四軸飛行器說明書

1、四軸飛行器作品名稱：四軸飛行器工作原理：四軸飛行器主機(jī)采用了意法半導(dǎo)體公司的STM32F103CBT6處理器，該芯片采用ARM32位Cortex-M3內(nèi)核。具有128K的Flash與20K的SRAM，內(nèi)部具有鎖相環(huán)模塊，最高頻率可達(dá)到72MHZ。板載MPU6050，該芯片整合了3軸陀螺儀與3軸加速器的6軸運(yùn)動(dòng)處理組件，與處理器采用I2C通信進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。主機(jī)與遙控之間采用的是NRF24L01+模塊，該模塊工作在2.42.5GHz全球免申請ISM工作頻段。支持125個(gè)通訊頻率。使用增強(qiáng)型的 Enhanced ShockBurst傳輸模式，支持6個(gè)數(shù)據(jù)通道（共用FIFO）。通過SPI與MCU連接，

2、速率08Mbps。理論傳輸距離可達(dá)到2KM。飛行器遙控器亦采用STM32F103CBT6處理器，通過搖桿的X,Y軸輸出為兩個(gè)電位器，再通過AD轉(zhuǎn)換讀出扭動(dòng)角度，從而在程序內(nèi)部定義其所讀取角度信息的動(dòng)作映射。遙控器具有三組微調(diào)旋鈕，可以調(diào)整到其水平位置。遙控器也使用NRF24L01+芯片與飛行器主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。遙控器板載TP4057芯片，可以直接給電池充電。并且使用蜂鳴器，對主機(jī)狀態(tài)（例如：無法連接，低電壓，連接斷開等）進(jìn)行報(bào)警。制作材料：1. STM32F103CBT6：該芯片由意法半導(dǎo)體生產(chǎn)，采用ARM32位Cortex-M3內(nèi)核。具有128K的Flash與20K的SRAM，芯片集成豐富的

3、外設(shè)，例如：定時(shí)器，CAN，ADC，SPI，I2C，USB，UART，PWM等。內(nèi)部具有鎖相環(huán)模塊，最高頻率可達(dá)到72MHZ。2. MPU6050，全球首例整合性6軸運(yùn)動(dòng)處理組件，整合了3軸陀螺儀、3軸加速器，并含可藉由第二個(gè)I2C端口連接其他廠牌的加速器、磁力傳感器、或其他傳感器的數(shù)位運(yùn)動(dòng)處理(DMP: Digital Motion Processor)硬件加速引擎，由主要I2C端口以單一數(shù)據(jù)流的形式，向應(yīng)用端輸出完整的9軸融合演算技術(shù)InvenSense的運(yùn)動(dòng)處理資料庫，可處理運(yùn)動(dòng)感測的復(fù)雜數(shù)據(jù)，降低了運(yùn)動(dòng)處理運(yùn)算對操作系統(tǒng)的負(fù)荷，并為應(yīng)用開發(fā)提供架構(gòu)化的API。3. NRF24L01+：

4、 一款新型單片射頻收發(fā)器件,工作于2.4 GHz2.5 GHz ISM頻段。內(nèi)置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器、調(diào)制器等功能模塊,并融合了增強(qiáng)型ShockBurst技術(shù)，其中輸出功率和通信頻道可通過程序進(jìn)行配置。nRF24L01功耗低,在以-6 dBm的功率發(fā)射時(shí)，工作電流也只有9 mA；接收時(shí)，工作電流只有12.3 mA，多種低功率工作模式(掉電模式和空閑模式)使節(jié)能設(shè)計(jì)更方便4. TP4057：一款完整的單節(jié)鋰離子電池帶電池正負(fù)極反接保護(hù)采用恒定電流/恒定電壓線性充電器。其SOT封裝與較少的外部元件數(shù)目使得TP4057成為便攜式應(yīng)用的理想選擇。TP4057可以適合USB電源和

5、適配器電源工作。由于采用了內(nèi)部PMOSFET架構(gòu)，加上防充電路，所以不需要外部檢測電阻器和隔離二極管。熱反饋可對充電電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便在大功率操作或高環(huán)境溫度條件下對芯片溫度加以限制。充電電壓固定4.2V，而充電電流可通過一個(gè)電阻器進(jìn)行外部設(shè)置。當(dāng)充電電流在達(dá)到最終浮充電壓之后降至設(shè)定值1/10 時(shí)，TP4057將自動(dòng)終止充電循環(huán)。5. 空心杯電機(jī)：空心杯電機(jī)屬于直流、永磁、伺服微特電機(jī)?？招谋妱?dòng)機(jī)具有突出的節(jié)能特性、靈敏方便的控制特性和穩(wěn)定的運(yùn)行特性，作為高效率的能量轉(zhuǎn)換裝置，代表了電動(dòng)機(jī)的發(fā)展方向?？招谋姍C(jī)在結(jié)構(gòu)上突破了傳統(tǒng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式，采用的是無鐵芯轉(zhuǎn)子?？招谋姍C(jī)具有十分突出

6、的節(jié)能、控制和拖動(dòng)特性。理論轉(zhuǎn)速可達(dá)到4萬轉(zhuǎn)每分鐘。作品用途：四軸飛行器是微型飛行器的其中一種，也是一種智能機(jī)器人。最初是由航空模型愛好者自制成功，后來很多自動(dòng)化廠商發(fā)現(xiàn)它可以用于多種用途而積極參于研制。它利用四個(gè)旋翼作為飛行引擎來進(jìn)行空中飛行，它的尺寸較小、重量較輕、適合攜帶和使用、能夠攜帶一定的任務(wù)載荷，具備自主導(dǎo)航飛行能力。在復(fù)雜、危險(xiǎn)的環(huán)境下完成特定的飛行任務(wù)。創(chuàng)新意義：四軸飛行器，國外又稱Quadrotor，F(xiàn)our-rotor，4 rotors helicopter，X4-flyer等等，是一種具有四個(gè)螺旋槳的飛行器并且四個(gè)螺旋槳呈十字形交叉結(jié)構(gòu)，相對的四旋翼具有相同的旋轉(zhuǎn)方向，分兩組，兩組的旋轉(zhuǎn)方向不同。與傳統(tǒng)的直升機(jī)不同，四軸飛行器只能通過改變螺旋槳的速度來實(shí)現(xiàn)各種動(dòng)作。其技術(shù)上也具有很多的難點(diǎn)：首先，在飛行過程中它不僅受到各種物理效應(yīng)的作用，還很容易受到氣流等外部環(huán)境的干擾，很難獲得其準(zhǔn)確的性能參數(shù)。其次，微型四軸無人飛行器是一個(gè)具有六個(gè)自由度，而只有四個(gè)控制輸入的欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。它具有多變量、非線性、強(qiáng)耦合和干擾敏感的特性，使得飛行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變得非常困難。再次，利用陀螺進(jìn)行物體姿態(tài)檢測需要進(jìn)行累計(jì)誤差的消除，怎樣建立誤差模型和通