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我的小四轴飞行器之旅

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发表于 2016-8-8 11:32:46 | 显示全部楼层 |阅读模式
小时候,梦想中的那片天空,仿佛伸手可及,却又永远触摸不到。曾经好想有一架飞机,能带我翱翔云端。而如今,飞机承载着我们当初的梦想,在那片广阔而宁静的天空,任由工程师的智慧和梦想自由驰骋。
        。。。。。。
        这台词我打出来也觉得恶心。废话不多说,这次DIY的作品是自己一直以来的目标——四轴飞行器。整个过程可谓是呕心沥血,请听我娓娓道来。



小试牛刀——小四轴V 1.0
        说干就干,先把硬件搭好再说。参考着资料,把自己的小小飞控板画好,然后拿去打板。再焊接好。


        这里发生了一次电容爆炸事件,劝大家千万不要把电源正负极接反,否则后果很严重。
        紧接着就是测试板子各模块功能是否能用。先测试陀螺仪,这里用的是匿名的上位机来检测飞控状态,得出姿态解算。


        发现还可以,波形也还好。因为陀螺仪MPU6050有一个DMP库,还是比较方便就得出姿态结算的。
        之后在某宝上买来了机架和电机,把板子弄上去,把电机焊接上。


        本以为一帆风顺,但是在测试无线遥控的时候,电机一打开,通信就失败,估计是电压不足的原因,加上板子电路还是存在很多缺陷,所以就一直卡在了这里。



最后的希望——小四轴V2.0
        没办法,最终还是得重新画板,2.0版本改进了一下,包括:
        1、电源稳压先升压后降压
        2、模拟地和数字地的隔离

        3、电机驱动上串上了一个二极管

        4、NRF无线模块的电源和地之间串上一个大电容(这个非常重要)。
        大的修改就基本是这些,还有些小修小改就不一一列出了。弄完这些后又开始继续。。。



万恶的PID调速
        板子来后重复以上步骤,中途虽然是有点小插曲,但还是基本弄好。
        直接拿搜来的资料,把遥控器也弄好,这里由于弄一个遥控器需要门槛要更高,所以就直接拿来主义了。。。

        进入最后一步——PID调速,P代表比例,I代表积分,D代表微分,把P提高能提高上升的力度。。。好吧,其实我也不太懂。这里只能贴一个口诀在这里了:
参数整定找最佳,从小到大顺序查
先是比例后积分,最后再把微分加
曲线振荡很频繁,比例度盘要放大
曲线漂浮绕大湾,比例度盘往小扳
曲线偏离回复慢,积分时间往下降
曲线波动周期长,积分时间再加长
曲线振荡频率快,先把微分降下来
动差大来波动慢。微分时间应加长
理想曲线两个波,前高后低4比1
一看二调多分析,调节质量不会低

        PID不太会调,所以飞起来还是很不稳,将就一下吧,以后再慢慢调。确实很不稳。




总结
        这次DIY的小四轴还是存在很多缺陷,要走的路还很长,这次的DIY也深深感受到了STM32的强大之处,这是51单片机永远也办不了的。不过这里也分享一些自己的经验吧,自己兜了几个弯路,分享经验希望也能帮助想DIY小四轴的人(可能有说错的部分(●'◡'●))。
    1、像陀螺仪MPU6050这种QFN封装的元件是有点难焊接,最好在画板时预留一个直接上模块的接口,防止焊接失败。
    2、电源部分最好是先升压至5V在降压至3.3V,因为电机打开的时候电压会降低,先升压后降压能保证电压稳定。
    3、模拟地和数字地的隔离感觉用处不大,但为了得到准确的电源电压,最好还是隔离一下吧。
    4、电机两头最好串上二极管,具体原因百度吧。。。( ▼-▼ )
    5、NRF24L01无线通信一定要在它的电源和地之间加一个大电容,否则很有可能电压不足,通信失败。
        大概就是这些,可能有错的部分,欢迎高手拍砖(●'◡'●),配上航模的镇楼宝图,瞬间高大上,有木有!
        特别鸣谢:匿名科创、圆点博士、无穷创新、正点原子等等的开源资料。




尾巴
        不知为什么,当四轴能起飞的时候,自己却没有了预想中的那种兴奋感,反而在得出姿态角,无线通信实验成功,焊接的四五个瞬间却如此的难以忘怀。当初凭着点兴趣爱好就以为自己无所不能,而如今才发现自己有的也只是那一点兴趣爱好而已。生命不息,折腾不止。如果还有机会,大四轴见!
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发表于 2016-8-8 14:45:32 | 显示全部楼层
楼主的帖子麻烦编辑好了发哦
我是开源电子网www.openedv.com站长,有关站务问题请与我联系。
正点原子STM32开发板购买店铺http://openedv.taobao.com
正点原子官方微信公众平台,点击这里关注“正点原子”
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发表于 2016-8-26 10:04:55 | 显示全部楼层
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发表于 2016-9-8 16:36:31 | 显示全部楼层
楼主 留个QQ呗。我刚开始做这个 想和你交流交流
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