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心晴心情

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如何学习自制四轴飞行器?

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







回帖(65)

英雄孤寂

2015-7-10 17:31:04
顶楼主,看头像感觉楼主还是个女工程师啊
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wang74

2015-7-11 09:12:03
呵呵,很有动手的冲动!
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电子海豚

2015-7-11 09:15:02
学习中,喜欢这制作,谢谢楼主分享。
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孙秋海

2015-7-11 21:52:22
看看。正在学习中,支持下!
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心晴心情

2015-7-12 09:39:32
引用: 英雄孤寂 发表于 2015-7-10 17:31
顶楼主,看头像感觉楼主还是个女工程师啊

是的呀~
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心晴心情

2015-7-12 09:40:20
可以动手试试,操作起来不会很难
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huanyingss

2015-7-12 12:54:39
这正是所需2要的啊
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gtua

2015-7-12 21:30:46
很有意思,顶一下。
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2015-7-13 12:57:37
怎么图片看不了
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小王子90

2015-7-13 14:18:43
原理图和PCB板还有没  能分享下不 谢谢
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我我我你你

2015-7-14 10:42:41
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say25205

2015-7-14 17:52:24
为什么图片一个都刷不出来??????
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旺。

2015-7-14 18:17:47
顶一个.。。。。。。。。。。。。。。
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ai梦

2015-7-16 21:09:25
厉害!!!                                       
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心晴心情

2015-7-17 14:05:57
选择类似项目做毕业作业还是比较可行的
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心晴心情

2015-7-17 14:06:31
成本不高
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心晴心情

2015-7-17 14:07:18
焊接时稍微难一些
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694684

2015-7-18 20:06:44
我在知乎上看过此文,求楼主资料,多谢多谢
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yaoyapeng2014

2015-7-19 13:54:51
楼楼楼主,有资料吗?
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