2013年6月23日 星期日

[QCopter] 自製四軸飛行器



101年跨修電機系的大學專題,從零開始做了一年的成果,
花了很多的時間,也噴了很多錢,但結果很值得。


目前四軸飛行器可以達到平衡→就是不會摔下來
但無法保持懸停→沒辦法保持在原點不動,會自己飛來飛去的

簡單的講解一下

一個可以操作的四軸飛行器有以下部分:
.機架 → 放置電池、馬達、飛行控制器 ... 等等。... 使用450機架
.電池 → 供電給整個系統。... 使用 2200mAh 25C 鋰電池
.馬達 → 使用無刷馬達,用來提供升力。... 使用 2212 980KV 無刷馬達
.螺旋槳 → 採用正反槳,用來提供升力。... 使用 1045 碳纖混槳
.遙控器 → 操做四軸飛行器及顯示回傳資料。... 自製遙控器
.電子調速器 → 簡稱電調,用來驅動無刷馬達。... 好盈 40A 電調
.飛行控制器 → 簡稱飛控板,做平衡及無線傳輸。... 自製飛控板

遙控器:
.控制器:STM32F407VG
.顯示器:4.3吋屏,SSD1963
.無線傳輸:nRF24L01P + PA + LNA

飛控板:
.控制器:STM32F405RG
.感測器:L3G4200 + LSM303
.無線傳輸:nRF24L01P + PA + LNA

大致的流程:
.MCU的韌體與軟體初始化
.感測器的初始校正 → 電子羅盤使用橢圓擬合
.讀取感測器 → 感測器包含了加速度計、陀螺儀、電子羅盤
.將讀到的資料作濾波 → 使用加權移動平均與互補濾波
.計算當下姿態 → 計算頻率400Hz,採用四元數
.平衡控制 → 計算頻率400Hz,使用PID的PD控制

↓自己做的飛行控制器,買現成的模組&自己洗的MCU,焊在洞洞板上

↓自己做的遙控器,主畫面,右邊是油門

↓顯示的是3D的DEMO程式

↓示波器功能,把飛行器上傳回來的資料顯示出來


↓遙控器說明影片 youtube


更多的相片
PICASA 四軸飛行器相簿

GitHub
GitHub Quadcopter-V1.0