Proiectul constă în realizarea unei mini drone controlată de un microcontroller ESP32-C3. Scopul proiectului este de a crea o dronă simplă, cu funcționalități de bază, ce poate zbura stabil prin controlul motoarelor în funcție de datele primite de la un giroscop (MPU6050). Ideea a pornit din dorința de a învăța mai bine despre controlul motoarelor, interfațarea cu senzori și utilizarea ESP32 în aplicații embedded. Credem că acest proiect este util atât pentru noi, pentru aprofundarea practică a cunoștințelor, cât și pentru alți studenți sau pasionați care vor să construiască un microdron low-cost, open-source.

Schema bloc generală:

Descriere module și interacțiuni:

• ESP32-C3 WROOM

• MPU6050 (Giroscop și accelerometru)

Se conectează la ESP32-C3 prin protocol I2C (SCL, SDA). Trimite date despre mișcările dronei, astfel încât ESP32 să poată ajusta viteza fiecărui motor pentru stabilizare.

• Driver Motorașe Custom (MOSFETs + Diodă + Rezistor)

Primește semnale PWM de la ESP32 și controlează alimentarea celor 4 motoare coreless. Fiecare motor are un circuit driver format din:

1. MOSFET N SI2300
2. Diodă 1N4148 (pentru protecție)
3. Rezistor 10kOhmi (pull-down)
4. Condensator 100nF (pentru filtrare)

• Motoare Coreless (x4)
  1. FL (Front-Left) - CW (Clockwise)
  2. FR (Front-Right) - CCW (Counter-Clockwise)
  3. BL (Back-Left) - CCW
  4. BR (Back-Right) - CW

Aceste motoare sunt aranjate astfel încât să creeze stabilitate prin rotație opusă două câte două.

• Baterie 3.7V LiPo

Alimentează întreaga dronă. Tensiunea ei este monitorizată de ESP32 pentru a preveni descărcarea excesivă.

• Divizor rezistiv pentru monitorizarea bateriei

Format din 2 rezistențe de 100kOhmi, conectate între Vbat și GND, cu punctul median legat la pinul A0 al ESP32. Acesta scade tensiunea bateriei la un nivel sigur pentru citirea de către ESP32.

Lista de piese: Fișierul BOM cu toate componentele necesare

Schema electrică:

Proiectul este funcțional și bazat pe codul open-source [ESP-Drone](https://github.com/espressif/esp-drone/tree/master), adaptat pentru ESP32-C3. Au fost făcute modificări la nivelul pinilor conform schemei electrice proprii și s-a configurat ADC-ul pentru monitorizarea bateriei. Conexiunea Wi-Fi funcționează, comenzile sunt recepționate prin UDP, iar drona răspunde corect la comenzi.

Am folosit ESP-IDF, deoarece este framework-ul oficial Espressif, oferă control total asupra hardware-ului, este bine documentat și include unelte integrate pentru build, flash și debug.

Proiectul aduce noutate prin adaptarea codului ESP-Drone pe microcontrolerul ESP32-C3, cu o configurație personalizată a pinilor și integrarea unui sistem de monitorizare a bateriei cu ADC. Controlul se face wireless prin aplicație mobilă sau gamepad.

- PWM pentru controlul motoarelor - ADC pentru citirea tensiunii bateriei - Wi-Fi în mod AP și comunicație UDP - Task-uri și cozi din FreeRTOS - Debug serial și monitorizare loguri

Proiectul este împărțit pe fișiere:

• wifi_esp32.c – conexiune Wi-Fi și UDP
• main.c – inițializare și logica principală
• config.h – definiri pini și parametri
• adc_esp32.c – citire și conversie ADC
• motors.c – interpretare comenzi și control motoare
• led_esp32.c – controlul ledurilor

Validarea s-a făcut prin conectarea aplicației mobile și testarea comenzilor de zbor, cu verificare vizuală și în serial monitor.

Am calibrat ADC-ul pe baza valorilor cunoscute de tensiune (3.3V și 4.2V). Tensiunea citită este convertită în procente pentru a estima nivelul bateriei. Valorile sunt filtrate pentru stabilitate.

- Dimensiuni reduse pentru buffer-ele UDP - Eliminarea componentelor nefolosite din proiect - Sincronizare eficientă între task-uri cu cozi - Inițializare Wi-Fi rapidă fără DHCP

Arhiva cu codul sursă: Descarcă drona.zip

GitHub: Vezi proiectul pe GitHub

ESP-Drone - GitHub ESP-IDF Documentation (ESP32-C3) Random Nerd Tutorials - ESP Projects ESP-IDF ADC API Reference ESP32-C3 Resources Getting Started with ESP32C3

Export to PDF