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DIY四軸飛行器制作過程
[復(fù)制鏈接]
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評分
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06.把機(jī)架上已加工好的拆下來，做模本 
07.在一面貼上強(qiáng)力雙面膠 
08.和待加工的圓片重疊在一起
09.保證完全重合
10.鉆出5.0mm的孔
11.再用6.2mm的鉆頭做一下孔的沉頭效果，去除孔邊緣的棱角
12.電機(jī)穿線孔完成
13.開始鉆尾管夾螺絲孔
14.全部完成
15.背面
好了，電機(jī)固定片做完。下面該加工硬盤片了，用已做好的機(jī)架上硬盤片做模具，把盤片用雙面膠粘在一起盡量重合，然后用臺鉆開螺孔。這次買硬盤時(shí)沒注意，買到了傳說中的IBM玻璃盤 ，表面看起來和鋁盤片一樣，鉆孔時(shí)才發(fā)現(xiàn)不對勁，壓下鉆頭時(shí)居然鉆不下去，一使勁，盤片碎了，拿起來一看：玻璃盤 ，My god!!!16.加工硬盤片時(shí)，出現(xiàn)了意外。竟然買到了傳說中的IBM玻璃盤
18.早上剛到的電直配件 
19.電機(jī)固定座安裝完成的樣子 
20.旁邊的是450電直腳架 
21.電機(jī)固定座正面 
22.近點(diǎn)看看 
23.覺得不過癮的話，再來個(gè)側(cè)面 
24.背面尾管夾的固定情況 
25.換個(gè)角度
26.用另一機(jī)架上的硬盤片裝上，看看效果先 
27.用原機(jī)架的硬盤片把新機(jī)架裝起來，看下效果先
28.四軸的“機(jī)頭”
29
30.
31.仰視
32.俯視。整體工作已完成，現(xiàn)在只差硬盤片了 
沒辦法還得去一次電子市場。又買回兩塊舊硬盤，不管三七二十一趕快拆開看看，松了口氣，這回是鋁盤片。33.中午火速趕到華強(qiáng)北，買回3個(gè)硬盤
34.幾乎8、9成新，看成色還能用，都是40G 
35.不管三七二十一，拆開看看再說
36.都是單體盤片的
37.盤片拆出來了，這回的是鋁盤 
38.做廢的IBM玻璃盤 
39.開工
40.貼上雙面膠
41.把盤片重疊放好42.再放第二張盤片 
43.加工好的成品 
44.鉆孔邊緣都做了沉頭處理 
2.拍圖片用的輔助工具 
3.接收板正面
4.背面，用的 31136G
5.天線輸入端的加感線圈(小電感)，可減短天線的長度
6.插針邊是6通道PWM的輸出隔離電阻，PPM信號在邏輯轉(zhuǎn)換芯片VHC164的1、2兩腳
7.PPM信號從接收機(jī)第6通道引出，把輸出隔離電阻焊起來
8.焊接完成。為安全起見烙鐵斷電焊接 
9.換個(gè)角度
10.拿萬用表測已連通
11.跟隨我多年的老功臣：4位半DT930F+ 
到這里為止，四軸飛行器的機(jī)架和遙控相關(guān)圖片已貼完了，馬馬虎虎做了一點(diǎn)圖片解說。機(jī)械結(jié)構(gòu)對各位在座壇友達(dá)人來說，很容易看懂，我也就不多費(fèi)口舌了 。 眼下四軸飛行器機(jī)架和外圍相關(guān)設(shè)備改造已大功告成，接下來到四軸的靈魂部分---飛控+電調(diào)了。為什么電調(diào)也算是四軸的靈魂部分呢?因?yàn)樗妮S要用的電調(diào)，還是有所不同的。各看官稍安勿躁，且聽我慢慢道來。 先說飛控的核心組成和大概原理，四軸飛行器相對于常規(guī)航模來說，最最復(fù)雜的就是電子部分了。之所以能飛行得很穩(wěn)定，全拜電子控制部分的功勞。在常規(guī)固定翼飛機(jī)上，陀螺儀并非常用器件，在相對操控難度大點(diǎn)的直機(jī)上，如果不做自動穩(wěn)定系統(tǒng)，也只是鎖尾才用到陀螺儀。四軸飛行器與其不同的地方是必須配備陀螺儀，這是最基本要求，不然無法飛行，更談不上飛穩(wěn)了。不但要有，還得是3軸向(X、Y、Z)都得有，這是四軸飛行器的機(jī)械結(jié)構(gòu)、動力組成特性決定的。在此基礎(chǔ)上再輔以3軸加速度傳感器，這6個(gè)自由度，就組成了飛行姿態(tài)穩(wěn)定的基本部分，也是關(guān)鍵核心部分---慣性導(dǎo)航模塊，簡稱IMU。飛行中的姿態(tài)感測全靠這個(gè)IMU了，可見它是整架模型的核心部件。 再說說電調(diào)，四軸飛行器有四個(gè)槳(純屬費(fèi)話:em15: )，兩兩相對呈十字交叉結(jié)構(gòu)，在槳的轉(zhuǎn)向上分正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，這樣可抵消模型自身的旋轉(zhuǎn)。每個(gè)槳的直徑很小，通常是10寸左右。四個(gè)槳轉(zhuǎn)動時(shí)的離心力是分散的。不象直機(jī)的槳，只有一個(gè)能產(chǎn)生集中的離心力形成陀螺性質(zhì)的慣性離心力，保持機(jī)身不容易很快的側(cè)翻掉。所以通常用到的舵機(jī)控制信號更新頻率很低。四軸為了能夠快速反應(yīng)，以應(yīng)對姿態(tài)變化引起的飄移，需要高反應(yīng)速度的電調(diào)，常規(guī)PPM電調(diào)的更新速度只有50Hz左右，滿足不了這種控制所需要的速度，且PPM電調(diào)MCU內(nèi)置PID穩(wěn)速控制，能對常規(guī)航模提供順滑的轉(zhuǎn)速變化特性，用在四軸上就不合適了，四軸需要的是快速反應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速變化。用高速專用電調(diào)，IIC總線接口傳送控制信號，可達(dá)到每秒幾百上千次的電機(jī)轉(zhuǎn)速變化，在四軸飛行時(shí)，姿態(tài)時(shí)刻能夠保持穩(wěn)定。即使受到外力突然沖擊，依舊安然無恙。 我是個(gè)行動派+實(shí)干派，文字描述能力欠佳，讀書時(shí)的那點(diǎn)寫作文的“天份”，早就還給老師了。還是用圖片說話吧，這樣來得直接點(diǎn)。 接下來是IIC高速電調(diào)，這個(gè)也是自已通過測試、不斷完善才制作成功的。以前在另一個(gè)帖子有發(fā)過，一時(shí)找不到了。四軸飛行器的整機(jī)重量+3S鋰聚電池通常在800g上下，懸停總電流最大不超過12A，分?jǐn)偟矫總�(gè)電調(diào)上也就3～4A電流，考慮到可能出現(xiàn)的機(jī)身姿態(tài)大動態(tài)變化的情況，單個(gè)電調(diào)能提供25A的峰值電流已足夠了。所以我做的電調(diào)只用了6個(gè)MOS管，測試過整機(jī)持續(xù)電流20A 工作20分鐘，電調(diào)工作良好，這樣的表現(xiàn)完全夠四軸用了。再大的電流沒條件測試了，我的直流電源只能提供到20A。 先貼幾張實(shí)驗(yàn)時(shí)的電調(diào)板子圖片。* 電調(diào)測試板，新西達(dá)2212A電機(jī)，KV930
* 全部使用N-MOS，TO-220封裝 
* 測試用的15V20A直流電源 
下面來真的了 ，打板子做的電調(diào)，用上了電調(diào)常用的高頻電解電容，以前沒接觸過這些東西，不曉得還有高頻電容這回事 電調(diào)板子上有條飛線，是用來測試的，正常使用中需拆除。 1.電調(diào)板焊完正面
2.電調(diào)板反面
3.持續(xù)電流可達(dá)14A以上
4.電調(diào)板焊完正面
5.電調(diào)板反面
6.電調(diào)PCB，四塊一套
飛控板也已完工，該上上圖片了。飛控板的核心就是IMU慣導(dǎo)模塊，先貼IMU的吧。IMU由三軸陀螺儀和三軸加速度計(jì)協(xié)同組成，是整個(gè)飛控板乃至整架模型的核心，有了它才算具備飛行穩(wěn)定的先天條件。為了飛行性能的提升和提高飛控實(shí)現(xiàn)的成功率，陀螺儀選用了MEMS工藝的LISY300AL，300度/秒感測量程，工作電壓3V3，和飛控的CPU工作電壓一致，用ADC采集陀螺儀的輸出信號。加速度計(jì)是IIC接口的LIS3LV02DQ，每個(gè)感測軸都可設(shè)置軸滾動觸發(fā)功能，用來感測飛行器姿態(tài)滾轉(zhuǎn)，在飛行失控時(shí)可觸發(fā)降落傘裝置，使飛行器安全著陸。此功能做為備選項(xiàng)，暫放一邊不管它，先從最簡單的功能做起。限于個(gè)人能力，功能不急著搞得太多，以免目標(biāo)太高對自已失去信心。7.IMU模塊PCB尺寸
8.IMU模塊組裝好的樣子
9.這邊是加速計(jì)
因選型的ST陀螺儀當(dāng)時(shí)市場上沒現(xiàn)貨，找到一家代貨公司直接從ST原廠買進(jìn)，價(jià)格很貴。在抱著無限耐心中等待了漫長的兩個(gè)星期后，總算是拿到了。10.ST陀螺儀芯片 
11.LISY300AL 
12.MEMS單軸陀螺儀 
13.LGA28封裝 
14.3軸陀螺儀，模擬軸出 
15.3軸加速計(jì)，使用IIC接口 
全部完工的飛控板。 板上接口共計(jì)有4路電調(diào)、1路PPM輸入、2路UART通信串口，可接數(shù)傳電臺、GPS。另有一路可控的11V輸出，用來接高亮LED發(fā)光條做夜航燈用。 蜂鳴器做操作必要的提示音用，電池低電時(shí)可通過發(fā)音提醒操作者需要著陸更換電池了。16. 飛控板完成效果圖
安裝完成的樣子
電池掛在中心架下面，用彈力帶和魔術(shù)貼固定 
另加了四個(gè)彈性腳架，防止過分摔機(jī)
傳個(gè)圖上來吧，很多人搞不明白四軸飛行器如何能旋轉(zhuǎn)飛行。要注意的是，4個(gè)槳分兩組，一組正槳，一組反槳，兩組槳出現(xiàn)轉(zhuǎn)速差，那么動平衡就沒了，飛行器對外呈現(xiàn)整體旋轉(zhuǎn)力，根據(jù)正、反槳的轉(zhuǎn)速不同，實(shí)現(xiàn)左旋右旋。
前幾天傍晚在小區(qū)籃球場飛四軸，當(dāng)時(shí)有2級左右的風(fēng)，在飛第二塊電池時(shí)沒控制好高度，在做了個(gè)連續(xù)旋轉(zhuǎn)平飛的動作后，四軸被風(fēng)吹得飄遠(yuǎn)了，眼看著要撞上樓房了，一時(shí)情急亂了手腳，沒控制好。四軸撞上房子后從4層樓的高度直接掉下來，摔到了水泥地面上，機(jī)架摔損嚴(yán)重。所幸的是飛控板、電調(diào)、電機(jī)、電池都沒受傷。這兩天又重新制作了一款更輕的機(jī)架，模仿MK的結(jié)構(gòu)。感覺這樣簡單的才實(shí)用，用電直配件做出的機(jī)架，看著漂亮，但造價(jià)太貴了。摔壞的機(jī)架，過兩天再看下能否修復(fù)。 02.碳纖四軸飛行器
03.別看錯(cuò)了，是兩個(gè)
04.中心架用尼龍螺絲固定
05.換個(gè)角度
06.這里要裝電池，螺絲反過來裝
07.機(jī)架的凈重
08.兩個(gè)一起的重量
09.新買的XXD2212電機(jī)
10.裝上電機(jī)后的重量
11.新焊的電調(diào)板
12.新焊的電調(diào)板
13.裝上電調(diào)和飛控板
14.飛控板
15.裝完了，上電看看效果
16.來個(gè)近距離的
新機(jī)架電路部分徹底完工了，剩下腳架暫時(shí)沒想到好方法，沒有做上去。今晚在室內(nèi)試飛，看看新機(jī)架有無穩(wěn)定性問題。首飛2分鐘后，降落重新標(biāo)定陀螺儀中立點(diǎn)，再次飛行中，一時(shí)大意撞上了凳子，小炸一下，洗衣粉袋子慘遭破皮。 后在室外進(jìn)行了Z軸連續(xù)旋轉(zhuǎn)平飛測試，效果比之前有大幅進(jìn)步，搖桿操控手感靈敏，四軸反應(yīng)動作麻利，抗風(fēng)能力也有明顯提高。懸停表現(xiàn)還不太滿意，遙控?zé)o操作情況下最長能保持5、6秒不漂移，得繼續(xù)努力。由于相機(jī)SD卡壞掉，無法拍下飛行過程。 本人的操作水平略有提高在室內(nèi)測試偏航感度效果很滿意，房間太小，連續(xù)快速水平旋轉(zhuǎn)的動作沒做測試。新代碼里加入了上電無遙控信號告警、飛行中遙控信號丟失時(shí)告警、飛機(jī)回到水平姿態(tài)執(zhí)行自動降落動作，這個(gè)功能需要在室外測試。測試拍的視頻用軟件編輯后轉(zhuǎn)RM，出來的圖象慘不忍睹，試了N種方法和格式，在網(wǎng)上下了好幾款視頻后期編輯軟件，要么不好用，要么轉(zhuǎn)出來的圖象一塌糊涂。一直拖到今天，才算弄得象點(diǎn)樣子。把我的全金屬機(jī)架又裝起來了，單向碳纖容易裂，編織的太貴，并且沒有方形的，還是鋁管來得實(shí)在！
有刷電機(jī)版四旋翼飛行器，用商品飛行器改裝實(shí)現(xiàn)，飛行穩(wěn)定，手可以輕松脫控。泡沫的東東，玩起來很有安全感 ，況且還有槳保護(hù)圈。有刷電機(jī)+減速組，效率相當(dāng)不錯(cuò)，一塊滿電的 3S 1500mA 電池可以持續(xù)飛行18分鐘。放個(gè)有刷的出來給大家換換感覺。 改裝完成的有刷電機(jī)版四旋翼飛行器
森林大大能不能分享下控制代碼哈哈哈
