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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 https://www.datasheet5.com/
芯片询价和在线购买链接 https://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:
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:
描述:硬件电路设计,用AD软件打开
描述:软件源代码
描述:论文讲解
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hdwlwn00 · 2020-08-15
学习用的?谢谢分享
回复 展开q3548852188 · 2020-04-12
学习用的?谢谢分享
回复 展开sunnysun-47416 · 2020-03-03
嗯,电路不完整
回复 展开李牧林 · 2019-05-16
文不对题文不对题
回复 展开781354052 · 2017-10-23
keil5编译报错是怎么回事?
1回复 展开feibaba4b55 · 2018-06-30
我也是报错,请问你解决这个问题了么,如果解决了的话,分享给我可以么
展开吕葵 · 2017-10-10
有没有元器件清单
回复 展开wu_zf2015 · 2017-08-23
bucuo
回复 展开Joyce丁丁 · 2017-03-20
不对啊好像货不对板把,根本就不是同一个东西,文章写F4带摄像头,实际文件是F1然后电路还不完整
1回复 展开邱丽君 · 2017-03-21
你好,我是电路城管理员。该设计资料仅供学习参考,MCU采用的是确实为STM32F4。该设计基于STM32开发板设计,附件内容的硬件板文件为主要控制板部分。见截图:
展开dbdxnuliba · 2016-09-22
请问大侠,源码用什么软件编写的呢!请问大侠,源码用什么软件编写的呢!
回复 展开znker · 2016-09-14
学习资料全
回复 展开小小风 · 2016-08-16
!!!现在不了
回复 展开翔宇友 · 2016-07-07
谢谢分享谢谢分享
回复 展开JJQUERY · 2016-07-06
谢谢
回复 展开大风清杨 · 2016-03-20
请教四轴飞行器,望加634237076,不胜感激,做成后,必有重谢。你好,我是初学者,对电路有一定的基础,动手能力不错,一直想做一个这样的飞行器送个家里的小朋友们,我想请老师不嫌弃收下一个对知识渴望的学生。谢谢。此致真诚的学生加粉丝
1回复 展开乖乖妮 · 2016-03-21
你好,我是电路城管理员这个电路是免费分享的。你如果要学习的话,可以加我们的四轴讨论群:416448288
展开laixiaolun · 2015-11-07
741369237@qq.com
回复 展开laixiaolun · 2015-11-07
无法下载,能发我一下吗,谢谢了
2回复 展开邱丽君 · 2015-11-09
你好!我是电路城管理员。只要你注册了电路城的用户,就可以下载所有免费电路的。同时麻烦你用电脑下载。
展开laixiaolun · 2015-11-07
741369237@qq.com邮箱
展开changyuezh · 2015-10-19
没有stm32f4的原理图都,只是供电117的,没多大用。
1回复 展开邱丽君 · 2015-10-21
你好!我是电路城管理员。建议下载这个1元购微型小四轴资料+送PCB光板:http://www.cirmall.com/circuit/1455
展开打不死的菜鸟 · 2015-08-26
联系方式你好,我是一个航模爱好者,也懂软件。代码中有些部分不太懂,想请教一些问题,能够提供一个联系方式吗?
1回复 展开乖乖妮 · 2015-08-26
你好,我是电路城管理员这个设计是我们分享爱板网参赛作品的,作者联系不上了。
展开Uncle_镖 · 2015-08-12
云台有作用?云台感觉没什么用
1回复 展开挥笔写忆 · 2015-08-12
你好!我是电路城管理员。这是网络开源项目,供网友参考
展开zhangbb-2029821 · 2015-07-07
资料真的不错。正在苦苦的学习中。谢谢。
回复 展开286人评价,平均分4.76