科技博览 | 科创小课堂——无人机DIY(原理硬件篇)

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科创小课堂

无人机DIY（原理硬件篇）

“无人机群听说了吗？”

“流浪地球的那种”





看到上面的精彩画面后，想必大家也猜到了今天的主题，没错，跟流浪地球没啥关系，但是，想不想有一架属于自己的无人机呢？



风磁电车大赛刚刚落下帷幕，但是科创动手的道路永无止境，因此本期科创小课堂将为大家讲解无人机的结构原理以及低配版的硬件部分。

无人机结构

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无人机除框架，运动部分为无刷电机带动的旋翼，如常见的四旋翼无人机；控制部分为电子稳定系统（ESC）以及飞行控制器；由电池供电。

运动原理——四旋翼的转动

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  力的相对性意味着旋翼推动空气时，空气也会反向推动旋翼。这是无人机能够上上下下的基本原理。进而，旋翼旋转地越快，升力就越大，反之亦然。同时增大桨叶面积同样会增加升力。

而要使无人机向右转，则需要降低旋翼1的角速度。但是，虽然来自旋翼1的推力缺失能使无人机改变运动方向，但与此同时向上的力不等于向下的重力，所以无人机会下降。

▲提高其中一侧两个电机的转速也就提高了其中一侧的升力，这样飞行器就会向另一边倾斜滚动。





因反向扭矩（参考直升飞机需尾旋翼），飞行器将会反向旋转，因此旋翼两两间旋转方向应不同，如上动图演示（无人机的转向凭借差速，升力与旋翼转向无关）



控制原理

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自身稳定调节

1. 飞行控制器（FC）上面有加速度传感器组成的惯性导航模块，可以将飞行器的加速度，角速度等参数转换为电信号。

2. 微电脑通过变化的电信号计算出保持运动状态所需的旋转力和升力来保证电机输出合适的力。

3. 微电脑输出合适的PWM波控制逆变器，逆变器在驱动电机旋转。

4. 保持无人机水平稳定。



遥控原理



1. 由无线数据模块接收遥控器发来的控制指令。数据采用2.4Ghz无线信号传输。数据模块接收到遥控器发来的控制指令

2. 微电脑根据指令输出合适的PWM波控制每个电机的转速。



硬件准备（低配版）

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1.12V无刷电机与ESC





2.用洞洞板构建机体



3.电机接入电源



4.MXK KK2.1.5飞行控制器





5. stm32C8T6改装信号接收器并作为驱动核心导录程序





6.导入遥控驱动程序



科技浩海、实践高台，奥秘揭晓，长恨纸短。科技推动发展，创新走向未来，本期科普课堂到此结束，更多精彩内容，尽在下期，我们不见不散！！！

图文来源 | 自动化学院团委科创部

图文编辑 | 秦泽莹

稿件审核 | 孙静、门银露、孙思远、陈佩文