本文要介紹的是一個自己就能制作的DIY四軸無人機。

我們將組裝我們的無人機框架，加載電機和電調(diào)，然后，我們將通過連接我們創(chuàng)建的飛行控制器和無線電接收器來完成電路部分。 我們將在這里使用的框架是 DJI F450 Quadcopter 框架。

除此之外，我們將使用 1400 kV 額定值的 BLDC 電機和一些螺旋槳。要記住的一件事是，每當(dāng)我們將它們與 Quadcopter 一起使用時，我們都會使用兩種不同類型的螺旋槳。兩個螺旋槳屬于一種類型，每兩個螺旋槳又屬于不同類型。

了解組件

在進入裝配部分之前，首先需要了解我們將使用的組件，以便更好地了解您在做什么。因此，首先從組件部分：

DJI F450 框架：我們使用的框架是四軸飛行器質(zhì)量最好的框架之一。DJI F450 車架之所以如此命名，是因為它的對角軸距，即車架對角線對角端點之間的距離為 450 毫米。框架由超強材料制成，可抵抗碰撞。無人機的手臂旨在支持無人機的飛行。除此之外，還有一個集成配電板，可以輕松地在 ESC 之間分配電力，而無需為所有電調(diào)單獨連接。

螺旋槳：螺旋槳是將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為線性推力的裝置。無人機螺旋槳通過旋轉(zhuǎn)和產(chǎn)生氣流為飛機提供升力，從而導(dǎo)致螺旋槳頂部和底部表面之間的壓力差。您可以獲得最大 3 英寸、3 英寸至 7 英寸、8 英寸至 10 英寸、11 英寸及以上的玻璃纖維螺旋槳以及螺旋槳配件。如果您想要輕量級和額外的強度，您也可以選擇碳纖維螺旋槳。螺旋槳有兩種類型。這些螺旋槳的葉片對齊方式有所不同，如果你比較它們，可以觀察到這一點。

BLDC 電機：無刷直流電機（也稱為 BLDC 電機或 BL 電機）是一種沒有電刷的電子換向直流電機?？刂破飨蚩刂仆诫姍C速度和轉(zhuǎn)矩的電機繞組提供電流脈沖。這些類型的電機在廣泛的速度范圍內(nèi)產(chǎn)生大量扭矩方面非常高效。在無刷電機中，永磁體圍繞固定電樞旋轉(zhuǎn)并克服了將電流連接到電樞的問題。無刷電機的 Kv 額定值是指每伏特轉(zhuǎn)多少 RPM。BLDC 電機的 kV 額定值等于電機每 VOLT 的 RPM。因此，當(dāng)施加 1 V電壓時，額定電壓為 1000 kV 的 BLDC 電機將以 1000 RPM 旋轉(zhuǎn)，如果施加 12 V電壓，電機將以 12000 RPM 旋轉(zhuǎn)。

電子速度控制器：電子速度控制器 （ESC） 是一種控制和調(diào)節(jié)電動機速度的電子電路。它還可以提供電機反轉(zhuǎn)和動態(tài)制動。電子速度控制跟隨速度參考信號并改變場效應(yīng)晶體管網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)速率。通過調(diào)整晶體管的占空比或開關(guān)頻率，可以改變電機的速度。它的一側(cè)有兩個端子，為電調(diào)供電，另一側(cè)有三根線用于連接電機，另外三根線用于連接飛控，用于接收控制信號。使用 ESC，我們還可以提供 5V 的電源，我們將在這里進行。

組裝無人機框架

在這一步中，將完成無人機框架的組裝。連同框架，電機放置及其與 ESC 的連接將完成。因此，您需要按照以下說明準備好框架：

在框架配件中，您應(yīng)該已經(jīng)收到了兩個需要連接在框架臂之間的板。從這兩個盤子中，抓住較大的一個。您會觀察到板上有焊盤，上面有一些正負號。這塊板是無人機的配電板。

所以現(xiàn)在拿起這個配電板，將框架的四個腿連接到板上并用螺絲擰緊?，F(xiàn)在在放置第二個盤子之前，您還需要完成一些其他事情。

拿起電調(diào)，拆下連接在電調(diào)電源線上的連接器。您可以通過觀察連接到該連接器的電線數(shù)量以及連接器的尺寸來識別它。取下連接器后，拿起烙鐵，將電調(diào)的紅線連接到帶有“+”符號的焊盤，黑線連接到帶有“-”符號的焊盤。

對所有四個 ESC 重復(fù)該過程，然后以類似的方式連接 LiPo 電池，但通過一個開關(guān)連接電池，您可以在需要時打開或關(guān)閉該開關(guān)。

現(xiàn)在，借助電纜扎帶將 ESC 放置在無人機臂下，并將框架的頂板也放置好。

連接電調(diào)后，現(xiàn)在您需要將電機安裝到位，即無人機臂的末端，并用螺絲將它們擰緊。完成后，您將看到 BLDC 電機引出三根電線。您需要將這三根電線連接到從 ESC 出來的三根電線上。

取電機的中間線，即黃色線，將其連接到電調(diào)的中間線。根據(jù)需要連接其余兩根電線，我們稍后會對其進行調(diào)整。對所有四個電機重復(fù)相同的步驟，但記住此時不要連接螺旋槳。

至此，框架組裝完成。現(xiàn)在在下一步中，您需要校準 ESC 并調(diào)整電機旋轉(zhuǎn)方向。如何做到這一點將在下一步中具體討論。

校準電子速度控制器

在此步驟中，您需要校準電調(diào)。通過在此處進行校準，我們的意思是說我們將通知我們的 ESC 它將在其之間運行的最大和最小限制。電調(diào)校準是必要的，以防止一些問題，例如電機不能一起啟動或某些電機的速度不是應(yīng)該的。這些問題可以通過校準 ESC 來避免。這是一個非常簡單的過程，對于這個過程，我們需要一些跳線、一個 Arduino UNO 和我們在最后一步中制作的無人機框架組件。您需要按照以下步驟校準您的 ESC：

在開始該過程之前，請記住一件事，在此校準過程中，您不應(yīng)將螺旋槳連接到電機上。

您應(yīng)該已經(jīng)注意到從您的 ESC 出來的連接器連接了三根細線。這些是您需要在此步驟中使用的電線。在三根電線中，一根是紅色的，一根是黑色的，一根是棕色/橙色的。

棕色線是信號線。從 ESC 上取下那根電線，并將其連接到 Arduino UNO 的數(shù)字引腳 6。同樣，將其他電調(diào)的信號線連接到數(shù)字引腳7、8和9，黑線即每個電調(diào)的GND線需要連接到Arduino UNO的GND引腳。

這將完成校準的連接。要記住的一件事是，此時不要將 LiPo 電池連接到 ESC，或者如果您已通過開關(guān)將它們連接，則暫時將開關(guān)置于 OFF 狀態(tài)，因為我們需要從 LiPo 向 ESC 供電ESC 在接下來的步驟中。

現(xiàn)在將 Arduino UNO 連接到 PC 并在本文下方跳轉(zhuǎn)至 Github 下載所需的代碼及庫文件。在 Github 存儲庫中，您將看到一個名為“ ESC_Calibrate.ino ”的文件。這是電調(diào)校準的代碼。在 Arduino IDE 中打開代碼。選擇正確的板和 COM 端口，然后點擊上傳按鈕。

代碼上傳后，打開串行監(jiān)視器。在串行監(jiān)視器上，您將看到程序已開始，之后將顯示打開電源。此時，您需要使用鋰聚合物電池為電調(diào)供電。連接鋰電池后。等待兩秒鐘，然后按 Enter。

串口監(jiān)視器將顯示“電調(diào)已校準”，這意味著我們的電調(diào)已成功校準?，F(xiàn)在要測試我們需要在串行監(jiān)視器中輸入從 1000 到 2000 的任何值并按回車鍵。這將啟動電機，您將能夠看到電機是否已完美校準。要停止電機，您需要發(fā)送 1000 的值并以最大速度運行電機，您需要發(fā)送 2000 的值。介于兩者之間的任何值都會改變電機的速度。

由于我們已經(jīng)校準了電機，現(xiàn)在我們需要檢查電機旋轉(zhuǎn)方向是否正確。為此，您需要選擇無人機的前部。一旦你決定了無人機的前部，你需要確保無人機前部的左側(cè)電機和與之對角的電機，即在無人機后端右側(cè)的電機無人機順時針方向旋轉(zhuǎn)，另外兩個電機逆時針方向旋轉(zhuǎn)。只需交換 BLDC 電機中間信號線以外的兩根線，即可改變電機的旋轉(zhuǎn)方向。

完成此操作后，您可以移除用于校準 ESC 的 Arduino UNO，然后繼續(xù)下一步，將飛行控制器和無線電接收器連接并放置在無人機上。

將飛行控制器和無線電接收器連接到無人機

到目前為止，我們已經(jīng)組裝了無人機框架并為我們的無人機校準了 ESC?，F(xiàn)在在這一步中，我們將把我們制作的飛行控制器和無線電接收器放在無人機上，并進行最后的連接以完成無人機的設(shè)置。

首先，您需要將飛控盡可能放在中間，飛控的前端朝向無人機的前端。飛行控制器的前部可以通過 Multiwii 應(yīng)用程序找到。在該應(yīng)用程序中，當(dāng)我們移動飛行控制器時，右側(cè)的動畫無人機會移動。因此，當(dāng)動畫無人機上的箭頭朝向我們時，F(xiàn)light Controller 面向筆記本電腦屏幕的一側(cè)就是 Flight Controller 的正面。

現(xiàn)在你有了飛行控制器的前部，所以把它相應(yīng)地放在無人機上。將飛行控制器放置在無人機上后，將 Arduino 接收器也放置在無人機上。現(xiàn)在連接飛行控制器 Arduino 的 5V 引腳，并將其連接到接收器 Arduino 的 Vin 引腳。連接兩個 Arduino 的 GND 引腳。完成此連接是為了從飛行控制器上的 Arduino 向接收器上的 Arduino 供電。

電源共享連接后，我們需要將接收器的 PPM 引腳連接到飛行控制器。PPM 管腳是接收器 Arduino 的 D3 管腳，它在代碼中預(yù)先聲明，需要連接到飛行控制器的 Arduino 的 D2 管腳。

飛控和接收機對接后，需要將電調(diào)連接到飛控上，需要用到電調(diào)校準電調(diào)的線。將黑線（即所有電調(diào)的 GND 線）連接到飛行控制器電路的公共 GND 引腳。

連接 GND 引腳后。將棕色線即信號線從連接到左前電機的 ESC 連接到飛行控制器的 Arduino 的 D3 引腳。同樣，右前電機連接到 D10，左后電機連接到 D11，右后電機連接到 D9 引腳。這樣就完成了信號連接。

現(xiàn)在您需要將 ESC 出來的細紅線連接到 Arduino UNO 的 Vin 引腳。您只需要連接一根電線，它可以來自任何 ESC。該線用于為 ESC 能夠使用的 Arduino 提供 5V 電源。

現(xiàn)在您需要將 LiPo 電池連接到 ESC，并將飛控 Arduino 的一個單獨的 GND 引腳連接到 LiPo 電池的 GND。

這將完成無人機組裝的所有連接，我們可以說我們的無人機已經(jīng)準備好飛行了。在下一步中，您將了解如何啟動無人機以及如何駕駛它。

啟動無人機

在這一步之前，我們一直在將無人機組裝、連接和一些裝置本身的的事情。但在這一步中，我們需要給我們的無人機做最后的潤色并嘗試讓它飛起來。所以現(xiàn)在，您需要做的是拿起螺旋槳并將它們連接到電機上。需要有一個類型的兩個螺旋槳和另一個類型的兩個螺旋槳，類似類型的螺旋槳應(yīng)該連接到對角相對的電機上。螺旋槳應(yīng)適當(dāng)擰緊，因為電機旋轉(zhuǎn)非常快，螺旋槳仍有可能飛出，可能造成損壞。安裝好螺旋槳后，需要打開電調(diào)的電源。這個時候就能夠打開無人機了，但你可能會看到電機沒有運行。

這是因為我們需要在飛行之前布防我們的無人機。布防意味著啟動無人機，當(dāng)無人機布防時，電機開始旋轉(zhuǎn)，但速度較慢。要給無人機布防，首先我們需要給發(fā)射器上電，并確保無人機放置在一個大而開闊的空間，。正確控制它以避免任何形式的損壞，請確保無人機處于開放和空曠的空間?，F(xiàn)在要布防無人機，你需要握住左側(cè)操縱桿并將其帶到左下方位置并保持一兩秒鐘。確保將其帶到正確的位置，否則無人機將無法布防。一旦無人機電機開始運行，慢慢增加油門，即向上移動左操縱桿，這將增加無人機的速度，之后無人機就可以緩慢起飛了！

通過這種方式，我們已經(jīng)能夠使用我們自己的四軸無人機了。根據(jù)我的個人經(jīng)驗，我想補充幾句，那就是最好多帶 2 套螺旋槳，因為這些部件在有人制造無人機時肯定會壞掉。之后，使用 LiPo 電池測試儀。當(dāng) LiPo 電池接近設(shè)定的閾值時，它會發(fā)出聲音，并保護 LiPo 電池免受永久損壞，就好像電池電量低于某個值時，它會對電池造成不可逆轉(zhuǎn)的損壞。仔細進行連接，并始終在萬用表的幫助下仔細檢查它們是否存在一些可能的短路，并且只有在確保電路中沒有連接短路后才能連接電源。之前由于這個錯誤，我把一個 Arduino Nano 變?yōu)閺U物了，所以要小心。盡可能使框架穩(wěn)定且無振動，因為這可能會導(dǎo)致無人機失衡。確保所有螺釘和螺旋槳都足夠緊，以保持無人機穩(wěn)定且無損壞。

最后一點，當(dāng)你親手嘗試制作時，永遠不要失去希望，你可能還需要付出額外的一點努力。我自己在過程中也遇到了很多問題，但盡管如此，最后我還是完成了它，也飛了起來。至此，我將結(jié)束這篇文章。享受飛行！