Cómo construir un dron inteligente de 200 dólares con el Pi Zero

Nota rápida: este proyecto utiliza componentes de Robótica Erle. No estoy afiliado a la empresa ni a sus fundadores, pero sí me interesa su trabajo y su espíritu de código abierto. Si la escena le interesa, hay otros dos proveedores de componentes robóticos para proyectos basados ​​en Raspberry Pi. Industrias Dexter y pibot. Les traeré más tutoriales de todo el makerverse en el futuro.

Parte de la diversión de la robótica en 2016 es que puede servir como un pasatiempo de costo relativamente bajo, uno que prueba y mejora su hardware y sus habilidades de codificación. Esto se debe en gran medida a la Raspberry Pi y otros microcontroladores baratos, a cientos de componentes y escudos disponibles para hacks personalizados y, por supuesto, a una comunidad de código abierto que apoya el intercambio de información y consejos.

Erle Robotics, que mencioné en el artículo de la semana pasada sobre el papel cada vez más importante de Linux en la robótica, suministra componentes baratos para proyectos de bricolaje Raspberry Pi. Me puse en contacto con los creadores de Erle esta semana para crear un excelente tutorial para nuestros lectores.

Presentamos el dron inteligente de bricolaje de $200. El proyecto es cortesía de Víctor Mayoral Vilches, un experto en robótica de España, y aquí se incluyen versiones editadas de sus instrucciones con autorización.

Lo que necesitarás

Componentes

Erle Robotics PXFmini

Frambuesa Pi Cero

HobbyKing Especificaciones FPV250

Módulo de potencia compatible con Erle Robotics PXFmini

Herramientas

Soldador (genérico)

Cinta

Destornillador

Aplicaciones / En línea

Pila de vuelo APM

Sistema de archivos Linux basado en Debian para drones

Este tutorial demuestra cómo construir un dron Linux con Raspberry Pi Zero que cuesta menos de $200. El dron utiliza un kernel Linux con capacidad en tiempo real, un sistema de archivos basado en Debian y la pila de vuelo APM de Dronecode compilada para la placa de piloto automático PXFmini de Erle Robotics.

Paso 1: ensambla el kit del dron

Tiempo: ~30 minutos

Una vez que tenga todos los componentes, comience a ensamblarlos. Aquí es donde entra la diversión del hardware de bricolaje. Utilice la imagen de arriba como referencia.

Junte el marco negro y coloque los motores encima. Fije los ESC (controladores electrónicos de velocidad) al marco usando un poco de cinta y conéctelos a los motores. Junte la potencia (rojo) y tierra (negro) extremos de los ESC en el cable individual (que se conectará más tarde a la batería) y fije todo debajo del marco. Ajuste los conectores del módulo de potencia a los de la batería. Hay varias maneras de hacer esto, pero aquí hay una rápida: a) cortar los conectores y soldar la batería y el módulo de alimentación (hágalo uno a la vez, teniendo mucho cuidado con los cortocircuitos); b) cortar el otro extremo del módulo de alimentación y volver a soldar el conector de la batería (previamente cortado) en ese lugar; ¡Hecho! Esto nos permitirá conectar y desconectar fácilmente el “módulo batería+alimentación” del drone.Colocamos el pack “batería+módulo alimentación” debajo mediante el velcro incluido en el paquete.

Paso 2: Prepara el piloto automático

Tiempo: ~30 minutos

Conecte el escudo PXFmini en la parte superior de la Raspberry Pi Zero. Utilice esta imagen como referencia de orientación:

Ya casi has terminado, pero aún necesitas obtener el software adecuado en el conjunto Raspberry Pi Zero+PXFmini. Esto debería incluir la pila de vuelo, un kernel apropiado, demonios habilitados que se inician automáticamente al arrancar y ventajas adicionales.

Si compra el PXFmini de Erle Robotics, obtendrá acceso a sus imágenes de Debian, por lo que puede simplemente buscar una imagen de Debian compatible con PXFmini y guardarla en una tarjeta microSD.

Paso 3: montar el piloto automático

Tiempo: ~5 minutos

El montaje del piloto automático (Raspberry Pi Zero + PXFmini) en el dron se puede realizar de varias formas. Elija el suyo y conecte el cable JST GH del módulo de alimentación al PXFmini. Esto alimentará el piloto automático cuando se conecte la batería.

A continuación necesitarás montar los canales PWM en el piloto automático. Obtenga sus cables ESC y conecte ESC 1 (correspondiente al motor 1) al canal PWM 1, ESC 2 a PWM 2 y así sucesivamente.

Paso 4: ¡Monta las hélices y hazlo volar!

Tiempo: ~15 minutos

Dos de las hélices giran en el sentido de las agujas del reloj (marcadas con una “R”) y dos giran en el sentido contrario a las agujas del reloj. Coloque las hélices en el sentido de las agujas del reloj en los motores 3 y 4 y las hélices en el sentido contrario a las agujas del reloj en los motores 1 y 2. Este es un paso bastante importante para hacerlo bien.

Ahora tendrás que decidir cómo controlar tu dron. Tienes algunas opciones.

• WiFi + mando: haga que el piloto automático cree su propia red WiFi con una llave USB (las imágenes de Erle Robotics lo admiten de forma predeterminada) y use una ruta de juego común para controlar el dron a través de una estación de control terrestre;

WiFi + ROS: El sistema operativo del robot (ROS) es fantástico. Puedes utilizar un nodo ROS para visualizar el modo de vuelo y controlar el dron. Si quieres seguir este camino, mira este vídeo;RC tradicional: Alternativamente, puede comprar un controlador RC con un receptor habilitado para PPMSUM y conectarlo al piloto automático (al canal de entrada PPM-SUM);

¡Y eso es! Aquí hay un vídeo del dron en acción utilizando el método RC tradicional.

¿Preguntas sobre el tutorial? Déjalos en los comentarios.