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2015/03/20

親手打造自己四軸飛行器零-需要哪些東西?


這篇是給完全沒有概念但想要自組一台四軸的人參考的

當然,您也可以照著這個範例來檢視一下自己手邊還缺了甚麼

因為有太多人問相同問題了,一直打相同的內容很浪費時間,講簡單了又以為我不想理人,若您已經有目標有方向了,可以略過,進行下一階段,不要浪廢時間。

還有一件事必須說明,我賣場內的東西你也沒啥規格好選的,通常就只有一種,因為以新人的角度在經濟面與功能的考量下,我認為這是最好的組合,所以不用問我還有甚麼選擇了...
會用到其他組合的人根本不用看這篇。


所需零件

在考慮這些之前,您要先決定好要組一隻多大的傢伙?  不要弄了一隻黃金獵犬回來結果發現家裡只能養瑪爾濟斯,那就尷尬了...

不同大小有不同的配置零件,也有不同的適用場合,先把體型弄清楚吧

一般練習或嘗鮮的四軸會由450開始,原因很簡單,市場主流選擇多樣化,價格經濟
但是這等級別想在室內玩,除非您是住豪宅..會出人命的

想要空拍會建議由450往上發展,因為它要背一堆器材,太小隻會飛得很吃力

想要玩穿越機到處亂飛的,就要小巧靈活,通常就是250左右

再來就是幾軸? 要幾隻腳的? 常見的就是四軸、再來是六軸、還有三軸、八軸...,理論上越多腳越穩,但問題也不少就是了。

所以一般我們常看到的就是 450級的四軸,這邊也就以此當範例了


1.機架 :


有人是走炫酷路線、有人是走經濟路線、也有些人會想要自己做一個,所以...有需要再買就好
但若想要買現成的話,要考慮替換零件是否容易取得的問題,例如發生空難時腳架是最常遭殃的,要就選一個強而有力的腳架,不然就找可以負擔的起又找的到的腳架,總之,就是考量自身情況量力而為,不要太勉強自己越級打怪...不要讓自己不開心

還有馬達排列的方式也和您的機架選擇有關係,
可參考 http://www.multiwii.com/connecting-elements

這個機架下板本身就是一個電路板,所以只要把4個電變焊到上面再加上2段電線把電池接頭公頭 (T插公頭 XT60公頭 取決於您的電池它的接頭長甚麼樣子? )就可以了

 

2.無刷馬達:有幾隻腳就需要幾個,正轉螺紋或逆轉螺紋要視位置而定


MT2216正轉                                 MT2216反轉

四軸需要2個正轉馬達,2個反轉馬達

馬達因為有分順時針和逆時針旋轉,為了避免螺旋槳轉一轉自己飛出去馬達帽(子彈頭)也有區分為順時針螺紋和逆時針螺紋的,弄錯了就會上演血滴子事件,組裝時一定要小心

大多數馬達廠商為了適應這種情形,會把馬達主體和馬達帽分開來,這樣馬達都是一樣的就只是馬達帽不同而不同

馬達的編號是根據體型來的,例如 2216 就代表外徑22mm 高度16mm規格的馬達

通常還有一個要考量的就是KV值,KV通常取決於繞線圈數,定義就是每增加1V 轉數增加的值,對於每個馬達來說這是個定值,對於同規格的馬達來說,KV值低轉速低扭力大耗電小,KV值高轉數高扭力小耗電大
在不同電壓下有不同的表現,視需要選擇合適的馬達

通常相同規格的馬達下,大KV值用小槳,小KV搭配大槳
搭配的過小的槳不能發揮最大力量,搭配的槳太大也會讓馬達超過負荷性能減退
所以對於每個馬達,廠商通常會有一個推薦搭配的槳,像底下這樣

銀燕MT2216規格

馬達也是沒有焊上接頭的,所以要自己焊3個 3.5mm香蕉頭公頭,也有人直接焊到電變上省點$,但這樣比較沒自由度,要換零件或測試時不方便

3.無刷電變:一個馬達配一個電變


四軸需要4個

馬達轉速就是由它輸出電流大小來控制的,所以必須一個馬達配一個電變,所以通常以最高能輸出多少A(安培)的電流為規格,這要和馬達搭配

若無刷馬達是車子,電變就是馬路,一台超跑性能極優,但開在一條壅塞的小路上想快也難,一台跑不快的車即使蓋了一條專用的高速公路讓它跑,也是跑不快,只是浪費而已

另外就是控制電變的程式了,有時候我們會看到 BLHeli 或 SimonK 這個就是了 ,這就是電變的靈魂,青菜蘿蔔各有喜好,只要是給多軸用的電變最好不要買到一般給直升機用的

另外要注意的就是 一般電變是沒有接頭的,要自己焊上去
每個電變需要 3個 3.5mm香蕉頭母頭 和 一個電源接頭 (T插公頭 或 XT60公頭)
也可以直接焊到對應的地方去,全看您的規劃


4.葉片:每個馬達搭配一個(廢話),正槳或反槳要視位置而定


葉片的編號通常也是根據外型來的,10就是10吋槳 45就是槳面是45度角
葉片也有分正槳、反槳,也就是葉面傾斜的方向不同,通常在頁面會有標示R的就是反槳,通常和順時針轉馬達搭配,上圖中上面的槳是正槳,下方的是反槳

反槳標示

隨著葉片數不同有分雙槳和三槳,材質也有塑膠和碳纖,不同廠商外型設計也不同
前面提過,槳和馬達有密不分的關係,用不對的槳會加重馬達負擔導致馬達或電變燒毀
槳可用的大小除了和馬達有關之外,也和機架有點關係,軸距不夠的機架用太大槳彼此會打架

葉片一套是正反葉片各1支一起賣的

銀燕MT2216馬達套裝中會包含1045正反槳一套

5.飛控板:這些東西的用處就不多說了,未來會出現


基本需求


需要GPS功能(返航、定位)


需要藍芽設定參數(在戶外可以不用接電腦就能設定飛控),不建議拿來遙控多軸
你還需要一支智慧型手機下載APP


顯示飛控狀況及設定

6.遙控器和接收器



7.其他小東西(不一定會用到)


看完了嗎? 想一想~
1.你的機架要長甚麼樣子?
2.馬達和電變要如何連接? 直焊? 還是要有接頭?
3.電變和機架要如何連接? 直焊? 還是要有接頭?
4.機架和電池又要如何連接? 用哪種接頭?

底下是一套設備(不含遙控器、接收、電池)的報價範例,可以參考看看

有沒有覺得也是一個錢坑?

8.進階物品

 LED、FPV、OSD、超音波...  
太花錢了,不想寫,等你搞定上面這些再說
不用急著認識它們,緣份到了你自己就會和它們認識了

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終於寫完了,好像魔戒一樣....演完了還要再來個哈比人前傳123補充前面的...
你假如還沒被嚇跑的話,恭喜通過考驗可以開始挑戰下一關了

親手打造自己四軸飛行器一-MutiWii MWC 飛控軟體設定-前置作業

2014/09/12

親手打造自己四軸飛行器七- OLED顯示螢幕設定(非必要)

這次的登場主角是CRIUS CO-16 OLED 顯示螢幕模組

CRIUS CO-16 OLED 顯示螢幕模組

CRIUS CO-16 OLED 顯示螢幕模組由MWC韌體驅動,詳情請查閱MWC代碼中的注釋資訊或是 官網WIKI說明 說明二

◆作為狀態顯示器:作為狀態顯示器使用時

  •顯示MWC韌體版本,飛行器模式,解鎖狀態
  •可自訂啟動LOGO
  •遙控器輸入信號值
  •飛控輸出信號值
  •陀螺/加速度狀態
  •信號週期/I2C錯誤
  •如果有電壓/電流感測器,可顯示相應資料

◆進入程式設計模式:程式設計模式可在MWC代碼中選擇是否打開AUX開關設置,以及是否顯示AUX3/4設置。

  •可顯示及輔助設置參數
  •AUX開關功能設置
  •PID參數調整
  •油門柔和度/曲線調整


產品參數
◆顯示顏色: 白色
◆螢幕尺寸: 0.96"
◆長寬(mm): 27×27
◆厚度(mm): 6.5
◆重量(g): 3.7/5(包括標配連接線)
◆通訊介面: I2C 5V電壓
◆插座類型: Molex 1.25mm-4Pin

=======================================================

和之前一樣,我們要編輯 config.h 的內容,忘記的請按 這裡 複習



#define OLED_I2C_128x64
選擇OLED種類

#define SUPPRESS_OLED_I2C_128x64LOGO
不顯示LOGO,節省記憶體

#define DISPLAY_FONT_DSIZE
放大字型,此項不開啟字會變很小

#define LCD_CONF
要調整參數的話,需要開啟此項

#define LCD_CONF_AUX
開啟此項可以定義 AUX開關

#define SUPPRESS_LCD_CONF_AUX34
把AUX3 AUX4 關閉,因為 SE版本只有 AUX1 AUX2


#define LCD_TELEMETRY
顯示參數狀態

#define LCD_TELEMETRY_AUTO "1234526"
設定自動顯示的內容及頁碼順序,後面這組數據可以自己更換
每頁顯示的內容請參考 說明二

若上傳時出現像以下的錯誤訊息


這是說記憶體不足,所以要想辦法減少不必要的載入項目,例如 LOGO...
假如還是不行,只好犧牲一些不重要的訊息顯示了
像底下這樣

#define SUPPRESS_TELEMETRY_PAGE_7
#define SUPPRESS_TELEMETRY_PAGE_8
#define SUPPRESS_TELEMETRY_PAGE_9
#define SUPPRESS_TELEMETRY_PAGE_R

建議從最後一個項目開始,一個一個試,直到能上傳為止,我是要關到第7頁才行...

根據  說明二 所介紹,頁碼 R 是重置某些參數和清除螢幕...嗯 這功能不需要
頁碼 9 是事件訊息... 知道了也不能怎樣..刪
頁碼 8 沒人提到他..沒人要的小孩,刪
頁碼 7 是GPS資料,記憶體還是不足不刪也不行

===============================================================




以上設置好了以後,在想要顯示內容的時候把螢幕的線接到I2C插槽(和GPS導航板一樣插槽)即可,但請注意紅線 +5V位置,不要插反了

要開啟螢幕首先要確認飛控是在 上鎖狀態 (藍燈沒亮)
以下遙控器操作圖片是以 美國手(左手油門) 當例子,日本手請自行轉換

◆作為狀態顯示器:
當油門 throttle保持最低,副翼AILE(roll)往左,升降ELEV(pitch)推到最高 按數秒就能按照您在 LCD_TELEMETRY_AUTO 設定的頁碼順序自動顯示資訊

◆進入程式設計模式:
進入程式設計模式需要用搖杆組合動作進入,方法為在鎖定狀態下,油門保持最低,同時把升降舵推到最高,然後方向舵推到最右,然後立刻鬆開搖杆,就可進入程式設計模式。

油門 throttle保持最低,先將升降ELEV(pitch)推到最高 不要放

然後方向舵RUDD推到最右,這時可以鬆開兩個搖杆
繼續等待幾秒鐘就會進入程式設計模式

進入後用升降舵選擇參數項目,用副翼設置參數/狀態。


要退出、不保存設定時用和剛剛一樣的搖杆組合動作來操作就行了,請務必先將升降ELEV(pitch)推到最高,然後方向舵RUDD推到最右,不然會不小心解鎖


若要儲存設定值,方法為在鎖定狀態下,油門保持最低,同時把升降舵推到最高,然後方向舵推到最就可以了

油門 throttle保持最低,先將升降ELEV(pitch)推到最高 不要放
然後方向舵推到最左 就可以了

2014/08/27

親手打造自己四軸飛行器六- GPS設定


登場主角介紹 (廣告時間)

CRIUS I2C-GPS NAV導航板
可讓任何基於328P MCU的MWC飛控實現定點飛行和自動返航功能。
但是所搭配使用的328P的MWC飛控必須具有電子羅盤,否則無法實現自動返航,最好還要有氣壓計,例如CRIUS SE v2.5飛控。

I2C-GPS導航板建議與CRIUS NEO-6 GPS模組搭配使用,可使用附帶的連接線直接連接,無需修改連接線。同時也可以搭配任何其他品牌的ublox或者MTK3329/3339的GPS來使用。

I2C-GPS導航板雖有預刷韌體,但在使用前請根據自己的實際需要,改動韌體參數後再刷一次,這時就會需要用到FTDI工具,搭配包裝中的6P排針,可不用焊接排針輕鬆刷固件。

連接其他品牌的MWC飛控時,請注意電源電壓,CRIUS I2C-GPS導航板使用5V電源

紅色LED狀態指示:
1.通電初始化:每秒快閃1次,持續約6次;
2.等待GPS定位:每秒閃燈1次,每次恆亮2秒鐘;
3.GPS定位完成:每秒快閃3次,此時飛控可開始使用GPS相關功能,在GUI中可以看到座標及鎖定衛星數量等參數。

NEO-6M GPS模組

瑞士u-blox是全球公認的民用最佳GPS模組廠家。NEO-6M模組的定位效果非常讓人滿意,許多的高品質GPS產品也廣泛採用此系列模組。不過因為產品定位的關係,有些功能被削弱,例如無法保存配置參數和無Flash晶片(無法升級固件),但定位精度與更高等級的LEA-6X系列保持一致。

NEO-6M GPS模組帶有標準的UART(TTL)序列介面,可通用於所有飛控或其他設備。ublox官方預設9600串列傳輸速率/更新率1hz,如需修改參數,可使用FTDI或者其他USB-TTL工具,接上電腦後使用官方設定工具u-center進行。

基於328P的MWC(如CRIUS SE)通過導航板使用GPS時,串列傳輸速率需設成115200/更新率5hz;要實現定點和動返航功能需搭配I2C-GPS導航板來使用。
MEGA平台飛控(如CRIUS AIOP)用MPNG(海盜)韌體時可在原始程式碼中指定u-blox協議,韌體會自動識別GPS並設置串列傳輸速率為38400。
用於APM飛控時,串列傳輸速率設置成38400/更新率5hz即可。
建議把輸出語句設置成UBX協議

NEO-6 GPS v3.1主要特點:
1 進口品牌太盟25×25mm大尺寸陶瓷天線,搭配低噪音放大器與篩檢程式組合成ublox官方推薦的最佳性能組合方案,還有更大的信號反射面積,讓信號靈敏度比之前的版本更好;
2 板載參數保存用的EEPROM,斷電後可永久保存配置參數;
3 進口molex 1.25mm-4pin插座,並採用ublox官方推薦的EMI方案,輸入輸出均通過磁珠且輸入埠增加電阻,完美相容5V電壓輸入(6M模組本身是3.3V電壓)。
4 可保護長時間的電源反接,防止意外燒毀穩壓器;
5 帶有定位指示燈(綠色)與電源指示燈(藍色),鎖定≥3顆星後定位指示燈開始閃爍,預設頻率1Hz。

規格
1.尺寸(mm):40(寬)×40(長)×8.5(高);
2.重量(g):14(不含線)/16g(含附帶連接線);
3.固定孔孔徑(mm):Φ3.1×4, 邊緣孔距35mm;
4.GPS模組:u-blox NEO-6M;
5.EEPROM容量:32Kbit;
6.板載介面:molex 1.25mm-4Pin;
7.後備電容:SII XH414;

================= 介紹完畢 ==============================

前置工作
1.請先來 i2c-gps-nav 下載韌體程式 I2C_GPS_NAV_v2.2Beta1-r62.rar
2.再到 u-box 下載應用程式 u-centersetup_v8.11.zip

以上連結若失效,請至我們的 雲端硬碟 下載

下載後分別解壓縮擺好...並且先執行壓縮檔內的 u-center_v8.11.exe 把 u-center 安裝好
安裝程式沒甚麼特別...就省略了

=========== 開始工作 ==================
其實韌體也可以不用重刷啦,不過出廠時速率是內定9600bps
重刷可以自己訂傳輸速度也可以刷最新版(雖然已經很久沒更新了)

首先,進入把 I2C_GPS_NAV_v2.2Beta1-r62.rar 解壓縮後的資料夾

在 I2C_GPS_NAV_2_2.ino 點兩下 (或是開啟 打開I2C_GPS_NAV_2_2.ino)

找到 config.h 

修改底下這兩行
#define GPS_SERIAL_SPEED 115200
#define UBLOX

再來把這兩位請出來合體

FTDI

I2C GPS導航模組

利用綠色排針把它們組合起來
記得腳位要正確(圖中紅圈圈起來的地方)
綠色排針有長針和短針,長針插FDTI 短針插 I2C GPS導航板
USB要插上電腦

合體,圖片導航板兩端的線可以不用接..照相時忘了拆

怕接觸不良,用手固定一下

剛合體通電時,紅燈會先閃6下(啟動中..),然後每持續亮2秒閃1下(定位中..)
此時就按 Arduino 的 UPLOAD (應該沒忘是誰吧? 前面那張圖最後指的那個 向右的箭頭)
進行寫入動作,這麼辛苦就是為了這一刻,千萬不要忘了做!!

也不要太猴急,燈還沒閃完就給它按下去....會失敗喔

一定要看到狀態欄出現 Done Uploading. 才算成功喔


接下來要做一件小手術,和GPS一起的那條線(排線順序是黑綠黃紅,別找錯),線的順序要大搬風一下

先把線找出來

白頭插在GPS上,另一端的都拆出來

白色是GPS的腳位名稱,紅色是FTDI腳位名稱


把線拆掉後照著上圖的順序插,請注意不要讓它們玩親親碰在一起(像綠色和紅色那兩條走太近了,危險!!) 過程中請讓它們保持距離,建議中間插個紙片隔起來

FDTI<->GPS
-----------------
RX<->TXD
TX<->RXD
VCC<->+5V
GND<->GND

然後把FTDI接上USB

==========================================================
您若不敢動手術,或覺得太麻煩,現在也有現成做好的線可以購買


合體圖

這樣就方便多了,只要找到黑線(GND)的位置,對準插好就好啦
============================================================

執行 u-center

選擇 com port

選擇 速率 115200

若成功連線底下連線符號會變成亮綠色一直在閃動,不成功就是紅色斷線符號
若不成功可以試試 9600 或其他的速度...一定要試到連線為止
都試過了還是不行,請檢查一下COM PORT 或是線路 是否正確

假如呈現暗綠色但並沒有閃動,代表有連線但沒資料傳進來
此時請照常按照底下程序跑一遍後,再回頭把程式關掉、USB拔掉再重新做一遍

******************** 不成功再看裡面的內容 ,沒問題的請跳過  ****************

速率選9600 -> 綠燈


調整設定到 115200 -> 會變紅燈

速率改成115200 -> 綠色或灰色
這時候再繼續做 上傳設定檔的步驟,它就會正常連線了


到一開始我們解壓縮 I2C_GPS_NAV_v2.2Beta1-r62.rar 的資料夾

若都出現 Successfully completed 就表示成功了

*************************************


連線後以下請看圖說故事



請一定要按 Send,多按幾下

通常,若一開始連線是9600 這裡設定完按完Send後 就會發生無法連線(連線符號呈現紅色 或灰色)
這時候再把速率調成 115200重新連線 ,連線符號會變成 灰色或暗綠色
就重頭開始一路做到上傳GNSS configuration為止,若有成功 再度連線時就會是蹦蹦跳的綠色

記得按 Send,多按幾下

選擇GPS種類

存檔
存檔
存檔
這很重要

在進行下個動作前,建議把USB線斷電、程式關閉後重新連線
檢查一下剛剛的數據是否正常寫入



到一開始我們解壓縮 I2C_GPS_NAV_v2.2Beta1-r62.rar 的資料夾

若都出現 Successfully completed 就表示成功了

不論有沒有成功,這個視窗跑完就會自動關閉,所以不要看到室窗不見了就以為成功
請注意看整個過程(速度很快..) 沒有看到紅字出現,才算成功喔


若要確認是否成功,可以把程式關掉、USB拔掉再重新裝上連線檢查一下剛剛的數據是否還在...基本上重新來過後能順利連線,看到亮綠色的連線符號再閃閃閃就離成功不遠了..

若檢查過沒問題,線可以通通拔起來了,但事情還沒完

這個和 親手打造自己四軸飛行器二-MutiWii MWC 飛控軟體設定-編寫設定及上傳... 有關

這次又要和飛控板連線了,忘記的請去上面的連結複習一下

打開 MultiWii.ino 一樣編輯 config.h,假如你之前的檔案不在了或是當初沒存檔,那你要全部設定重做喔,不可以只改GPS的部分喔



請確認以下的設定
#define GPS_BAUD   115200
#define UBLOX
#define I2C_GPS
#define MAG_DECLINATION  -4.05f 

最後這個磁偏角每個地方都有些微差距,請到  http://magnetic-declination.com/ 計算自己所在地的值,不要照著抄喔,不然你的機子會飛到我家喔~~~ 沒啦,是誤差會很大...

這些改好後存檔上傳即可


包裝中有很多線,請注意黑線和紅線與插座的對應是不是
黑線--GND
紅線-- +5V 

完成圖

要測試時記得要到室外空曠處室內是收不到GPS訊號的喔
當GPS定位完成時,GPS導航板的紅燈會每秒快閃3次

還有,第一次開機定位時會花比較久的時間,您會先看到GPS閃綠燈,過幾分鐘GPS導航板才會快閃紅燈,但整個過程應該在10分鐘內結束,除非當天雲層太厚收訊不好

========= 同場加映 磁偏角 計算方法 ===========

假設我住 林口 (要先知道英文,不知道也沒關係 地圖上慢慢找就是了 )




假如不知地名的英文,沒關係 隨便找一個地方 然後再地圖上慢慢找就行了

算出來的 磁偏角 -4度3分
公式 磁偏角= 度 +(分/60)
磁偏角= 4+(3/60) = 4.05 因為是負的所以就是 -4.05f
磁偏角每年都會些微改變

http://www.twwiki.com/wiki/%E7%A3%81%E5%81%8F%E8%A7%92
 什麼是磁偏角?
1、地球的磁北方向與真正的地理北方向是有所不同的。
2、磁感應羅盤指向的是地磁北方。而地圖所指示的北方是地理北方。
3 、地磁的北方與地圖所指示的地理北方產生的夾角叫做磁偏角。磁偏角的度數和方向取決於你在世界的哪個地方。
4 、對於各種各樣的羅盤使用者,想要完成精確導航,羅盤必須要調整磁偏角。

根據規定,磁針指北極N向東偏則磁偏角為正,向西偏則磁偏角為負。
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