【21ic飞控】教你从头DIY自己的四轴飞行器，不仅是拼装

只看该作者 · 2014-11-16 10:56

本帖最后由 wwfiney 于 2015-8-8 22:26 编辑

（调试篇这里：https://bbs.21ic.com/icview-839490-1-1.html）
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