微型四轴 microDB——继我的Deep Blue 飞控(视频)
本帖最后由 majianjia1991 于 2012-9-2 12:29 编辑这个是上学期抽空做的,纯粹是为了好玩。因为之前做过大家伙,所以程序,算法直接移植就行了。
比起以前的大家伙,改变只是重新画了PCB,加入了磁阻,去掉了气压传感器,换了MCU的型号,做了一个遥控器,学习了一点2.4G数传,24L01的用法,优化了程序。
没有太大的困难,板子也没有严重的错误,所以做这个从拿到板子到飞起来只用了10天,后来又调了一个星期,算是飞得很稳了,可以 轻易在手上起飞或者降落在手上,挺刺激的。
MCU用的是STM32F100C8系列,主频24M,比先前版本的飞控72M低了,不过算法完全地优化了一次,即使是24M姿态解算+控制算法,最长也不超过1.3ms,算法跑在400HZ,比先前版本的飞控250Hz还高。
传感器还是之前版本的几个,ADXL345 L3G4200D HMC5883L ,不过打算下一版改成MPU6050 + HMC5883L + 气压计
PCB采用0.8mm 的,为了减轻重量,效果也很明显,整个只有3g
机架采用1mm碳纤杆,在只用一颗电池的时候,基本摔不坏,后来多加了一颗电池,就经常骨折了..
电池理想采用300mah的动力锂电,重量13g左右,不过一直没买,就用两块180mah 并联,实际连续能飞6分钟,不过电压下降很严重,我有点怀疑手头这两颗电池的性能。另外,还做了电池电压检测,我设置3.6V时闪红色LED,可能设置太高了。
电机采用7*16的空心杯,在淘宝买的,连桨一套,就是有点贵。驱动采用单片机 + 拉电阻直驱mos管,mos 管是好像是sot-23封装的si2301,轻便小巧,开关频率试过1k~24k ,实际使用没有太大问题,也没有发热。
外面那一圈蓝色的LED,是用漆包线飞过去+502贴上去的。MCU刚好剩余4个IO,就在板子里接了个限流电阻,放了两个焊盘引出来了。
手柄里面只留了2个2自由度的电位器,没弄其他按键,这导致后面的调试实在是纠结,要是多做一个按键就方便了。手柄用的也是STM32 +24L01 ,没打板,直接用飞线解决了,通讯距离10多米,在整个实验室都能飞,室外有20米以上,实际在草地上测过的。
废话就不说了,看图片吧(图片是1920的,看不清楚可以 单击图片放大)
碳纤维的机架,非常轻。使用棉线和502固定,很稳而且轻便
称太烂了,称不出重量
飞控和电机,基本上占了空机的大部分重量。空机重量只有19g
飞控的重量,除去了2.4G模块。模拟数字电源分开布线,传感器的数据也比以前的稳定了很多,特别是陀螺仪和加速度计的值。其实L3G4200D不差的
体积很小,如果没有保护罩更小了,整个可以放到嘉立创的小盒子里面
两节电池并联
自制的充电器,充电电流500ma 用的好像叫TP4056
带一颗电池时的重量
带两颗电池时的重量
左边那个是改装的手柄
低空飞行的时候
可以轻易地从手上起飞和降落在手上
在实验室充电
在草地上飞
飞起来很灵活,速度可快可慢,比大家伙还好玩
大二上学期做的大家伙
视频在这里:
http://player.youku.com/player.php/sid/XNDQ1OTA3OTY4/v.swf
奇怪,不能发视频,大家直接在这看吧
v.youku.com/v_show/id_XNDQ1OTA3OTY4.html
顶!神机啊! 顶起吧. 牛掰!MINI 厉害{:victory:} 貌似很好玩啊,很小巧~ 可以卖给无人机公司了。 小 巧! 奇怪,为啥我不能发视频?
v.youku.com/v_show/id_XNDQ1OTA3OTY4.html 小的感觉更好~~ 牛!LZ能不能介绍一下算法?以及详细的方案? 不能发视频的 原因是积分问题吧 xxd_9980 发表于 2012-9-2 11:54 static/image/common/back.gif
牛!LZ能不能介绍一下算法?以及详细的方案?
算法在之前的帖子有了,用的是四元数,核心还是一样的。另外再试双欧法计算姿态角,程序是模块化的,换其他的算法没有影响。
改动比较大的是控制算法。
控制算法对姿态角度和期望角度差做PID,再对角速度做D。
我ourdev的账号没改密码,被禁用了,以前那些帖子也不知道在哪了。 majianjia1991 发表于 2012-9-2 11:59 static/image/common/back.gif
算法在之前的帖子有了,用的是四元数,核心还是一样的。另外再试双欧法计算姿态角,程序是模块化的,换其 ...
应该搜索一下以前的账号名就能找到的吧? monkey_hzh 发表于 2012-9-2 11:50 static/image/common/back.gif
小的感觉更好~~
是啊,做起来成本下降了很多。
大的一摔少则几根桨 10多块,大则整个机子作废,几百块就不见了。
小的基本摔不坏,调试方便很多。缺点是电机对磁阻的影响相当大,磁阻的精度在+-2度地飘,不过对实际使用没有影响,陀螺仪的数据还是主导,虽然比起roll 和pitch 精度稍差,但是出来的精度也有+-0.5度。
以前做的大的,一套下来成本要1k+,小的这一套下来,成本只用了200RMB,传感器价格下降也是主要的因素。
xxd_9980 发表于 2012-9-2 12:04 static/image/common/back.gif
应该搜索一下以前的账号名就能找到的吧?
只能找得到用户....找不到用户发的帖子... 哈哈,牛X!!!!! 非常厉害,一直也想做个这样的玩玩,这么细的碳纤,抗蹂躏么 受不了,Cool!!!!
cool 这个真的很强大啊 trent5145 发表于 2012-9-2 13:29 static/image/common/back.gif
非常厉害,一直也想做个这样的玩玩,这么细的碳纤,抗蹂躏么
抗的,碳纤韧性好强度大。30g的话,我觉得1.5mm或者2mm直径的就没问题了。
我用1mm的,在26g的时候怎么摔都不断,但是加到33g的时候,就经常断了。
1米的1mm直径的碳纤杆只有1.2g,做这个机架只用了0.6米。 不知道哪里能有教程让新手系统的入门啊 看了一些帖子还是一头雾水的说{:funk:} 找到了LZ以前的几个帖子!(不过没找到开源的呀。。。) 大家可以看看!
【Deep Blue】今天把Deep Blue V0.3版飞控装上四轴测试了一下,效果还好,不过炸了...
http://www.amobbs.com/thread-5269161-1-1.html
【Deep Blue】四轴版首飞视频 2011.12.11
http://www.amobbs.com/thread-5271811-1-1.html
【DEEP BLUE】最近考试太多,忙死了,抽时间为我的飞控板(Deep Blue)写了调试软件,顺便请教
http://www.amobbs.com/thread-5255409-1-1.html
历时八个月,我的“深蓝”号(双轴)飞行器进入最后的调试阶段,准备开始验证性试飞
http://www.amobbs.com/thread-5175887-1-1.html xxd_9980 发表于 2012-9-2 15:00 static/image/common/back.gif
找到了LZ以前的几个帖子!(不过没找到开源的呀。。。) 大家可以看看!
【Deep Blue】今天把Deep Blue V ...
谢谢你找出来{:handshake:}
代码在最后一个链接有,比较老了,不过核心差不多的。 marshallemon 发表于 2012-9-2 11:58 static/image/common/back.gif
不能发视频的 原因是积分问题吧
应该吧,现在可以发了 LZ的眼神很淡定,哈哈,开玩笑
LZ能告诉我电机和浆,电池之类的配置吗,喜欢小四轴 monkey_hzh 发表于 2012-9-2 11:50 static/image/common/back.gif
小的感觉更好~~
卧槽,猴哥... 漂亮,高手啊 bigallium 发表于 2012-9-2 20:18 static/image/common/back.gif
卧槽,猴哥...
哈哈 葱哥~~ 苦行僧 发表于 2012-9-2 20:00 static/image/common/back.gif
LZ的眼神很淡定,哈哈,开玩笑
LZ能告诉我电机和浆,电池之类的配置吗,喜欢小四轴 ...
电机是7*16mm的空心杯电机,这个电机重量不低,桨是原来就配有的。来源是淘宝
我觉得如果能用6mm的电机,重量还能轻一些。
7mm的有点稍大了,3.7V下单个电机推力都能上15g.
电池建议配置成200~300mah的动力锂电池,不太重,也保证了续航时间,我现在的电池有点偏大了。但是一定要动力锂电池。
悬停的时候,电流大约能有3A,也不小了。 小伙是好小伙,这么小做到这个水平,实属不易 牛人,收藏了! 在解算姿态前,对陀螺仪数据用了是吗滤波算法? majianjia1991 发表于 2012-9-2 12:04 static/image/common/back.gif
是啊,做起来成本下降了很多。
大的一摔少则几根桨 10多块,大则整个机子作废,几百块就不见了。
小的基 ...
中午看到这个帖子的,当时顿感这种体积的四轴好可爱,并且LZ采用手柄+无线数传来遥控的想法本人之前一直想做来着,看到LZ的作品很亲切。
下午构思了一下,准备等会拿碳杆打一个机体出来。
电机对磁阻的影响是恒定的吗?恒定磁场可以标定后除掉。
个人感觉这类MEMS传感器测姿应该还是加表数据为主导吧,陀螺长期迭代解算漂移极大;
只是当大机动时运动加速度污染重力加速度测量,使用陀螺解算,当机动消失时继续使用重力场测量结果解算方向余弦阵得到姿态角;
或者将陀螺迭代的姿态角与重力场、地磁场解算的姿态角进行Kalman融合,得到当前姿态信息
不知在这一测姿这一块LZ具体是怎么实现的?
majianjia1991 发表于 2012-9-2 12:04 static/image/common/back.gif
是啊,做起来成本下降了很多。
大的一摔少则几根桨 10多块,大则整个机子作废,几百块就不见了。
小的基 ...
另外这种空心杯电机转速貌似较高,直驱的话会不会电流太大?
这种加上减速齿轮然后上低速大浆更省电些?
http://img04.taobaocdn.com/bao/uploaded/i4/T1bZiEXgprXXXC3KI__105854.jpg_160x160.jpg monkey_hzh 发表于 2012-9-2 21:32 static/image/common/back.gif
中午看到这个帖子的,当时顿感这种体积的四轴好可爱,并且LZ采用手柄+无线数传来遥控的想法本人之前一直 ...
加表为主或者陀螺仪为主,这个我也跟很多人交流过,各有各的说法。
我个人是赞成陀螺仪为主的,我的程序里加表计算的角度值占的比重不到0.02 陀螺仪出来的角度值占0.98
陀螺仪的数据没有用滤波,只做了平均。从实际数据上看,陀螺仪只做了2个值平均,数据基本都可信的,经过姿态算法积分后看不出影响。
最终角度的结果是要经过陀螺仪和加表的值进行一定的融合后得出的,一直在修正,不会有漂移。同时加表占的比重较小,只要不是太长时间的加速运动,最终得出的姿态角度是不会有太大影响。
对角线电机之间相距不到8CM,太靠近了。
磁阻方面,我还弄得不太懂,我在不同地点标定的值差距还是挺大的。我在实验室标定的值,暑假回到家到家想演示给爸爸看的时候,就有一点问题了。
这方面我还不太确定是什么原因。
我也没有用卡尔曼滤波。三个轴都是用变参赛互补滤波实现的,pitch roll参数变化在0.005-0.02之间,取决于加表的准确率,稳定率和整机的加速度值,yaw参数,则是固定的0.02
monkey_hzh 发表于 2012-9-2 21:45 static/image/common/back.gif
另外这种空心杯电机转速貌似较高,直驱的话会不会电流太大?
这种加上减速齿轮然后上低速大浆更省电些?
...
对,这是一个很大的缺点,也是为什么悬停只有6分钟的原因。
如果能用上减速组,会有不错的升力效率
你的这张图片里面的减速组我也买了两个,效果还是很不错的,只是太大,我就不用了了。
这个减速组的直径,就是这个microDB的全部了。。。 不是一般的牛哦。
厉害!!! 飞的真稳!不错,顶了。 哇哈哈 占不了第一页了。。。
我是来看人的 {:lol:} majianjia1991 发表于 2012-9-2 22:04 static/image/common/back.gif
加表为主或者陀螺仪为主,这个我也跟很多人交流过,各有各的说法。
我个人是赞成陀螺仪为主的,我的程序 ...
楼主,我的也是小型四轴,请教一下,我的四轴起飞老是往一边偏,很难调回来,原因是这样的,我的四轴叶片不太好了,被摔了好多次,假设叶片是新的话不会偏,调了好久的PID,感觉怎么调都很难达到理想状态,不知道你是怎么处理的 Name_006 发表于 2012-9-3 09:22 static/image/common/back.gif
哇哈哈 占不了第一页了。。。
我是来看人的 ...
{:handshake:} 哈哈 xue_xi_zhong 发表于 2012-9-3 10:58 static/image/common/back.gif
楼主,我的也是小型四轴,请教一下,我的四轴起飞老是往一边偏,很难调回来,原因是这样的,我的四轴叶片 ...
如果I参数够大的话,歪得不是很严重也不会偏太多 majianjia1991 发表于 2012-9-3 12:48 static/image/common/back.gif
如果I参数够大的话,歪得不是很严重也不会偏太多
加大了有点抖,而且撞到了点东西很难平衡,我不太清楚你的PID是指哪个,我的这样理解的,P值是陀螺仪的变化角速度,I值是陀螺仪的变化角度(即为角速度的积分值),D值是陀螺仪的当前角速度减去上一次的角速度,比如X轴用公式表示为:PWM输出=P*speed_current_x+I*groy_x+D*(speed_x-speed_last_x); speed_last_x=speed_current_x; 楼主的传感器在哪家店买的呢,私密个链接啊,随便问句,你QQ多少啊 这么牛的贴 阿莫怎么没出现 19504643 发表于 2012-9-3 15:30 static/image/common/back.gif
楼主的传感器在哪家店买的呢,私密个链接啊,随便问句,你QQ多少啊
ADXL345 L3G4200D HMC5883L
楼主用的传感器是这几个 ,有需要的话,看我签名就能找到楼主 想学习学习,留个标记,以后慢慢看 Name_006 发表于 2012-9-3 17:22 static/image/common/back.gif
ADXL345 L3G4200D HMC5883L
楼主用的传感器是这几个 ,有需要的话,看我签名就能找到楼主 ...
没见到ADXL345啊 本帖最后由 majianjia1991 于 2012-9-3 19:39 编辑
xue_xi_zhong 发表于 2012-9-3 14:52 static/image/common/back.gif
加大了有点抖,而且撞到了点东西很难平衡,我不太清楚你的PID是指哪个,我的这样理解的,P值是陀螺仪的变 ...
我的控制算法和你的有比较大的区别
我是计算一个飞行器姿态角度与遥控器的期望姿态角度做一个角度差。针对这个角度差做一次PID运算,角度差为P,角度差对时间的积分为I,角度差的变化速率为D,当然还需要乘上各自的系数。这样下来,就能达到非常稳定但是又比较灵活的状态了。
如果D和I比较大的话,是可以撞墙不倒的,我调试的时候经常会撞到墙壁,电机反应非常迅速,直接修正了。 majianjia1991 发表于 2012-9-3 19:37 static/image/common/back.gif
我的控制算法和你的有比较大的区别
我是计算一个飞行器姿态角度与遥控器的期望姿态角度做一个角度差。针 ...
我本来也是按你这么理解的,可对那个积分项没怎么搞明白,你说你是对角度差的时间积分,这个值会不断的累加的,假设我用手把四轴扭转一定的角度,此时积分项I的值那不是一直在加大吗? xue_xi_zhong 发表于 2012-9-4 15:24 static/image/common/back.gif
我本来也是按你这么理解的,可对那个积分项没怎么搞明白,你说你是对角度差的时间积分,这个值会不断的累 ...
所以电机会更加“努力”地转回来。 口水一地{:cry:} 果然是小巧可爱啊。 厉害!!! 楼主 你的电机是靠沾上去的?牢靠吗?我帧打算做微型四轴。
我如果直接用PCB当成整个机架,电机的震动对传感器的影响是不是很大? 太牛了!!! badboy.tao 发表于 2012-9-5 16:38 static/image/common/back.gif
楼主 你的电机是靠沾上去的?牢靠吗?我帧打算做微型四轴。
我如果直接用PCB当成整个机架,电机的震 ...
国外有项目是直接用PCB固定电机的,他们的也能飞得很稳定了 很赞~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 忘记问了,板子是自己焊接的吗? lz你的单个电机装上桨后用3.7v电源驱动时能否将自身托起来啊?我买的电机和桨在3.7v时连自己都带不起来,正不正常啊? 牛b啊!!! LZ 榜样啊
LZ是学生么?
我现在大三对四轴也很感兴趣额 买了个在玩
现在想自己做个
但是由于知识有限啊 论坛那些算法帖子啊什么的根本看不懂
LZ可否给点指导啊
需要学点什么东西看什么书比较好
我学的是飞行器动力专业的对电子方面也不是很了解
求LZ指导啊 看起来很好玩 majianjia1991 发表于 2012-9-2 11:59 static/image/common/back.gif
算法在之前的帖子有了,用的是四元数,核心还是一样的。另外再试双欧法计算姿态角,程序是模块化的,换其 ...
楼主你太nb了。 能不能把关键的程序贴出来啊?!还有用的哪个型号的芯片和电机? 期待你的回复! lq0607dev 发表于 2012-9-6 20:46 static/image/common/back.gif
lz你的单个电机装上桨后用3.7v电源驱动时能否将自身托起来啊?我买的电机和桨在3.7v时连自己都带不起来,正 ...
肯定要带的起的,也有可能是你的电池放点电流不够。
我的电机3g 左右,推力能到15g 天涯_1110 发表于 2012-9-7 22:06 static/image/common/back.gif
楼主你太nb了。 能不能把关键的程序贴出来啊?!还有用的哪个型号的芯片和电机? 期待你的回复! ...
程序太长了,而且跟以前的有重复,这里就不贴了。
主要是两部分,姿态计算和控制算法。之前的帖子有核心的算法了。姿态部分变化不大 reAper07 发表于 2012-9-6 21:49 static/image/common/back.gif
LZ 榜样啊
LZ是学生么?
我现在大三对四轴也很感兴趣额 买了个在玩
对,我也是大三的学生。
慢慢来吧,我也是看论坛里面的帖子学习的。多看就懂 majianjia1991 发表于 2012-9-2 19:49 static/image/common/back.gif
应该吧,现在可以发了
请问LZ的螺旋桨是那里买的?? 找了半天好像没有这么小的啊 majianjia1991 发表于 2012-9-7 22:19 static/image/common/back.gif
程序太长了,而且跟以前的有重复,这里就不贴了。
主要是两部分,姿态计算和控制算法。之前的帖子有核心 ...
那能把程序发我邮箱吗? zypanhitsz@163.com最近有个课程设计急着用啊! 谢谢啦 majianjia1991 发表于 2012-9-7 22:17 static/image/common/back.gif
肯定要带的起的,也有可能是你的电池放点电流不够。
我的电机3g 左右,推力能到15g ...
我用的实验室的电源都不行,电压都加到20多伏了都不行,是不是桨不太好啊。。。楼主能发个你买的电机和桨的淘宝链接给我嘛?我换换试试。 lq0607dev 发表于 2012-9-8 14:59 static/image/common/back.gif
我用的实验室的电源都不行,电压都加到20多伏了都不行,是不是桨不太好啊。。。楼主能发个你买的电机和桨 ...
直接淘宝搜“空心杯电机” 就有带桨的 有个48000RPM的,我买的是这个 我也想买个四轴飞行器的框架玩玩,兄弟可否推荐一下那里可以买到?{:smile:} 牛人啊標記一下 LauchPad 发表于 2012-9-8 22:00 static/image/common/back.gif
我也想买个四轴飞行器的框架玩玩,兄弟可否推荐一下那里可以买到? ...
什么框架? majianjia1991 发表于 2012-9-8 20:54 static/image/common/back.gif
直接淘宝搜“空心杯电机” 就有带桨的 有个48000RPM的,我买的是这个
thx 找到了 majianjia1991 发表于 2012-9-10 13:27 static/image/common/back.gif
什么框架?
就是你这个四轴飞行器的硬件啊!电机,支架这些。还有你的源码能否发给我看看呢?谢谢 majianjia1991 发表于 2012-9-10 13:27 static/image/common/back.gif
什么框架?
就是你这个四轴飞行器的硬件啊!电机,支架这些。还有你的源码可否发一份给我看看,谢谢 哥们,你电源怎么搞的?3.7-3.3用的什么??稳压管吗 Uplate 发表于 2012-9-10 19:41 static/image/common/back.gif
哥们,你电源怎么搞的?3.7-3.3用的什么??稳压管吗
选用低压差线性稳压即可 我用的是xc6206
另外,最好用2.5V为芯片供电.如果电池不好,瞬间电压甚至低于3.5V,即使是低压差也比较难做到3.3V的输出。 LauchPad 发表于 2012-9-10 17:19 static/image/common/back.gif
就是你这个四轴飞行器的硬件啊!电机,支架这些。还有你的源码可否发一份给我看看,谢谢 ...
源码不行,打算做课程设计的作业,所以不能公开的。
电机是淘宝买的 7MM*16MM空心杯电机,带桨的,所以没有详细的参数了,支架是自己做的 楼主有完整原理图吗,我也想自己开始弄的 牛B啊!!!! 有点像 ar.done 2.0 。 那个用的cortex-a8 720P即时传输图像到手机上…… majianjia1991 发表于 2012-9-11 08:19 static/image/common/back.gif
源码不行,打算做课程设计的作业,所以不能公开的。
电机是淘宝买的 7MM*16MM空心杯电机,带桨的,所以没 ...
嗯,好的,谢谢! 本帖最后由 ly8008csko 于 2012-9-13 21:01 编辑
LZ能介绍一下调试经验吗?如何整定PID参数?
能再公布个以前大四轴的0.3还是1.0版的源码吗?记得LZ说过要开源不过实在是找不到以前的帖子了。 对楼主的手柄做的遥控很感兴趣,楼主何不贴些资料,这个遥控是否有普遍适用性 求开源啊 请教楼主!整个飞行部分的电源是怎么做的?还有电机驱动有什么保护措施? 不错不错,学习学习,mark mark,收藏收藏 老衲人称秃驴 发表于 2012-9-14 17:00 static/image/common/back.gif
对楼主的手柄做的遥控很感兴趣,楼主何不贴些资料,这个遥控是否有普遍适用性 ...
这个控没有任何通用性可言 zhaochuanyuAVR 发表于 2012-9-16 18:51 static/image/common/back.gif
请教楼主!整个飞行部分的电源是怎么做的?还有电机驱动有什么保护措施? ...
电机驱动没有任何保护措施,用单片机直驱MOS管驱动的,MOS自带反向二极管。MOS管是低压管。可加光耦。
单颗电机电流不超过1A 请问楼主遥控器是怎么弄的?? 本帖最后由 xaper 于 2012-9-21 01:34 编辑
楼主的传感器都是用一条I2C总线吗?我的传感器和楼主一样,感觉I2C效率低啊,大部分时间花在读取数据上了,控制频率怎么达到400HZ的,能分享下经验吗{:smile:} 楼主能不能提供个原理图呢?那个空心杯的驱动不怎么懂啊,就是mos管那里! 牛人!!最近开始做四轴~有不会的还要向楼主请教~~~ LauchPad 发表于 2012-9-8 22:00 static/image/common/back.gif
我也想买个四轴飞行器的框架玩玩,兄弟可否推荐一下那里可以买到? ...
你搜华科尔瓢虫配件,可以买这个机架,很小的,只是有点贵。。 楼主~问下这个控里面是不是还要个芯片?我想用arduino做个四轴可行不??