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RoboFly是_--秒速赛车团队在|--2018年_||8月推出的一款完全开源的小-_四轴-|

这款四轴面向的人群是电子相关专业-_-(包括自动化_|-、电气自动化___、电子信息工程|_、秒速赛车、测控等专业_-)的大学生|||,通过一个完整的四轴项目来学习贴片元器件的焊接_-、PCB设计软件-||AD的使用||、电路基本知识|_-、旋翼型|||无人机|_|的基本原理|_|、STM32单片机编程与基本使用-、秒速赛车。

据了解_|,目前大多数高校的电子专业的课程实训依然是焊接收音机等-|-,单片机课程教的也是单片机_,这已经不能满足学生的学习了_-,学生毕业之后进入企业|_,大多接触的是贴片元器件(秒速赛车),做产品的时候__|,硬件工程师必须要具备一定的调试能力_|,这就对焊接贴片元件的能力提出了要求_|,所以我们设计了这款四轴飞行器_||,使用|--0603、0805这样贴片元件|_|,是练习焊接的好帮手|,而且好处在于|_,焊接练习完了-,还可以继续学习|STM32,秒速赛车,直到把这个四轴飞行器飞起来||,秒速赛车,我们也有交流群和学习资料|-,供大家学习使用|_。

下面是-||RoboFly四轴飞行器的整体框图_-、原理图|_、pcb、实物图源代码的截图|_|,先一睹为快|_,后面详细介绍||-。

图_1:RoboFly四轴飞行器整体框图

图||-2:RoboFly四轴飞行器原理图|-

图_|3:RoboFly四轴飞行器-||PCB图_-

图__4:RoboFly四轴飞行器_|_PCB 3D俯图_--

图|_5:RoboFly秒速赛车PCB 3D侧视图|_|

图_|6:RoboFly四轴飞行器实物图|

图|_7:RoboFly四轴飞行器源代码截图||

制作并开源这套小四轴的初衷有如下几点|-|;

  • 1、初学者需要一款价格低廉---、软硬件资料完备||、有技术支持的四轴学习平台||;
  • 2、以散件形式发售|-,电路板布局_-|、元器件封装选型要方便焊接组装_|;
  • 3、四轴所需元器件采购方便__、靠谱-_-,最好能提供一站式采购-,秒速赛车、采购周期长-_|、采购到不合格元器件导致学习难以进展||_。
  • 4、源代码要极其精简-|_、秒速赛车,实现自己的代码|;
  • 5、保留一定扩展接口|_-、方便用户自己进行扩展如定高-|-、航迹_|、巡线等飞行功能|。在学习完四轴飞行器之后_-,这个开源的四轴板子仍然可以作为一个-STM32开发学习板使用|_;

RoboFly四轴的基本配置如下_-:

主控芯片--:STM32F103C8T6

秒速赛车:MPU6050

秒速赛车:FBM320

无线芯片__|:SI24R1

供电方案:HT7750SA升压_-+XC6206稳压|_

灯光指示_|-:1个电源指示|_LED、1个用户编程|_LED、4个单总线全彩|-RGB灯-_-

电池|--:600mAh 20C 1S锂离子电池_||

电机|-:720秒速赛车

桨叶||:55mm桨叶--|

桨叶保护罩|||:相邻轴距__65mm

机架-|:PCB一体化机架--

秒速赛车:10分钟-|

遥控距离_--:空旷__-50m

RoboFly四轴原理图各模块简单说明|_:

STM32F103C8T6是-_-ST在__-2007年发布的一款-_-MCU,截止目前|-ST秒速赛车400MHz的_|_STM32H7 (这时候一定有人会说_-600MHz秒速赛车,我知道-|_,不用提醒__-),我自己也是用__|STM32F1,STM32F4,STN32F7都做过各种各样的四轴-_,但是这个开源的四轴我还是选择了_|-STM32F103C8T6,主要从三点考虑|-,一是封装比较大-_,方便初学者焊接-|-,二是价格低廉|__,学习成本比较低|-,三是网上有大量的资料供初学者学习使用_-。

姿态传感器选择||-MPU6050,主要考虑的也是封装比较大-|-,可以直接使用烙铁焊接--,而且价格比较低-,资料也很丰富___。而且还自带_|DMP库|_,可以完成姿态结算后直接把姿态角输出给主控芯片--。2016年我们的第一款四轴就是采用--DMP库输出姿态角的__。

气压计使用的是-|FBM320,对于这款气压计||-,个人认为性能一般|。但是优点就是这个封装和---BMP280、SPL06的引脚都是兼容的_|,方便更换|__。但是小四轴上放气压计|__,有一个比较麻烦的地方就是要想办法排除桨叶的风对它的干扰-__。可以使用海绵等其他东西进行隔离|-。

无线芯片用的是||SI24R1,国产的--|,之所以用这个而不用_-|NRF2401,是因为这个经过我测试--,秒速赛车,引脚完全兼容|-NRF2401,无线发射可以做到||7dB,在发射和接收端都采用陶瓷天线的前提下-,可以达到_-_50m的通讯距离__。如果加上-_AP,那达到-__100米应该没有问题|_-。通过两个低成本的-__0欧姆电阻对电源进行了单点接地|-,防止电机回路的电流波动串进射频回路对射频造成干扰___。

对于供电方案中的先升压再降压的方案__,秒速赛车,这种__-1S的锂离子电池|-,在四个空心杯进行供电的时候|,如果四个空心杯电机不带桨叶_||,也就是说没有负载_|,那启动是没有问题的_|。但是如果四个空心杯都带上负载|-|,瞬间提速到满速|-_,秒速赛车3V以下-|,经过我测试甚至低到了_||2.8V,这时候如果不升压--,直接用电池给||LDO供电-||,那__|LDO就会失效|_。所以通过升压再降压后给单片机系统供电是一个可行的方案___。另一个方案就是在电机启动的时候采用缓慢启动的方式|-,这样电池的电压就不会瞬间被拉低|--,但是这样的一个不足之处就是无法让这个小四轴非常暴力|_|,飞起来不够爽快_-|。

四个机臂上采用的---RGBLED是串行单总线全彩灯|,秒速赛车IO端口|||,就可以控制这四个灯发出各种各样的颜色||。这个灯类似与_--WS2811,也是通过零一码来实现数据通讯||_,进而控制灯的颜色的|_-。对于初学者而言-_,时序往往难以理解-_,而这个灯可以作为学习时序最简单的一个例程-_,虽然简单|-,但是却非常有趣---。

因为小四轴的尺寸-_、重量等限制|||,这版四轴飞行器的电池最好不要超过|600mAh,否则电池自身的重量就会成为最大的包袱-。而太小的电池则不能提供较长时间的续航-_-。总之我经过测试认为-600 mAh容量应该是一个拐点||。电池最好带保护板、有一定的安全性能-。否则胀饱--、失效事小|_|,严重点在炸机的时候可能会爆炸|-。

对于这个四轴最关键的一个组建-||—空心杯|-,说出来都是泪啊_,做四轴两年||_,有一年的时间都在寻找合格的空心杯电机--。2017年有一款四轴飞行器因为采购的电机侧向震动太大||,导致桨叶转动之后产生很大的侧向震动-、严重干扰了加速度计||_,使角度偏差很大__,基本不能垂直飞行___。一开始把问题锁定在|MOS管上-|-、陀螺仪上、原理图与-_PCB设计上都未能解决问题--,后来对原始数据进行-__FFT变换后发现了干扰的频率点_,这才确定是电机的侧向震动引起的|_-。还有一种情况就是同一批次的电机性能差异很大_--,导致_|PID调节的输出差异很大-_,最终会影响||_MOS管的寿命_-、电机寿命|||。空心杯电机使用||SI2302这款_MOS管进行驱动___,这是非常常见的一款|MOS管-|-,便宜又好用_|。但是市面上这个管子假货也比较多--_。很多人在电机驱动电路上加不加电容--、加不加二极管有很大的争议-|,秒速赛车,加上电容之后效果很好___,而加上二极管的效果则一般_。也可能是测试方式不够严谨-_|,回头可以一起讨论这个问题|_|。

桨叶选型一定要注意选择平衡性好的桨叶-_、秒速赛车,在飞行的时候-__,秒速赛车。

初学者在调试四轴的时候-_,摔下来|、秒速赛车,所以加上桨叶保护罩之后||-,可以很大程度上减小桨叶_--、电机报废的概率|。

如果采用飞控板和机架隔离的方式|-,就能从一定程度上降低震动的影响__|,但是这样或许会增加重量及成本|-,所以我选择了--PCB机架_-,这也是初学者最容易实现的一个方案|_-,但不是唯一的方案-__。

电路项目的主要芯片及数据手册_-

电路相关文件|_|

电路图文件-_-
1、RoboFly_release V1.1.zip
描述-_:RoboFly四轴__|PCB工程|,使用||AD09创建|
源代码|-
2、RoboFlyDEMO.zip
描述__-:RoboFly四轴源代码工程_|,使用|-_Keil创建|-
教程_-
4、Keil中__|STM32F1秒速赛车.pdf
描述--:Keil中_-|STM32F1工程模板的搭建-|-.pdf
其他文件|__
RoboFly四轴飞行器_|_3D模型|-_、手柄资料及交流群-_-.zip
描述-|:RoboFly四轴飞行器|3D模型|-|、手柄资料及交流群-_|
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发布于_| 2018 年_- 09 月_| 25秒速赛车
更新于_- 2019 年-_- 03 月-- 11日_
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