Dronevinssin kauko-ohjausjärjestelmä
Jormanainen, Joonas (2024)
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2024101826542
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2024101826542
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli suunnitella ja toteuttaa dronevinssille kameralla varustettu kauko-ohjausjärjestelmä, jota tullaan käyttämään puun taimien kuljetukseen. Dronessa käytetylle ohjausyksikölle ei ollut enää valmistajan tukea, joten järjestelmä piti rakentaa alustariippumattomaksi. Langattomana videolinkkinä käytettiin kaupallista ratkaisua, joten sille piti saada vain vietyä videosignaali HDMI-kaapelilla.
Vinssin kauko-ohjain rakennettiin lähetinmoduulista ja mikrokontrollerista. Järjestelmä tukee kahden tällaisen kauko-ohjaimen käyttöä yhtä aikaa. Vastaanotinmoduuli tukee useampaakin lähetintä, joten ohjelmistoon olisi ollut mahdollista lisätä tuki useammallekin lähettimelle, mutta tälle ei ollut tarvetta.
Kauko-ohjaimen kantama piti saada yhtä pitkäksi tai pidemmäksi kuin dronen ohjauksen ja videolinkin kantama. Laskujen ja valmistajien tietojen mukaan tähän tavoitteeseen päästiin, mutta tätä ei päästy varmistamaan käytännössä.
Vastaanotinpuolen ohjausyksiköksi valittiin Raspberry Pi ja kameraksi Raspberry Pi Camera Module 3 sen helpon integroitavuuden takia. Raspberry Pissä ajettava ohjelmisto, joka on kirjoitettu Pythonilla, hoitaa vastaanotinmoduulin datan tulkitsemisen, vinssin ohjauksen ja videon tuottamisen langattomalle videolinkille. Vastaanotinmoduulista otetaan ulos serial dataa mikä kertoo kauko-ohjaimen kytkimen asennon ja muuta hyödyllistä tietoa, kuten virtalähteen jännitteen ja signaalinvahvuuden.
Järjestelmä on rakennettu koekytkentäalustoille, mutta sille tullaan tekemään piirilevyt ja kotelot eri projektissa. Tätä varten järjestelmän koodit, asennusohjeet ja kytkentäkaaviot löytyvät julkisina GitHubista.
Vinssin kauko-ohjain rakennettiin lähetinmoduulista ja mikrokontrollerista. Järjestelmä tukee kahden tällaisen kauko-ohjaimen käyttöä yhtä aikaa. Vastaanotinmoduuli tukee useampaakin lähetintä, joten ohjelmistoon olisi ollut mahdollista lisätä tuki useammallekin lähettimelle, mutta tälle ei ollut tarvetta.
Kauko-ohjaimen kantama piti saada yhtä pitkäksi tai pidemmäksi kuin dronen ohjauksen ja videolinkin kantama. Laskujen ja valmistajien tietojen mukaan tähän tavoitteeseen päästiin, mutta tätä ei päästy varmistamaan käytännössä.
Vastaanotinpuolen ohjausyksiköksi valittiin Raspberry Pi ja kameraksi Raspberry Pi Camera Module 3 sen helpon integroitavuuden takia. Raspberry Pissä ajettava ohjelmisto, joka on kirjoitettu Pythonilla, hoitaa vastaanotinmoduulin datan tulkitsemisen, vinssin ohjauksen ja videon tuottamisen langattomalle videolinkille. Vastaanotinmoduulista otetaan ulos serial dataa mikä kertoo kauko-ohjaimen kytkimen asennon ja muuta hyödyllistä tietoa, kuten virtalähteen jännitteen ja signaalinvahvuuden.
Järjestelmä on rakennettu koekytkentäalustoille, mutta sille tullaan tekemään piirilevyt ja kotelot eri projektissa. Tätä varten järjestelmän koodit, asennusohjeet ja kytkentäkaaviot löytyvät julkisina GitHubista.