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從入門級(jí)到專業(yè)級(jí),工程大佬教你DIY四翼無人機(jī)(附詳圖)

發(fā)布日期:2018-08-19??來源:電子發(fā)燒友網(wǎng)我要投稿我要評(píng)論

  這段時(shí)間,由于項(xiàng)目上需要一些模塊,在阿里巴巴這個(gè)平臺(tái)上搜一搜,結(jié)果都很驚人,當(dāng)然這并不是做廣告,而是阿里已經(jīng)處于壟斷的地位。無論是我們需要什么功能、尺寸等模塊,在阿里,或者說在深圳珠三角這一塊,都是很容易實(shí)現(xiàn)的,有時(shí)候感慨一下,就是硬件工程師不值錢了,因?yàn)樵谶@片土地上,會(huì)很快將一個(gè)熱火的功能壓榨到極致。

  研究空氣凈化的時(shí)候發(fā)現(xiàn)有一類電離凈化,利用高壓電使空氣電離,然后離子就會(huì)定向運(yùn)動(dòng),灰塵就會(huì)富集而被吸附,隨后發(fā)現(xiàn)這種高壓包東莞很多廠家在做,只要幾十塊!!而添加這一功能的松下空調(diào)貴了快兩千塊。

  再調(diào)查下去,發(fā)現(xiàn)利用高壓包做的電弧打火機(jī)也已經(jīng)遍地都是,充電就可以重復(fù)使用,防風(fēng)防火……只要二三十塊??!

  更別說什么LED電源、藍(lán)牙音箱等等各種電子件,就連平衡車這種稍微大一點(diǎn)有點(diǎn)技術(shù)含量的,也比比皆是,無論是下單訂貨,還是自己DIY組裝,都是異常的簡(jiǎn)單。不知道這算是技術(shù)的優(yōu)勢(shì),還是技術(shù)的悲哀。

  扯遠(yuǎn)了,回來說說多旋翼無人機(jī)。

  由于技術(shù)的原因,現(xiàn)在市場(chǎng)占有率最高(或者說一直在模仿)的是可能大疆的精靈2/3,兩個(gè)基本沒多大差異,模具要物盡其用才行吧。原理其實(shí)都差不多,最主要的核心部件是飛控,我個(gè)人按照我的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)劃分成幾個(gè)等級(jí),一家之言,不喜勿噴:

  1、玩具級(jí)

  2、入門級(jí)

  3、消費(fèi)入門級(jí)

  4、消費(fèi)級(jí)

  5、專業(yè)級(jí)

  所謂玩具級(jí)自然就是華強(qiáng)北那種整機(jī)一兩百塊,地上踩不爛摔不碎的那種,一般是有刷的,能飛,看廣告也是功能很強(qiáng)悍,各種花樣都有,飛控和電機(jī)驅(qū)動(dòng)做在一起,成本才三四十塊,整機(jī)壽命幾十小時(shí)就完蛋,飛遠(yuǎn)了就不知道去哪了的。

  入門級(jí)就很多了,一般是DIY用的,像QQ飛控、CC3D、APM等等,多數(shù)都是抄板國外的,因?yàn)槭情_源的,功能很強(qiáng)大,價(jià)格很便宜,二次開發(fā)出來的也多數(shù)是一百左右,能飛,但是往往沒有懸停,有的可以自穩(wěn),穩(wěn)定性、易用性不高,對(duì)于飛手要求很高,普通人玩不了,我組裝好一般都是炸機(jī)。(好像我的平衡技能不行,開極品飛車從來都是撞墻撞墻撞墻)

  消費(fèi)入門級(jí)一般三四百塊,網(wǎng)上不好買,多數(shù)由專門的做飛控的廠家給無人機(jī)成品廠家定制,批量出貨,因此功能比較精簡(jiǎn)、穩(wěn)定,有懸停、繞飛、跟隨等比較高級(jí)功能,各家性能功能都差不多,使用起來其實(shí)和大疆的飛控也差不多,反正都是抄大疆的。

  消費(fèi)級(jí)就是消費(fèi)機(jī)中專業(yè)的了,大疆、零度等飛控,在中國民用機(jī)的前沿,價(jià)格四五千到一兩萬的都有,模塊劃分的比較細(xì)致,功能全面,設(shè)計(jì)也比較精致,調(diào)教的好,并且現(xiàn)在功能已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出大部分的飛控設(shè)計(jì)廠家了,有錢有技術(shù)就是有優(yōu)勢(shì),不過大部分功能普通人就用不到了,也超出了購買能力了,現(xiàn)在機(jī)子隨隨便便都買好幾個(gè)蘋果了,除了歐美的,國內(nèi)說買來玩很少了。

  至于專業(yè)級(jí)就是警用、工業(yè)用、軍用等級(jí)別的了,不了解,不評(píng)論,反正問過一個(gè)15w的,嚇得不敢說話灰溜溜跑了。

  言歸正傳,怎么組裝一臺(tái)多旋翼無人機(jī),自然是消費(fèi)入門級(jí),能穩(wěn)定飛行,壽命功能都還要不錯(cuò)的。以下內(nèi)容是基于兩年前組裝的第一臺(tái)仿精靈機(jī)子,僅供參考。由于在深圳這附近資源豐富,組裝一臺(tái)無人機(jī)是一件非常容易的事情。

  外殼

  首先是外殼,來自于深圳某創(chuàng)新科技有限公司(為了避免廣告嫌疑,切掉了銘牌),所有的塑料組件,機(jī)身分有上下蓋、燈罩、電池倉、起落架、兩套螺旋槳、支撐板以及所有的螺釘,130元左右。螺旋槳不同顏色標(biāo)識(shí)為正反槳。如下圖所示,對(duì)角線是同一種顏色為同一種方向的槳。

  電機(jī)

  下面就是電機(jī),型號(hào)是2212,KV1400,帶螺紋,用來鎖螺旋槳,一般壽命可以達(dá)到一千個(gè)小時(shí),好的四五十的有,差的20多點(diǎn)。和螺旋槳是一一配套的。這種是外轉(zhuǎn)子的無刷電機(jī),轉(zhuǎn)子就固定在外殼上跟著外殼一起轉(zhuǎn)動(dòng),這種帶正反螺紋的設(shè)計(jì)正好可以鎖緊螺旋槳,轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候越轉(zhuǎn)越緊,不會(huì)脫落,而不像大型的螺旋槳使用螺釘固定,比較難以拆換。

  電機(jī)的接線按照順序焊接在電調(diào)的三個(gè)焊盤上,因?yàn)槭菬o刷電機(jī),是需要用電橋驅(qū)動(dòng)的,所以這三根線按順序焊接就是正轉(zhuǎn),交叉其中一組焊接就是反轉(zhuǎn)。對(duì)于精靈這個(gè)成熟的機(jī)型設(shè)計(jì),由于電機(jī)設(shè)計(jì)分正反轉(zhuǎn)的,所以不用交叉焊接,直接按順序就可以了。這類電調(diào)當(dāng)然也是成熟的設(shè)計(jì),好盈的是最好的,小四十;普通的也是20多一片。

  電機(jī)底部是用4個(gè)內(nèi)六角螺釘固定在底殼上,精靈2的設(shè)計(jì)是保護(hù)罩也是固定在外面這兩個(gè)螺釘上面,因此損壞了以后更換比較麻煩,精靈3就變成卡扣式的,方便很多。

  飛控

  下一步就是接飛控了,買殼的時(shí)候是全套的,送一個(gè)支撐板,這是一個(gè)PCB,用來把電調(diào)供電和控制信號(hào)分開,同時(shí)承載各種配件。

  除了電調(diào)上的信號(hào),其余所有的接線都是杜邦線,按照順序插就好了。先將電機(jī)供電和控制信號(hào)分別焊接好以后,然后把飛控、電源、遙控器接收板等放置到支撐板上,按順序?qū)⒖刂菩盘?hào)、遙控信號(hào)等接好。非常簡(jiǎn)單,比如電機(jī)就是M1~M4,再多旋翼就是M6、M8這樣的,都是標(biāo)好的,遙控器信道也是標(biāo)好的,對(duì)應(yīng)插好就可以。需要注意的是,遙控器信號(hào)輸出要關(guān)閉串行模式,因?yàn)轱w控只認(rèn)并行的信號(hào)。所有的信號(hào)都是非常簡(jiǎn)單的方波信號(hào),變化的是占空比。這里遙控器用的是FS-IA6B,一百多塊錢一套,都是通用的。

  至于攝像頭,低端的版本就是模擬信號(hào)直接用一個(gè)天線發(fā)射出去,再用模擬的顯示屏接收就可以看了。好一些的就是外掛一個(gè)運(yùn)動(dòng)相機(jī),可以存儲(chǔ)和拍照,這里就不另外添加了。

  到此為止電路部分就完成了。

  由于設(shè)計(jì)是模塊化的,所以裝配起來非常簡(jiǎn)單。這個(gè)時(shí)候只用稍微調(diào)試一下就可以使用了,注意每個(gè)電機(jī)的位置和旋轉(zhuǎn)方向,機(jī)殼上面都有標(biāo)識(shí),然后單個(gè)電機(jī)運(yùn)行一下觀察方向?qū)Σ粚?duì),晃動(dòng)一下遙控器的搖桿,判斷各個(gè)方向是否正確,無誤就可以把機(jī)殼裝上了。

  電池是用XT60接口的2700mAh左右的鋰電池,3S(3節(jié)鋰電池串聯(lián)),25C。當(dāng)然這些都是標(biāo)稱值,熟悉深圳電子環(huán)境的人都會(huì)笑而不語,實(shí)際在10C的樣子,這個(gè)電池一百左右,壽命大約200個(gè)充電循環(huán),當(dāng)然這也是要看品質(zhì)的,因?yàn)闆]有保護(hù)板,所以一般無人機(jī)的電池都活不長(zhǎng)。

  然后就可以飛了。總重大約900g,載重大約200g,實(shí)飛飛20分鐘左右。整體成本算下來小一千吧。相信做電子經(jīng)常會(huì)拆東西敗家的組裝基本都沒啥問題,就是調(diào)試的時(shí)候要記得關(guān)閉遙控器,不要用手直接去抓機(jī)子,雖然是塑料的螺旋槳,但是割起肉來還是挺爽的,更別說我另外一個(gè)用碳纖維槳的大機(jī)子了。

  特寫鏡頭,自己用相機(jī)拍的,效果還是不錯(cuò)的

  閃燈一個(gè)功能是指示方向,在無頭模式普及以后就沒啥意義了;另一個(gè)功能是警告,比如沒電了。

  當(dāng)然,現(xiàn)在實(shí)名制出來以后,這種機(jī)子是沒法飛了,練練手,自己玩玩就好了。自用我其實(shí)一直并不看好,太吵了,幾十米外都聽的一清二楚,除了炮火硝煙的地方,都沒法隱藏,更別說另一個(gè)拉力10kg的螺旋槳,開起來整棟樓都在震,能效也低。一個(gè)電池要是給固定翼使用,飛幾個(gè)小時(shí)都可以,旋翼機(jī)只能幾十分鐘;載重比也只有20%不到;植保機(jī)用多旋翼的,十幾分鐘就要換電池、換藥箱;在地頭要用個(gè)發(fā)電機(jī)給十幾個(gè)電池充電,使用起來是非常的不方便,噴一天農(nóng)藥要換幾百次。電池的錢加起來比機(jī)子都要貴,更不用說電池只能充200個(gè)循環(huán)這個(gè)損耗了。所以,無論是經(jīng)濟(jì)問題,還是操控性,亦或者政策問題,多旋翼無人機(jī)在中國的市場(chǎng)開始極速減小了。

  謹(jǐn)以此紀(jì)念自己的無人機(jī)的日子!

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