项目说明

主控采用Arduino与ESP32-C3组合，ESP32-C3通过I2C连接IMU(BMI270,BMM150)获取九轴数据计算云台当前的俯仰角以及方位角通过虚拟Soft串口反馈到Arduino，Arduino通过USB串口与电脑上位机通讯比较云台当前位置控制电机运转

开源协议

采用CC-BY-SA 4.0开源协议

项目相关功能

Arduino负责与电脑上位机通信以及通过PWM控制云台电机转动，ESP32-C3与IMU模块通过I2C通信获取云台当前的位置信息，供电采用XT30接口12V单独供电，顶部摇杆可用于手动控制云台俯仰，Arduino根据摇杆XY轴位置计算控制电机转动方向以及转动速度

项目属性

本项目为首次公开，为本人原创项目。项目未曾在别的比赛中获奖。

项目进度

2023-09-22

1. 云台二次载重测试完成，实测在重心平衡，装配没有错误的情况下可以使用，重型天线可能俯仰电机扭矩不足抬升需要手扶，总体设计完成，一期项目完结
2. IMU部分等待后期二期项目部分可能更换步进电机后重新设计

2023-09-12

1. 云台导电滑环板存在一定尺寸问题但目前比对尚可使用，后续根据尺寸另作修改
2. 安装导电滑环时固定螺丝长度不足已另购加长的紧固螺丝

2023-08-28

1. 云台负载测试未通过，底部亚克力与法兰连接的受力点开裂，计划新增2-3块紧固板使云台与灯架配合紧实
2. 电机扭矩不足，计划将DC电机更换为步进减速电机

2023-08-21

1. 硬件整体组装大致完成，俯仰轴机臂令克棒装配板孔位偏差90°已在工程文件更新
2. 更新了Panel文件，新增孔位，能够支持42步进电机减速以及DC电机减速方案的安装，后续可能会考虑改用DC电机搭配旋转磁编码器或42步进电机的方案
3. 新增了IMU拼板，JY901S模块工程文件，考虑后续更换IMU为JY901S

2023-08-19

1. 五金件齐全，装配时存在装配冲突（1.水平轴电机与安装铜柱冲突 2.螺丝经过螺母后存在一定歪斜导致装配不到位），已修改Panel文件孔位扩大0.3mm，电机装配位调整旋转45度以错开固定铜柱
2. IMU部分Yaw-Module，IMU-Module焊接后I2C无法通信，后续计划重新焊接两块传感器板。

2023-08-17

1. 预计增设一块IMU中转板，将BMM150从IMU-Module移至该中转板并安装在水平旋转轴上作为水平方向的电子罗盘，同时该板将从esp32所在控制板引出的XH2.54 4P接口线序调转至正常方向，保留原IMU-Module板上的BMM150以备后续可能涉及IMU姿态融合计算算法更新
2. 装配孔错误部分的面板已重新下单打样，五金件已下单预计21号左右到达，IMU增设中转Yaw-Module PCB 已下单打样

2023-08-15

1. 电路部分大致完工，结构部分采用嘉立创面板打印的2.8mm厚亚克力面板，面板装配的五金件尚未采购，面板部分装配孔位尺寸错误需重新打样

设计原理

1. 俯仰轴仰角根据卡尔曼滤波，由加速度计，陀螺仪数据计算roll角与pitch角，根据芯片在PCB上的位置选用Roll角作为俯仰角数据
2. 水平方向角由安装于水平旋转轴上的BMM150获取当前方位角

实物展示

设计注意事项

1. BMI270的I2C地址为0x68，BMM150的I2C地址为0x10
2. IMU Module与Yaw Module上的BMM150需任选其一焊接（目前因代码尚未解决BMM150在坐标系变换下的方位角计算，故应焊接Yaw Module上的BMM150）

其他

2023-09-22进展【一期完结】：https://www.bilibili.com/video/BV16w41127GJ/

2023-09-13进展：https://www.bilibili.com/video/BV1wN4y1X7ui/

2023-08-28进展：https://www.bilibili.com/video/BV1Ru411N7Sp/

2023-08-17进展：https://www.bilibili.com/video/BV1Bp4y1J7uz/

2023-08-19进展：https://www.bilibili.com/video/BV1su4y1v7fq/

2023-08-21进展：https://www.bilibili.com/video/BV1rz4y1u7r6/