以前寫(xiě)過(guò)一個(gè)ESP8266做的飛控，但是一直不會(huì)設(shè)計(jì)PCB，最近學(xué)會(huì)了。就蠢蠢欲動(dòng)了，不過(guò)在設(shè)計(jì)以前正經(jīng)的教程沒(méi)有幾個(gè)。。。我找遍全網(wǎng)把ESP8266為主控的無(wú)人機(jī)項(xiàng)目都做了一次梳理。

現(xiàn)在作為廉價(jià)的配置就是ESP8266（樹(shù)莓派Pico）+MPU6050+MOSx4（Si2302 ）+LDO。然后原理圖已經(jīng)繪制完畢，接下來(lái)的問(wèn)題就是PCB的布局，以及一些附件的添加。

其實(shí)Pico的成本也不高，就是沒(méi)有人愿意開(kāi)這個(gè)頭。

在驅(qū)動(dòng)部分都是使用的MOS管，但是可能會(huì)買(mǎi)到質(zhì)量不好的，這個(gè)需要看命了：

這個(gè)是一個(gè)常用的驅(qū)動(dòng)電路

單個(gè)電路原理

這個(gè)是ESP32 無(wú)人機(jī)的一個(gè)MOS驅(qū)動(dòng)，大同小異的，也可以使用

單個(gè)MOS管的原理圖，在器件布局的時(shí)候，一般機(jī)器偏大，會(huì)將管子布置的靠近電機(jī)，小的時(shí)候倒是沒(méi)有啥說(shuō)法，一般是布置到4角。

在這里

上面這個(gè)圖有毛?。ㄒ婚_(kāi)始的圖）：這個(gè)設(shè)計(jì)有大問(wèn)題。電機(jī)的繞組具有電感特性，當(dāng)PWM信號(hào)讓MOS關(guān)斷時(shí)，電感電流找不到續(xù)流通道，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)超級(jí)高的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，足以把MOS的源極和漏極擊穿。需要在電機(jī)上并聯(lián)續(xù)流二極管，或者用半橋拓?fù)洹Ｒ舱驗(yàn)殡姍C(jī)有這個(gè)特性，用PWM控制電機(jī)才不會(huì)導(dǎo)致電機(jī)輸出頓挫。在有續(xù)流回路的情況下，當(dāng)關(guān)斷MOS，電機(jī)上的電流會(huì)緩慢下降，而不是直接變成0。只要你讓PWM頻率足夠高，以至于在系統(tǒng)輸出最小占空比時(shí)電機(jī)電流也不會(huì)降到0，電機(jī)在整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)周期中就會(huì)平穩(wěn)的產(chǎn)生扭矩。這個(gè)過(guò)程和驅(qū)動(dòng)DCDC電路的BUCK拓?fù)湟荒Ｒ粯印?/p>

這個(gè)也是推薦的一種接法

每個(gè)MOS管接一個(gè)大電阻下拉，目的是為了防止在單片機(jī)沒(méi)接手電機(jī)的控制權(quán)時(shí)，電機(jī)由于PWM信號(hào)不穩(wěn)定開(kāi)始猛轉(zhuǎn)。接一個(gè)下拉電阻，保證了場(chǎng)管輸入信號(hào)要么是高，要么是低，沒(méi)有不確定的第三種狀態(tài)。那么電機(jī)也只有兩種狀態(tài)，要么轉(zhuǎn)，要么不轉(zhuǎn)。主控輸出的是PWM波形，用于控制場(chǎng)效應(yīng)管的關(guān)閉和導(dǎo)通，從而控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。

在最后還有張老圖，加上

這個(gè)就是看一個(gè)PCB的設(shè)計(jì)，注意板載天線為了性能整塊移動(dòng)在外部。這個(gè)圖真好看呀，不知道是拿啥繪制的。把多余的引腳的可以印出來(lái)放置成標(biāo)準(zhǔn)件，不過(guò)會(huì)加2G的質(zhì)量，我還是不建議放了。擴(kuò)展接頭 2×10 針 1.27mm (0.05”) 間距，包括電源、I2C 和 UART，這些接口引出的時(shí)候注意成對(duì)設(shè)計(jì)?？梢栽O(shè)計(jì)成2 層PCB ，帶有用于數(shù)字和模擬電源的獨(dú)立穩(wěn)壓器！放屁用什么2層板了，lz現(xiàn)在會(huì)4層板了?。](méi)素質(zhì)了哈）

UART轉(zhuǎn)USB的芯片一般都是CP2102，記得離得近些

不錯(cuò)

甚至可以做成這樣的無(wú)敵簡(jiǎn)陋的版本

在我看來(lái)。模塊化設(shè)計(jì)是必要的，所以也可以考慮驅(qū)動(dòng)和主控這塊變成接插件

還有一種做法是直接就留PWM接ESC就行，這里就可以移植數(shù)字的ESC協(xié)議了，有刷變無(wú)刷，單車(chē)變摩托了。

這個(gè)是找到的一個(gè)中古接線圖

這個(gè)和上面的方案一樣

這個(gè)也是雙層板的設(shè)計(jì)，可以看到布局吧，但是這個(gè)MPU的小板子就很占地方了。

別笑，反正可以飛起來(lái)的

這個(gè)是STM芯片的設(shè)計(jì)

?3 英寸四軸飛行器：450 – 850mAh ? 4 英寸四軸飛行器：850 – 1300mAh ? 5 英寸四軸飛行器：1300 – 1800mAh ? 6 英寸四軸飛行器：1500 – 2200mAh ? 7 英寸四軸飛行器：1800 – 3200mAh 上面是不同尺寸的無(wú)人機(jī)搭載的電池容量選型。

使用的ESP8266-12F

供電設(shè)計(jì)

WifiPPM

找到一個(gè)有趣的項(xiàng)目：智能手機(jī)控制微型室內(nèi)四軸飛行器。該程序使用 HTML 5 網(wǎng)站啟動(dòng) wifi 接入點(diǎn)以控制 PPM 信號(hào)。PPM 信號(hào)由中斷產(chǎn)生。

由于 HTML5，可以使用任何智能手機(jī)控制您的 RC 設(shè)備，而無(wú)需任何應(yīng)用程序。也可以使用 PC 連接到網(wǎng)站并使用操縱桿進(jìn)行控制。目前這僅適用于 Firefox。

代碼在Github了

https://github.com/yunswj/wifi-ppm

可以讓你的小飛機(jī)變成手機(jī)控制

還有Pico做無(wú)人機(jī)也是可以的

驅(qū)動(dòng)部分

該部分由 n 溝道 MOSFET 組成，它將在其柵極端子上接收來(lái)自樹(shù)莓派 pico 的 PWM 信號(hào)。在這些信號(hào)的幫助下，MOSFET 將用作開(kāi)關(guān)來(lái)打開(kāi)和關(guān)閉電機(jī)。

設(shè)計(jì)的接插件的板子，我也去畫(huà)一個(gè)

這個(gè)是用在樹(shù)莓派的，我在給地平線的板子繪制

這個(gè)是光動(dòng)力的接收機(jī)

上面是硅光電池

這個(gè)是Pico直接簡(jiǎn)版飛行

IMU用的是ST家的，我也去買(mǎi)兩個(gè)

供電

供電

飛控電路圖

這個(gè)是我找的一個(gè)FPGA做飛控的板子

很漂亮啊

不過(guò)它眾籌的失敗了。。。可能大家不理解是啥產(chǎn)品吧

信息流圖

一些細(xì)節(jié)

太漂亮了

很漂亮

對(duì)了，板子的話，如果為了小，還是不要搞大器件設(shè)計(jì)了，只有單器件才可以很小。

審核編輯 ：李倩