无人机整体设计进阶教程基于STM32--1.概论

电路

` 本帖最后由 asdcxzvfbg 于 2015-5-12 14:31 编辑

从大学开始一直在自动化这一块的我，从循迹小车、自平衡小车到三层架构的机器人、多自由度机器人再到无人机，一直都有很多话想要说出来，不因为其他的，就是因为对它的热爱。所以就借这个机会把我的一些心得写下来，如果说的不对，也请各位朋友指正，本帖是一个讨论帖。谢谢。
首先无人机作为一个新的领域，分为很多种用途，其中军用的用途比较广泛，一架成熟的无人机，可以替代有人战斗机进行，侦查、攻击、防守、战略打击等一系列的作战任务，可以说除了载弹量和远程操纵有可能被电磁武器干扰的缺陷外，基本和有人飞机是级别上的攻守兼备的战争兵器。
而民用，目前开发出来的用途就很少，常见的就是航拍。个例运用，比如无人机远程送戒指啊，远程递送包裹啊，这类目前都没有形成商业规模。但是其实，无人机还可以在民用领域开展更多运用，例如高山、深谷样本采取、配合太阳能板机架，达到持续适合，执行长期野外任务等。
首先本教程是一个综合应用型的文章，因为我一直都是单独开发，所以从底层的电路、结构设计，到中层的嵌入式代码和高层的上位机应用以及中间的通讯协议，都会有所涉及。所以本教程适用人群(具有较好的PCB开发基础、STM32开发基础、C语言基础、CAD设计软件使用基础(本文用SolidWork)、上位机(只会涉及到WINDOWS桌面、平板和安卓的上位机，IOS没有开发过)
首先设计一款无人机，最重要的是确定他的设计参数，我个人认为最关键的几个设计参数如下：续航时间(最高功率、额定功率、最低功率)、载重、净重、升限、抗风能力、机架大小。
在确定了设计参数后，我们就需要根据参数的限制来选定材料，利用一些模拟计算软件可以大致分析出不同机架大小使用不同材料的净重、再根据净重和载重之和确立最高功率大小和升力(一般净重和载重之和等于额定功率，最高功率需要大于额定功率20%)根据升力，选定电机和螺旋桨。
在所有材料和配件的种类都确定下来后，就可以开始设计电路了，再写入代码，并完成上位机软件的编写，测试成功后(特别是动力测试)，最终确定电路后再根据最终的电路大小再进行机架适配。(如果先设计机架，可能造成最后电路和机架不适配的情况，而且无人机除了整体电路板外，或多或少会有分立元件，也需要单独设计安装位。
以上工序都完成后，再整机组装试飞，当然由于设计上的不同，我会加入一个类似遥控器的中转设备的设置，这个是由于无人机功耗考虑，不适合采用大功耗的无线射频设备，所以使用小功率点对点式的无线射频工具再配合中转控制器通过蓝牙、WIFI、NFC转移信号到最终控制端，是一个解决方案。
接下来的教程，我想着是按照这样的顺序写。
2. 设计参数的确立
3. 无人机电路设计
4. 嵌入式代码编写（上)-惯性导航系统
5. 嵌入式代码编写（下)-通讯系统及通讯协议
6. 上位机(windows桌面、平板)
7. 上位机(安卓)
8. 机架结构设计
9. 扩展
如果大家觉得还有兴趣的话，请麻烦给个赞，鼓励下，目前我的工作室也是刚刚起步，人员还很缺少，希望有共同爱好的工程师能够一起交流、合作。谢谢。请转帖的童鞋标注一下原文出处，当作对原创的支持吧。谢谢啦。

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