InnoSwitch™3 - 高效率(94%)离线式开关电源IC系列

LYTSwitch™-1 LED驱动器IC可降低22 W以内灯泡

LYTSwitch™-7 LED结合PFC及恒流输出特性

基于STM32F4的四轴航拍飞行器(开源分享)

  • 基于STM32F4的四轴航拍飞行器(开源分享)
  • 基于STM32F4的四轴航拍飞行器(开源分享)
  • 基于STM32F4的四轴航拍飞行器(开源分享)
  • 基于STM32F4的四轴航拍飞行器(开源分享)
  • 基于STM32F4的四轴航拍飞行器(开源分享)

基于STM32F4的四轴航拍飞行器(开源分享)

基于STM32F4的四轴航拍飞行器(开源分享)

基于STM32F4的四轴航拍飞行器(开源分享)

基于STM32F4的四轴航拍飞行器(开源分享)

基于STM32F4的四轴航拍飞行器(开源分享)


四轴航拍飞行器功能概述:

       本设计是基于STM32F4的四轴航拍平台。以STM32F407为控制核心,四轴飞行器为载体,辅以云台的航拍系统。硬件上由飞控电路,电源管理,通信模块,动力系统,机架,云台伺服系统组成。算法上采用简洁稳定的四元数加互补滤波作为姿态解算算法,PID作为控制器,实现飞行,云台增稳等功能。具有灵活轻盈,延展性,适应性强好等特点。


四轴航拍系统设计框图:


航拍飞行器视频演示:


系统硬件设计组成:

    本设计采用 STM32F407 作为核心处理器,该处理器内核架构ARMCortex-M4,具有高性能、低成本、低功耗等特点。主控板包括传感器MPU6050电路模块、无线蓝牙模块、电机启动模块,电源管理模块等;遥控使用商品遥控及接收机。控制芯片捕获接收机的PPM命令信号,传感器与控制芯片之间采用IIC总线连接,MCU与电调之间用PWM传递控制信号。


四轴飞行器硬件清单:

器件     型号主要参数
机架     四轴650机架   桨距650mm,碳纤维材料
电机     新西达2212   1000KV
螺旋桨     1045   直径10英寸,桨叶角45°
电子调速器     好赢天行者20A   额定电流20A
电池     锂聚合物电池   11.1V,2200mah,30C
MCU     STM32F407
   主频168M
陀螺仪     MPU6050
   +-2000dps,16位分辨率
加速度计     MPU6050   +-16g,13位分辨率
电源芯片     LM2940,LM1117   5V,3.3V
遥控器     Futaba   2.4M,6通道
舵机    Futaba3003   标准舵机


注:芯片的数据手册等信息可以在集成电路查询网站搜索 http://www.datasheet5.com/

芯片询价和在线购买链接 http://www.bom2buy.com/


系统软件设计:

       软件设计上由控制核心STM32F4读取传感器信息,解算姿态角,以姿态角为被控制量融合遥控信息后,输出到四个电机及两个舵机以完成四轴飞行控制和云台的稳定补偿。

软件流程图:


控制设计心得:

  • 由于四轴飞行器独特的机械结构,即结构上的对称设计,使得四轴在俯仰角的控制欲横滚角的控制上有这近乎相同的控制特性,且两者相对独立。四轴飞行器的俯仰,横滚,偏航,升降可以通过四个输入量来控制。通过设定一个期望角度,调整电机转速,使得测得的姿态角稳定在期望角。控制律的设计主要采用是闭环控制。以姿态角做为被控制量,采用经典的PID控制算法。
  • 四轴飞行器系统是一个时变且非线性的系统,采用传统PID算法的单一的反馈控制会使系统存在不同程度的超调和振荡现象,无法得到理想的控制效果。本文将前馈控制引入到了四轴飞行器系统的控制中,有效地改善了系统的实时性,提高了系统的反应速度;并且根据四轴飞行器系统的特点,对数字PID算法进行了改进,引入了微分先行环节,改善了系统的动态特性;使得控制器能够更好地适应四轴飞行器系统的实际情况。


飞行器实物展示:


飞行器试飞心得:

      飞行试验是对控制系统的功能和技术指标进行验证的最终手段,也是衡量四轴设计是否成功的重要标志。试飞前要确保系统各部分工作正常,稳定。检查各个接口连接是否正确,各部件安装是否牢固,电池电量是否充足。打开电源前检查遥控器油门是否在最低位置,起飞前先轻推油门确保电机工作正常。一切准备就绪,即可进行试飞。将四种飞行器放在水平地面上,开始启动姿态初始化程序,听到电调提示音后,缓慢增加油门,螺旋桨转速上升,将飞机拉离地面。由实际情况可看出当姿态发生倾斜时,姿态解算及PID控制能够及时调整电机转速,稳定飞行姿态。

       飞行器还能根据遥控指令的变化完成相应的动作。本此设计的四轴飞行器可实现垂直升降的要求,能保持姿态的稳定,机体晃动小,在微风的干扰下能够自动调整姿态,确保平稳飞行,且系统响应快,续航时间大概在8分钟。因此本次的设计是有效的。


附件内容包括:

  • 四轴飞行器控制板原理图和PCB,用AD软件打开;
  • 包含所有源代码;
  • 四轴飞行器论文讲解(包括系统软件和硬件设计,控制设计以及PID参数调节等);

电路相关文件

电路图文件
硬件设计.zip
描述:硬件电路设计,用AD软件打开
源代码
软件源代码.zip
描述:软件源代码
收藏 (213)
扫码关注电路城

电路城电路折扣劵获取途径:

电路城7~10折折扣劵(全场通用):对本电路进行评分获取;

电路城6折折扣劵(限购≤100元电路):申请成为卖家,上传电路,审核成功后获取。

(版权归谢宜航所有)

版权声明:电路城所有电路均源于网友上传或网上搜集,供学习和研究使用,其版权归原作者所有,对可以提供充分证据的侵权信息,本站将在确认后24小时内删除。对本电路进行投诉建议,点击投诉本电路反馈给电路城。

使用说明:直接使用附件资料或需要对资料PCB板进行打样的买家,请先核对资料的完整性,如果出现问题,电路城不承担任何经济损失!

换一批 more>>

大家都在看:

继续阅读

  • 开源水下滑翔机

    描述:低成本的自主式无人机已经取得了突破性的进展,并且随着这一能力的成熟已经形成了广泛的业余爱好和商业应用。没有负担得起的延长水下勘探平台,这个项目旨在解决这个需求。利用商品硬件,3D打印部件和开源自动驾驶仪,我的目标是生产一种低成本和多功能的水下滑翔机,能够一次完成长达数周的任务。我希望通过建立这个平台,可以降低从业余爱好者,业余科学家到海产养殖者的水下项目的成本。为什么滑翔机?传统的无人水下航行器依赖于主动推进,限制了其航程和运行时间,使其不适合长时间的监视任务。水下滑翔机使用浮力引擎来改变滑翔机的质量,使其能够在水中上升和下降。由于动力仅用于间歇性地驱动发动机,因此滑翔机通常可以运行数周或数月而不需要再充电,使其成为环境监测的理想选择。然而,现有的商业解决方案却很少(而且可用的解决方案非常昂贵),而且还有更少的爱好者项目。由于水下滑翔机在水中缓慢行驶,所以它们很少干扰周围的水,从而实现准确可靠的数据记录。水下滑翔机通常是AUV(自主水下航行器),可以运行预定的路线,而不需要人为干预。它们的低速和自主性,加上电池寿命长,使得水下滑翔机非常适合长期使用,环境监测任务,能够记录溶解气体水平,pH值,温度和光学传感(用于海洋勘测和海洋生物记录)。这款滑翔机是开源的,3D打印部件与现成的硬件相结合,使其成本低廉。考虑到项目的开放性,项目可以被分解以产生适合于特定场景的替代设计。例如; 将管材改为铝材,成为深海滑翔机或使用独特的传感器阵列进行专业应用。我正在寻找使用与Pixhawk自动驾驶仪平台相结合的开放源代码Mission Planner,允许使用标准化界面控制滑翔机。 示例用例 随着对产品透明度和可追溯性的兴趣越来越高,环境监测变得越来越重要。海带农民可以使用滑翔机监测生长季节的水分状况(温度/ pH值/营养水平/污染),并将测量结果推向区块链。海带/海鲜可以包装一个二维码,这将引导你到一个网络前端,呈现增长的季节条件。将区块链和数据保险用于测量存储将消除测量篡改的可能性,因此消费者会知道他们的食物生长的条件以及他们正在吃什么。怎么样? 对于滑翔机的移动,浮力引擎吸水并增加滑翔机的密度。当滑翔机的密度变得比周围水的密度大时,滑翔机下降。滑翔机的机翼确保滑翔机前进,攻角可以改变,从而产生不同的滑翔机特性。当在下降的底部,浮力引擎将排出含水,使滑翔机更加浮力,使其上升,再次前进。我设计的浮力引擎,用步进电机旋转时,用一个顶杆来移动针筒的端部,使柱塞进水。当进水时,滑翔机的体积保持不变,但整体质量增加,因此滑翔机的整体密度增加,滑翔机的浮力减小。在滑翔机的中心将是一个控制俯仰和滚转的质量。质量应由锂离子电池和钢棒组成,形成实质性的质量,以便对滑翔机有足够的控制。质量应控制滑翔机的俯仰和滚转。步调马达将由另一个顶杆连接的步进电机控制,以使质心向前和向后移动,从而使质心向前和向后移动,从而影响俯仰。辅助步进电机将驱动一个行星齿轮箱来控制质量的摇摆。由于质量较重,向左侧滚动时,质心向左侧略微移动,使滑翔机向左侧稍微滚动,下降时弯曲。向右滚动质量会产生相反的效果。每次下降的深度目前都是基于一个计时器,但是当前的硬件包括一个压力传感器,当达到一定的深度时,这个传感器可以允许滑翔机切换滑行状态。此外,IMU可以向微处理器(ATMEGA2560)提供有关俯仰的信息,并且这可以使用PID算法来确保滑翔机保持恒定的攻角,同时最小化功率使用。 该主板使用蓝色机器人公司的Fathom-S串行通信板卡,可以连接中性浮力绳索,使滑翔机可以在水下操作(因此也可以在水下进行编程,加速测试/开发)。这个系绳也可以取下,并用一个水密的帽子来代替。显示滑翔机功能的所有不同部分如何在一起的系统图如下所示(单击图像查看完整大小的图像):
    来自:DIY创意产品时间:2017-12-22 开源 水下 滑翔机
  • 基于STM32四轴飞行器

    float safe_asin(float v) { if (isnan(v)) { return 0.0; } if (v >= 1.0f) { return M_PI/2; } if (v <= -1.0f) { return -M_PI/2; } return asinf(v); }//浮点数限幅 float constrain_float(float amt, float low, float high) { if (isnan(amt)) { return (low+high)*0.5f; } return ((amt)<(low)?(low):((amt)>(high)?(high):(amt))); }//16位整型数限幅 int16_t constrain_int16(int16_t amt, int16_t low, int16_t high) { return ((amt)<(low)?(low):((amt)>(high)?(high):(amt))); }//16位无符号整型数限幅 uint16_t constrain_uint16(uint16_t amt, uint16_t low, uint16_t high) { return ((amt)<(low)?(low):((amt)>(high)?(high):(amt))); }//32位整型数限幅 int32_t constrain_int32(int32_t amt, int32_t low, int32_t high) { return ((amt)<(low)?(low):((amt)>(high)?(high):(amt))); }//角度转弧度 float radians(float deg) { return deg * DEG_TO_RAD; }//弧度转角度 float degrees(float rad) { return rad * RAD_TO_DEG; }//求平方 float sq(float v) { return v*v; }//2维向量长度 float pythagorous2(float a, float b) { return sqrtf(sq(a)+sq(b)); }//3维向量长度 float pythagorous3(float a, float b, float c) { return sqrtf(sq(a)+sq(b)+sq(c)); }//4维向量长度 float pythagorous4(float a, float b, float c, float d) { return sqrtf(sq(a)+sq(b)+sq(c)+sq(d)); }
    来自:DIY创意产品时间:2017-11-25 stm32 diy制作 四轴飞行器
  • 【聚力众筹项目】原创开源STM32/DSP同步双向DC-DC数字电源开发板,提高研发效率,降低数字电源设计门槛。

    电路城语:该活动已结束,现在购买只有上传的附件资料,不提供实物,有需要实物的请额外联系卖家购买!本次众筹活动时间已截止,更多开源原创实用技术项目ing中,敬请期待哦!非常感谢大家的支持,如果您对我们的原创项目有兴趣,欢迎加入我们哦!技术交流群:点击链接加入群【安合 | 数字电源技术】:https://jq.qq.com/?_wv=1027&k=55HKN59另外,有来不及参加本次活动的,有需要开发板的可以随时到官方企业淘宝选择哦>>项目介绍 | 原创开源同步数字电源开发板4个套餐可选择 众筹倒计时冲刺,感人活动多多!机会只有一次,不容错过哦!原创开源ST/DSP数字电源开发板众筹活动1.经过自己向朋友介绍,成功众筹1人,经核实,送介绍人隔离ST仿真器一个(介绍人本身是众筹支持者)。2.经过自己向朋友介绍,成功众筹2人,经核实,送介绍人隔离ST仿真器一个。3.经过自己向朋友介绍,成功众筹人数有10人,经核实,送4个套餐任意一个。4.众筹参与者是在校学生,提供学生证明和贫困证明,经核实,成功参与众筹,事后对其补贴50元或者任选仿真器一个。2018年1月9日起对成功参与众筹的单子奏效!参与活动的请私聊羊羊QQ:531633659!开源低成本的基于STM32及DSP的数字电源开发板项目,提高研发效率,降低数字电源设计门槛。 支持者可以获得的回报v 套餐一:支持260元,同步降压BUCK数字电源开发板(STM32F334)+源代码+原理图+指导手册+数字电源资料v 套餐二:支持260元,同步降压BUCK数字电源开发板(DSP28027)+源代码+原理图+指导手册+数字电源资料v 套餐三:支持320元,同步升降压BUCK-BOOST数字电源开发板(STM32F334)+源代码+原理图+指导手册+数字电源资料v 套餐四:支持320元,同步升降压BUCK-BOOST数字电源开发板(DSP28027)+源代码+原理图+指导手册+数字电源资料同时选择两个套餐,可以免费赠送隔离的STM32仿真器或者DSP仿真器哦!其中:1.ST隔离仿真器电路城支付链接2.DSP仿真器电路城支付链接注:***购买260元套餐的咨询管理员QQ3375806059领取折扣码购买***项目众筹时间:2017年12月13日至2018年1月13日项目回报发送时间:项目成功结束后15天内项目众筹目标金额:2000.0元,如果金额不足2000元,会在众筹结束后7个工作日返回到付款账户。服务与支持1、自支持者签收获得回报之日起,支持者可以获得有偿的维修服务。2、开发板实物可以开增值税普通发票,须联系项目人员并提供开票信息。3、回报发送快递方式默认为邮政快递,有特殊快递需求的支持者,请提前联系好项目人员。4、项目支持者获得全程技术支持:官方Q群:183376789Q Q:1130001324 QQ:2241993523手 机:15678073352 手机:13768343921联系人:何小。P 联系人:刘工服务时间:8:00至22:00注:添加好友时请备注“数字电源”。5、项目活动方负责人:手 机:13647820121联系人:羊羊
  • 最通用的IMU和AHRS平台,x-IMU模块应用及资料下载

    x-IMU被设计成可用的最通用的惯性测量单元(IMU)和姿态航向参考系统(AHRS)平台。其主机板上的传感器,算法,可配置的辅助端口以及通过USB,蓝牙或UART的实时通信使其成为一个强大的传感器和控制器。机载SD卡,电池充电器(通过USB),实时时钟/日历和动作触发唤醒,使x-IMU成为理想的独立数据记录器。该x-IMU模块包括多个轴向传感器,能够为飞行器提供航向,横滚和侧翻信息,这类系统用来为飞行器提供准确可靠的姿态与航行信息。x-IMU GUI可用于配置设置,查看实时传感器数据,执行校准并将数据导出到用户软件; 如Microsoft Excel。x-IMU MATLAB库提供了在MATLAB中导入,组织和绘制数据所需的所有工具。用户软件可以使用x-IMU API开发,见附件内容下载。x-IMU模块与Arduino实物连接图:x-IMU模块包括的传感器如下:三轴16位陀螺仪 - 可选范围高达±2000°/ s三轴12位加速计 - 可选范围高达±8 g三轴12位磁力计 - 可选范围高达±8.1 G12位电池电压等级工厂校准温度补偿(仅陀螺仪)可选数据速率高达512 Hz外部拓展接口部分:外部电源从3.6 V到6.3 V3.3 V电源输出高达100 mA数字I / O模式 - 8个通道,通过USB或蓝牙控制模拟输入模式 - 8通道,12位分辨率,0至3.3 VPWM输出模式 - 4通道,1至65,535赫兹,通过USB或蓝牙控制UART模式 - 3.3 V,2400至230.4k波特替代蓝牙其他特性:运动触发唤醒和睡眠定时器实时时钟和日历可配置的命令按钮可配置的8通道辅助端口
    来自:飞行器时间:2017-11-27 飞行器 imu ahrs
  • 史上功能最强的便携式GPS记录器-SMA连接器开源分享

    该便携式GPS记录器恐怕是至今史上尺寸最小,功能最强,功能最全的GPS接收机。Venus638FLPx是Venus634LPx的后继产品,具有更高的灵敏度和更快的更新速率。新的模块可以配置为惊人强大的20Hz更新速率,29mA的工作电流和高灵敏度。便携式GPS记录器模块输出标准的NMEA-0183或SkyTraq二进制语句,默认速率为9600bps(可调整为115200bps)。Venus638FLPx具有更高的灵敏度,集成的LNA(具有多路径检测和抑制功能),内置RTC和集成的单电源,使其使用非常简单。便携式GPS记录器-SMA连接器实物截图: 便携式GPS记录器-SMA连接器特点: 20Hz更新率1Hz记录速率-148dBm冷启动灵敏度跟踪灵敏度-165dBm29秒冷启动TTFFAGPS 3.5秒TTFF1秒热启动2.5米精度多路径检测和抑制干扰检测和缓解SBAS(WAAS / EGNOS)支持67mW全功率导航直接与有源或无源天线一起工作支持外部SPI闪存数据记录IC 32M串行闪存完整的接收器,尺寸为10mm x 10mm x 1.3mm包含LNA,SAW滤波器,TCXO,RTC Xtal,LDO可以通过JST连接器或3.3V稳压电源使用3.7V LiPo电池(或任何3.5 - 12V电源)供电。1.25 x 0.75英寸便携式GPS记录器-SMA连接器电路 PCB截图:
    来自:无线手持设备时间:2017-11-23 开源 gps记录器 venus638flpx
  • 官方开源-EG8010单相纯正弦波逆变器驱动板资料分享

    该项目是基于EG8010和IR2110S设计的单相纯正弦波逆变器驱动板设计,见附件下载其原理图/PCB/使用说明等。该单相纯正弦波逆变器采用专用芯片EG8010 为控制芯片,驱动芯片采用IR2110S。驱动板上集成了电压、电流、温度保护功能,LED 告警显示功能及风扇控制功能,并可通过跳线设置50/60Hz 输出,软启动功能及死区大小。EG8010单相纯正弦波逆变器驱动板电路 PCB截图: EG8010 是一款数字化的、功能很完善的自带死区控制的纯正弦波逆变发生器芯片,应用于DC-DC-AC 两级功率变换架构或DC-AC 单级工频变压器升压变换架构,外接12MHz 晶体振荡器,能实现高精度、失真和谐波都很小的纯正弦波50Hz 或60Hz 逆变器专用芯片。该芯片采用CMOS 工艺,内部集成SPWM 正弦发生器、死区时间控制电路、幅度因子乘法器、软启动电路、保护电路、RS232 串行通讯接口和12832 串行液晶驱动模块等功能。附件内容截图:
  • 基于MK60的原创四轴飞行器,原理图和PCB设计文件免费分享

    基于MK60的四轴设计,包括mpu6050,OV7725_Eagle摄像头和LCD_ST7735S液晶显示以及蓝牙模块接口;3.7V供电,LDO采用1963-3.3V
    来自:飞行器时间:2017-10-18 飞行器 小四轴 mk60
  • 资料开源-MiniFly四轴飞行器-支持4D空翻,抛飞,定高

    本设计分享的是正点原子独家设计的MiniFly四轴飞行器-支持4D空翻,抛飞,定高一键起降等酷炫操作,资料开源力度还不错,故特意分享给需要的朋友。 该MiniFly四轴飞行器硬件主要组成包括四轴主控板和四轴遥控器两部分,具体主要包括电机、电调、电池、浆叶、机架、遥控器、飞控等。MiniFly四轴飞行器主控板实物截图:MiniFly四轴遥控器实物截图:MiniFly四轴飞行器设计参数如下:附件资料截图:可能感兴趣的项目设计:大赛一等奖-基于STM32F4的四轴航拍飞行器资料开源,链接:http://www.cirmall.com/circuit/1389/detail?3
  • si4432功率放大模块

    本设计是在无线收发si4432模块基础加了一个PA功率放大管BLT53A,该无线收发si4432模块不加功率放大能达到20db左右,加了一个BLT53A理论上能达到30db以上。BLT文档上面是这么说,有待验证,样板已经做好,就差测试。有兴趣朋友可以继续开发测试。附件资料截图:
    来自:通信与网络时间:2017-09-27 si4432模块 无线收发 blt53a
  • STM32F103ZET6串口屏的HC-SR04测距仪器DIY制作

    本设计是基于一个简单的测距模块HC-SR04设计的STM32F103ZET6串口屏的测距仪器设计,见附件下载其测距代码。 关于HC-SR04模块的资料可自行百度 ,附件提供的测距代码用keil5 打开工程后,附件“ReadMe文件”有硬件连接表。若没有串口屏,可将捕获到的高电平时间通过串口打印到电脑。能力有限,并未加滤波,可自行增加滤波让数据更稳定。STM32F103ZET6串口屏的HC-SR04测距仪器电路实物板
销量
3473
查看
37K
参数名 参数值
发布于 2015 年 01 月 06日
更新于 2017 年 02 月 08日
Moore8直播课堂