四旋翼无人机+F3飞控玩耍记录

按照机器人工程师学习计划的时间安排,本来是应该大三上玩无人机的,可是大二下的课程实在太少,空余时间太多,所以我将玩无人机的计划提前到了大二下。

之后会自己做PCB板来做飞控~

本文的针对人群是想自己调无人机的嵌入式爱好者,飞手就不用看了。主要会介绍一下如何自己组装调试一架四旋翼无人机,包括飞控和电机等部件的选择,以及如何烧录固件。


组装四旋翼无人机

无人机简要介绍

这方面还是请自行查阅相关资料,笔者简单提一两句。无人机已经发展了十来年了,从旋翼数量分,常见的有四旋翼、六旋翼;从桨叶类型(?)分,有开放桨叶式无人机(?)和涵道式无人机。在开放桨叶式无人机这块,做得最好的企业是大疆,这里笔者要吹一波大疆。大疆把昂贵的无人机做到了消费者级,使得一般的人也可以购买和使用无人机 (虽然其实还是很贵) 。大疆在世界的无人机市场份额可以占据70%。涵道式无人机笔者了解得不多,唯一知道的是,在相同转速、面积的情况下,涵道式的功耗会低一些。

无人机组装指南

无人机的主要部件有:

  • 机架:机架没啥好说的,买大买小看个人喜好,要是想要无人机飞行速度快(比如穿越机),那就买小机架;要是想航拍,就买个大点的机架。
  • 脚架:降落时用来保护支撑无人机。
  • 电机和桨叶:无人机使用的电机一般是无刷电机,主要选型参数是kv值和负重。假设负重一样,电机kv值越小,则转速越慢,需要的桨叶越大,具体参数这里就不说了,买的时候注意看介绍以及找店家问清楚。
    • kv值:电机每分钟转速\电压
    • 桨叶型号:四位数,前两位表示桨叶长度,后两位表示桨叶角度。例如1060桨,桨长10cm,角度为60°
  • 电池:需要根据电机额定电压和负重综合考虑,一般的电机所需电压为3s/11.1v(1s = 3.7v),至于容量要根据负重考虑,太重有可能无人机根本无法起飞,太轻续航时间会很短。另外,笔者认为需要选择靠谱一点的电池,避免爆炸的危险。
  • 充电器:这个根据电池充电接口进行购买。
  • 飞控:放到1.3进行更加详细的介绍。
  • 遥控器:一般入门的话可以考虑使用手机软件进行控制即可,要是想控制得更好的话,可以买一款遥控器。
  • (GPS):用于定位和电子围栏,可不装。
  • (超声波模块/气压计):用于无人机定高,可不装。

这里放一下笔者的无人机配置:

  • 机架:F450
  • 脚架:无
  • 电机和桨叶:E300
  • 电池:格式
  • 充电器:
  • 飞控:F3
  • 遥控器:当初笔者为了省钱,考虑使用蓝牙进行遥控,但没有合适的app(手中没有那种有模拟摇杆的app,其实可以考虑用现成的摇杆,画PCB板子,但现在技术还不够),所以笔者这里选择了一款6通道遥控器。

这里吐槽一下,笔者为了省钱 (对,我又是为了省钱) ,去闲鱼上买的二手的一款成套的无人机,然而貌似炸过,品相很难看,还用了泡沫胶(我最讨厌的粘合材料),nmd,wsm

所以还是买个新的比较舒服TAT

飞控

目前穿越机使用的飞控主要有CC3D(笔者注:CC3D指的是一种开发板,这里说错了)、baseflight、cleanflight、betaflight、raceflight等等。在cleanflight前面的版本都没有使用到操作系统。在cleanflight版本中使用了比较简单的操作系统。目前像PIX、APM这样的开源飞控是支持多种机型的(不仅仅是穿越机)。cleanflight飞控多被用于穿越机,但其实它也是支持多种机型的。1

这里我说一下我搜集到的信息:

开发板:

  • CC3D:以STM32F1为核心的板子,价格在50左右,笔者没用过。
  • SPRACINGF3:以STM32F3为核心的板子,标配MPU,价格在60左右,豪华版配有磁力计和气压计,价格在110左右,目前似乎已经停产,剩有一些标配还在销售。
  • PX4:比较高端的板子,据说国产的2.4.8修正了原版的一些缺陷,价格在250左右;原版的2.4.6价格在500左右。

其它的一些飞控板子例如QQ飞控、NAZA等就不提了,因为没法重新烧录程序,并不是笔者所期望的。

飞控:

笔者现在也不是很了解233

烧录飞控及调参

烧录飞控

调参