一款完全开源的小四轴无人机完整设计资料

tmsy

RoboFly是小马哥团队在2018年8月推出的一款完全开源的小四轴。

下面是RoboFly四轴飞行器的整体框图、原理图、pcb、实物图源代码的截图，先一睹为快，后面详细介绍。

图1：RoboFly四轴飞行器整体框图



图2：RoboFly四轴飞行器原理图



图3：RoboFly四轴飞行器PCB图



图4：RoboFly四轴飞行器PCB 3D俯图



图5：RoboFly四轴飞行器PCB 3D侧视图



图6：RoboFly四轴飞行器实物图



图7：RoboFly四轴飞行器源代码截图

制作并开源这套小四轴的初衷有如下几点；

1、 初学者需要一款价格低廉、软硬件资料完备、有技术支持的四轴学习平台；

2、 以散件形式发售，电路板布局、元器件封装选型要方便焊接组装；

3、 四轴所需元器件采购方便、靠谱，最好能提供一站式采购，避免过多邮费、采购周期长、采购到不合格元器件导致学习难以进展。

4、 源代码要极其精简、方便入门者能够方便的学习，实现自己的代码；

5、 保留一定扩展接口、方便用户自己进行扩展如定高、航迹、巡线等飞行功能。在学习完四轴飞行器之后，这个开源的四轴板子仍然可以作为一个STM32开发学习板使用；

RoboFly四轴的基本配置如下：

主控芯片：STM32F103C8T6

姿态检测：MPU6050

气压计：FBM320

无线芯片：SI24R1

供电方案：HT7750SA升压+XC6206稳压

灯光指示：1个电源指示LED、1个用户编程LED、4个单总线全彩RGB灯

电池：600mAh 20C 1S锂离子电池

电机：720空心杯

桨叶：55mm桨叶

桨叶保护罩：相邻轴距65mm

机架：PCB一体化机架

续航时间：10分钟

遥控距离：空旷50m

RoboFly四轴原理图各模块简单说明：



STM32F103C8T6是ST在2007年发布的一款MCU，截止目前ST已经发布了速度高达400MHz的STM32H7 (这时候一定有人会说600MHz的事，我知道，不用提醒)，我自己也是用STM32F1,STM32F4,STN32F7都做过各种各样的四轴，但是这个开源的四轴我还是选择了STM32F103C8T6，主要从三点考虑，一是封装比较大，方便初学者焊接，二是价格低廉，学习成本比较低，三是网上有大量的资料供初学者学习使用。



姿态传感器选择MPU6050，主要考虑的也是封装比较大，可以直接使用烙铁焊接，而且价格比较低，资料也很丰富。而且还自带DMP库，可以完成姿态结算后直接把姿态角输出给主控芯片。2016年我们的第一款四轴就是采用DMP库输出姿态角的。



气压计使用的是FBM320,对于这款气压计，个人认为性能一般。但是优点就是这个封装和BMP280、SPL06的引脚都是兼容的，方便更换。但是小四轴上放气压计，有一个比较麻烦的地方就是要想办法排除桨叶的风对它的干扰。可以使用海绵等其他东西进行隔离。



无线芯片用的是SI24R1，国产的，之所以用这个而不用NRF2401，是因为这个经过我测试，性能也是可以的，引脚完全兼容NRF2401，无线发射可以做到7dB，在发射和接收端都采用陶瓷天线的前提下，可以达到50m的通讯距离。如果加上AP，那达到100米应该没有问题。通过两个低成本的0欧姆电阻对电源进行了单点接地，防止电机回路的电流波动串进射频回路对射频造成干扰。

……

四轴源码采用Keil MDK V5.20，STM32库使用的是标准库

四轴源代码工程创建方法可以参考我们最小系统板的课程，课程视频可以在公众号观看，下面分享的资料中也提供了工程创建的PDF文件。



链接中包括以下6个文件（回复帖子可下载）：

1、RoboFly_releaseV1.1.zip（PCB工程，使用AD09创建）

2、RoboFlyDEMO.zip（源代码工程，使用Keil MDK V5.20创建）

3、RoboFly四轴飞行器元件3D模型.zip(3D模型，使用Solidworks2013创建)

4、Keil中STM32F1工程模板的搭建.pdf





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