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四轴飞行器入门
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四轴飞行器原理和组成:
规格参数:报警电压的设置:3.4V~3.7V。陀螺仪+-2000dps,16位分辨率,响应时间1000HZ。加速度计+-8G、14位分辨率,响应时间800Hz。输入电压:4~6v(由电调提供)。外形:板尺寸5.5mmX5.5mm重量:20g。工作温度:-40~+85度。
国内模友开发的一种飞控系统,使用ARM微处理器,200元的价格包含有陀螺仪和加速度计能实现自稳,性价比很高,特别适合新手入门,但其程序不开源,不支持固定翼。
大疆公司开发的一种高端飞控,6500元的高价目前主要应用于商业,包含有三轴加速度计,陀螺仪,气压计以及GPS姿态模式,支持四桨、六桨、八桨,自动返航自动降落等等功能,目前在国内属于高端产品。
XAircraft公司自主开发的飞控,售价为650左右,整套四轴,价格为3500,姿态传感器AHRS-S模块售价为800左右,包含三轴加速度和陀螺仪,整体价格还是很贵,而且其不开源,不支持固定翼模式。
法国一个叫Alex的人的开源项目,在国外很受欢迎,目前国内销售的是其山寨版本,不开源,价格从100多到400元都有,支持固定翼,能自稳,国外的开源值得我们去研究
飞宇公司自主开发的飞控,其一套系统(包括GPS系统)售价在2500左右,且其不开源,不支持固定翼,能自稳,定点悬停。
参考《惯性导航》秦永元这本书是惯性导航算法的基础。最为基本的惯性导航算法都在这里面有介绍。不过难度较高,里面相当一部分算法看看就好,不必要较真。掌握姿态解算的基本概念,剩下的结合自己的理解手动编程就好。《3D数学基础:图形与游戏开发》没错,这本书其实是讲游戏开发的…… 不过惯性导航,其实就是那三个传感器的坐标轴不断转换,飞行器不断旋转的过程。在这之中,四元数算法是使用的最多的一种算法,而这本书对四元数有非常详尽的讲解和实例。不管是游戏还是飞行器,最基本的数学知识都是一样的~《Modeling and Adaptive Control of a Quadrotor》 by Matthias Schreier
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果壳达人做的四轴飞行器
四轴/多轴飞行器原理不复杂,以四轴为例,四个桨构成一个旋翼平面,靠飞控板控制每个动力组的输出,来控制旋翼平面的倾斜,靠升力的分力来改变飞行方向。
先来看看diy站今年发过的一个四轴
当然,飞控是多轴飞行器最核心的东西,他是一个3轴陀螺仪,感知飞行器在X、Y、Z三个轴向上的位移变化,控制各个电机补偿动力以保持整个飞行器的平衡。如果没有微电子技术的进步,靠机械陀螺仪,这个是相当复杂的事情咯。比如这个老乡估计就V5啦&&
四轴飞行器最近很流行,我一直不太感冒,因为主要是靠&PCB&飞行,木有操纵感,不过现在四轴飞行器的&飞控&非常便宜,对与我这个不懂编程的人来说,开源+现成的PCB可以8x元的价格买到,唾手可得,为何不玩玩呢。
为了不让我的这个项目太监,我决定把这个Project记录下来。
今天采购了材料:
ztw20A电调+XXD 2212 KV930 +1045正反桨(以及附件、T插、香蕉头、热缩管等)套装,共4套,520元KK飞控板+USB烧录器,103.8元。
四轴机架准备自己DIY,材料:方木,等货期间先干这活。
+++++++++++++++++机架制作(一)+++++++++++++++++++++今天去附近的建材市场找了很多免费材料,四轴的机架可以开工了,哈哈哈
从建材市场捡回来的边角料,吊顶用的方木,33x15mm
准备锯开,手锯不给力
果断返回建材市场,找了个电锯师傅,10秒搞定,免费
变成方木了,很合适,一大堆,够做3个四轴的,咩哈哈
再用捡的层板做个平台,边长13cm,为啥13呢???
准备用胶+木螺丝固定,强度应该够了
不过不轻啊
今天早上就干了这些,等设备到位。
+++++++++++++++,KK飞控、动力系统到位,机架完成+++++++++++++++++++周末,KK飞控、动力系统(ZTW20A电调,XXD 2212 KV930无刷电机、1045正反桨)到货了,不过周末安排太多,比平时还忙,只是把机架固定了,并给飞控板预留了***位置:
动力系统到位
机架使用3mm沉头螺栓固定,上下两篇夹板夹紧,本来打算再用胶粘贴,发现强度够了,不粘了
用主板支柱做的飞控***位置,间距50mm
装上KK飞控的样子
飞控可是大脑,得好好保护,有朋友用乐扣饭盒,我用光盘盒子,50pic装的正好Hold住
最后再比划一下。也许明天就是这个样子啦
+++++++++焊接所有电气部分+++++++++++++
今天加班到很晚,回家11点半了,还惦记着四轴睡不着,于是决定把电调的香蕉头、电源用的T插焊接好,纯焊接活竟然干了2个小时,一共焊了香蕉头公母一共24个,T插公的 5个,母的 4个,焊完了做做&静力试验&,只有一个不合格,良品率还不错!
电源用的1分4接头
所有电气部分焊接完毕,等待组装
+++++++++动力部分上架组装+++++++++++++
今天早上装好了动力部分,不容易啊,神马都是X4!打眼、拧M3螺丝,把手都磨起泡了!
将电机***上机架了
电调用尼龙扎带固定在机架上
给飞控板做个沙发,防止下面进东西短路啥的
动力部分基本***完毕,机架长度790mm,轴距570mm,长出来的部分暂时保留,还可以保护桨
加上电池、接收机,称称体重吧,基本上就是起飞重量了,900g,可能再加四个高跟鞋
今晚就可以调试飞控板了,我看我基本能和天宫一号同步试飞,恩。
+++++++++飞控调试+++++++++++++
已试飞,不过没人拍照。昨晚飞控调试完毕,在屋里小飞了一下,陀螺感度还凑或,对得起88元的价格,不过Yaw锁不太住,没关系啦。今晚装四个腿,找个路灯下玩玩。后续的我得录像了。稍后上飞控调试心得。
我老婆说我做四轴飞行器是怪物,她很害怕&&难道我像《蜘蛛侠》里的章鱼博士,中邪了?
+++++++++晚,最终调试++++++++++++前面日期好像写错了,我是前天晚上就调试了飞控,不过开始总是不平衡,后来发现是因为有2个电机及旋翼方向和飞控定义的方向相反,四轴完全是靠PCB板飞行,因此不凭经验行事,我深有教训&&调试的时候被桨砍了几下。。
下面吧调试飞控的步骤贴一下:首先,电机和桨的***完全按照下面的顺序,把四个电子调速器的信号线连接在飞控板1-4的Motor插针上
飞控板与接收机的连接如下,注意每个通道的对应:RUDD是方向(Yaw轴),AIL是副翼(左右倾斜,Roll轴),ELE是升降(前后俯仰,Pitch轴),THR是油门通道
连接完毕后,开始调试,为了保证四台电机的一致性,最好将四个电调都初始化一下,此处省去283字,查电调的说明书吧,每种都不一样的,剩下的可以查看KK韩国版的官网,有详细的Set manual,传送门。如果看不懂E文,这里也有很好的总结,我开始也只是照做而已。
这里我要说的是遥控器上的设置。四轴飞行器对于油门很敏感,为了保持稳定的悬停,最好在遥控器上设置油门曲线(或称&指数&,EXP)。让油门行程在悬停位置附近较为平缓,这样有利于四轴飞行器的稳定。我使用的遥控器是JR DSX7,在固定翼模式下没有油门曲线设置,不过我们可以变通嘛,使用直升机模式,在直升机模式下,有&油门&&螺矩&曲线,它的横轴坐标表示螺距位置,纵轴坐标表示油门位置,我们可选择一种最简单的&十字盘&模式(Normal,只有一个舵机控制螺矩,在6通道,四轴用不到,不装),这样在油门通道(THR)就具有了&曲线&功能,见下图:
+++++++++++++++++++++++最终完成试飞及公司得瑟航拍+++++++++++++++++++++++不多说了,看最终的照片和视频吧:
泡沫脚架特写
Mini DV上了,哈哈哈
同事拍的飞行视频
我的手机拍的视频(当然是别人拍的)
最后,四轴眼中的果壳网&&
更多讨论帖请见:
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站长在关注为什么我的四轴飞行器的一个螺旋桨不转了?? - 无人机旋翼机 - 爱飞航模 -
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为什么我的四轴飞行器的一个螺旋桨不转了??
我刚买不久的迪飞达F183四轴飞行器 有一个螺旋桨不转了,有时偶尔也会轻轻转两下就又停了~请问这是什么原因~有解决办法吗?
马达坏了,,看看那马达的电源线和控制线接她没
炸机小能手
应该是动力系统出了问题,你可以检查一下电池连接、和桨有没有问题。话说,我这里也有一个无人机,是博瑞空间的无人机,从来没有出现过这样的问题,这么一比较,感觉他们家的无人机真心赞,不愧是做军工出身的。
检查电线接好,飞控重新设参,还有电机检查里面漆包线是不是有问题,主要检查电调
那应该怎么修
怎么修,救急,救急!
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