四轴飞行器

最近一个月，在朋友傻鱼的帮助下，搭建起一套四轴飞行器。鉴于四周飞行器、智能家庭之类的，都是各类Geek蛋疼而毫无创新的爱好，所以给各位分享下其中的一些基本概念。作为扫盲帖，不含有任何高级内容，内行请直接略过。

先来个照片：



首先谈谈四轴的原理，就是4个螺旋桨，对角的两个旋转方向相同，相邻的旋转方向相反。顺时针转的叫反桨，逆时针转的叫正桨。所以当他们转速相同时，就可以抵消旋转上带来的反作用力，不至于自己打转。当然也就不需要直升机的尾桨了。当然任何东西的制造都有误差，一套四轴飞起来以后，难免各个螺旋桨，机架的平衡等存在些问题。所以安装后有个很必要的调试的过程，调试以后，过小的误差，就由飞控自己解决了。也就是确保遥控器没有动作信号时，自己保持平衡。鉴于四轴的复杂性，没有飞控基本别指望靠手来起飞。

分别讲各个配件吧。

**机架** ：

就是个架子，用来把各种东西拼上去。有不同的材料，价格差异也较大。我买的是SK450，塑料的，比较重，相当的结实，至今没有摔坏。追求高性能的可以选碳纤维机架的，会轻不少，比如X450、X600。这里的数字是指轴距，比如SK450和X450的轴距就是450mm。也就是对角线两个轴之间的距离。

机架上的电机安装座决定了你能安装什么样的电机，轴距决定了最大可以安装多大的桨。450mm轴距的机架可以安装最大10英寸的桨。一般初学时买个塑料机架玩玩就好，玩熟悉了可以依据动手能力酌情选择碳纤维或者自己做。

我一开始就是选择这样一个可以尽快飞起来的机架，毕竟系统的迭代要以第一次可运行为基础。最近开始考虑自己做机架了。SK450的一个腿的重量就有41克。而最近发现买IC时带的IC管子，一根20cm的也才不到10克，硬度却是够用的。

105元。

**电机** ：

这玩意讲究可就多了。一般玩四轴的也就是22xx系列的规格。我用的是朗宇的A2212-KV980。2212是其尺寸规格，具体我就不列出了。总之四轴常用的2208、2212。KV980是指每1伏电压带来的转速。这个数字不是越大越好，而应该选一个合适的数值。KV数小的，方便配比较大的桨，用低速大量空气来飞行，这样效率较高。KV值大的，就需要配较小的桨，高速少量空气飞行，效率较低。一般死贵死贵的电机往往KV值都很小，甚至我见过有一百多的。装在直升机上都免了变速箱了。

四轴上玩的一般都是无刷电机，而且大多还是外转子的，结构是很好玩的，完全颠覆了我以前玩车模时的印象。运行时不需要换向器，效率可想而知。缺点就是这属于三项交流电机，需要电调来实现直流到交流的变换。

航模用电机的功率是很大的。比如我买这种，满载时在11.1V，功率差不多180W。所以输出的导线也是要足以承受近20A的电流。也要配20A或以上的电调。

输出轴径也是个需要关注的参数，2212一般输出是3mm，也有3.17mm的。

50元*4=200元。

**桨** ：

就是螺旋桨了，不同人玩法区别很大。建议可以买一堆便宜的正反桨，因为这属于耗材，几乎每次坠机都会摔坏若干个桨。还好一对正反桨，便宜的只要5元。我用的是1045的桨，指长度是10英寸，那个45貌似是指宽度。

也有卖所谓碳纤维桨的，不过真假难辨。

桨需要注意轴径这个值，要与电机的输出相匹配，同时也可以用桨垫微调。

5元*10=50元。

**电调(电子调速器)** ：

一种将直流变换为三相交流，给电机使用，同时可以按照控制信号来调整输出功率的玩意。需要根据电机的配置来选择。注意留有一定的功率余量。

因为叫四轴飞行器，所以有4个电机，同样也要配4个电调。还好的是好盈出了个把4个电调捆一起的玩法，接近200元，在重量和方便性方面比较有优势。

电调会有很多设置的值，具体看各个说明书吧，多到不可思议。进行调试时需要听声音，所以必须接上电机(此时千万不要接桨)，来进行调试。

180元。

**电池** ：

能源阿，最麻烦的事情。依据电机、电调来进行选择。四轴常见的如3芯(3S)的电池，11.1V，容量可以选2200mAh的。这样的电池大约170克的重量，凑合飞飞还不错。可以维持15~20分钟。

想要飞的更久一点可以选更大的电池，不过所有此类玩意都涉及到油耗油的问题，飞行时间不是根据你选电池大小等比例提高的，因为大电池也会更重，需要更大的功率来飞行。所以，与其选更大电池，不如多买个电池，外出 游玩时，没电了就换个。

电池的放电能力有个数值，就是多少C。1C表示1小时把全部电量放光。我的两个电池分别是25C和20C。分别对应144秒和180秒放光所有电能，对应的峰值功率是610W和488W。对我的小四轴，基本够用了。我估计一般飞的时候整机功率还不到200W的样子。

100元*2=200元。

**充电器** ：

航模的电池都是比较强悍，价格也比较贵，所以需要相对较好的充电器。这不是给电池接上电源那么简单，而是要直接控制每个电池芯的。常见的可选IMAX B6平衡充。充电时，记得电池的两个接口都要接上。

充电器的电压适配器(220=>12V)也记得选个好的。我曾有30元的电压适配器(12V 5A)在1.1A时用了五六次就炸掉的记录。所以最近换了个IMAX B6原厂的适配器，80元。

充电器也是个够麻烦的事情，需要一大堆的设置才能正常开始充电，而不是简单的接上去。比如选择充电电流，电池类型等等。记得不要选错了，否则，否则，…，那可是锂电池。

188+80=268元。

**飞控(飞行控制器)** ：

就是从接收机拿到控制信号，转换为4个螺旋桨的转速信息，并控制飞行器的平衡。组装过程中对飞控的调试占据了90%以上的时间。所以强调一下，要保持好耐心，不要自己砸灰机。

便宜的有KK，玉兔之类的。KK还是3个分立的陀螺仪。好点的有MWC系列，当然还有更好的。看喜好了。KK也有调试的很好的。

一般玩四轴的都是比较有折腾精神的，飞控是最麻烦的地方，也是可玩性最高的地方。为了可玩，务必注意选择一个开源的飞控，方便以后自己修改代码实现更好玩的功能。典型的如MMC10，就是不开源的，给我坑的很惨。

MWC系列都是AVR的单片机，开源的，基于Arduino开发。可以作为入门的飞控。

飞控的具体注意事项就不在这里写了，实在太多了。我是买了3个飞控：MMC10，MWC-S V1.5，MWC。正在用的是MWC-S V1.5。

108+178+128=414元。

**遥控器&接收机** ：

即便是有单片机开发能力的人也不建议自己做，因为涉及到比例遥控的通道，往往没有东西可以模拟。况且遥控器也是要注重手感的。可选的品牌不多，型号也不太多。

四轴需要至少4个通道，分别用于：油门：旋转、前后飞、左右飞。多数飞控还需要第5个通道，用于飞行调试。

朋友傻鱼推荐的Devo-7E，据说可以自己刷第三方固件，玩法多多。接收机要与遥控器配对，我买的RX-601。

280+95=375元。

一些细节的部件：

如下列出的是看起来不那么重要的一些细节，其实所有细节做不好都会坑死人。所以也介绍一下。

**桨夹**

用于把螺旋桨连接到点击的轴上面。不要尝试自己用手来拧，力量不够的，需要在桨夹上穿入一个杆来借力。否则就等着桨自己飞走吧。

桨夹应该属于仅次于桨的第二耗材，坠机时会摔弯，就要换掉。我手里储备了超过20个桨夹，暂时还没有坏掉的。

选择时注意两侧的轴径，必须匹配。电机那边轴径常见3mm，桨的轴径常见5mm。

5元*20=100元。

**电池接口**

电池是要直接连到电调的，他们之间的接口于是成了问题。常见的有T插、香蕉头、XT60、DC3等。建议不要用T插了，那玩意的焊接实在太麻烦了。图便宜的可以用香蕉头，但是没有防呆功能，也要小心电池的短路。我是最近全部换成了XT60了，其接口与3.5mm香蕉头兼容，有防呆，焊接方便。除了贵，5元一对。。

香蕉头作为与电机等其他设备之间的接头，是需要很多的，选3.5mm的那种，建议储备30个以上。反正1元一个也不贵。

焊接所有这些接头时，还需要配备热缩管，来防止之间的短路。可以选4mm的，不同的颜色，多多益善。

5元*22+1元*50=160元。

**脚架**

飞行时，时常有保留着陆。此时脚架就是负责吸纳这些能量的。好的脚架避免伤及四轴的昂贵部件，差的，…。SK450自带了4个尖的脚架，安装在四个电机下方，这样着陆的稳定性是不错，但是因为是塑料的，弹性不好。我飞了10次左右就摔坏了两个。

后来，我就把4个脚架都拆了，换成了雀巢咖啡的塑料瓶，现在弹性是相当的好，每次暴力着陆以后，居然还会弹起来。且价格便宜，重量也只有7克一个。

4.6元*4=18.4元。

**电子秤**

优化你的飞行器重量。我之前买过高脚架，全部配齐有1Kg多。现在换了雀巢咖啡，优化到885克左右了。

更轻的重量决定了可以做更灵活的动作，以及飞的更久，或者搭配更酷的载荷。精度要到1克的。

32元。

**扩孔器**

打孔用的，四轴貌似还用不上，不过作为专业工具，你值得拥有。

26元。

**螺旋桨平衡器**

用来测量桨的平衡性，方便自己做一些休整。桨的平衡性越好，效率越高，而且噪音也越小。

38元。

**电压显示器**

用于在飞行时显示电池电压的，以及在下降到某个电压时报警。还算便宜，也是保护你的飞行器防止没电了坠机。

18元。

**舵机测试器**

可以生成舵机、电调控制信号的一个小板子。非常有用，甚至可以通过这玩意省掉你飞控对第5路遥控器的要求。强烈建议买一个。

9元。

**魔术贴**

用来捆电池的，价格便宜。

**硅胶线**

可以选16AWG的，作为各种设备之间的连线，用到的时候较少，但是如果没有就可以麻烦死你。

3元*10=30元。

**内六角螺丝刀**

航模上到处都是内六角的螺丝，所以，需要配一两个，注意型号。






所以呢，玩航模还是比较败家的，尽管我已经很省了。还有不少其他配件我没有计入，比如淘汰掉的一堆T插，保护螺旋桨的泡沫之类的。

如上有数的部分，总计是2223.4元。

对于高级玩法，还有很多，比如给飞控配上GPS、气压计、罗盘，来玩自动飞行。配上gopro或其他东西来玩FPV。甚至配上脚架装上单反来做航拍。

额，…，还是不要奢望了。对于动手能力不强的同学，可以去X宝买成品的四轴，200元以下也有解决方案。但是折腾难道不是我们的美德么？

微博上叫 @明哥选C  http://weibo.com/u/1771197801  。