一 : 四轴四旋翼无人机飞行器DIY
四轴无人机DIY 所谓的“玩单反穷三代 无人机毁一生”其实是段子手写出来的 事实上是可以大众普及的娱乐活动 自己动手DIY亲民的价格也可以带来同样的飞行体验和乐趣 对于想要驾驭航拍设备的童鞋 这种便宜DIY的无人机更适合练习飞行操作 熟练掌握了飞行技巧之后再驾驭价格昂贵的航拍器材就妥妥的了
F450机架一套 | 高脚架可装可不装 |
电机4个 | 电调4个 |
飞控 品牌可选1个 | 螺旋桨 正反2对 |
遥控 2.4G带接收一个 | 电池 2200 25c 电压可选一块 |
充电器一个 |
内六角扳手 电烙铁 剪刀 | 硅胶线 T插 热缩管 香蕉头 扎带 |
第1步:
第2步:
第3步:
第4步:
第5步:
组装需要有一定的专业知识 耐心和细节也需注意 没有耐心的同学们不建议自己组装 想挑战自己的可以尝试 成品和材料包都可售 有兴趣的同学们可以私信我 济南本地的盆友可以约出来一起飞 微信号80572**** 都是玩家希望多交流学习 谢谢
二 : 四轴飞行器DIY入门 篇一:主要部件介绍及选购
楼主打小就喜欢会飞的东西,《航空知识》从初一就开始看(伪军迷一枚),第一架航模是橡皮筋动力的塞斯纳,但是随着学业和工作关系,一直没有真正的堕入模界,直到7年前离开家到外地工作,有自己的一片小天地后,就一发不可收拾,楼主是静态动态双修,今天借张大妈的平台,给大家介绍下四轴飞行器DIY。
为啥要玩四轴呢?第一是四轴DIY的门槛近些年一路走低,各式各样的飞控层出不穷(这里要感谢那些Do飞控的大神们!),不必花费太多就能拥有一架四轴飞行器;第二就是咱能飞的空间越来越萎缩,想方便的在市内去飞固定翼实在是难找地方,四轴无需太大的场地就能爽飞。
下面进入正题:
什么是四轴飞行器?
通俗点说就是拥有四个独立动力旋翼的飞行器,四轴飞行器是多轴飞行器其中的一种,常见的多轴飞行器有两轴,三轴,四轴,六轴,八轴。
四轴飞行原理
为什么四轴能飞起来?没有机翼,升降舵,方向舵,他怎么控制升降/方向?
飞行器的主要飞行动作有垂直(升降)运动,俯仰运动,前后运动,横滚运动,侧向运动,偏航运动:
垂直(升降)运动最好理解,就是油门控制,推油门上升,拉油门降低,所有升力来自旋翼。
仰俯运动,在固定翼中是靠推拉升降舵来实现,四轴则是通过控制其中2个(或4个)轴线上的电机转速来实现,如下图所示:1号电机提速,3号电机降速,四轴延X轴方向仰起。并且,仰俯运动的同时,四轴也会做前后运动,四轴发生一定程度的倾斜,从而使旋翼拉力产生水平分量,因此可以实现飞行器的前飞运动。向后飞行与向前飞行正好相反而已。
横滚运动,在固定翼中是靠控制副翼来实现,四轴则也是通过控制其中2个(或4个)轴线上的电机转速来实现,和仰俯运动控制方式一样,只是作用的电机不同而已,如下图所示:4号电机提速,2号电机降速,四轴延Y轴方向翻滚。并且,小幅度的横滚运动,会导致四轴做侧向运动。
偏航运动,在固定翼中是靠控制方向舵来实现,四轴则是通过反扭力来实现。旋翼转动过程中由于空气阻力作用会形成与转动方向相反的反扭力,为了克服反扭力影响,四个旋翼,两个正转,两个反转,且对角线上的来自4各个旋翼转动方向相同;反扭力的大小与旋翼转速有关,当四个电机转速相同时,四个旋翼产生的反扭力相互平衡,四旋翼飞行器不发生转动;当四个电机转速不完全相同时,不平衡的反扭力会引起四旋翼飞行器水平转动,从而实现偏航运动,入下图所示:1,3号电机转速提高,2,4号电机转速降低,四轴就会水平旋转起来,由于总体的升力不变,所以不会导致四轴上升/下降。
四轴飞行器的类型
根据电机分布的位置,常见的四轴飞行器类型有以下几种:
1.四轴“十”模式,四个电机呈十字分布,对头方向是M4电机方向;(M代表电机,箭头代表电机旋转方向)
2.四轴“X”模式,四个电机呈X形分布,对头方向是M4和M2的中间点;
3.四轴“Y”模式,M1和M3电机正反安装在同一个中轴上,对头方向是M4和M2的中间点。
除了上面的一些四轴类型,还有可变轴的设计,通过加装伺服舵机来调节电机的轴线,使得四轴更具飞行灵活性,可以做出更多的3D动作,但是安装调试难度较大,本文就不介绍了,有兴趣的童鞋可以去搜索下。
主要部件介绍:
了解了四轴飞行器的飞行原理和类型后,我们再来看看DIY一个四轴飞行器需要哪些部件。
1.遥控器
工欲善其事,必先利其器,一个顺手的遥控器可以用很多年,所以大家在选购遥控器的时候不要去图便宜挑杂牌。在选购遥控器前先了解几个术语:
通道
通道就是遥控器可以控制飞行器的动作的路数,一个通道控制一个动作,比如油门的高低控制就使用掉一个通道,方向的控制又使用掉一个通道。前面介绍过,四轴的基本动作有垂直(升降)运动,俯仰/前后运动,横滚/侧向运动,偏航运动,所以遥控器最低要求四通道。实际我们还需要预留一些额外通道来控制其他的部件,所以推荐选用六通道遥控器。
FM/2.4G
FM调频遥控器是比较老的技术了,现在已经被2.4G无线遥控器取代。
日本手/美国手
这个是根据遥控器摇杆的布局取得俗名,美国手:左手油门/方向、右手副翼/升降;日本手:右手油门/副翼,左手升降/方向。至于选哪个手法的遥控器,就根据自己的喜好了,楼主是习惯用日本手。
遥控器品牌众多,JR,Futaba,Spektrum,天地飞,华科尔等等,其中,新手入门推荐用天地飞6A或天地飞7,两款都是2.4G的,X宝搜索关键字“天7/天6”即可。
Spektrum的遥控器可以去天猫旗舰店购买,地平线模型是Spektrum的代理;其他牌子的的遥控器直接在X宝搜素品牌即可。
另外,日亚,美亚也有一些牌子的遥控器出售:
楼主目前还在用的是一个天地飞FM6通道和一个天地飞7,FM虽然过气了,但是拿来配一些微型接收飞KT板小飞机还是很惬意的;天7就拿来飞四轴。
2.飞控
飞行控制器是四轴飞行器的核心,用来控制四个电机协调工作,检测飞行器高度、姿态,自动调节飞行动作。
飞控品牌众多,大疆、零度、玉兔、MWC、APM、FF、KK等,价格高低分布广泛,萝卜青菜任君选择。
喜欢折腾的可以选择一些固件开源的飞控,比如FF,KK之类,不爱折腾的可以选择大疆的哪吒。基本每款飞控都有非常详细的说明书,大家不用担心后续的tech support,另外有问题可以去5imx上瞧瞧。
这里再插一句,四轴在10年左右慢慢在国内模界兴起,当时飞控基本都是国外玩家在倒腾,其中一款开源的廉价飞控传入中国,让很大一部分人步入四轴DIY圈子,那就是KK,现在一块KK才卖5,60块人民币,还是很值得折腾的。
飞控X宝搜索链接
楼主目前手头上只剩一块KK和玉兔了:
KK飞控
KK和USB接口的数据线
KK刷固件的界面
安装好的玉兔
3.机架
常见的四轴机架有十字型,X型,H型,材料可谓五花八门,木材,PVC管,铝合金,波纤,碳纤都可用来做机架。初学者建议使用铝合金十字机架,第一比较便宜,第二耐操,第三在飞行方面容易上手,等到技术成熟了再考虑更换成H型碳架,易于上航拍器材。机架的常见尺寸有250,330,400,550,650,这些数字代表对角电机位之间的距离,单位是mm,初学者建议选择650的机架,尺寸较大,但是飞行起来会很稳。
四轴机架X宝搜索链接
4.电机/桨叶/电调
电机的类型主要有无刷和有刷,大型四轴要用无刷电机,那些微型mini四轴用的是有刷电机。常用品牌有新西达,朗宇,银燕,翱翔等,其中新西达算是保有量最大的牌子了,适合初学者。
那么什么样的电机适合四轴飞行器呢?
首先,先了解一个重要参数:
KV值
无刷电机KV值定义为“转速/V”,意思为输入电压增加1伏特,无刷电机空转转速增加的转速值。例如KV1000的无刷电机,代表电压为11V的时候,电机的空转转速为11000转/分。
KV值越大,速度越快,但是力量越小;
KV值越小,速度越慢,但是力量越大;
如果不能理解的,可以想想汽车的档位,汽车挂一档时,力量最大,但是速度最慢,挂五档时,力量最小,但速度最快。
由于我们之前选择了650的机架,这个尺寸的机架配合KV1000的电机比较合适。当你搜KV1000的电机时会看到什么2212电机,2018电机等等,他们的KV值可能都一样,那么如何选择呢?这些数字代表了电机的尺寸。不管什么牌子的电机,具体都要对应这4位数字,其中前面2位是电机转子的直径,后面2位是电机转子的高度。简单来说,前面2位越大,电机越肥,后面2位越大,电机越高。 又高又大的电机,功率就更大,适合做大四轴。所以,最后确定使用KV1000 2212的无刷电机。
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不同规格的电机、电调
电机定下来以后就要选择合适尺寸的桨叶,四轴常用桨叶的尺寸有:1145、1045、9047、8045(四位数字的前两位代表直径,后两位代表螺距),KV1000的电机需要配合1045的桨叶,并且要用到正反桨。
为什么要用正反桨?
四轴飞行器是安装4个桨片,假如说都用一个逆时针转动的话,4个桨片都会产生一个逆时针旋转的自旋扭力,使得飞行器向右自旋。为了抵消这种自旋就用2个正桨2个反桨,2个顺时针2个逆时针的桨片按照循环排列,一对桨片往左扭,一对桨片往右扭来抵消掉桨片转动时发出的自旋扭力,使之均衡。
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1045正反桨
桨叶上可以看到规格
再来看一下电调,电调即电子调速器,电调的作用就是将飞控板的控制信号,转变为电流的大小,以控制电机的转速,同时电调还充当了变压器的作用,将11.1V的电压变为5V为飞控板和接收器供电。电调的品牌有好盈、银燕、新西达、中特威等,电调的做工精确度对飞行有重要影响,所以大家可以选择稍微好一点的电调,比如好盈和银燕的。
电调的参数主要是输出电流,主流的有10A,18A,20A,25A,30A,40A等,输出电流越大,电调的体积和重量就越大,根据我们之前选定的机架,电机,这里选择18A的电调比较合适。一个电机配一个电调,总共需要4个电调,现在也有4合1的四轴电调卖,不过不建议选择那种,毕竟单独的电调以后也可以作为它用。
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5.电池/充电器
电池属于易耗品,也是后期投入比较多的一个部件。电池品牌也是所有部件中最多的一个,因为电池制作的技术门槛低,所以品质良莠不齐,特别容易中招,这里只介绍下电池的参数,就不做推荐了。
按照我们选购的机架尺寸,这里选择11.1V,2200mAh,30C的锂电池比较合适,第一数值是电池电压,第二个数值是电池容量,第三个数字代表持续放电能力。这里重点说下这个持续放电能力,这是普通锂电池和动力锂电池最重要的区别,动力锂电池需要很大电流放电,这个放电能力就是C来表示的,例如一块1000mah电池,放电能力5C,那么用5x1000mah,得出电池可以以5000mah的电流来放电。但是要注意,我们不能让一块电池把它的电量完全放完,如果这样的话,这块电池就废掉了,所以,当使用电池飞行时,电池电压降低到10V时最好更换电池。楼主的四轴起飞重量2公斤,这么一块电池飞行时间大概10-15分钟(悬停省电,做动作会耗电)。
模型专用电池是不能用普通充电器的,必须要用平衡充。由于11.1V的锂电是由3片3.7V的锂电组成,内部是3片锂电池,因为制造工艺原因,无法保证每片电池的充电放电特性都有差异,电池串联的情况下,就容易造成某片电池放电过度或充电过度,所以解决办法是分别对内部单节电池充电,平衡充就是起这个作用。和电池一样,平衡充的选择也有很多,便宜的几十块钱,贵的上千块,那我们如何选择呢?楼主的建议是几十块的充电器不要碰,在能力范围内选择最贵的。楼主自用的是款便宜的B6平衡充,个人感觉还不错,推荐新手使用。
平衡充X宝搜索链接
电池X宝搜索链接
目前在用的电池组
四轴的基本介绍和主要部件的选购就介绍到这里,下篇楼主会把自己D好的四轴给拆了,然后带大家一起组装调试~
三 : 专业入门机 零度Xplorer四轴飞行器首发开箱图赏
“零度”的飞控在专业领域相当有名,但因为之前一直是在专业领域,所以它在消费领域的名声还不大。但这家做固定翼飞控出身的公司,终于在今年年初推出了自己的专业级入门机Xplorer(探索者)。
技术参数上,Xplorer四轴飞行器采用自家的飞控和云台,自带1080P录像摄像头(拍照最高像素1400万),内置wifi实时图传,支持一键起降和返航。而比起性能,它那价格屠夫式的3999元定价,就显得更有里程碑意义。
在详细评测出来前,我们先来看看它的开箱图赏吧。
机器采用灰黑色纸盒包装,背面写满了全英的产品介绍,侧边的贴纸是简单的中文产品介绍。
包装内部做得很精致,正中间是机器本体,机器的侧边和下面,是被分装成一盒盒的配件。
整整5个配件盒,盒子上方是盒子内容的说明,下方统一是XLORER的logo。
盒子开口处都印了“Discover Your Sky”的产品宣传语,逼格略高。内部分层放置的配件,很合处女座的口味。
说明书、质保说明、配件清单都被独立装在一个配件盒里,上图左侧为说明书正反面,右侧为配件清单的正反面。
旋翼和配件被统一放置,配件袋内容相当“充实”。螺旋桨和它的固定件、云台减震球、起落架垫脚等都有额外一份的配件,上图左上角的遥控器挂带、扳手和螺丝刀。
正反螺旋桨有不同颜色标注。
旋翼固定螺丝正面有不同的图案,背面有不同颜色的涂装用于区分。
机器还有4个螺帽锁。
云台的硅胶减震球,以及起落架的硅胶垫脚。
磁吸式的镜头保护盖。
电源配件也比正常机型多了不少。
15V/4A的60W充电器,给电池充满电需要1个多钟。
适配器原生的国内的双脚插头,机器还额外附送了EU、SAA和UK三种不同国家规格的转接头。
机身电池几乎做成了真正的长方体,侧边是多脚接头和详细是使用警告。
同样为黑色的充电底座比格很高,有点像索尼平板的拓展坞。除了给飞行器电池充电外,还有USB接口为遥控器充电。
打开呆萌的遥控纸盒包装后,遥控还有一张(www.61k.com]荧光绿色的使用提示,遥控杆上也有硅胶保护套。
遥控通体为硬质磨砂塑料,顶上的两根,是笔者见过的最短最萌呆的天线,圆弧造型的持握手感不错。
遥控杆顶端是用于增强摩擦力的齿状凸起。下方分别是IOC(无头智能方向控制)、自动返航键、自动起飞/降落按钮;再下方的一排,分别是wifi链接、飞行器、GPS和遥控器电量的指示灯。
遥控左右两个角上分别是飞行指示灯的亮度和相机俯仰角调节拨轮。
遥控底部是micro-USB充电接口,底部背面是遥控的电源开关。
遥控背面两侧有大块的软硅胶防滑垫,手感不错。背面预留了中继器的连接触点和固定卡扣。
中继器造型也和常见的产品不太一样。
对好位置推进去即可完成连接。
遥控顶部可以拉出隐藏的手机固定架。固定架可以在一定范围内随意调节角度,但极限长度不大,大概可以放下6寸左右的手机。
机身通体灰黑色,加上荧光绿的装饰条以及菱形切割的造型,比同类产品要显得更加正经酷炫一点。
顶部的纯黑部分,是机器最贵的控制模块,侧边开有很多类似散热格栅的开槽,logo左侧的电源键也做得像装饰一样。
机翼边上是马达,机身正面有调试用的mirco-USB接口。
机器本体的体型也不算很大,采用模块化设计后,机身背面的结构也不算复杂。正中间是电池和云台的连接台。
机翼上是起落架,以及体型大到可以直接从保护盖外看到的LED状态灯。起落架底座旁边是天线,而起落架顶端是可以更换的硅胶垫脚。
连接台下方是电池卡位,上方是云台接口和卡口。
起落架竖起后为轻微的内八造型,在直线坠落的时候可以向外分散应力,以保护中间的控制模块。但这个造型在倾斜坠落的时候,貌似可能会让云台中招。
云台也是棱角分明的设计,下方的摄像头有硅胶保护盖。出厂时摄像头有自己的固定架。
云台采用触点连接,外观很小巧。云台正面是调试用的mirco-USB接口和拍照快门键。
云台右侧可以看到同样为黑色涂装的排线。
1080P相机可以拍摄1400万像素的照片,它的造型方正,顶部是mirco-SD卡槽,随机附送了三星的8G的10速卡。卡槽右侧是状态指示灯开孔,背面是相机的散热格栅。
摄像头正面是磁吸式的镜头滤镜,默认安装的是过滤白天强光的深色滤镜,在阴天或夜间可以装上附送的保护前盖。
电池对位推入并推下固定卡扣就完成了电池的安装。
拉着固定架右侧的卡扣即可放入云台。
长按顶部电源键就可以通电开机,机身下方的状态灯会亮起。
就差螺旋桨就可以直接起飞了。
机器的性能、飞控的稳定性和拍摄效果等测试,将会在之后的详细的图文/视频评测中进行,敬请关注。
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