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雙十一特別活動:小馬哥RoboFly四軸套件大放價!

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本次雙十一套件團購活動已結束,之后出售的資料僅包括附件資料內容,不包括套件!


活動回顧:

我們不用點贊,不用轉發錦鯉,只要你喜歡,只要你需要這個套件,你的差價我們來買單!

活動詳情:
1、 此次團購套件(原價321.5元)包括價值176.5元的RoboFly四軸散件一套以及價值145元的成品手柄一套,含四軸相關資料;
2、 團購初始價格為310元/套:

  • 1-10人參與團購:310/套
  • 11-50人參與團購:290/套
  • 51-100人參與團購:270/套

3、 付款價格為310,付款價格與最終團購價格的差價將在活動結束后返回買家支付寶賬號,活動結束后注意查收!
4、 所有套件將在活動結束后統一寄送,成功參與團購的買家聯系管理員(QQ:3457013729),可加入此次團購的技術指導群,小馬哥將統一提供技術指導,未成功團購的用戶不得加群。
5、本次團購活動提供技術支持,但是由于個人基礎不同,操作過程不可控等因素,不能確保四軸散件一定能夠焊接成功,本次活動的主要還是方便大家在焊接過程中快速學習與進步,所以電路城以及小馬哥方不承擔四軸焊接失敗的后果,請大家知曉!
6、團購中的遙控器是成品,成品是為了方便大家快速排除四軸焊接過程中的問題;另外,遙控器不提供pcb文件,只提供原理圖和源代碼!

7、此次團購套件不提供發票!
8、活動最終解釋權歸電路城所有!

活動時間:2018年11月5日-2018年11月30日

注意:只需要購買四軸散件或者遙控器的可至小馬哥淘寶店鋪直接購買,不享受本次團購的差價補貼!

店鋪傳送門


小馬哥RoboFly四軸介紹:

RoboFly是小馬哥團隊在2018年8月推出的一款完全開源的小四軸。

你可以學到什么?

這款四軸面向的人群是電子相關專業(包括自動化、電氣自動化、電子信息工程、計算機、測控等專業)的大學生,通過一個完整的四軸項目來學習貼片元器件的焊接、PCB設計軟件AD的使用、電路基本知識、旋翼型無人機的基本原理、STM32單片機編程與基本使用、飛控算法的實現等

據了解,目前大多數高校的電子專業的課程實訓依然是焊接收音機等,單片機課程教的也是單片機,這已經不能滿足學生的學習了,學生畢業之后進入企業,大多接觸的是貼片元器件(功率器件除外),做產品的時候,硬件工程師必須要具備一定的調試能力,這就對焊接貼片元件的能力提出了要求,所以我們設計了這款四軸飛行器,使用0603、0805這樣貼片元件,是練習焊接的好幫手,而且好處在于,焊接練習完了,還可以繼續學習STM32,四軸原理,直到把這個四軸飛行器飛起來,在這個過程中,我們也有交流群和學習資料,供大家學習使用。

下面是RoboFly四軸飛行器的整體框圖、原理圖、pcb、實物圖源代碼的截圖,先一睹為快,后面詳細介紹。

圖1:RoboFly四軸飛行器整體框圖

圖2:RoboFly四軸飛行器原理圖

圖3:RoboFly四軸飛行器PCB圖

圖4:RoboFly四軸飛行器PCB 3D俯圖

圖5:RoboFly四軸飛行器PCB 3D側視圖

圖6:RoboFly四軸飛行器實物圖

圖7:RoboFly四軸飛行器源代碼截圖

制作并開源這套小四軸的初衷有如下幾點;

  • 1、初學者需要一款價格低廉、軟硬件資料完備、有技術支持的四軸學習平臺;
  • 2、以散件形式發售,電路板布局、元器件封裝選型要方便焊接組裝;
  • 3、四軸所需元器件采購方便、靠譜,最好能提供一站式采購,避免過多郵費、采購周期長、采購到不合格元器件導致學習難以進展。
  • 4、源代碼要極其精簡、方便入門者能夠方便的學習,實現自己的代碼;
  • 5、保留一定擴展接口、方便用戶自己進行擴展如定高、航跡、巡線等飛行功能。在學習完四軸飛行器之后,這個開源的四軸板子仍然可以作為一個STM32開發學習板使用;

RoboFly四軸的基本配置如下:

主控芯片:STM32F103C8T6

姿態檢測:MPU6050

氣壓計:FBM320

無線芯片:SI24R1

供電方案:HT7750SA升壓+XC6206穩壓

燈光指示:1個電源指示LED、1個用戶編程LED、4個單總線全彩RGB燈

電池:600mAh 20C 1S鋰離子電池

電機:720空心杯

槳葉:55mm槳葉

槳葉保護罩:相鄰軸距65mm

機架:PCB一體化機架

續航時間:10分鐘

遙控距離:空曠50m

RoboFly四軸原理圖各模塊簡單說明:

STM32F103C8T6是ST在2007年發布的一款MCU,截止目前ST已經發布了速度高達400MHz的STM32H7 (這時候一定有人會說600MHz的事,我知道,不用提醒),我自己也是用STM32F1,STM32F4,STN32F7都做過各種各樣的四軸,但是這個開源的四軸我還是選擇了STM32F103C8T6,主要從三點考慮,一是封裝比較大,方便初學者焊接,二是價格低廉,學習成本比較低,三是網上有大量的資料供初學者學習使用。

姿態傳感器選擇MPU6050,主要考慮的也是封裝比較大,可以直接使用烙鐵焊接,而且價格比較低,資料也很豐富。而且還自帶DMP庫,可以完成姿態結算后直接把姿態角輸出給主控芯片。2016年我們的第一款四軸就是采用DMP庫輸出姿態角的。

氣壓計使用的是FBM320,對于這款氣壓計,個人認為性能一般。但是優點就是這個封裝和BMP280、SPL06的引腳都是兼容的,方便更換。但是小四軸上放氣壓計,有一個比較麻煩的地方就是要想辦法排除槳葉的風對它的干擾。可以使用海綿等其他東西進行隔離。

無線芯片用的是SI24R1,國產的,之所以用這個而不用NRF2401,是因為這個經過我測試,性能也是可以的,引腳完全兼容NRF2401,無線發射可以做到7dB,在發射和接收端都采用陶瓷天線的前提下,可以達到50m的通訊距離。如果加上AP,那達到100米應該沒有問題。通過兩個低成本的0歐姆電阻對電源進行了單點接地,防止電機回路的電流波動串進射頻回路對射頻造成干擾。

對于供電方案中的先升壓再降壓的方案,這是我做第一款四軸飛行器的時候發現的,這種1S的鋰離子電池,在四個空心杯進行供電的時候,如果四個空心杯電機不帶槳葉,也就是說沒有負載,那啟動是沒有問題的。但是如果四個空心杯都帶上負載,瞬間提速到滿速,就會瞬間把電池輸出電壓拉低到3V以下,經過我測試甚至低到了2.8V,這時候如果不升壓,直接用電池給LDO供電,那LDO就會失效。所以通過升壓再降壓后給單片機系統供電是一個可行的方案。另一個方案就是在電機啟動的時候采用緩慢啟動的方式,這樣電池的電壓就不會瞬間被拉低,但是這樣的一個不足之處就是無法讓這個小四軸非常暴力,飛起來不夠爽快。

四個機臂上采用的RGBLED是串行單總線全彩燈,也就意味著只需要占用單片機的一個IO端口,就可以控制這四個燈發出各種各樣的顏色。這個燈類似與WS2811,也是通過零一碼來實現數據通訊,進而控制燈的顏色的。對于初學者而言,時序往往難以理解,而這個燈可以作為學習時序最簡單的一個例程,雖然簡單,但是卻非常有趣。

因為小四軸的尺寸、重量等限制,這版四軸飛行器的電池最好不要超過600mAh,否則電池自身的重量就會成為最大的包袱。而太小的電池則不能提供較長時間的續航。總之我經過測試認為600 mAh容量應該是一個拐點。電池最好帶保護板、有一定的安全性能。否則脹飽、失效事小,嚴重點在炸機的時候可能會爆炸。

對于這個四軸最關鍵的一個組建—空心杯,說出來都是淚啊,做四軸兩年,有一年的時間都在尋找合格的空心杯電機。2017年有一款四軸飛行器因為采購的電機側向震動太大,導致槳葉轉動之后產生很大的側向震動、嚴重干擾了加速度計,使角度偏差很大,基本不能垂直飛行。一開始把問題鎖定在MOS管上、陀螺儀上、原理圖與PCB設計上都未能解決問題,后來對原始數據進行FFT變換后發現了干擾的頻率點,這才確定是電機的側向震動引起的。還有一種情況就是同一批次的電機性能差異很大,導致PID調節的輸出差異很大,最終會影響MOS管的壽命、電機壽命。空心杯電機使用SI2302這款MOS管進行驅動,這是非常常見的一款MOS管,便宜又好用。但是市面上這個管子假貨也比較多。很多人在電機驅動電路上加不加電容、加不加二極管有很大的爭議,我經過測試發現,加上電容之后效果很好,而加上二極管的效果則一般。也可能是測試方式不夠嚴謹,回頭可以一起討論這個問題。

槳葉選型一定要注意選擇平衡性好的槳葉、做工有瑕疵的可能會影響平衡性,在飛行的時候,如果不平衡就會導致側向震動。

初學者在調試四軸的時候,摔下來、失控是很常見的,所以加上槳葉保護罩之后,可以很大程度上減小槳葉、電機報廢的概率。

如果采用飛控板和機架隔離的方式,就能從一定程度上降低震動的影響,但是這樣或許會增加重量及成本,所以我選擇了PCB機架,這也是初學者最容易實現的一個方案,但不是唯一的方案。

電路項目的主要芯片及數據手冊

電路相關文件

電路圖文件
1、RoboFly_release V1.1.zip
描述:RoboFly四軸PCB工程,使用AD09創建
源代碼
2、RoboFlyDEMO.zip
描述:RoboFly四軸源代碼工程,使用Keil創建
教程
4、Keil中STM32F1工程模板的搭建.pdf
描述:Keil中STM32F1工程模板的搭建.pdf
其他文件
RoboFly四軸飛行器3D模型、手柄資料及交流群.zip
描述:RoboFly四軸飛行器3D模型、手柄資料及交流群
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使用說明:直接使用附件資料或需要對資料PCB板進行打樣的買家,請先核對資料的完整性,如果出現問題,電路城不承擔任何經濟損失!

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發布于 2018 年 11 月 05日
更新于 2018 年 11 月 30日
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