#第四届立创大赛#蓝牙版小四轴无人机——志轩一号

9个月前

简介:蓝牙小四轴无人机DIY

开源协议: CC-BY-NC 3.0

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描述

注:*为必填项。

【请在报名阶段填写 ↓】 *  简要介绍作品:     基于网络上开源的小四轴无人机资料做二次开发,主要目标是省去遥控器板,并将四轴无人机板的NRF2401通信省去,改为蓝牙2.0通信,直接与手机连接,实现手机APP短距离内通信遥控无人机飞行,从而降低个人DIY小四轴无人机制作成本和技术难度。

【请在竞赛阶段填写 ↓】   一、作品详情;    1.作品图片展示:         PCB正面截图         image.png         PCB背面截图         image.png         3D打样8520空心杯电机支架基脚(防止电机固定歪和安装高度不一)         image.png     2.作品的功能描述:         蓝牙版小四轴无人机使用BT2.0模块与手机或PC连接通信,无人机的运行操作、参数设置都已经用蓝牙串口通信方式实现,这样一来就是一个独立的飞行器,只要有手机就能连接控制。   二、描述作品所面临的挑战及所解决的问题;         网上小四轴开源资料很多,从PCB到飞控源码基本随处可见,真要让像我这样一个飞控小白,从没搞过四轴飞行器,就连飞控算法是什么也不知道就去做无人机,那只能去“搬砖”,而且只能搬那种技术门槛最低的砖。因而我就从网上收集了很多飞控方面资料,也看了好多实现方案,最终选择了“DST开源小四轴”试水。原因有三个。一是它的主控芯片是STM32F103C8T6,很普及的一款单片机,我也很熟悉。二是它的成本低,而且我还能通过省去遥控器板让它的DIY成本更低,百元内一套足够。三是看到它的PCB结构,我就有了新的奇想,要给它加个电磁铁搬运小物件的功能,实现像药匙游戏币等铁值小物件都能在飞行中吸起和放下,那就更有娱乐性了。         面临的挑战:             第一次接触无人机,首先是要让它能飞起来,我觉得这是我最大的门槛。         所解决的问题:             省去了遥控器板,由手机APP通过蓝牙控制飞行器飞行,从而降了一半DIY小四轴飞行器制作成本。             整个系统省了遥控部分,也简化了软件程序,降低了技术难度。             在安装结构上解决了空心杯电机与PCB安装固定倾斜和高度不一的问题。

*  三、描述作品硬件、软件部分涉及到的关键点;     硬件电路板用的是“DST开源小四轴无人机”的飞行板修改的,把用不到的部分删除,增加了一个电磁铁控制接口,如下图。我这里只用到一块电路,因为使用手机蓝牙通信,原本的遥控器板就用不到了,省了一半的钱和调试时间。具体的改动可以看我后面上传的PCB原文件,也可以看我在立创EDA上共享的工程 https://lceda.cn/editor#id=|60b4edc5c19b4cffbb72b4bfa24b3eeb 。 image.png 软件工程目录如下图: image.png 程序的框架没有改动,将SPI通信的相关驱动和功能函数都删除,用串口实现数据的通信,可以通过蓝牙直接和电脑或手机通信,也按匿名的上位机改了通信指令,可直接用匿名上位机查看蓝牙版小四轴无人机运行参数和标定传感器。也增加了APP控制无人机的通信指令,实现了用手机直接操作无人机飞行。

*  四、作品材料清单; 配件:     电机固定支座(3D打印件),正反转空心杯8520电机和浆各4个(两正两反),BT2.0蓝牙模块一个,浆防护罩(必备,安全第一),3.7V 350mAh锂电池电池,橡皮筋(固定电池用)。 PCB的BOM清单: | 2.2NF (222) ±10%16V X5R | | 22PF (220) ±5%50V C0G | | 100NF (104) ±10%16V X7R | | 100UF (107) ±10%6.3V | | 绿灯 | | 1UH ±10% | | AO3400A N道沟X0YV1T SOT-23 | | 10KΩ (1002) ±1% | | 22KΩ (2202) ±1% | | 470Ω (4700) ±1% | | 0Ω (0R0) ±1% | | STM32F103C8T6 | | MPU-6050 | | XC6206P332MR | | B5819W SL | | YSX530GA 8MHZ20PF 10PPM | | 10UH ±10% |

*  五、作品图片上传;(PCB上须有大赛logo标识并拍照上传,若无视为放弃参赛) 1、3D打印回来的电机基脚 image.png

2、打样的PCB image.png

3、组装的小四轴无人机 image.png 4、小四轴无人机PID调试 image.png 5、MPU6050传感器的校准,总说我的飞行器侧偏是传感器没校准好,我就放大招,飘在盆里标定总能保持水平吧 IMG_20190917_230953.jpg

*  六、演示您的作品并录制成视频上传;(视频内容须包含:作品介绍;功能演示;性能测试;PCB上大赛logo标识特写镜头,若无视为放弃参赛) 蓝牙小四轴无人机 1志轩一号PID标定https://v.youku.com/v_show/id_XNDM2Nzk3MjIyMA==.html?spm=a2h3j.8428770.3416059.1 蓝牙小四轴无人机 2志轩一号飞行视频https://v.youku.com/v_show/id_XNDM2Nzk3MjI0MA==.html?spm=a2h3j.8428770.3416059.1 蓝牙小四轴无人机 3志轩一号飞行视频https://v.youku.com/v_show/id_XNDM2Nzk3MjI1Ng==.html?spm=a2h3j.8428770.3416059.1 蓝牙小四轴无人机 4志轩一号室外飞行视频https://v.youku.com/v_show/id_XNDM3MDI3MTYyNA==.html?spm=a2h3j.8428770.3416059.1

七、开源文档。        项目资料来自网络开源,在此基础上二次开发资料也全部开源。二次开发资料仅供学习研究,未经本人许可,不得用于商用。

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志轩一号

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wrh12345

@leo_plus 用热风枪吹下,扶正

2019-10-23 18:32:34
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leo_plus

你好,最近我也打样了几块小四轴的板,但用热熔胶固定电机,效果很差,想问一下你是怎么固定电机底座的

2019-10-21 10:42:59
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LCDS

恭喜您的项目获得第四届立创电子设计大赛优秀奖,点击查看获奖名单:https://diy.szlcsc.com/posts/7b78bd99e53745588a4f2d81cc11af92

2019-10-10 21:45:41
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wrh12345

@jixin001 谢谢提醒,我差点忘了无线发射功率影响通信距离,习惯想到蓝牙没有WIFI传输远的惯性思维

2019-10-10 18:55:03
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jixin001

@wrh12345 WIFI和蓝牙都是基于2.4G频段的通信技术,同等发射功率下它的通信距离其实差不多,不能从本质上解决问题。想增加距离可以更换大功率的通信模块,或者使用其他类型通信技术比如LORA。

2019-10-08 13:56:01
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wrh12345

蓝牙版小四轴是飞起了,但在飞行测试中确实还不稳定,是又遇到新问题,主要是三方面:
1、通信距离问题,蓝牙通信距离太短,在飞行中超出有效距离,无人机会失去通信数据,直接停机掉落。针对此问题后期需要改为WIFI通信,同时还要改无人机飞行方式,避免无人机对通信数据的依赖性,无通信控制数据时就实现独立悬浮飞行,有通信控制数据时就按指令操作飞行。
2、操作中遇到APP按键控制灵活度不够,主要是APP下发数据量大,又不能实现遥感信号的连续变化,导致在控制过程中无人机反应慢和控制飞行状态调节过猛,不能缓慢飞行。后期需要修改控制软件程序,减小通信数据量,实现遥感数据连续变化控制。
3、电池供电系统没有稳压部分,导致电池电量不满时动力不足,有时候电池还直接保护导致翻机,引起无人机飞行的不稳定。后期需要增加稳压功能。

2019-10-04 20:10:57
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wrh12345

@jixin001 谢谢点评,正如您所说,确实还没达到理想的飞行状态,实际上是又遇到新问题了,由于大赛时间将截至,就献丑先拍视频上传了。至于资料方面是完全开源的,原理图我也没有,我开发过程中所用到的资料都已经上传。

2019-10-04 19:39:09
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jixin001

@jixin001 看了视频后感觉,这个小四轴很有喜感。是PID这一块没调试好还是结构上有问题?

2019-09-29 10:11:04
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jixin001

很赞的小四轴。既然选择开源就彻底一点,把原理图也弄上去。顺手再写一篇文档介绍一下如何调试啥的,这个的可玩性就更高了,广大爱好者可以更方便交流。

2019-09-29 10:06:51
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LCDS

温馨提示:距项目提交截止还有11天,记得完善作品上传哟!

2019-09-11 10:05:10
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wrh12345

好的,目前还在调试中,能飞时上传视频

2019-09-11 00:55:43
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LCDS

上传一些视频啥的呗,证明你的小四轴能够快乐地飞。

2019-09-10 17:39:49
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LCDS

手动加油,温馨提示:距项目提交截止还有13天,记得完善作品上传哟!

2019-09-10 15:19:48
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wrh12345

资料整理差不多了,等东西到齐,飞起来就成功,为我加油吧,亲们

2019-09-08 20:57:45
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wrh12345

一直怀疑720电机拉升了不足,现在改PCB板换8520空心杯电机,PCB生产完成,期待中
image.png

2019-09-08 16:50:10
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