Cardán Arduino de bricolaje | Plataforma autoestabilizadora

En este tutorial aprenderemos a construir un gimbal o plataforma autoestabilizadora Arduino con servomotores. Este tutorial es en realidad una extensión del tutorial anterior sobre MPU6050.

Puede ver el vídeo a continuación o leer el tutorial escrito a continuación.

descripción general

Diseñé el cardán usando un software de modelado 3D. Consta de 3 servomotores MG996R para control de 3 ejes y una base sobre la que se coloca el sensor MPU6050, Arduino y batería.

Puedes>Descarga este modelo 3Dy también explóralo en tu navegador en Thangs.

Archivos>

DIY Arduino Gimbal: archivos STL de plataforma autoestabilizadora

1 archivo(s) 0.00KB

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Imprimí en 3D todas las piezas con mi impresora 3D Creality CR-10 y quedaron perfectas.

asamblea

Montar el cardán fue bastante fácil. Empecé instalando el servo Yaw. Lo fijé a la base usando tornillos y tuercas M3.

A>

Para>

Primero>

Repetí>

Luego>

Para>

Las>

Por>

Diagrama del circuito del cardán Arduino

Ahora sólo necesitamos conectar todo junto. Aquí está el esquema de este proyecto y cómo debe conectarse todo.

Puede>

• IMU MPU6050 ………………………………. Amazonas / Banggood / AliExpress
• Servomotor MG996R ………………………………. Amazonas / Banggood / AliExpress
• Convertidor de moneda ……………………………… Amazon / Banggood / AliExpress
• Placa Arduino…………………………..….. Amazonas / Banggood / AliExpress
• Cables de puente y placa de pruebas………… Amazonas / Banggood / AliExpress

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Terminé apretando los componentes electrónicos y los cables en la base y cubriéndolos en la parte inferior con esta cubierta.

Esto>

código arduino

El código Arduino para este ejemplo es una modificación del ejemplo MPU6050_DMP6 del Biblioteca i2cdevlib de Jeff Rowberg.

Puedes descargar el código aquí:

DIY Arduino Gimbal – Código Paftorm autoestabilizador

1 archivo(s) 3.29KB

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Descripción del código: Por lo tanto, utilizamos como resultado un comportamiento legible de guiñada, cabeceo y balanceo.

// Get Yaw, Pitch and Roll values
#ifdef OUTPUT_READABLE_YAWPITCHROLL
    mpu.dmpGetQuaternion(&q, fifoBuffer);
    mpu.dmpGetGravity(&gravity, &q);
    mpu.dmpGetYawPitchRoll(ypr, &q, &gravity);

    // Yaw, Pitch, Roll values - Radians to degrees
    ypr[0] = ypr[0] * 180 / M_PI;
    ypr[1] = ypr[1] * 180 / M_PI;
    ypr[2] = ypr[2] * 180 / M_PI;
    
    // Skip 300 readings (self-calibration process)
    if (j <= 300) {
      correct = ypr[0]; // Yaw starts at random value, so we capture last value after 300 readings
      j++;
    }
    // After 300 readings
    else {
      ypr[0] = ypr[0] - correct; // Set the Yaw to 0 deg - subtract  the last random Yaw value from the currrent value to make the Yaw 0 degrees
      // Map the values of the MPU6050 sensor from -90 to 90 to values suatable for the servo control from 0 to 180
      int servo0Value = map(ypr[0], -90, 90, 0, 180);
      int servo1Value = map(ypr[1], -90, 90, 0, 180);
      int servo2Value = map(ypr[2], -90, 90, 180, 0);
      
      // Control the servos according to the MPU6050 orientation
      servo0.write(servo0Value);
      servo1.write(servo1Value);
      servo2.write(servo2Value);
    }
#endifCode language: Arduino (arduino)

Una vez que obtenemos los valores, primero los convertimos de radianes a grados.

// Yaw, Pitch, Roll values - Radians to degrees
    ypr[0] = ypr[0] * 180 / M_PI;
    ypr[1] = ypr[1] * 180 / M_PI;
    ypr[2] = ypr[2] * 180 / M_PI;Code language: Arduino (arduino)

Luego esperamos o tomamos 300 mediciones, ya que el sensor todavía está en proceso de autocalibración durante este tiempo. También registramos el valor de Yaw, que inicialmente no es 0 como los valores de cabeceo y balanceo, pero siempre es un valor aleatorio.

// Skip 300 readings (self-calibration process)
    if (j <= 300) {
      correct = ypr[0]; // Yaw starts at random value, so we capture last value after 300 readings
      j++;
    }Code language: Arduino (arduino)

Después de las 300 lecturas, primero establecemos la tasa de guiñada en 0 restando el valor aleatorio registrado anteriormente. Luego asignamos los valores de guiñada, cabeceo y balanceo de -90 a +90 grados a valores de 0 a 180, que se utilizan para controlar los servos.

// After 300 readings
    else {
      ypr[0] = ypr[0] - correct; // Set the Yaw to 0 deg - subtract  the last random Yaw value from the currrent value to make the Yaw 0 degrees
      // Map the values of the MPU6050 sensor from -90 to 90 to values suatable for the servo control from 0 to 180
      int servo0Value = map(ypr[0], -90, 90, 0, 180);
      int servo1Value = map(ypr[1], -90, 90, 0, 180);
      int servo2Value = map(ypr[2], -90, 90, 180, 0);
      
      // Control the servos according to the MPU6050 orientation
      servo0.write(servo0Value);
      servo1.write(servo1Value);
      servo2.write(servo2Value);
    }Code language: Arduino (arduino)

Luego enviamos estos valores como señales de control a los servos mediante la función de escritura. Por supuesto, si solo deseas estabilización para los ejes X e Y, puedes desactivar el servo Yaw y usar esta plataforma como cardán de la cámara.

Tenga en cuenta que esto es todo menos un buen cardán para cámara. Los movimientos no son fluidos ya que estos servos no están pensados ​​para tal fin. Los cardanes de cámaras reales utilizan un tipo especial de motores BLDC para lograr movimientos suaves. Así que considere este proyecto sólo con fines educativos.

Eso es todo por este tutorial. Espero que lo hayas disfrutado y hayas aprendido algo nuevo. No dudes en hacer tus preguntas en la sección de comentarios a continuación y no olvides echar un vistazo a mi colección de proyectos Arduino.