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标题: 教你从头DIY自己的四轴飞行器 [打印本页]

作者: changdegongyu 时间: 2014-11-23
标题: 教你从头DIY自己的四轴飞行器
本帖最后由 changdegongyu 于 2014-11-23 12:20 编辑

很多人问做一个自己的四轴需要买些什么
简单入门的话，买一个迷你的四轴飞行器，比如烈火兄的小四轴，就可以玩起来
小四轴用来学习基本的四轴操作，系统原理
每个飞行器爱好者都需要一个大四轴，可以飞的更久，更高
还可以大幅提升载重，用来携带设备，比如航拍等

下面就教大家如何做一个自己的大四轴，需要哪些材料，如何合理的测试和组装系统
首先从小四轴，我们可以分析出我们大致需要的材料

材料	用途	小四轴	大四轴
机架	提供基础的支撑和承载各种设备，要求强度高，自重轻	PCB本身自重要求很轻，载重也很低，PCB就可以满足需求	载重要求高，可达数公斤常用尼龙，碳纤维等高强度低自重的材料
电机	提供动力输出	空心杯有刷电机，轻便	无刷电机，提供大升力
电调	控制电机转动	无电机根据电压来控制功率电压由PWM输出来占空比(高电平持续的百分比)控制	无刷电机有特殊时序控制，需要输出大电流使用成品的电调，可以大大简化主控板的电路设计和控制最终如同小四轴一样，输出PWM控制占空比来控制无刷电机功率
桨	电机带动提供升力重量分布均衡，动平衡好轻	小桨	更大更厚的桨，提供更大升力
电池	动力来源	小的3.7v(1s)电池，数百ma 飞行5-8分钟	高容量锂电,常用3个3.7串联(3s)提供11.1v 容量可达数千ma 飞行8-15分钟
充电器	给电池充电	有些直接集成在机体本身有的外置小充电板	多节电芯因为需要平衡放电，需要平衡充电器外置专用
主控板	控制飞行器姿态	PCB本身有是机身又是主控板	专用主控板，自身带有稳定程序外部输入输出用来对接：电调（控制马达）遥控器（获取用户控制输入）其他电子设备
遥控器	用户输入	蓝牙：手机控制 2.4G无线：专用遥控器	2.4G无线：长距离控制，专用遥控器
辅料	用来拼接机器，固定设备	无一般出场成品都是到手即飞	自己DIY，需要硅胶线（导线），热缩管，扎线带，电源分配板（将电池的电分配给各电调），螺丝，电池电压报警器等

材料的购买可以通过TB，很方便，现在做航模的非常多，觉得不知道有些材料是不是匹配，数量够不够，可以问问卖家，他们一般会提供指导

下面图示需要的材料：
开箱图

平衡充电器

电池3s的

买了5套正反桨，2套就够了

最贵的部分，4个电调和4个无刷电机，一共近400

电调，右侧3根接香蕉头（与电机连接）
3根排线是控制线，红黑是电源，提供5V输出，可以给主控板供电
单独的红黑两根线接电池

无刷电机，3根线焊上香蕉头，接电调，子弹头（桨夹）固定桨用

机架，我选的是带起落架的，450mm的，还是比较大的

组装图

辅料右侧电路板就是电源分配板，右上是电池电压测量报警器

作为自己调试系统的大四轴，我并没有选择成品飞控和遥控器，而是DIY了crazyflie的飞控板
之所以选择了crazyflie的板子，主要是考虑到：
1 开放开源的系统
2 合理的体系架构，较完善的帮助文档和系统文档，这个容易被忽略，但确是评价是否“山寨”的很重要标准
3 可持续发展性，现在crazyflie2.0发售在即，更多的创新被加入

选择好了飞控，然后制定开发方案
自己DIY飞控部分不像买成品，成品就是拼装的过程，因为大部分都是非常可靠的
你甚至可以拼好了不调试直接拿出去试飞
自己DIY的就不行，要经过自己详尽周密的调试才可以试飞，否则会很危险，毕竟电机马力和机身重量都很大

首先调试飞控控制马达部分
因为直接使用的crazyflie的原版，所以系统方面没有需要移植的
但是无刷电机用电调控制的，飞控通过pwm控制电调可不是控制一个占空百分比这么简单。
一般电调接收的信号范围从50Hz到4xxHz（接近500Hz）
因为电调接收的马达速度控制信号并不只是得到一个占空比
实际使用的是PPM信号那一套，简单点说，在一个脉冲里面，1ms的高电平代表油门最低，2ms的油门电平代表油门最高，脉冲其他时间电平都是低
油门的0-100%控制就是脉冲里面高电平1ms-2ms来控制
由此看出，信号最少也是2ms的周期以上，所以这也是频率接近500Hz，但是达不到或者超过的原因

首先改造crazyflie的电路板
将电源拉出来，和电调的5V输出对接
将PWM信号输出拉出来，以备和电调的PWM控制信号对接
crazyflie是小板，pad十分脆弱，一定要小心固定好线，以免把pad扯下来
我用了两个原始（官方程序使用的）的PWM接口，这样比较好焊接，另外两个从扩展的过孔哪里引出，焊接方便多了
就是需要改驱动

将1个电调接上电源分配板，从电池取电
接口改造，对接飞控板电源接口，给飞控板提供电力
PWM信号输入线引出，对接飞控板

使用crazyflie（简称cf）的PC端软件，可以看到飞机的各种数据
我没有专用遥控器，所以用的cf的控制体系，用我的xbox one的手柄控制
推动油门，测试电机转速

如果没问题，把所有的电调和电机都先测试一遍，确保东西没问题

在电机测试时，需要测试最小最大油门
还要注意对于控制信号丢失的保护，信号丢失后电机应该不转
在带桨测试之前，一定要小心确认，保证安全才能上桨

在马达控制部分完成之后，就可以开始拼装了
机架部分拼装很简单，只要有拼装过模型的都很容易完成

在下层装好电源分配板

先接通电源和飞控板，调试马达的转动方向，与crazyflie固件要求的保持一致
无刷电机改变电机转动方向，只要交换3个输入信号中的任意两个就行了

确认没问题之后，固定飞控板

桨夹一定要用螺丝刀旋紧

全部拼装完成

把线都扎好

cf飞控

很大的桨

专用停机坪

这里并没有完成
后面需要搭建测试平台，进行平衡的调试
这里电源线特意留了很长，作为测试中紧急断电用
后面会该短，然后把电池用魔术扎带绑在机体下
关于调试稳定部分，这里就不做介绍，大家有兴趣我会再开帖子谈调试或者cf的固件问题

作者: DJI-主编老潘A梦 时间: 2014-11-23
已加精。好帖。

作者: 1037004@qq.com 时间: 2014-11-23
这个是好贴..正好需要这种文章.谢谢.

作者: Fei Bu Qi 时间: 2015-4-15
哇塞……这么牛？？？

作者: 1245667523@qq.c 时间: 2016-5-13
真不错，，，，，，，，，，，，

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