3D打印的CAD設(shè)計(jì)

定制無(wú)人機(jī)的打造之旅始于CAD軟件設(shè)計(jì)。我的初步設(shè)計(jì)是完全3D打印的，具有封閉結(jié)構(gòu)和懸臂式支撐臂，用于承受點(diǎn)力。蜂窩狀蓋子提供了冷卻效果，而封閉外殼則允許嵌入XT-60和MR-30連接器，呈現(xiàn)出整潔且一體化的外觀。在內(nèi)部，我確保所有電氣組件都牢固安裝，以避免不必要的移動(dòng)，這些移動(dòng)可能會(huì)破壞飛行的穩(wěn)定性。

測(cè)試很快顯示，3D打印的框架很脆弱，經(jīng)常在撞擊時(shí)斷裂。此外，我的打印機(jī)構(gòu)建區(qū)域的限制意味著電機(jī)位置非常擁擠。為了解決這些問(wèn)題，我使用CNC技術(shù)從4毫米碳纖維材料上切割出一個(gè)新的框架，增大了輪距以提高穩(wěn)定性。我使用Carveco軟件生成刀具路徑，并在我們創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室的WorkBee CNC上切割框架。兩個(gè)小時(shí)后，我就擁有了一個(gè)堅(jiān)固且已組裝好的框架，準(zhǔn)備安裝電子設(shè)備。
不是一臺(tái)，不是兩臺(tái)，而是三臺(tái)Raspberry Pis

對(duì)于無(wú)人機(jī)的“大腦”，我使用Raspberry Pi Pico 2連接MPU6050陀螺儀來(lái)獲取實(shí)時(shí)方向數(shù)據(jù)，并使用IBUS協(xié)議接收器來(lái)簡(jiǎn)化控制輸入。最初，由于處理五個(gè)單獨(dú)的PWM信號(hào)存在延遲，我遇到了信號(hào)處理方面的問(wèn)題。切換到IBUS后，循環(huán)頻率提高了十倍，從而大大改善了飛行響應(yīng)。Pico負(fù)責(zé)處理用于穩(wěn)定性的PID（比例-積分-微分）計(jì)算，而一個(gè)4合一ESC則管理電機(jī)信號(hào)。此外，無(wú)人機(jī)還搭載了一臺(tái)Raspberry Pi Zero，配備Camera Module 2和一個(gè)模擬VTX，用于實(shí)時(shí)第一人稱(chēng)視角（FPV）飛行。

編程基于Tim Hanewich的Scout飛行控制器代碼，實(shí)現(xiàn)了使用PID值來(lái)維持所需角速度的“速率”模式控制器。精細(xì)調(diào)整PID增益至關(guān)重要；設(shè)置不當(dāng)可能導(dǎo)致不穩(wěn)定和危險(xiǎn)的振蕩。我遵循了一個(gè)仔細(xì)的調(diào)整過(guò)程，從每個(gè)參數(shù)的較低值開(kāi)始，然后慢慢增加。

為了使過(guò)程更安全，我構(gòu)建了一個(gè)測(cè)試裝置來(lái)隔離每個(gè)軸并模擬飛行條件。這使我能夠在進(jìn)行實(shí)際飛行測(cè)試之前實(shí)現(xiàn)粗略的調(diào)整，最終確保了無(wú)人機(jī)的安全和穩(wěn)定性能。