构建 DIY WiFi 控制无人机所需的组件   
ESP32 Wroom 模块 – x1
CP2102N USB - UART 控制器 – x1

MPU6050 IMU – x1

TP4056 锂离子充电器 IC – x1

MIC5219-3.3YM5 3.3v LDO – x1

AO3401 P - MOSFET – x1

2N7002DW 双 N - MOSFET – x1

SI2302 N - MOSFET – x4

SS34 二极管 – x1

1N4148 二极管 – x4

SD 读卡器 – x1

C 型 USB 连接器 16Pin – x1

锂聚合物电池 1300mAh 30C – x1

720 空心杯电机 – x4    

55mm 螺旋桨 A(CW) – x2

55毫米螺旋桨B型(CCW) – x2

7mm 橡胶垫圈 – x4

SMD电阻器和电容器

贴片LED

SDM 滑动开关

连接

定制PCB

3D打印外壳和安装螺钉

其他工具和耗材。

DIY WiFi 控制无人机的特点  
WiFi控制:这可以使用智能手机进行控制。

MPU6050 IMU 用于稳定性控制。

多合一 PCB:不需要任何 3D 打印部件等。

易于升级:可以使用外部模块添加其他功能,例如位置保持或高度保持。

体积小,重量轻。

内置电池充电器。

内置USB接口,用于编程和调试。

Android 和 IOS 应用程序。

开源

使用无人机  
将无人机放在平坦的表面上并打开它。一旦打开,飞行控制器就会创建一个 WiFi 热点。使用密码12345678连接到它并打开应用程序。对于IOS,可以从App Store下载该应用程序,只需搜索ESP-Drone APP。对于 Android,您可以从以下链接ESP-Drone (pgyer.com)下载该应用程序。请记住,该应用程序是由第三方创建和托管的。因此,请自行安装它们。应用程序界面将如下所示。   

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单击连接按钮开始与无人机通信。当您的无人机与APP成功建立连接后,无人机上的LED闪烁绿色。转弯锁定按钮可用于锁定左控制器,仅用于上下或上下、左转和右转。使用左摇杆将无人机钉住或降落。使用右摇杆控制动作。如果无人机与应用程序断开连接,或者无人机本身在尝试起飞时重新启动,则意味着电池无法提供足够的电量。我们使用了 1300mAh 30C 电池。因此,请确保使用具有更高放电等级的电池。

使用前检查  
将无人机的头部放在前面,尾部(即天线部分)放在后面。

将无人机放在水平表面上,并在无人机静止不动时为其供电。

通信建立后,检查无人机尾部的 LED 是否快速闪烁绿色。

闪烁的红色 LED 表示电池电量低,如果发生这种情况,请为电池充电。

稍微向前滑动信任控制器,检查无人机是否可以响应命令。

使用正确的控制器检查方向控制是否正常工作。   


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