Hi,童鞋们,新手(newbee)就是说啥都不知道的人。通俗的说,听说或者看到某个东西,有个概念。百度上新手链接:指第一次或者刚开始做某件事的人;没有技术或没有经验的工人;新参加工作的人。
作为研发人员多年工作的经验以及训练,新手上手必须经历若干个阶段,这里大体做个通用梳理,随后我们用四轴飞控组装来做练习:
注:这种方法其实也是我们用于研发一个项目/产品,解决问题的一个常规步骤,是一种方法论。因为研发不可能一直在自己熟悉的领域,更多的是探索问题,分析问题,解决问题。因此,方法论对研发来说也极为重要。这其实也是为什么很多国外理工科大学更多强调的是模型的方法论,这是一种解决问题,化繁为简的一种基础思路。当然并不是说没有其他的方法,只是说这是一种比较正向的常规思路,而且比较容易确保过程的正确性。
四轴飞行器又称四旋翼飞行器、四旋翼直升机,简称四轴、四旋翼。这四轴飞行器(Quadrotor)是一种多旋翼飞行器。
运动可以分为:垂直运动(throttle),俯仰运动(pitch),滚转运动(roll),偏航运动(yaw)
通过百度多个网页,对比了解,可以大体上知道个大概组成。
注:这里只是做基础入门,因为拼凑组装的,飞起来可能不稳;新手控制不熟练,等因素都可能导致起飞失控后炸机(损坏),因此对于自组装的第一台不建议上云台(摄像机),图传,摄像头,遥测,GPS(磁力计)等。
注:当然有更多的模块可以加装,这里简明介绍,差不多就好,感兴趣的朋友可以去百度或者VPN+Google
这里比较感兴趣的是飞控软件部分,大致可以分成几部分:飞控软件(嵌入式软件,含ESC固件),地面站(PC软件),分析工具(黑匣子数据分析工具等)。这个不是本章节主要内容,这里点一下,后续我们会进一步深入了解。
关于飞控组装的视频很多,尤其很多都是套机买回来按照说明书装就是了。为了控制成本预算,这里想尽各种办法(二手淘)来凑一套,从学习和分析的角度,其实自组装需要考虑的问题更多(尤其涉及接口组装等细节问题)
这里有B站的一个视频可控参考:一分钟带你看完大疆高清FPV穿越机组装 [KAKUTE F7自习课]
经过上面两个基本步骤的操作,大体上对于一个四轴飞控及组装有了基本的了解。接下去就是思考,自己装一台自己想要的四轴,怎么定义规格,满足哪些需求。
根据上面的目的或者需求的角度,规格定义考虑如下:
鉴于四轴飞控已经商业化(尤其是穿越机竞速、航拍),考虑Step3需求和规格的时候,已经很好的将规格直接定义到组件模块上。
因此,这里更多的考虑DIY过程各个组件之间的接口定义(硬件,软件,结构等)
注:暂不考虑GPS和电传
注:商业化产品已经成熟,所以这里组件也基本上模块化了。根据规格做组件模块化分解也就不太需要,更多考虑是非套装机组件之间的接线,结构,软件等问题
这里具体组装过程大致可以分为几个步骤,接线可以参考Kakute F7 AIO V1.5的接线指南。
注1:侧视图可以看到接收机R9DS上面有一个实验板,这个就是做转接的,主要是因为飞控板30.5 x 30.5mm的固定孔位在F450机架上没有,这个主要是穿越机塔式固定孔位。
注2:由于这个控制板是放在底板和中心板中间,因此具有一定的保护作用,防止翻转炸机磕碰到控制板(价格相对昂贵)。
自此基本上新机组装已经完成,且正负极和短路问题也已经通过万用表检查正常,其实还是比较容易上手的。
为了后续调试起飞考虑,总体上来看,需要更多的关注以下几个细节:
起飞重量:一开始并没有太多关注,因为2212电机大量的使用在F450机架上,而从实际的角度,还是需要更多的量化考虑。根据翱云电机规格,单电机最大600g,四个电机,起飞最大重量2400g。目前初步掂了下分量,模型大概1000g左右,所以整体冗余空间也不大,不过不做穿越特殊飞行,后续应该还行吧。
电机转向:一定要注意电机正锁紧还是反锁紧,这个和四轴(Quard X 1234)正向和反向配置有关,这里采用的是Quard X 1234 正向配置,桨叶始终会锁紧。如果配置不正确,会导致桨叶在旋转过程由于空气阻力往不锁紧的方向旋转,桨叶就飞了。这会直接导致飞机掉下来炸机,千万注意!!!要炸机,要炸机,要炸机!!!
遥控器配置:正常连接情况遥控器能通过飞控和地面站形成回路,请double check 遥感和地面站配置程序响应的一致性。(这里组装的飞控,AT9S Pro的Throttle和Pitch的舵机方向是反向的,如果没有配好,新手试飞也容易控制不好方向而炸机。当然怎么调试起飞也有方法,下次可以写个101教程)
注:这里其实已经初步调试起飞过了,当然也碰断了一个机臂,血的教训!!!,希望对大家有点帮助。
Kakute F7 AIO V1.5 (老版本)
- Main System-on-Chip: STM32F745VGT6
CPU: 216 MHz ARM Cortex M7 with single-precision FPU
RAM: 320 KB SRAM
FLASH: 1 MB
- Standard racer form factor: 36x36 mm with standard 30.5 mm hole pattern
- ICM20689 Accel / Gyro (Soft-mounted)
- BMP280 Baro
- microSD (for logging)
- 6 UARTs
- 1 I2C bus
- 6 PWM outputs
- Built-in OSD chip (AB7456 via SPI)
新老版本差异主要是IMU的硬件型号(新版本是MPU6000),新版本官方链接:http://www.holybro.com/product/kakute-f7-aio-v1-5/。ICM20689是新硬件,最高采样率可以达到32KHz,但是噪音较大,目前普遍软件上采用8KHz。
注:笔者手头的这款就是ICM20689的硬件版本。