Arduino applications for drone development & programming. 18 th Panhellenic Conference in Informatics 2 nd 4 th of October, 2014

Transcript

1 Arduino applications for drone development & programming 18 th Panhellenic Conference in Informatics 2 nd 4 th of October, 2014

2 Η Ομάδας μας Παπαδόπουλος Παναγιώτης Γουλής Γεώργιος Τσαγκρινός Γεώργιος

3 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.

4 Μοντέλα Uno Due Mega Micro Nano Mini Pro Mini

5 Λίγα λόγια για το Uno

6 Επεκτάσεις (shields) Ethernet GSM LCD WiFi

7 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)

8 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

9 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

10 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

11 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

12 Το τετρακόπτερο 1. Κεντρική μονάδα ελέγχου εγκέφαλος 2. Κινητήρας, Έλικας 3. Controllers (Electronic Speed Control) για την τροφοδότηση των κινητήρων 3 1 2

13 Η κεντρική μονάδα ελέγχου 1. Arduino Mini Pro με opensource λογισμικό 2. Arduino Mini Pro με λογισμικό για τη διασύνδεση του GPS (4) και Sonar (6) με τη κύρια μονάδα (1) Accelerometer 4. GPS 5. Bluetooth module Sonar 7. Input Output pins (για κινητήρες, τηλεκατεύθυνση, σταθεροποιητή κάμερας, LCD) 1 5

14 Διάγραμμα Συνδεσμολογίας Flight Control Unit GPS Receiver Rx/Tx RS232 Acceler ometer RS232 BT/FT DI Sonar Arduino (I 2 C * to GPS) I 2 C * Bus Arduino Κεντρικός Σταθμός Ελέγχου Echo/Trig LCD Input / Output Pins * 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.

15 Κεντρικός Σταθμός Ελέγχου

16 Μονάδα Τηλεκατεύθυνσης Βασικός σκελετός και χειριστήρια (joystick) Πλήκτρα επιπλέον λειτουργιών Radio Frequency Modulator Antenna Τροφοδοσία πηγή ενέργειας Κεντρική Μονάδα Κωδικοποίησης σημάτων τηλεκατεύθυνσης (Multiplexing)

17 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.)

18 Παρουσίαση Επίδειξης Πτήσης

19 Παρουσίαση WiFi SSID: WiFi_Drones URL:

20 Ευχαριστούμε