DIY四軸飛行器需要了解什麼

二十一世紀的人類社會,信息技術不斷髮展,各種電子產品層出不窮,如平板電腦、觸摸屏手機等。幾乎成為我們生活學習的必需品,可以說各類電子產品滿天飛也不為過,俗話說不想當廚子的裁縫不是個好司機。本著作為一個軟件工程專業的學生,沒有點乾硬件的精神,以後還怎麼去工地搬磚的心情。今天就讓我們來扒一扒這些“滿天飛”的東西中的一員”四軸飛行器”各部件的原理。

DIY四軸飛行器需要了解什麼

要實現一個簡單的飛行器大概需要的材料包括:

電機,電調,螺旋槳,支架,飛控板,電池,遙控器等材料。

其中電調是電動航模飛機的主要部件之一,工作原理是連接電池與接收機和無刷電機。主要有兩個作用,一是將電池降壓到5V,適合接收機和其他舵機的工作電壓;二是從接收機獲得油門信號,控制電機的轉速,從而改變飛機的速度。另外電調還有穩壓的作用,不論電池電壓如何變動,電調輸出值始終會保持5V穩定電壓(高壓版的除外),從而使接收機和舵機等正常工作。如果直接採用電池,電壓下去之後,接收機容易出現電壓不足造成的失控情況。

飛控板上主要的電子原件包括:主控芯片大多是STM32F系列,穩壓芯片,姿態傳感器芯片(使用過MPU6050,自帶氣壓傳感器,感覺還不錯。),存儲芯片等。其中主控芯片一般使用的STM32F系列屬於中低端的32位ARM微控制器,該系列芯片是意法半導體(ST)公司出品,其內核是Cortex-M3。芯片內部集成Flash,定時器,CAN,ADC,SPI,I2C,USB,UART,等多種功能。需要對其編程以達到控制的目的。

姿態傳感器芯片(例如MPU6050),三軸陀螺儀傳感器和三軸加速度傳感器的集成,用於收集飛行器的時實姿態。返回主控芯片,主控芯片獲取到數據後,需要做相應的數據處理,例如著名的“卡爾曼濾波”等算法和一些數學概念包括“四元數”,“歐拉角”等。,然後根據處理後的數據精準控制飛行器飛行。

另外,一般使用到的短距離無線傳輸技術包括zigbee,藍牙,wifi等,建議購買成品模塊,飛控板可以自己動手畫板,焊接。如果你有更加濃厚的興趣可以嘗試給飛行器加上GPS,攝像頭等模塊,一個航拍器就有了。用手機作為遙控器的同時,還可以使用手機的陀螺儀發送控制信號,手機怎麼動飛行器跟著動。哈利波特的魔法棒的感覺有木有。

以上是製作一個飛行器的所需材料和簡單原理。是不是有點簡單,當然C語言還是需要了解一下的,嵌入式單片機簡單來說就幾個寄存器的數據的讀寫,看似神秘的芯片內部包含的每個寄存器都有其地址,我們只需要按照數據手冊,找到其對應的位置,使用代碼寫入數據,就能達到軟件控制硬件的功能,DIY需要邁出的第一步。附上電路板原理圖一份:

DIY四軸飛行器需要了解什麼

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