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四轴飞行器攻略1:器件介绍(上)

每次想做东西的时候,都会经历一个疯狂采购的过程,虽然不一定花很多钱,但是一定是零七八碎的一大箱子。以前圈圈妈很爱逛街,而我每次逛街就像参加一次马拉松似的。现在终于能理解这种购物的乐趣了,唯一的区别是兴趣方向不同。

正如开始计划的,我正在用蚂蚁搬家的方式做这个四轴飞行器,进展比较慢。目前正在做一些实验,电机和陀螺仪的控制和读数已经调试成功。思路和方案也慢慢的成型了,下面介绍一下制作所需的各种材料和器件,供大家参考:

一、电源
所谓“兵马未动,粮草先行”。四轴飞行器想上天,好电池是必须配备的。怎么才能算是一块好电池?除了长相英俊潇洒之外,还得有“吃的多,跑得快,力气大”等优良品质。这里推荐的是格氏11.1V/ 2200mAh/ 25C的锂电池。
选用锂电池的好处是单位重量的电容量大,所以电池比较轻巧,电量比较充足。锂电池的标准电压都是3.7V左右,所以套装的锂电池基本都是3.7的倍数,这个11.1V就是由三块锂电串联而成。2200mAh这个参数大家比较熟悉了,充电的电池一般都有这个参数。它表示电池的电容量,在2.2A的电流下,可以工作1小时。
25C对于初次接触航模的人来说可能有点陌生,某些色狼若有所思但是可能觉得数字不太对 :) 其实这里的xxC表示充放电的速率,可以在1/xx小时内把电用完。也就是说,25C的电池可以在60/25=2.4分钟把电放完。某些同学可能会提问:“这样说来,C值越大的电池用的越快,应该是越不好吧?”为了避免这些同学暴露智商,这里集中提示一下。航模一般都需要比较大的瞬间功率,所以需要很大的电流。一般的电池在这么大的电流条件下早就过热烧掉了,所以必须用C值较大的电池,可以认为C值越大的电池越好。

四轴飞行器专用锂电池

四轴飞行器专用锂电池

另外需要注意的是,好马配好鞍。好电池最好还是给它配一个好一点的充电器,例如B6充电器。其实充电器我也不太懂,但是作为北航的老校友,看到B6立刻冒出了巨大的轰炸机形象,于是果断买下。试用了一下,果然还不错,可以充放各种规格的电池,还可以设置充电速度,并且可以查看三组电池中任一组的状态。有负载均衡的充电器,可以保证电池组的每个电池基本都处于相同的状态。

专用充电器

专用充电器

二、电机和电调
曾经有人问能不能用玩具小车里拆出来的小电机来做四轴飞行器,其实飞行器对电机的要求是非常高的,不仅要转速快,还需要能够精确控制。对于四轴飞行器,推荐新西达或者郎宇的电机。以郎宇A2212为例,它分为KV980和KV1400两种。KV参数的含义是:电压每升高1V,电机转速的增加量。需要注意的是,并不是KV值越高就越好的,因为电机的最大转速是有限的,KV值越大,对控制的精度要求越高。
电机的最大转速我没有查到,有知道的朋友麻烦吱一声。

四轴飞行器专用电机

四轴飞行器专用电机

这几款电机都是使用的三相交流电,所以别指望直接接上电就可以转,我们还需要一种叫电调的东西。电调全称叫“电子调速器”。它的接线很多:两根输入电源线,和电池连接;三根输出电源线,和电机连接;三根控制线,和单片机连接。
其中三根控制线,一根是地线(地线是各种器件的潜规则,都会有),一根是引出的5V(这是个贴心的设计,单片机可以从这里取电,不用再考虑电池的问题),最后一根是控制线,接收PWM信号。关于PWM的介绍,可以看这里这里这里
电调有个重要的参数是最大电流,事实上我们通过简单的程序和电流放大器,也可以做出一个简易的电调。这里推荐使用20A以上的电调,最好是40A的。
购买电调的时候,还会经常看到一个词叫“好盈程序”。一些好点的电调都会带这个容易被念成“好淫”的程序。它不仅可以控制电机的转速,还可以进行更复杂的设置,例如:最大和最小转速,是否支持刹车,过热保护等等。
电调的三根输出电流线和电机的三根线可以随意接,如果发现电机转向不对,随便挑两根反接即可 :)

电子调速器

电子调速器

本来打算一篇介绍完所有器件的,结果罗里巴嗦写了一大堆,需要休息一下,然后继续实验我的电子指南针和重力感应器,改日再继续发攻略。