如何学习自制四轴飞行器？

电子

什么要选这个题目泥~~因为我经常在电子论坛上看到一些人在做四轴飞行器，各种飞行视频，各种厉害，自己很羡慕。快毕业了，导师让我们报题目，我就想做点什么好呢，一般的什么测距测温什么的太简单，智能家居不想做，就做个微型四轴飞行器吧~

题目报上去之后，就开始着手~~~

第一步：原理图+PCB
首先我发现在网上有很多四轴飞行器的的开源资料，比如匿名四轴飞行器、圆点博士四轴飞行器等等（自己可以搜一下）他们的原理图和程序都是开源的，而且还提供一些上位机软件，方便自己开发。我把这些资料搜集在一起，分析了一下，画了自己的原理图和PCB板。

原理图和PCB完成之后，把PCB发给专门做板子的公司，现在制作PCB板子的价格也非常低了，几天就能做好，效率还是不错的~~无图无真相，上图：

PCB板做的很小，只有我的校园卡这么大

第二部：焊接
在网上买好元件，开始焊接。这里必须说说我的血泪史~~啊！！！
由于设计的时候采用的芯片封装都比较小，比如电阻电容采用0603封装，微控制器采用STM32F103C8T6 LQFP48，真的不好焊啊！因为我手上就一把尖头的烙铁，连恒温刀头烙铁都木有，更别说回流焊接和热风枪了~~什么？学校实验室？呵呵呵~~我们还有实验室？我怎么没听说过~

勉强上阵，由于没有什么经验，一上来就焊坏了一个

心痛啊！！这都是钱啊！！又不给我报销~~~~~~~(>_以前在公司实习都是用的热风枪和回流焊接，这个直接手工焊真是难煞我也，痛定思痛，慢慢来~
第二块直接把铜箔烫掉了~~~~~~(>_

这里，我得感谢我的网友。他们看到我在做飞行器，给我很多帮助，他们给我讲了很多的的焊接技巧很方法，有一个网友直接让我把板子寄到他们公司，他那边有设备，可以帮我。感谢感谢！！

吸取失败经验，小心翼翼的焊了第三块，这次没有焊错，每个引脚我都很小心，焊好之后上电，烧录程序，点亮了上面的LED指示灯，OK !!!!

最后装上六轴传感器、2.4G无线模块和电机~~~完成！真心不容易！！

第三部：编程调试
微型四轴飞行器，其实就是让你的PCB飞起来。我们只需要画PCB，通过程序控制让四个电机带动板子飞起来。嵌入式系统是一个整体，在编程之前，一定要确认硬件部分有没有问题，必须保证硬件无误之后在进行编程操作，要不然，出了问题，你都不知道问题出在哪里~~

软件部分其实分为好几个步骤：
1.初始化
微控制器能正常工作、传感器正常工作、电机正常工作

2.姿态结算
通过MPU6050传感器得到姿态角，即俯仰角、横滚角。偏航角
MPU6050通过IIC总线与微控制器进行通信，STM32自带IIC，但是很多人都说不好用，我是用的模拟IIC方式，先要读出原始数据，即三轴加速度计与三轴陀螺仪的原始数据。然后进行姿态结算，得到俯仰角、横滚角。偏航角

3.PID控制算法
通过PID算法，最后得到四个电机的PWM，控制电机转速，使电机能够悬停、垂直升降、向左飞行、向右飞行、向前飞、向后飞等等。

我只想说，调试很痛苦，尤其是PID参数，在调试的时候可以使用匿名四轴上位机，实时查看数据，很方便~~

看似很简单的几个步骤，一路走过来每一步都不容易！！

我身边连个技术交流的人都没有，做过四轴飞行器的我还没遇到过，遇到问题了就自己上网扒拉资料，然后再验证方案，或者找网友问问。一次又一次的尝试，一次又一次的失败，无数个难熬的夜晚，在我遇到问题最迷茫最无助的时候，我找过指导老师，希望能够得到一点帮助。我把四轴飞行器拿到他的办公室，给他讲了我的设计原理和控制方法，以及遇到的问题，然后~然后！！从他那迷茫的眼神中我意识到,他根本就没听懂！！没听懂~~~

不多说了，做PPT，准备答辩~~~

~~~~~~~~完~~~~~~~~~~

文自知乎用户