从0开始，工科男教你DIY一架属于自己的迷你穿越机

会灰的鱼

/**********致版主：申请精华~**********/
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       还记得刚刚入魔那会儿，玩固定翼，舍不得买成品的空机，一来贵（穷B）二来比较喜欢自己动手。所以飞的都是自己手工做的飞机，一张KT板，一把胶棒，一把热熔强，一点胶布，几个刀片，简单的材料，简单的工具。一边画一边切，一折腾便是几个小时，做出来的飞机算不上精美，但飞地很开心。相信很多模友也都是这样，享受折腾的过程，更享受自己亲手折腾出来的飞机划过天际的那种成就感和惬意。每当有旁观者问起“你这飞机自己做的？”我都会很自豪地说“是的，用泡沫做的。”


        后来到了大二，那个时候偶然看到模友玩四轴，非常感兴趣这个玩意儿能飞这么稳。攒了好久买了个山寨F450，那是KK飞控还比较火的时候。所以我也买了块KK2.0连同下载器花了60多块，也多亏了这块KK，提高了我的操控技术（KK2.0没有自稳，相当于手动）。
       后来当地一个模友兔子哥，见我还在玩KK，送了个他参与研发的飞控给我，也就是我后来还拿来航拍的那个工厂测试版QQ飞控，兔子哥在我记忆里是个很吊的人。不得不说得是带自稳的确稳很多，但似乎也失去了点操控的乐趣。
       在操场飞450的时候又有人问起“你这飞机自己做的？”我却只能说“额，自己买零件组装的。”之后每当有人这样问起，我也就这样回答，貌似没有什么不妥，心中却有那么一点点淡淡的失落。后来我渐渐感觉到，我内心里是有个小想法的，为什么身为电子信息工程专业学生的我不能自己做一个真正属于自己的多旋翼呢。（DIY成分较高的）于是便有了后来的学习过程，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，，此处省略N个字。


（以上全是废话）

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       好了，在经历了一段时间的学习后，我稍微掌握了一点点皮毛，感觉离之前的那个想法近了一点。恰好实验室需要做一个多旋翼飞控的初级开发学习平台，于是我决定做一台以空心杯电机为动力的小四轴。在此也将这个小四轴的设计、制作、调试过程以文字、图片和视频的形式分享给大家。或许有点啰嗦也有描述不到位甚至错误的地方，欢迎大家指正点评。
        先放个成品图：




/***************第零步（选材及初步设计）********/
        因为小四轴体积小、重量轻对机架的强度要求不是很高，所以决定采用飞控板和机身融合的设计。也就是机身就是一块电路板，既是飞控本身也是电机及其他设备的固定支架。参考了一些成熟的小四轴的设计，包括在华强北路边买的99元一套的玩具四轴，参考了其电机驱动部分，用的是AO9926b场效应管，一个AO9926b可以驱动两个电机。不得不说的是那些玩具四轴的飞控设计地真的很不错，无论是电路还是飞控性能都很不错（相比于我自己做的）。电机采用的是8520空心杯，60mm的正反桨，因为要作为开发平台用，并且是初级的开发平台，所以主控采用的是STC15W4K32S4这款芯片，51内核，很适合电子专业的初学者。采用1S600MA的锂电池，因为这款单片机是5V供电，所以需要把1S的电压升压到5V，升压方案采用的是tps61040升压。传感器用的是MPU6050，考虑到有开发定高功能的可能性，我还加了一个BMP180的气压计（尽管精度差强人意）。无线通信用的是NRF24L01模块。飞机的部分大概也就这些了。
设计草图：

/***************第一步（画原理图）*****************/
        原理图也就是电路图，是飞行器各器件的连接的线路图。画的有点乱。。。
        因为没几个器件，还是比较简单。


飞机部分：
        主控、气压计、无线接口、下载接口、指示灯

升压-稳压电路部分

电机驱动部分


MPU6050传感器


遥控器部分：

会灰的鱼

/***************第二步（画PCB）*****************/
       画PCB用的是Altium designer，首先确定板子的外形，也就是整个小四轴的机体部分的形状。为了尽可能地减轻整体的重量，计划用1MM厚的玻纤板，接下来问题来了，既要足够轻，又要足够的强度，还要适当地美观。。。而我确实没有什么画画的天赋。
       于是得出结论------简洁美。整个机体外形其实全是简单的圆和直线的相交、相切构成。在Altium designer里这些绝对是最简单、也是最基本的集合图形了。恩，简洁美。（原谅我技术不到家，没法画地更好看了）

板子的形状确定下来后，就是器件排布布线了，简单的说就是把芯片、电阻、电容等器件合理地排布在这块确定了形状的板子上，并按照原理图的把这些器件用导线连接起来。
布线是PCB制板中最头疼的部分，经过N个小时的鼠标点击、拉扯总算是大体连通了。之后又进行检查修改了几次，确定下来最终的布线。


在软件里预览一下板子的最终形状：
哎，将就了，连续对着电脑、精神高度集中、搞得眼睛快瞎了



在确定了最终的设计后，就是发给制板厂制板了，一般这种小批量的制板（打样）都是在淘宝上找PCB打样的店铺。将PCB文件发给厂家，然后就是等待了。。。。


等待、、、、、




等待----------




不加急的话通常是5天后才发货，加急太贵，伤不起。


所以还是继续等待吧。。。





终于，板子打回来了，带着新鲜的玻璃纤维粉末，搞地皮肤都兴奋起来（皮肤对玻璃纤维粉末有过敏反应，主要是对其中的粘合剂过敏，注意防护）。

由于生产厂家制板厚度有一定的误差范围，很不幸的是这次的板子是薄了，实际只有0.9个MM，有点偏薄，不过问题应该不是很大。下次得计算点提前量了



宣传宣传我大河院

会灰的鱼

/***************第三步（焊接电路板）*****************/
焊接主控

焊接完成用酒精清洗，干净多了





一开始电机的卡座是3D打印的，后来换成了橡胶的护线圈，10多块钱1000个。。。。。。


焊接完成

会灰的鱼

/***************第四步（调试）*****************/


/***************第四步（试飞）*****************/


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我真的是小明

前排混个脸熟，学弟加油

瑜伽你的生活

期待中

austhuhui

一路走来，都不容易！加油

小菜子

这是一个不容易的过程，也是一个享受的过程，过来混个脸熟，河院的小菜鸟。。。。。。。。

源森KMM

楼主谦虚了！高手在民间！

会灰的鱼

我真的是小明 发表于 2017-3-16 17:20
前排混个脸熟，学弟加油

会灰的鱼

瑜伽你的生活 发表于 2017-3-16 17:25
期待中

已经成功试飞

会灰的鱼

austhuhui 发表于 2017-3-16 18:24
一路走来，都不容易！加油

多谢

会灰的鱼

源森KMM 发表于 2017-3-18 16:42
楼主谦虚了！高手在民间！

不敢当，实在还算不上高手

瑜伽你的生活

分享图纸，可以量产了

wangyuhua

楼主厉害了，k8你会做吗？

sdxgy

  厉害         

会灰的鱼

wangyuhua 发表于 2017-3-19 18:13
楼主厉害了，k8你会做吗？

直升机陀螺仪么？

会灰的鱼

瑜伽你的生活 发表于 2017-3-19 16:32
分享图纸，可以量产了

还有很多地方需要优化改进

会灰的鱼

sdxgy 发表于 2017-3-19 18:17
厉害

这个也没什么的，毕竟没有商品的稳定

wangyuhua

会灰的鱼 发表于 2017-3-19 22:55
直升机陀螺仪么？

是的，就是kbar