四軸飛行器-概念掃盲

四軸飛行器-概念掃盲,飛行器,概念,掃盲 最近一個月，在朋友傻魚的幫助下，搭建起一套四軸飛行器。鑒于四周飛行器、智能家庭之類的，都是各類Geek蛋疼而毫無創(chuàng)新的愛好，所以給各位分享下其中的一些基本概念。作為掃盲帖，不含有任何高級內(nèi)容，內(nèi)行請直接略過。 先來個照片： 首先談?wù)勊妮S的原理，就是4個螺旋槳，對角的兩個旋轉(zhuǎn)方向相同，相鄰的旋轉(zhuǎn)方向相反。順時針轉(zhuǎn)的叫反槳，逆時針轉(zhuǎn)的叫正槳。所以當(dāng)他們轉(zhuǎn)速相同時，就可以抵消旋轉(zhuǎn)上帶來的反作用力，不至于自己打轉(zhuǎn)。當(dāng)然也就不需要直升機(jī)的尾槳了。當(dāng)然任何東西的制造都有誤差，一套四軸飛起來以后，難免各個螺旋槳，機(jī)架的平衡等存在些問題。所以安裝后有個很必要的調(diào)試的過程，調(diào)試以后，過小的誤差，就由飛控自己解決了。也就是確保遙控器沒有動作信號時，自己保持平衡。鑒于四軸的復(fù)雜性，沒有飛控基本別指望靠手來起飛。 分別講各個配件吧。 **機(jī)架** ： 就是個架子，用來把各種東西拼上去。有不同的材料，價格差異也較大。我買的是SK450，塑料的，比較重，相當(dāng)?shù)慕Y(jié)實，至今沒有摔壞。追求高性能的可以選碳纖維機(jī)架的，會輕不少，比如X450、X600。這里的數(shù)字是指軸距，比如SK450和X450的軸距就是450mm。也就是對角線兩個軸之間的距離。 機(jī)架上的電機(jī)安裝座決定了你能安裝什么樣的電機(jī)，軸距決定了最大可以安裝多大的槳。450mm軸距的機(jī)架可以安裝最大10英寸的槳。一般初學(xué)時買個塑料機(jī)架玩玩就好，玩熟悉了可以依據(jù)動手能力酌情選擇碳纖維或者自己做。 我一開始就是選擇這樣一個可以盡快飛起來的機(jī)架，畢竟系統(tǒng)的迭代要以第一次可運行為基礎(chǔ)。最近開始考慮自己做機(jī)架了。SK450的一個腿的重量就有41克。而最近發(fā)現(xiàn)買IC時帶的IC管子，一根20cm的也才不到10克，硬度卻是夠用的。 105元。 **電機(jī)** ： 這玩意講究可就多了。一般玩四軸的也就是22xx系列的規(guī)格。我用的是朗宇的A2212-KV980。2212是其尺寸規(guī)格，具體我就不列出了?？傊妮S常用的2208、2212。KV980是指每1伏電壓帶來的轉(zhuǎn)速。這個數(shù)字不是越大越好，而應(yīng)該選一個合適的數(shù)值。KV數(shù)小的，方便配比較大的槳，用低速大量空氣來飛行，這樣效率較高。KV值大的，就需要配較小的槳，高速少量空氣飛行，效率較低。一般死貴死貴的電機(jī)往往KV值都很小，甚至我見過有一百多的。裝在直升機(jī)上都免了變速箱了。 四軸上玩的一般都是無刷電機(jī)，而且大多還是外轉(zhuǎn)子的，結(jié)構(gòu)是很好玩的，完全顛覆了我以前玩車模時的印象。運行時不需要換向器，效率可想而知。缺點就是這屬于三項交流電機(jī)，需要電調(diào)來實現(xiàn)直流到交流的變換。 航模用電機(jī)的功率是很大的。比如我買這種，滿載時在11.1V，功率差不多180W。所以輸出的導(dǎo)線也是要足以承受近20A的電流。也要配20A或以上的電調(diào)。 輸出軸徑也是個需要關(guān)注的參數(shù)，2212一般輸出是3mm，也有3.17mm的。 50元*4=200元。 **槳** ： 就是螺旋槳了，不同人玩法區(qū)別很大。建議可以買一堆便宜的正反槳，因為這屬于耗材，幾乎每次墜機(jī)都會摔壞若干個槳。還好一對正反槳，便宜的只要5元。我用的是1045的槳，指長度是10英寸，那個45貌似是指寬度。 也有賣所謂碳纖維槳的，不過真假難辨。 槳需要注意軸徑這個值，要與電機(jī)的輸出相匹配，同時也可以用槳墊微調(diào)。 5元*10=50元。 **電調(diào)(電子調(diào)速器)** ： 一種將直流變換為三相交流，給電機(jī)使用，同時可以按照控制信號來調(diào)整輸出功率的玩意。需要根據(jù)電機(jī)的配置來選擇。注意留有一定的功率余量。 因為叫四軸飛行器，所以有4個電機(jī)，同樣也要配4個電調(diào)。還好的是好盈出了個把4個電調(diào)捆一起的玩法，接近200元，在重量和方便性方面比較有優(yōu)勢。 電調(diào)會有很多設(shè)置的值，具體看各個說明書吧，多到不可思議。進(jìn)行調(diào)試時需要聽聲音，所以必須接上電機(jī)(此時千萬不要接槳)，來進(jìn)行調(diào)試。 180元。 **電池** ： 能源阿，最麻煩的事情。依據(jù)電機(jī)、電調(diào)來進(jìn)行選擇。四軸常見的如3芯(3S)的電池，11.1V，容量可以選2200mAh的。這樣的電池大約170克的重量，湊合飛飛還不錯。可以維持15~20分鐘。 想要飛的更久一點可以選更大的電池，不過所有此類玩意都涉及到油耗油的問題，飛行時間不是根據(jù)你選電池大小等比例提高的，因為大電池也會更重，需要更大的功率來飛行。所以，與其選更大電池，不如多買個電池，外出 游玩時，沒電了就換個。 電池的放電能力有個數(shù)值，就是多少C。1C表示1小時把全部電量放光。我的兩個電池分別是25C和20C。分別對應(yīng)144秒和180秒放光所有電能，對應(yīng)的峰值功率是610W和488W。對我的小四軸，基本夠用了。我估計一般飛的時候整機(jī)功率還不到200W的樣子。 100元*2=200元。 **充電器** ： 航模的電池都是比較強(qiáng)悍，價格也比較貴，所以需要相對較好的充電器。這不是給電池接上電源那么簡單，而是要直接控制每個電池芯的。常見的可選IMAX B6平衡充。充電時，記得電池的兩個接口都要接上。 充電器的電壓適配器(220=>12V)也記得選個好的。我曾有30元的電壓適配器(12V 5A)在1.1A時用了五六次就炸掉的記錄。所以最近換了個IMAX B6原廠的適配器，80元。 充電器也是個夠麻煩的事情，需要一大堆的設(shè)置才能正常開始充電，而不是簡單的接上去。比如選擇充電電流，電池類型等等。記得不要選錯了，否則，否則，…，那可是鋰電池。 188+80=268元。 **飛控(飛行控制器)** ： 就是從接收機(jī)拿到控制信號，轉(zhuǎn)換為4個螺旋槳的轉(zhuǎn)速信息，并控制飛行器的平衡。組裝過程中對飛控的調(diào)試占據(jù)了90%以上的時間。所以強(qiáng)調(diào)一下，要保持好耐心，不要自己砸灰機(jī)。 便宜的有KK，玉兔之類的。KK還是3個分立的陀螺儀。好點的有MWC系列，當(dāng)然還有更好的?？聪埠昧?。KK也有調(diào)試的很好的。 一般玩四軸的都是比較有折騰精神的，飛控是最麻煩的地方，也是可玩性最高的地方。為了可玩，務(wù)必注意選擇一個開源的飛控，方便以后自己修改代碼實現(xiàn)更好玩的功能。典型的如MMC10，就是不開源的，給我坑的很慘。 MWC系列都是AVR的單片機(jī)，開源的，基于Arduino開發(fā)?？梢宰鳛槿腴T的飛控。 飛控的具體注意事項就不在這里寫了，實在太多了。我是買了3個飛控：MMC10，MWC-S V1.5，MWC。正在用的是MWC-S V1.5。 108+178+128=414元。 **遙控器&接收機(jī)** ： 即便是有單片機(jī)開發(fā)能力的人也不建議自己做，因為涉及到比例遙控的通道，往往沒有東西可以模擬。況且遙控器也是要注重手感的。可選的品牌不多，型號也不太多。 四軸需要至少4個通道，分別用于：油門：旋轉(zhuǎn)、前后飛、左右飛。多數(shù)飛控還需要第5個通道，用于飛行調(diào)試。 朋友傻魚推薦的Devo-7E，據(jù)說可以自己刷第三方固件，玩法多多。接收機(jī)要與遙控器配對，我買的RX-601。 280+95=375元。 一些細(xì)節(jié)的部件： 如下列出的是看起來不那么重要的一些細(xì)節(jié)，其實所有細(xì)節(jié)做不好都會坑死人。所以也介紹一下。 **槳夾** 用于把螺旋槳連接到點擊的軸上面。不要嘗試自己用手來擰，力量不夠的，需要在槳夾上穿入一個桿來借力。否則就等著槳自己飛走吧。 槳夾應(yīng)該屬于僅次于槳的第二耗材，墜機(jī)時會摔彎，就要換掉。我手里儲備了超過20個槳夾，暫時還沒有壞掉的。 選擇時注意兩側(cè)的軸徑，必須匹配。電機(jī)那邊軸徑常見3mm，槳的軸徑常見5mm。 5元*20=100元。 **電池接口** 電池是要直接連到電調(diào)的，他們之間的接口于是成了問題。常見的有T插、香蕉頭、XT60、DC3等。建議不要用T插了，那玩意的焊接實在太麻煩了。圖便宜的可以用香蕉頭，但是沒有防呆功能，也要小心電池的短路。我是最近全部換成了XT60了，其接口與3.5mm香蕉頭兼容，有防呆，焊接方便。除了貴，5元一對。。 香蕉頭作為與電機(jī)等其他設(shè)備之間的接頭，是需要很多的，選3.5mm的那種，建議儲備30個以上。反正1元一個也不貴。 焊接所有這些接頭時，還需要配備熱縮管，來防止之間的短路?？梢赃x4mm的，不同的顏色，多多益善。 5元*22+1元*50=160元。 **腳架** 飛行時，時常有保留著陸。此時腳架就是負(fù)責(zé)吸納這些能量的。好的腳架避免傷及四軸的昂貴部件，差的，…。SK450自帶了4個尖的腳架，安裝在四個電機(jī)下方，這樣著陸的穩(wěn)定性是不錯，但是因為是塑料的，彈性不好。我飛了10次左右就摔壞了兩個。 后來，我就把4個腳架都拆了，換成了雀巢咖啡的塑料瓶，現(xiàn)在彈性是相當(dāng)?shù)暮?，每次暴力著陸以后，居然還會彈起來。且價格便宜，重量也只有7克一個。 4.6元*4=18.4元。 **電子秤** 優(yōu)化你的飛行器重量。我之前買過高腳架，全部配齊有1Kg多。現(xiàn)在換了雀巢咖啡，優(yōu)化到885克左右了。 更輕的重量決定了可以做更靈活的動作，以及飛的更久，或者搭配更酷的載荷。精度要到1克的。 32元。 **擴(kuò)孔器** 打孔用的，四軸貌似還用不上，不過作為專業(yè)工具，你值得擁有。 26元。 **螺旋槳平衡器** 用來測量槳的平衡性，方便自己做一些休整。槳的平衡性越好，效率越高，而且噪音也越小。 38元。 **電壓顯示器** 用于在飛行時顯示電池電壓的，以及在下降到某個電壓時報警。還算便宜，也是保護(hù)你的飛行器防止沒電了墜機(jī)。 18元。 **舵機(jī)測試器** 可以生成舵機(jī)、電調(diào)控制信號的一個小板子。非常有用，甚至可以通過這玩意省掉你飛控對第5路遙控器的要求。強(qiáng)烈建議買一個。 9元。 **魔術(shù)貼** 用來捆電池的，價格便宜。 **硅膠線** 可以選16AWG的，作為各種設(shè)備之間的連線，用到的時候較少，但是如果沒有就可以麻煩死你。 3元*10=30元。 **內(nèi)六角螺絲刀** 航模上到處都是內(nèi)六角的螺絲，所以，需要配一兩個，注意型號。 所以呢，玩航模還是比較敗家的，盡管我已經(jīng)很省了。還有不少其他配件我沒有計入，比如淘汰掉的一堆T插，保護(hù)螺旋槳的泡沫之類的。 如上有數(shù)的部分，總計是2223.4元。 對于高級玩法，還有很多，比如給飛控配上GPS、氣壓計、羅盤，來玩自動飛行。配上gopro或其他東西來玩FPV。甚至配上腳架裝上單反來做航拍。 額，…，還是不要奢望了。對于動手能力不強(qiáng)的同學(xué)，可以去X寶買成品的四軸，200元以下也有解決方案。但是折騰難道不是我們的美德么？