Arduino applications for

drone development &

programming18th Panhellenic Conference in Informatics

2nd – 4th of October, 2014

Η Ομάδας μας

Παπαδόπουλος Παναγιώτης

Γουλής Γεώργιος

Τσαγκρινός Γεώργιος

Τι είναι το Arduino;

2005: Το έτος δημιουργίας του Arduino

Το Arduino είναι μία πλατφόρμα βασισμένη σε μία μητρική πλακέτα ανοιχτού

κώδικα.

Η πλακέτα ενσωματώνει έναν μικροελεγκτή Atmel μαζί με όλα τα

παρελκόμενα

Ο προγραμματισμός γίνεται με τη γλώσσα προγραμματισμού Wiring (όμοια με

τη γλώσσα C++)

Η διασύνδεση κατάλληλων επεκτάσεων (shields), παρέχουν επιπλέον

δυνατότητες, όπως Wi-Fi, Ethernet με SD support, GSM, LCD κλπ.

Τα σχέδια κατασκευής της πλακέτας (schematics) είναι διαθέσιμα από την

εταιρία κατασκευής του Arduino.

Μοντέλα

Uno DueMega

Micro Nano

Mini Pro Mini

Λίγα λόγια για το Uno

Επεκτάσεις (shields)

Ethernet GSM

LCD WiFi

Εφαρμογές Arduino

Μετεωρολογικός σταθμός

Σύστημα απομακρυσμένης διαχείρισης εργαλείων/οργάνων (με τη χρήση

διαφόρων διεπαφών, όπως γυαλιά, γάντια κλπ.)

Κατασκευή 3D εκτυπωτών

Εφαρμογές σε ρομποτικά συστήματα

Χρήση σε RFID συστήματα, συστήματα μαγνητικών καρτών, NFC shield

Απομακρυσμένη διαχείριση αυτοματισμών

Μονάδα ελέγχου πτήσης σε μη επανδρωμένα σκάφη (drones)

Μονάδες τηλεκατεύθυνσης για μη επανδρωμένα σκάφη (drones)

Τι είναι τα drones*;

Μη επανδρωμένα αεροσκάφη

Πλοήγηση Αυτόνομη ή τηλεκατευθυνόμενη

Σύστημα πρόωσης από έναν ή περισσότερους κινητήρες

Ποικιλία αισθητήρων

Αυτονομία ενέργειας

* ή αλλιώς UAV – Unmanned Aerial Vehicles, ΜΕΙΟ – Μη Επανδρωμένα Ιπτάμενα

Οχήματα, RPS – Remotely piloted systems

Multicopter Drones

Drones με περισσότερα από 2 συστήματα πρόωσης με έλικα

Οι έλικες είναι παράλληλα τοποθετημένοι με το έδαφος

Κύριο χαρακτηριστικό είναι η σταθερότητα πτήσης (hover)

Τα πιο διαδεδομένα είναι τα τετρακόπτερα και εξακόπτερα

Τα μέρη ενός πολυκόπτερου

Βασικός σκελετός

Βάση πολυκόπτερου

Βραχίονες

Βάσεις κινητήρων

Σύστημα ομαλής προσεδάφισης

Κεντρική πλακέτα - Εγκέφαλος

Μικροελεγκτής

Θύρες εισόδων και εξόδων

Γυροσκόπειο – Accelerometer

Οθόνη ενδείξεων – Graphic LCD (προαιρετικά)

Επιπλέον modules

GPS

Πυξίδα

Bluetooth/Telemetry

Sonar

Σχεδιασμός - Κατασκευή

Κατανόηση παραμέτρων πτήσης

Επιλογή και προγραμματισμός μονάδας ελέγχου

Διασύνδεση διαφορετικών αισθητήρων (πυξίδα, επιταχυνσιόμετρο,

βαρόμετρο)

Συγχρονισμός Μ.Ε. με το κεντρικό σταθμό ελέγχου (π.χ. υπολογιστής)

Συλλογή και απεικόνιση δεδομένων μετρήσεων στο κεντρικό σταθμό ελέγχου

Μηχανισμός τηλεκατεύθυνσης

Το τετρακόπτερο

1. Κεντρική μονάδα ελέγχου

– εγκέφαλος

2. Κινητήρας, Έλικας

3. Controllers (Electronic

Speed Control) για την

τροφοδότηση των

κινητήρων

12

3

Η κεντρική μονάδα ελέγχου

1. Arduino Mini Pro με opensourceλογισμικό

2. Arduino Mini Pro με λογισμικό για τη διασύνδεση του GPS (4) και Sonar (6) με τη κύρια μονάδα (1)

3. Accelerometer

4. GPS

5. Bluetooth module

6. Sonar

7. Input – Output pins (για κινητήρες, τηλεκατεύθυνση, σταθεροποιητή κάμερας, LCD)

1

2

34

5

6

7

Διάγραμμα Συνδεσμολογίας

Flight Control Unit

Arduino

(I2C * to GPS)Arduino

GPS

Receiver

Sonar

Acceler

ometer

I2C * Bus

BT/FT

DI

Rx/Tx

RS232

Echo/Trig

RS232

Input / Output PinsLCD

Κεντρικός Σταθμός

Ελέγχου

* Inter-Integrated Circuit: είναι ένας σειριακός δίαυλος που δημιουργήθηκε από τη Philips και χρησιμοποιείται για την σύνδεση

περιφερειακών μικρής ταχύτητας σε motherboard, embedded systems, κινητά τηλέφωνα ή άλλες ηλεκτρονικές συσκευές.

Κεντρικός Σταθμός Ελέγχου

Μονάδα Τηλεκατεύθυνσης Βασικός σκελετός και χειριστήρια (joystick)

Πλήκτρα επιπλέον λειτουργιών

Radio Frequency Modulator

Antenna

Τροφοδοσία – πηγή ενέργειας

Κεντρική Μονάδα Κωδικοποίησης σημάτων τηλεκατεύθυνσης (Multiplexing)

Εφαρμογές των drones

3D μοντέλα μεγάλων περιοχών (βουνό Matterhorn, Γερμανία)

Καθοδήγηση ανθρώπων σε μεγάλους χώρους (καθοδήγηση φοιτητών στον

χώρο του MIT - Skycall)

Παρακολούθηση γεωργικών περιοχών σε συνδυασμό με μετρήσεις

περιβάλλοντος

Παράδοση ευπαθών φαρμάκων σε δύσκολα προσβάσιμες περιοχές

Ταχυμεταφορές αγαθών (Matternet)

Υποστήριξη σε έρευνα και διάσωση σε πληγείσες περιοχές

Προβλέψεις και μελέτες ακραίων καιρικών συνθηκών (καταιγίδες, τυφώνες

κλπ.)

Παρουσίαση Επίδειξης Πτήσης

Παρουσίαση

WiFi SSID:

“WiFi_Drones”

URL:

http://drones:9090/

Ευχαριστούμε