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【穿越机】从硬件的软件到制作 | 真正的从0开始DIY迷你穿越机

2017-7-18 11:49作者: 5imx


恭喜模友会灰的鱼

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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。”


psbI1MXV34I.jpg


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:

QQ图片20170316114833.jpg


QQ图片20170316115138.jpg


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:

psb.jpg


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

QQ图片20170316162045.png


升压-稳压电路部分

QQ图片20170316161710.png


电机驱动部分

QQ图片20170316161815.png


MPU6050传感器

QQ图片20170316161847.png


遥控器部分:

已经成功试飞

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)

psb.jpg


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。

QQ图片20170316131659.jpg


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

QQ图片20170316131834_看图王.jpg


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。。。。


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)。

QQ图片20170316115118.jpg


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

QQ图片20170316115122.jpg


QQ图片20170316115126.jpg

宣传宣传我大河院

ps1b.jpg


第三步(焊接电路板)

焊接主控

QQ图片20170316115133.jpg


焊接完成用酒精清洗,干净多了

QQ图片20170316115156.jpg


QQ图片20170316115143.jpg


QQ图片20170316115151.jpg


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

QQ图片20170316115110.jpg


焊接完成

QQ图片20170316115114.jpg


第四步(调试)

QQ图片20170319135557.jpg


第四步(试飞)

QQ图片20170319135609.jpg


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最新评论

引用 会灰的鱼 2017-3-16 16:26
本帖最后由 会灰的鱼 于 2017-3-16 17:50 编辑

/***************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)
psb.jpg
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。
QQ图片20170316131659.jpg

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
QQ图片20170316131834_看图王.jpg


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)。
QQ图片20170316115118.jpg
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
QQ图片20170316115122.jpg

QQ图片20170316115126.jpg
宣传宣传我大河院
ps1b.jpg


引用 会灰的鱼 2017-3-16 16:27
本帖最后由 会灰的鱼 于 2017-3-19 13:48 编辑

/***************第三步(焊接电路板)*****************/
焊接主控
QQ图片20170316115133.jpg
焊接完成用酒精清洗,干净多了
QQ图片20170316115156.jpg

QQ图片20170316115143.jpg

QQ图片20170316115151.jpg
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。。。。。。

QQ图片20170316115110.jpg
焊接完成
QQ图片20170316115114.jpg



引用 会灰的鱼 2017-3-16 16:28
本帖最后由 会灰的鱼 于 2017-3-19 13:57 编辑

/***************第四步(调试)*****************/
QQ图片20170319135557.jpg
http://player.youku.com/player.php/sid/XMjY0MzE1Njg2MA==/v.swf
/***************第四步(试飞)*****************/
QQ图片20170319135609.jpg
http://player.youku.com/player.php/sid/XMjY0MzE1MjU4MA==/v.swf
http://player.youku.com/player.php/sid/XMjY0MzE1NDA5Ng==/v.swf?x&sharefrom=android


引用 我真的是小明 2017-3-16 17:20
前排混个脸熟,学弟加油
引用 瑜伽你的生活 2017-3-16 17:25
期待中
引用 austhuhui 2017-3-16 18:24
一路走来,都不容易!加油
引用 小菜子 2017-3-17 20:17
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。。。。。。。。
引用 源森KMM 2017-3-18 16:42
楼主谦虚了!高手在民间!
引用 会灰的鱼 2017-3-19 13:49
我真的是小明 发表于 2017-3-16 17:20
前排混个脸熟,学弟加油



引用 会灰的鱼 2017-3-19 13:59

已经成功试飞

引用 会灰的鱼 2017-3-19 13:59
austhuhui 发表于 2017-3-16 18:24
一路走来,都不容易!加油

多谢

引用 会灰的鱼 2017-3-19 14:01
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

引用 瑜伽你的生活 2017-3-19 16:32
分享图纸,可以量产了
引用 wangyuhua 2017-3-19 18:13
楼主厉害了,k8你会做吗?
引用 sdxgy 2017-3-19 18:17
  厉害         
引用 会灰的鱼 2017-3-19 22:55
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?

引用 会灰的鱼 2017-3-19 22:56
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

引用 会灰的鱼 2017-3-19 22:58

这个也没什么的,毕竟没有商品的稳定

引用 wangyuhua 2017-3-20 07:26
会灰的鱼 发表于 2017-3-19 22:55
直升机陀螺仪么?

是的,就是kbar

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