WiFi控制的水下无人机

ID:342005 · 发表于 2018-5-31 10:49

一、作品创意
上个学期做了一款红外控制显示时间温度及避障的单片机小车其实现的功能，有“红外控制”“时间” “温度” ，以及“避障”；不足点，有“没有用串口通信”“pwm波控制马达的占空比”“摄像头”，51单片机的“代码数过多”，“以及“没用用自己做的板子”。
  于是在暑假之前就开始尝试串口同步通信，于是便想做一个用串口控制的水下无人机基本上控制方式和无人机相似相当于用51做了一个红外及wifi舵机控制器。

二、作品制作
制作材料
1、电调：
电调连接12v的电源可以产生10-60A的电流为无刷电机提供电力，其次电调还会产生一个5v的电源，用于给单片机供电，操作过程和舵机相近也是pwm波。
  通过单片机产生一个2.5ms 的50hz 的阶跃电压传给电调，电调初始化然后依次传入2.4ms，,23ms …… ，0.5ms的阶跃电压，电调读取到最大和最小后即可精确的控制电调对无刷电机供电。
2、无刷电机：

用无刷电机的主要原因还是其转速惊人空转状态下每秒钟20000转+-不超过0.05；
无刷电机正好满足了无人机的动力需求，本身就是用来做无人机的电机所以产生的转数十分强大。
3、舵机模块：
舵机的控制一般需要一个20ms左右的时基脉冲，该脉冲的高电平部分一般为0.5ms-2.5ms范围内的角度控制脉冲部分，总间隔为2ms。以180度角度伺服为例，那么对应的控制关系是这样的：
4、 WiFi模块
该模块相当于一个路由器经过安装操作系统后，装入了摄像头驱动，模块将摄像传输的视频传送到192.168.8.1。通过上位机可以同步读取摄像头视频和串口通信控制潜水艇的运动，但是由于其串口损坏我用一个蓝牙模块代替。
5、摄像头

连接wifi模块读取摄影影像信息。云台有两个舵机组成可以360度摄影，但是由于装不下就没有放入云台。
6、hc-05
替代损坏的wifi模块，对无人机进行无线操控。51单片机串口中断通信
7、电路板和51

8、机身
   用的废弃的可乐瓶雪碧瓶。用胶枪，螺丝刀，焊盘做出来的。
制作过程：
   可以参考图片，过程表达起来很复杂，想做的私聊我。
理论加实践
   程序中用到了
            时间中断0 控制pwm的释放0.01ms的控制电流
            时间中断1 与串口中断配合使用的
外部中断1 红外通信
串口中断    蓝牙WiFi通信

以上的优点就是红外通信的结果不会导致pwm波的释放出现紊乱因为不会中断时间中断。
硬件就是需要代码数少用最少的代码数实现最多的功能，我这里用不到400行就完成了这些功能，其实是代码优化，减少不必要代码的结果。
三、困难与展望
1、下位机开发中遇到的问题
1. 串口通信存在的问题一开始就用的12m晶振不然暑假就不需要一直迷惑了估计暑假之前就可以做出来成品、
2.51本身的水平有限要达到开四个中断不冲突而且完美运行是十分困难的，中途bug不计其数此处忽略不计。
3.在红外传感器上，bug多的我就不说了、
4.做的板子一开始就不知道能不能用我也不说了，因为从来没人做这种东西所以，我估计是第一个所以一度怀疑自己做的东西就不能够达到要求，想放弃，但是最后还是做出来了。

2、作品展望
1. 改为远距离传输用32做做多通信渠道一方如果断连接，其余补连辅助通信。
2. 同时32本身功能强大可以完美带动我的需求，强大的中断数目估计可以日后弥补我所需要的说不定日后还可以用32做交换机这是51永远都达不到的。
3. 学习3dsmax进行未来的建模但是听说工作室的3d打印机不能打出可以防水的材料，漏水严重还是算了略学寒假答辩还是选一些别的东西32做的自平衡小车我觉得就不错，虽然很多人做过但是增加控件估计会很好所以下次做自平衡小车好了。
4. 用无人机专用的wifi通信模块  工作室有1100m的但是还是不够网上4km的也才几十块钱可以考虑但是还是用工作室的吧，不要钱原理是一样的。