ملحوظة: هذه التعليمات قيد الكتابة

هذا المشروع عبارة عن طائرة رباعية المراوح تعمل بواسطة مولتي وي ويتم التحكم بها بواسطة Raspberry Pi 2 B. تتميز هذه الطائرة الرباعية المراوح بخصوصية كبيرة لأنها تستخدم جهازي تحكم مختلفين ويمكنها أن تكون طيارًا بجهازين مختلفين: جهاز تحكم عن بعد أو هاتف ذكي.

يتولى جهاز تحكم Multiwii مسؤولية المحركات الأربعة وتوزيع الطاقة اللازمة لتشغيلها، بينما يجمع Raspberry Pi المعلومات الواردة من الهاتف الذكي وينقلها إلى Multiwii. يمكنك أيضًا استخدام صور ودقة Full HD فيديو أيضًا! توجد كاميرا Pi في مقدمة طائرة Pi بدون طيار. يمكنها التسجيل أو التقاط صورة على وحدة تخزين USB.

يتكون هيكل هذه الطائرة الرباعية المراوح من عناصر معاد تدويرها مختلفة وكان تحديًا آخر: إنشاء طائرة رباعية المراوح بعناصر ثقيلة في بعض الأحيان... ولكن لقد فعلناها!

نحن طلاب فرنسيون شباب، وكان هذا أول مشروع لنا. ساعدنا خلال هذا المشروع في إنشاء موقع إلكتروني يُدعى Instructables، والآن نريد أن نشارككم... درون باي . استمتع!

لبناء طائرتنا الرباعية المراوح، ستحتاج إلى الأجزاء التالية:

• أ إطار - يمكنك شرائه عبر الإنترنت أو يمكنك اصنعها مثلنا. ليس من الصعب إنشاء هيكلك، ما عليك سوى رسم شكل X بقطر ٠٫٤٥ متر تقريبًا (لطائرة رباعية مراوح مستقرة)، ثم وضع مستويات مختلفة في المنتصف لوضع جهاز Raspberry، وMultiwii، والبطارية، ووحدات التحكم الإلكترونية، إلخ.

• 4 محركات (16 يورو) - لطائرة رباعية المراوح، تحتاج إلى أربعة محركات، ولكن إذا أردت صنع طائرة ثماني المراوح، فستحتاج إلى ثمانية محركات أيضًا. نحن نستخدم محركات تورنيجي بدون فرشاة . (سنعود إلى المحركات في الخطوة 2) 

• 4 مراكز خدمات تعليمية (10 يورو) - يُستخدم مُتحكم السرعة الإلكتروني لتوصيل الطاقة إلى المحرك باستخدام معلومات جهاز Multiwii. نحن نستخدم Hobbyking 30A ESC .

• بطارية (27,5 يورو) - بالطبع، إذا كنت ترغب في الطيران، يجب عليك تزويد محركاتك بالطاقة، لذا ستحتاج إلى بطارية. نحن نستخدم تورنيجي 3S 3300mAh . 

• مراقب البطارية (4 يورو) - يرن عند نفاد البطارية. نحن نستخدم جهاز مراقبة البطارية Hobbyking 3S .

• لوحة توزيع الطاقة (4 يورو) - يتم استخدام هذه اللوحة لتوصيل وحدات التحكم الإلكترونية بالسرعة بالبطارية. نحن نستخدم لوحة توزيع الطاقة للطائرة الرباعية المروحية من Hobbyking .

• موصلات 3.5 مم (4.5 يورو) - لحام الESC والمحركات. 
• موصلات 4.5 مم (4,33€) - لإزالة موصل لوحة التوزيع القديم ولحام هذا الجديد. 

• المراوح (5 يورو) طائرة رباعية المراوح مزودة بمحركات، لكنها ليست كذلك، لذا اختر مراوحك وفقًا لإطارك. لإطارنا الذي يبلغ طوله 40 سم، ستحتاج إلى مراوح بطول 10 سم وارتفاع 4.5 سم. نستخدم دعامات 10x4,5 SF . 

• مولتي وي (49 يورو) - يُستخدم هذا المُتحكّم للتحكم بالمحركات وتوزيع الطاقة. نحن نستخدم CRIUS AIO PRO Multiwii .

• وسادة التركيب (2 يورو) - نظرًا لأن المحركات تنتج قدرًا كبيرًا من الاهتزازات، فيجب عليك شراء بعض منصات التثبيت لتقليلها أسفل جهاز multiwii. 

• Raspberry pi 2 B (35 يورو) - يمكن تشغيله أيضًا مع طراز آخر من Raspberry pi ولكننا قمنا باختباره للتو مع Raspi هذا وهو أقوى من الإصدار السابق.

• كاميرا Pi (19 يورو) - لالتقاط الفيديو والصور. يعمل فقط مع راسبيري باي.

• مفتاح واي فاي (9 يورو) - يتصل بجهاز Raspi ويقوم بإنشاء شبكة wifi لنقل المعلومات من تطبيق الهاتف الذكي إلى جهاز Raspi.

• مفتاح USB - لحفظ الفيديو

• جهاز تحكم عن بُعد + جهاز استقبال للتحكم عن بُعد - إذا كنت ترغب في التحكم بطائرتك بدون طيار باستخدام هذا الجهاز، فما عليك سوى توصيل جهاز الاستقبال بجهاز Multiwii.

يتعين عليك لحام الموصلات بسلك ESC، وسلك المحركات، وسلك لوحة التوزيع.

جهاز Multiwii

Multiwii مشروع فرنسي مفتوح المصدر، مبني على أردوينو. بفضل هذا المشروع المفتوح المصدر، يمكننا إيجاد أنواع عديدة من Multiwii. نستخدم إصدارًا مشابهًا من CRIUS AIO PRO V2. هذا جهاز تحكم طيران: وظيفته إرسال إشارات السرعة إلى وحدة التحكم الإلكتروني بالسرعة (ESC) لتثبيت الطائرة الرباعية المروحية في الجو. نستخدم مشروع Mutlwii لأنه مشروع معروف يستخدمه العديد من المستخدمين، وله مجتمع رائع، ولكن السبب الرئيسي هو أن برامج كهذه معقدة جدًا بالنسبة لنا.

التوت

في مشروعنا، لعب Raspberry دورًا رئيسيًا. أولًا، عند بدء التشغيل، أنشأ شبكة واي فاي خاصة مع خادم DHCP (لإعطاء عنوان IP). هذه الشبكة لا تتصل بالإنترنت، بل تتصل فقط بالهاتف الذكي. ثانيًا، أنشأ برنامج بايثون (من تصميمنا) يُشغّل منفذ ويب. منفذ الويب هو اتصال دائم بين الخادم (Raspberry) والعميل (تطبيق الهاتف الذكي)، ويستقبل الأوامر من التطبيق. بعد ذلك، يتصل البرنامج نفسه بجهاز MultiWii عبر منفذ USB، ويرسل معلومات الأوامر من الهاتف الذكي إلى جهاز MultiWii (انظر المخطط لمزيد من المعلومات). المصادر متوفرة على github ( https://github.com/reglisse44/Multiwii-raspberry-drone-server ).

التطبيق

تم تصميم التطبيق باستخدام HTML/CSS/JavaScript باستخدام Cordova. Cordova هي تقنية تسمح بإنشاء تطبيقات ويب متوافقة مع أنظمة أندرويد وiOS وغيرها. قد يظن المستخدم أنه تطبيق أندرويد عادي، ولكنه في الواقع واجهة ويب :)، ومن السهل تطوير تطبيقات كهذه لمطوري الويب. المصادر متوفرة على github ( https://github.com/reglisse44/quadcopterControl )

لصنع هيكل جيد، عليك استخدام أخف العناصر الممكنة. بالنسبة لطائرة Drone Pi، اضطررنا إلى تصنيعها باستخدام عناصر قابلة لإعادة التدوير، لذا فإن هيكلنا ثقيل بعض الشيء، ولكن على أي حال، لا يؤثر ذلك على محركاتنا.

قطر الإطار ٠.٤٥ متر لأننا أردنا طائرة رباعية مروحية مستقرة للكاميرا، لا طائرة رباعية مروحية للسباق. في وسط حرف X، توجد ثلاثة مستويات (ربما أربعة في المستقبل) لوضع وحدات التحكم، ووحدات التحكم الإلكترونية في السرعة، والبطارية (جميع الاقتباسات موجودة في الصور أعلى الصفحة).

أنشأنا منصةً لجهاز Multiwii أعلى الطائرة الرباعية المراوح (الصورة ٢)، ومنصةً أخرى للبطارية (الصورتان ٧ و٨) أسفلها. بالنسبة لمنصة Multiwii، أردنا وضع التوت أسفلها لوجود بعض الوصلات بينهما. أما بالنسبة لمنصة البطارية، فأردنا تركيبها أو إزالتها لشحنها. جميع الصور في الخطوة التالية.

أخيرًا، وضعنا 4 أقدام على الطائرة الرباعية المروحية حتى نتمكن من هبوطها ولكنها ليست جميلة وسيئة.

بالنسبة للدفع، فأنت بحاجة إلى 4 محركات، و4 وحدات تحكم إلكترونية للسرعة (لتكييف الجهد مع المحركات)، والبطارية، وأخيرًا جهاز Multiwii.

1. وصّل محركاتك بوحدات التحكم الإلكترونية. يمكنك عكس السلك لعكس دوران المراوح (انظر المخطط لمعرفة اتجاه الدوران). للبدء، لا ضع الدعائم الخاصة بك على المحركات حتى لا تتعرض لأي حادث، فالدعائم هشة ويمكن أن تنكسر.
2. قم بتوصيل ESC بلوحة التوزيع (احترم اللون).
3. إذا كان كل شيء على ما يرام، يمكنك تثبيت المكونات على الإطار
4. كان المسمار الذي كان لدينا مع المحرك كبيرًا جدًا بالنسبة للمراوح، لذلك كنا بحاجة إلى تكبيرها (انظر الصور)

سنقوم الآن بتثبيت جهاز مولتي وي وراسبيري باي. لتثبيت المكونين في نفس المكان، قمنا ببناء دعامة أعلى راسبيري باي لوضع جهاز مولتي وي (انظر الصورة).

1. قم بتثبيت التوت مع دعمه
2. ضع المالتيوي على الدعامة المزودة بوسادة مضادة للاهتزاز
3. قم بتوصيل وحدات التحكم الإلكترونية بالسرعة بجهاز multiwii باستخدام الدبابيس المخصصة

بعد ذلك، سنقوم بتجميع برنامج multiwii الثابت على اللوحة. للبدء، وصّل لوحة multiwii بجهاز الكمبيوتر عبر USB.

لتكوين multiwii:

1. تنزيل البرامج الثابتة multiwii من https://code.google.com/p/multiwii/
2. تنزيل برنامج arduino من https://www.arduino.cc/en/Main/Software
3. افتح مشروع أردوينو "Multiwii.ino"
4. غيّر لوحة أردوينو من "أدوات">"لوحة">"أردوينو ميجا ٢٥٦٠ أو ميجا أدك"
5. حدد المنفذ في "أدوات">"المنفذ التسلسلي"> وحدد منفذ multiwii.
6. بعد ذلك، افتح الملف "config.h"
7. ابحث في بداية الملف عن السطر: "//#define QUADX" ثم قم بإلغاء التعليق عليه (قم بإزالة "//")
8. ابحث مرة أخرى عن السطر "//#define CRIUS_AIO_PRO" وقم بإلغاء التعليق عليه.
9. كل شيء جاهز، احفظ الملف وقم بتشغيل التجميع
10. ستحتاج بعد ذلك إلى معايرة جميع أجهزة الاستشعار باستخدام MultiwiiConf، وسأترك لك البحث عن البرنامج التعليمي على الإنترنت.

حاليًا، لا نربط جهاز Multiwii بجهاز Raspi، لذا إذا كنت ترغب في تجربة محركاتك أثناء عملها قبل تهيئة جهاز Raspberry Pi، فثبّتها على هيكلك. ستحتاج إلى جهاز تحكم عن بُعد مزود بجهاز استقبال للتحكم عن بُعد، ثم توصيله بجهاز Multiwii. لن نشرح لك كيفية القيام بذلك، لكن جوجل صديقك ;) والأمر ليس صعبًا. ( لا تستخدم محركًا بمراوحه ).

تثبيت ديبيان:

قم بتثبيت Raspbian مع المبتدئين باتباع هذا البرنامج التعليمي: www.raspberrypi.org/help/noobs-setup/

يطلق raspi-config وتمكين كاميرا pi

تكوين IP

 sudo nano /etc/network/interfaces

قم بإزالة جميع تكوينات wlan0 وقم بتحريرها إلى هذا:

 السماح بتوصيل سريع لشبكة wlan0
 iface wlan0 inet ثابت
 العنوان 192.168.10.1
 قناع الشبكة 255.255.255.0
 البوابة 192.168.10.1

تثبيت Hostapd:

قبل البدء قم بإجراء كافة التحديثات:

sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade

تثبيت hostapd:

 sudo apt-get install hostapd

واختبار مع الحد الأدنى من التكوين

 sudo hostapd hostapd.conf

إذا كان بإمكانك رؤية شبكتك من هاتفك الذكي، فهي تعمل ولكن لا تحاول الاتصال (سيفشل الأمر مع خطأ IP لأننا لا نملك أي خادم DHCP)

تثبيت خادم DHCP:

الآن نحتاج إلى تثبيت خادم DHCP لإعطاء عنوان IP لعملاء wifi.

 sudo apt-get install isc-dhcp-server

قم بتشغيل هذا الأمر لتحرير الملف:

 سودو نانو /etc/dhcp/dhcpd.conf

ابحث عن السطور التي تقول

 خيار اسم المجال "example.org"؛

 خيار خوادم أسماء النطاقات ns1.example.org، ns2.example.org؛

وأضف "#" قبلها للتعليق عليها

تثبيت usbmount

نحتاج إلى برنامج USBmount لتثبيت مفتاح USB. هذا لحفظ الفيديو عليه.

 sudo apt-get install usbmount

الآن يجب تثبيت جميع مفاتيح USB على المجلد "/media/"

تثبيت برنامج Python quadcopter:

أولاً قم بتثبيت التبعيات:

sudo apt-get install python-pip build-essential python-dev
 sudo pip تثبيت تورنادو

واستنساخ مشروع git

 استنساخ git https://github.com/reglisse44/Multiwii-raspberry-drone-server.git multiwiiControll

يمكنك اختبار البرنامج عن طريق تشغيله على النحو التالي:

اختبر هذا!!:

تحذير: في الوقت الحالي إذا كنت تريد بدء برنامج بايثون، فأنت بحاجة إلى:

• تم توصيل كاميرا pi وتنشيطها في raspi-config
• لوحة multiwii متصلة بمنفذ USB raspberry باسم "ttyUSB0" (يمكنك التحقق باستخدام الأمر "dmesg | grep tty"، إذا كان جهاز multiwii الخاص بك متصلاً باسم آخر، فقم بتغييره في بداية الملف "main.py")

قبل البدء، قم بإعادة تشغيل جهاز pi الخاص بك لتطبيق كافة التثبيتات السابقة.

بعد ذلك اتبع الأوامر التالية:

 sudo hostapd -B /etc/hostapd/hostapd.conf
 sudo ifconfig wlan0 192.168.10.1
 إعادة تشغيل خدمة sudo isc-dhcp-server
 sudo python multiwiiControl/main.py

التوضيح:

1. "-B" هو لتشغيل hostapd في الخلفية
2. بعد تشغيل Hostapd، تغير عنوان IP (لا أعرف السبب). لذا، علينا ضبطه يدويًا.
3. أعد تشغيل خادم DHCP لبدء تشغيله باستخدام شبكة WLAN0 الجديدة
4. وبدء البرنامج النصي بايثون

أتمتة هذه العملية عند التمهيد:

لتشغيل كل هذه الأوامر عند بدء التشغيل، نستخدم cronjob وبرنامج نصي sh.

 sudo crontab -e

هذا الأمر يفتح محرر نانو. اكتب هذا في نهاية الملف:

 @reboot /home/pi/multiwiiControll/autostart.sh
 @reboot sudo python /home/pi/multiwiiControll/main.py &

الخروج وإعادة التشغيل، إذا كان كل شيء على ما يرام، يجب أن يبدأ كل شيء عند التمهيد!

إذا كان لديك أي أسئلة يمكنك نشر تعليق وشكرا لك على قراءة التعليمات الخاصة بنا :)