微型四轴加电机的简单尝试

由 动力老男孩 发表于 2012/06/19 22:47:13

这段时间比较萎靡，工作忙，身体状态也不太好，基本上处于停滞状态。上次大家提了很多好建议，比如换模块、换电机或自制PCB等等。zxzxy1988同学还给我发了制板的软件和教程，另外还有焊接的技巧，真是非常感谢。

因为时间有限，我暂时还没有尝试这些建议。当时答应darkorigin做一个简单的加电机的实验，就是把4个电机换成8个，今天算是有个回应。其实就是简单的并联，把另外4个电机直接用胶棒粘到原来的4个电机上，大头朝下，转向相反。

加上去的电机

加上去的电机

拖拖拉拉两个星期，今天终于下决心把这些电机们焊上了（主要是到了晚上就迷迷糊糊的:D ），看上去非常非常非常的山寨……

“8桨”飞行器

“8桨”飞行器

加上4个电机后，飞行器重量从46克变成了58克。刚才试飞了一把，这次居然真的离地了，但是需要把马力开到最大。
因为上下两个电机互相干扰可能有些损耗，所以估算每个空心杯电机的升力大概是10克左右。

目前我还没有加上读传感器和调节转速的代码，所以只是简单的试了试能否起飞。把马力调到最大后，小四轴摇摇晃晃的升起来。比较神奇的是，虽然没有平衡的程序，但是它基本是水平的，没有像大四轴那样翻滚直接坠毁。不过依然会侧飞，然后撞上了墙壁，最后掉进橱柜下面一阵乱撞。从照片里可以看到打坏了一个小叶片，不过说实话，小四轴比我想象的结实多了，这样乱撞居然只坏了一个小叶片。

总体来说，如果最大马力才能够勉强升空的话，基本上靠它调节平衡是不行的，因为转速没有调节的范围了。另外一个可能的结论是，小四轴的平衡性会比大四轴好一点，如果能顺利升空的话，也许调节起来会比大四轴容易些。

这次小四轴的尝试基本算是失败了，接下来可以考虑给它减肥。比如某位朋友说的，把arduino nano换成mini版；另外蓝牙可以不需要那个降压模块；3.7V到5V的升压模块应该用一块芯片就可以搞定；那个低电量报警的小喇叭改用一个闪烁的led；传感器导线可以改用漆包线；背后那个支架PCB如果是自制板的话，应该也可以减少部分重量。如果体重能够减到30克以内，估计升空应该就没问题了。
另外的想法是考虑再大一点的空心杯电机和螺旋桨，一个顶现在两个的。假设升力能到60克，然后把体重控制在40克左右，这样将来还能挂载点其他配件。接下来准备买几个其他型号的小电机测量下升力，另外学习下画PCB。哎呀，又将是一个大周期……



对 “微型四轴加电机的简单尝试” 的 72 条 评论

  1. Wayne 说：
    2012/06/20 于 10:13

    顶楼主，感觉楼主是个热爱生活的人。我也是个科技宅，最近在研读楼主小站里的文章，受益匪浅。

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  2. oeds60 说：
    2012/06/20 于 10:57

    楼主写的非常好！支持。

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  3. sunny 说：
    2012/06/20 于 16:11

    = = 直接上mvc程序 电路板找厂家焊接= = 大概40块钱一块
    原理图在此 328 + （用168p也可以不过价格差不多）itg3205 +bma020
    电机驱动用ir2502 我在想要不要用7.4v的电池，然后用7805降压到5v这样的话电机升力会大一些
    http://www.rayfile.com/zh-cn/files/100ce1d7-7e5e-11e1-aa6e-0015c55db73d/
    我有两种方案 ， 一个是做5*5的版，用碳纤管做衍生，热熔胶直接粘
    另外一种直接用10*10 的版

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  4. sunny 说：
    2012/06/20 于 22:53

    楼主还打算自己写飞控不?

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    • darkorigin 说：
      2012/06/21 于 00:58

      他的飞控代码基本写的差不多了。只是PID参数还在整定。目前好像大多数问题都解决了。
      小4轴只是他的测试平台。还有个大的。。。

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  5. Jeck164 说：
    2012/06/21 于 09:48

    一直关注、一直支持!我买了arduino 2560板子，也想自己做，这段时间在网上看了一些关于飞控姿态控制的论文，看都看不懂，什么坐标转换、数学矩阵、动力学数学建模，线性导航、自动控制方法论等因为数学不好，知识有限，感觉困难超大，不知道我的目标会坚持到什么时间，梦想在什么时候能够完成，但我有博主在领路，坚信一定会成功的!加油!

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    • darkorigin 说：
      2012/06/21 于 12:07

      其实如果说从无到有的做，理论知识涉及的面非常广， 工业自动化，单片机，高级语言编程，数据结构，汇编，航空动力学，高等数学等等方面
      但是实际上很多东西已经是接近现成的东西
      比如基本的构架方面
      比如单片机已经有现成的平台，驱动电路网上也有（老男孩博客里面讨论的片段全部综合起来理论上的东西也差不多了），电机等硬件，骨架等等，都是接近现成的。
      软件部分主要是通讯，控制，自稳定，数据采集分析以及后期可能增加的功能模块。
      按照模块化分析其实没你想的那么复杂，2560的板子确实不错。我也在用。

      如果仅仅是想弄个能飞的东西，可以尝试使用MWC开源的飞控部分，只需要在2560上加传感器和通讯，电机和驱动电路啥的就够了。

      想研究其实核心还是PID算法，这个算法算是个万金油了，很多项目上都可以用到。

      不过讨论来讨论去，关键还是要多研究，沉下来学。算法和语言都很重要。

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      • sunny 说：
        2012/06/21 于 18:34

        mvc支持的传感器感觉比较少啊= = 话说dark你邮件联系过我没有呢？

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        • DARKORIGIN 说：
          2012/06/22 于 01:02

          。。。。MWC基本上支持了目前绝大多数的传感器。。。。。
          我传感器在5月5号版本的不支持（需要手动改每个模块的参数），5月25日的直接支持整版，现在6月的版本已经出了2个了。。。更新很快的说。。。。

          //#define GY_80 // Chinese 10 DOF with L3G4200D ADXL345 HMC5883L BMP085, LLC
          我的传感器。。。。
          然后就是改个IIC的地址烧进去， 传感器参数已经可以出来了

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        • DARKORIGIN 说：
          2012/06/24 于 23:15

          都在学呢，老男孩这里有个教程，是AD6的教程。。。很不错说
          我是当字典在用，自己尝试画电路，不懂就找里面的视频，感觉这样比整个啃一遍效果好。
          电脑上还装了个早期版本。。。。（DXP2004 呵呵虽然不及经典的POTEL99和SE那么老，但是也已经是好多年前的东西了。还好，也有书）

          感觉他们公司出的设计软件大而全，神马乱七八糟的都考虑进去了， 连仿真都直接搞起了。 如果只是画原理图或者PCB而不需要分析的，直接用 鹰（德国的名字忘记了好像是E什么的）很小很强大，绿色还免费（当然，限制于4层以下的板子，你要是画显卡或者是主板电路等建议使用专业收费版的）
          好像很多论坛也有教程。

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          • sunny 说：
            2012/06/25 于 00:06

            eagle我有，但是他的库很不全。。。。atmega328p都没有 ，官方网站对atmel的更新只到09年，我要用的那几个一个都没有 ==

        • DARKORIGIN 说：
          2012/06/24 于 23:20

          一直想联系来着。。。。。最近搬家，老房东不租了，换租房子。累，搬家和整理搞了2天，在上海没自己的房子寄人篱下真痛苦啊。。。。
          过几天就好了，宽带装起来就好了，下个月1号就有宽带了。
          现在发邮件都用手机流量。
          老婆看电影都没给流量用。

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  6. 筱梓 说：
    2012/06/21 于 11:44

    八桨这东西…落地的时候，是不是螺旋桨着地啊…

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    • darkorigin 说：
      2012/06/21 于 12:10

      。。。。。。可以在每个腿上装个脚啊。。。。。
      就是在每个中心到电机的中心部分装个接触到地面的软性的脚就好了。铁丝铜丝甚至塑料棍都可以。这个不是问题啊。
      人家玩直升机的为了练习飞机怕摔，在直升机的起落架下面都可以装脚呢（主要是避免下降过快摔坏直升机的脚）

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  7. darkorigin 说：
    2012/06/21 于 12:11

    个人觉得，在60%甚至更低油门的情况下可以起飞是最好的，不然真的是没有PID运作的空间了。

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    • sunny 说：
      2012/06/21 于 18:32

      我还是觉得楼主电机可能有问题，我的单个电机推力有16g左右，在5伏电压下有20g以上，我觉得可以尝试2s的电池，然后用7085降压给电路板

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      • DARKORIGIN 说：
        2012/06/22 于 00:52

        哎，不清楚，反正按说不至于说4个无刷小电机推不动几个PCB板上天。
        要么就是MOS管输出不给力。瞬时电流不够。
        看几个视频上别人的微型四轴都好好的，而且感觉力量有余的。

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      • 动力老男孩 说：
        2012/06/24 于 22:12

        你的电机是在哪里买的，能否给我发个链接。
        我也在想电机的问题，另外我还不能排除场效应管的问题。
        1s的电池，充满以后到4V左右，快用完的时候到3.5V左右，确实也是个问题，用7805倒是不错的选择。只是不知道额定3.7V的空心杯电机，这么玩会不会烧掉

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        • sunny 说：
          2012/06/25 于 00:09

          http://trade.taobao.com/trade/detail/tradeSnap.htm?tradeID=154025394840808
          5v已经测过了，没有烧掉哈哈，不知道7.4如何，不过这是单个电机的推力，四个可能有涡流干扰

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        • DARKORIGIN 说：
          2012/06/25 于 21:28

          2596ADJ支持3-12V电压 2A以内，不过它是开关管，输出的是脉冲信号
          和7805的区别是7805是线性的降压部分7805是需要自己做功消耗掉，压差过大会导致自己过热。 2596-adj就不会。
          多个7805并联存在隐患，有人说容易烧。（据说是因为每个芯片的体质不完全相同在高温状态下电压就会有差异导致电流过大烧毁，并恶性循环烧毁其他的）
          上面2种稳压模块都是降压的，需要大约1.5V以上的压降才可以正常运作。

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          • sunny 说：
            2012/06/25 于 23:41

            2596有3a

          • sunny 说：
            2012/06/25 于 23:45

            三端的不是那么容易烧掉的。比较容易挂的是二极稳压管，我在想要么用升压模块。。。

          • 动力老男孩 说：
            2012/06/26 于 22:03

            2A可能还是不太够，这个空心杯电机空载电流大概是700mA，真正飞行的话应该超过1A了。
            不过还是要多谢darkorgin的介绍，以后做别的东西可以用这个2596ADJ了，以前用7805的芯片，经常被烫到。外焦里嫩啊 :)

  8. kwok 说：
    2012/06/21 于 21:47

    8个轴相互垂直应该也很重要吧，这纯手工活不好说啊

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  9. Chaer 说：
    2012/06/23 于 22:42

    要坚持下去啊，一直属于潜水看博文（因为自己技术太低，不敢发言……）加油！！

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  10. happyhu911 说：
    2012/06/25 于 12:26

    一直在关注博主的微型四轴的进展。:)

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  11. Recercar 说：
    2012/06/25 于 21:22

    麻烦 房主 跟 darkorigin 兄 看一下MEM2310XG ，这个场效应管，虽然最大电流 只有5.8A 但导通电阻低，是否能用于 几伏的空心杯电机？我是菜鸟 不知道如何？

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    • DARKORIGIN 说：
      2012/06/25 于 21:43

      电流。5.8A已经不算小了。够用了，毕竟微型电机只需要不到2A的电流，因此即使是突发电流也完全可以满足，MOS管其实已经有选好的了，呵呵~~这个管子没找到具体的手册，不知道尺寸和重量方面是否合乎需求。如果这两方面符合需求基本上做迷你四轴完全是可以（大四轴还是要用电调的）

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  12. SONG_Kevin 说：
    2012/06/28 于 23:39

    8个电机飞的稳定。是不是因为上下两个螺旋桨的扭矩抵消了？

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  13. recercar 说：
    2012/07/01 于 22:40

    房主不知你有没有这个情况：捏住运转的电机，把它捏停了，再松开 它还是会死在那里？

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    • recercar 说：
      2012/07/02 于 19:34

      并且转速还会影响电机电流，捏停以后电流直接掉到很低 甚至为零

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      • 动力老男孩 说：
        2012/07/02 于 22:16

        你用的是某种有刷直流电机吧，难道是电机正好停到了两个刷的缝隙间？

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        • DARKORIGIN 说：
          2012/07/03 于 10:11

          …那种情况很危险，因为如果不是不偏不倚的卡在中间而是搭在2极上，直接短路，很可能直接危及驱动电路。。。。

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          • recercar 说：
            2012/07/06 于 20:58

            我是用的空心杯电机，尺寸是10*15 的，电流表是直接与电机串联的啊，按住电机轴不动的时候，电机的电流就是零，转速越快 反而电流越大，我又测了按住不动时加在电机两端的电压，电压没有多大变化….

          • 动力老男孩 说：
            2012/07/06 于 21:57

            有意思，可能是空心杯电机的原理不一样？一般直流电机堵转的时候电流会很大，这个我也不清楚，刚才查了下原理，貌似还是不能解释啊

    • 动力老男孩 说：
      2012/07/02 于 22:08

      不会，松开就开始转了。你用的什么电机？

      回复
      • sunny 说：
        2012/07/04 于 00:13

        。。。这不是堵转么。。。。。电流会比较高，一般两到三倍，偶尔按按也没事，上面那个应该是步进电机

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      • recercar 说：
        2012/07/13 于 21:09

        我又买了另外的一种空心杯电机，这次的确堵转电流会很大，两个串联的话，如果一个堵转，电压就会集中加在另外一个电机上，总的电流走得很大，运行不多久就会很热…..所以还是那种特殊的空心杯电机好，发热很少，堵转不会出现电压重新分配的问题。当然 不能用于你的四轴项目，因为万一浆撞了障碍物 电流就一下子掉没了，估计是一种保护措施…

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  14. greeham 说：
    2012/09/02 于 07:14

    可以加个氢气球

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    • darkorigin 说：
      2012/09/03 于 10:43

      神马叫创意，你这个如果不叫创意，我都不说话了。哇卡卡，其实可以带氦气的气球，安全点，升力高很多说

      回复
    • darkorigin 说：
      2012/09/03 于 10:44

      不错的想法啊，呵呵，中间吊一个大的气球，做到基本平衡，
      不过就是吊气球之后风阻大很多，遇到大风平衡就难了点

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  15. 小鸡 说：
    2012/09/21 于 11:22

    可能是电机的问题，我买的电机10几块钱，轴径比螺旋桨的孔径大一下，回来我还得扩孔才能装上浆，动力很大！

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    • 动力老男孩 说：
      2012/09/27 于 20:04

      我买的是7mm的空心杯电机，上浆也是扩孔了，但是自重太大。你的微型四轴装起来多重？

      回复
      • 小鸡 说：
        2012/10/19 于 18:06

        我没有称，但是没有你说的那么重，至少带电池飞起来是没有问题的。电路板是一张整的，很轻。但是飞控没有成功。暂时放弃了

        回复
  16. 海天鹰 说：
    2012/10/10 于 16:54

    螺旋桨尺寸要加大一倍！

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  17. 熄灯就睡 说：
    2014/02/03 于 00:02

    惯性模块的摆放位置或方向有规定吗

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  18. cc2cc 说：
    2014/02/18 于 15:01

    电机和nano共用一个电源，电机一转，nano上的灯就不亮了，电流都被电机抢去了，用的是350mah25c电池，电机和nano共地。该怎么办呢？

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    • 动力老男孩 说：
      2014/02/18 于 18:17

      你用的是锂电池吧？锂电池标称电压是3.7V，充满电以后大概是4点几伏，勉强可以带动nano。
      但是电机跑起来以后就带不动了，所以你得找一个5V的升压电路或升压芯片。

      我用的是这款：http://item.taobao.com/item.htm?spm=a230r.1.14.35.4n7JlQ&id=15352949098
      但是如果做微型四轴的话，这种重量就有点儿大了

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