四轴飞行器答辩.ppt

文档介绍：QUADCOPTER基于ARM的四轴飞行器
SDU(WH) SRTP, 19 APRIL 2014
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四轴飞行器 QUADCOPTER
项目题目:基于ARM的四轴飞行器
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四轴飞行器飞行原理
悬停状态
偏航运动
仰俯或滚转
上升下降
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四轴飞行器硬件设计
·
主控芯片:STM32F103T8U6
CotexM3内核采用QFN16脚表贴封装,比LQFP更小巧。72兆额定主频足以胜任飞控任务。
陀螺仪+加速度计:MPU6050
内置3轴加速度计,三轴陀螺仪,自带陀螺仪温度补偿电路,I2C协议,带有DMP 四元数输出。
地磁传感器:HMC5883
最先进的高分辨率HMC118X 系列磁阻传感器,罗盘精度控制在1°~2°的12 系列总线接口。
无线通信:NRF24L01
Nordic ,SPI协议,传输速度极快
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四轴飞行器硬件设计
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电机选择:716空心杯电机
电机选型主要根据电机的尺寸和转速,我们选择了性价比比较高的716空心杯电机
驱动:SI2302
N沟道增强型场效应管,最大电流3A。极低的导通电阻:82mΩ,,
电源:ME6206A
超低压差稳压芯片,,带载能力强:当Vin= 且Vout= 时Iout=250mA完全胜任需要
遥控器设计
油门摇杆和方向摇杆需要AD多路检测,且无线通信需要SPI接口,使用STC增强型单片机
STC12C5A16S2来设计
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四轴飞行器硬件设计
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四轴飞行器硬件设计
·第一版问题反馈

板子一共三块QFN封装,QFN封装引脚
在芯片底下,焊工不好很难焊接,MPU6050
和HMC5883对焊接温度有着严格要求,300度以上很可能读到数据就全0xff了。MOS管容易被静电击穿,焊接要注意带防静电手环。

第一版四轴电机直接固定在PCB板上,用热熔胶固定电机在满负荷时会发热导致热熔胶融化。

为了设计上削减重量,,很容易弯曲。

实测nrf24l01通信速度快,通信距离远(视天线而定),但是数据丢包严重,可靠性低,需要软件增加校验机制
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四轴飞行器硬件设计
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新机架
使用机架和嗲减速组的空心杯电机取代PCB飞,带载能力增强,可***传感器和摄像头等。
蓝牙模块
为了让电脑、手机都可以控制四轴,使用蓝牙模块替代NRF24L01。
优化PCB布线
旧版四轴电机布线不对称,电机电源线过细。
取消自锁开关
完全不需要手动开关四轴,通过遥控控制就可以了。
新遥控
不再使用之前手工做的遥控器电路,改为工厂制版
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四轴飞行器硬件设计
·第二版问题反馈

我们的板子一般都是发给嘉立创做所以质量比较放心,第二版做回来之后我没有测试就开始了焊接,等测试的时候发现电源是短路的。开始怀疑芯片引脚有粘连,全部补焊之后依旧短路。
热风枪把核心芯片吹下来之后依旧短路,才开始怀疑是板子做坏了,Gnd短路。对照pcb看线路板发现整板覆铜和打孔都做偏了。只好发回重做

蓝牙卖家提供的手册上MAX232的tx/rx对应蓝牙tx/rx。但是和单片机通信应该是tx->rx,rx->tx。设计上的小疏忽只