这一节开始,我们将进行无人机开发的实践,从方案的选择到电路、外形的设计,以及后期的组装和调试。
1. 飞控主板之中央处理器的选择
对于小型飞行器,由于体积和行能的要求,我们一般选用单片机作为飞控主板的中央处理器。
常见应用的单片机一般为51单片机、STM单片机、Arduino单片机,在这里我们选用性价比较高的STM32单片机。
STM32有很多系列,可以满足市场的各种需求,从内核上分有Cortex-M0、M3、M4和M7这几种,每个内核又大概分为主流、高性能和低功耗。
F1代表了基础型,基于 Cortex-M3 内核,主频为 72MHZ。
F4代表了高性能,基于 Cortex-M4 内核,主频为 180MHZ。
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对于小型微控系统的开发,STM32F103C8T6型号的单片机应用较为广泛,能满足基本的四轴无人机的开发,网上的相关资料也比较丰富。此次四轴无人机飞行器我们选用STM32F103C8T6芯片作为我们的中央处理器。
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2. 飞控主板之陀螺仪的选择
无人机获取方位的传感器主要是陀螺仪,无人机可以根据陀螺仪获取的方位角度,随时调整自己的飞行姿态。
陀螺仪作为一种惯性测量器件,是惯性导航、惯性制导和惯性测量系统的核心部件,广泛应用于军事和民用领域。
为了方便的测量无人机三个维度的角度和加速度,以便来达到无人机的动态平衡,我们此次选择MPU6050芯片来作为我们的姿态传感器。
MPU6050是一种非常流行的空间运动传感器芯片,可以获取器件当前的三个加速度分量和三个旋转角速度。
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3. 飞控主板之气压计的选择
气压计可以根据空气中的大气压,来计算无人机的飞行高度,常见的芯片有FBM320\BMP280\SPL06。气压计芯片我们此次选用FBM320。
4. 飞控主板之2.4G通信
目前DIY无人机用的比较多的是NRF24L01无线芯片,它相对于其它射频芯片使用简单,网上相关资料也较多,因此我们选用NRF24L01芯片作为无人机与遥控器的通信芯片。
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5. 飞控主板之电机驱动
6. 无人机电池的选择
7. 无人机电机的选择
在之前的介绍中,无刷空心杯电机由于它在飞行器中的巨大优势。所以此次我们选用无刷空心杯电机。
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小型四轴飞行器主要用的空心杯电机有614/716/720/820电机。
8. 无人机螺旋桨的选择
9. 无人机遥控器的选择
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