很多DIY爱好者想做一个自己的无人机, 但很多人都被制作过程中的各种问题难住。。。 不去研究复杂的算法和硬件, 也能做出自己满意的无人飞行器? 那么你就来对地方了! 现在,我们从零开始手把手教你DIY四轴无人飞行器! DIY制作的四轴飞行器 配置清单: 1.四轴机架(轴距450mm) 2.中心沉金PCB板 3.好盈天行者30A无刷电调 4.朗宇2212无刷电机(980KV) 5.3200mah锂电池(30C) 6.APM2.8开源飞控 7.M8N GPS 8.BB响(低压报警器) 9.减震架 10.MR 1045(1047)正反螺旋桨 11.电流计 12.香蕉头,T插,高温硅胶线材等若干小零件 首先普及一下基础知识 小葵花课堂 1.无刷电机 (图为有刷电机) 我们小时候玩的四驱车里面的马达一般都是直流有刷电机,有刷电机工作时,线圈和换向器旋转,磁钢和碳刷不转,线圈电流方向的交替变化是随电机转动的换相器和电刷来完成的,简单来说,就是通过电刷改变线圈的电磁场方向,因此有刷电机是可以直接使用直流电驱动。 顾名思义,无刷电机是没有电刷的,它只能通过方向交替的电流来改变电磁场,因此无刷电机需要电调(电子调速器)将直流电转化为交流电才能正常工作。 (图为无刷电机) 航模通常使用无刷电机,无刷电机相对来说可以容易达到很高的速度,响应速度也会更快。无刷电机去除了电刷,最直接的变化就是没有了有刷电机运转时产生的电火花,这样就极大减少了电火花对遥控无线电设备的干扰。 这次我使用的是朗宇的电机(建议不要使用新西达的电机和电调,质量太烂)。选用的980KV的电机配MR 1045或1047的螺旋桨(MR指四轴专用桨)。其中,KV值是挑选无刷电机的一个重要指标。 无刷电机KV值定义为 转速/V,意思为输入电压增加1伏特,无刷电机空转转速增加的转速值。从这个定义来看,我们能知道,无刷电机电压的输入与电机空转转速是遵循严格的线性比例关系的。不用转速的电机要配合适尺寸、螺距的螺旋桨才能使飞行器的效率达到最大,购买的时候可以询问店家,店家一般都知道配多大的桨。 2.电调 电调全称电子调速器,英文Electronic Speed Control,简称ESC。针对电机不同,可分为有刷电调和无刷电调。它根据控制信号调节电动机的转速(将控制信号的小电流转化为可供电机使用的大电流),无刷电调将直流电转化为三相交流电。此处使用的是好盈天行者30A的无刷电调。 无刷电调有三组线 1.信号线(白红黑),接在接收机上,另外,电调一般有电源输出功能,可为接收机和舵机提供5V左右的供电,因此将电调接入接收机后就可以为接收机供电。 2.电源输入线(红黑),与电池相连,为电调供电。 3.电调的输出线(有刷两根、无刷三根)与电机连接。 由于无刷电调输出的是三相交流电,如果连接到电机后发现转向不正确,只需要将其中随便的两条线交换一下接线就可以了。 3.锂电池 电池我们要考虑的参数一般有三个:电压,容量,放电C数(放电倍数)。 此处我使用的是3S,3200mah,30C的锂电池。 3S指三片锂电芯串联,电压为11.1V(3.7V x 3),3.7V 只是锂电池的一个恒定电压点,实际满电的锂电池电压应为4.2V,使用时随着容量的下降,电池的电压也会慢慢下降。 mah是我们较为熟悉的一个单位,实际mAh并不是一个能量单位,它需要乘上当前的电压才是真正的能量。例如3200mah的锂电池,指的是该锂电池可以进行一小时的3.7V,3200mah恒定放电,因此可以用此参数来衡量电池的容量大小。 C:用来表示电池充放电时电流大小的比率,即倍率。如1200mAh的电池,0.2C表示240mA(1200mAh的0.2倍率),1C表示1200mA(1200mAh的1倍率)。30C(3200mah),是指电池最大能输出3.2A x30 =96A 的电流。 下面开始组装飞机↖(^ω^)↗ Here we go!!!
为线头上锡前先用焊锡线包住,防止锡熔化后线散开 剪出一小段热缩管 用热缩管套住后再用火机烤一下 热缩管有很好的绝缘保护作用 找出上中心板和四个机臂
正确安装如下图↓↓ 开始安装减震台 减震板先用镊子装好蓝色减震胶、然后粘在机架上(减震板小板在上面用白色3M胶固定飞控、大板在下面用海绵胶粘在机架上)
(此图是以白色为飞机的前进方向,由于线长的原因,GPS支架一般安装在前进方向的左后角) 下面开始对电机和电调安装香蕉头 电调的香蕉头旁边开有小孔,方便焊接。 先把电烙铁伸进小孔内加热香蕉头,再往里面融锡,待锡还没冷却把线插进香蕉头内,最后把电烙铁离开香蕉头,等待焊锡冷却即可。 下面开始电池的组装 电池我是重利用之前做的电动滑板的锂电池 拆!!!!!!! 额。。。 焊得有点难看 用电烙铁把线全部去掉 之前是做成3并2串的7.4V电池组(共六片锂电芯),现在要做成两组3S(11.1V)电池。因此要每一片电芯都要拆出来,重新组合。
还差平衡充插头(下图的4线插头),继续拆!! 这是一组已经怀孕的电池,已经鼓起来,不能再使用了,需要的是里面的两组电线。 因为只有一个平衡充接线,所以要用杜邦线做个转接头。 剪开两份 附上一张3S电池接线图
老规矩,套上热缩膜!!!
将公杜邦头接上平衡充头并用热熔胶固定好(请忽略漂亮的外观) 接在电池上的杜邦头是母头,用这条转接线连上就是一条完美的平衡充线 PS:平衡充线在电池充电的时候会用上(用于检测每片电芯的电压)
附上一张工作照 把电机安装在机架上,并用扎带固定好接线处和电调 PS:请确认好电机转向正确后再把线固定(如果电机转向不对,对调其中两条线就可以了) 按照下图来调整电机转向和螺旋桨(正反桨) 接线按照下图来
GPS接线↓↓↓ 这里使用的是M8N GPS,内置罗盘。APM飞控上也有罗盘,因为飞控靠近电源线和电调,易受到电磁干扰,因此我们要尽量使用外置罗盘。 使用GPS上的罗盘,需要把飞控上插针拔掉,不然飞控会默认启用内置罗盘。 接收机和飞控均通过电流计供电 BB响(低压报警器) 也可以查看各片锂电芯的电压 设备安装好后就开始飞控的校准与调试 用USB线将飞行器与电脑连接 电脑打开地面站调试软件Mission Planner(百度一下就能下载,你懂的……)
成功连接后,飞控信息将会导入电脑。 首先要给飞控下载固件,在软件里面选择对应的机型就可以在线下载固件(这里刷的是四轴的固件) 然后就是进行校准加速度计和罗盘 卖家出货前已经帮我刷好固件和校准加速度计和罗盘,我只需要校准遥控器。
APM飞控对遥控器的要求是6通道或以上 我使用的是华科尔DEVO 7E 遥控器,具有7通道,其中一通道为双向传输,用不上,所以实际用得上的通道只有6个,刚好满足要求。 飞控是使用遥控器的第五通道进行飞行模式控制,因此,我的遥控器只剩下一个开关(两段式)用作模式切换。如果你的遥控器有更多的通道,那就可以在遥控器切换的飞行模式也越多。 下面进行飞行模式设置↓↓↓↓ 有很多种模式选择 受遥控器通道数的限制,我只能选择其中两种模式:自稳模式+返航模式 平时飞行的时候就把档位打到自稳模式上,档位打到返航模式时飞机会启动一键返航,返回到起飞地点。 另外,飞机配备了电流计,实时监测电池的电压和电流,可以把飞控设置成低电量自动返航,保证飞行安全。 现在可以进行户外飞行测试 小编选择在农田上进行测试 风很大,飞机漂移严重,没有飞控的定点模式辅助,单靠人手很难稳定将飞机稳定在一个点上。(自稳模式只能让飞机保持水平) 不用找了,飞机不在图里,哈哈哈哈。。。 正常飞机的一键返航误差只有几十厘米,还是挺准的。 但是也会有意外出现, 起飞时没有什么风,后来就刮起大风,这就有可能影响到气压高度计的正常工作,估计起飞时的GPS信号也受到干扰,一键返航的时候飞机就把降落地点定在十多米外的水沟上。 嗯!降落很成功,可能就是水喝多了点,好怕飞机感冒了。 本文转载自微信公众号:GK创客(ID:coollabs),经过授权转载。 |
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