微型四轴又失败了

由 动力老男孩 发表于 2012/06/03 22:56:10

花了两周的时间，磨磨蹭蹭才做好了一个小四轴。这次连平衡的问题都不用考虑了，因为手工制作的原因，重量达到46克，4个空心杯小电机根本就带不起来 :(

体重超标的微型四轴飞行器

体重超标的微型四轴飞行器

制作前把各种芯片和电机电池散件称了一下，大概36克左右，还抱有一线希望。全部焊好后重量增加了10克，在代码中把4个电机都设置成100%的动力，试了一下。结果是在平地上晃晃悠悠，根本起不来。

这个小飞机里面，比较大的三个模块分别是arduino nano、蓝牙、9轴传感器（陀螺仪+加速度+气压计+指南针）其中每块小板子貌似都是几克重，不知道该从何减肥了。想来想去，只有一个3.7V到5V的增压电路，和一个用于低压报警的蜂鸣器，这两个也许是可以去掉的。但也只有5克左右，效果有限，带来的问题是各种芯片在低于5V的电压下工作，不知道能否稳定读数，另外电池可能用到完全没电，很容易损坏。如果一开始的时候做成一体的PCB板，也许能把体重控制到30克左右，这样才有希望飞起来。

焊接依然是我的弱项，不会画PCB很是伤不起啊，从背面看各种凌乱的飞线。

各种凌乱的飞线

各种凌乱的飞线

哎呀，真是折磨人啊，快坚持不下去了……



对 “微型四轴又失败了” 的 130 条 评论

  1. zxzxy1988 说：
    2012/06/04 于 08:18

    失败往往都是成功他妈，表气馁，表气馁。
    其实画pcb很好学的~当时做电子设计的时候，大概用了两天左右就学会了，还是没有人指导~我这里有一些教学视频 ，给你发过去，你可以看看，真的不难~
    做完pcb后可以联系嘉力创，一个深圳的公司，做板子还是比较靠谱的，简单的焊接网上也有视频，我当时也是跟着师兄和视频学的~一回生二回熟么:D

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  2. 笑傲青春豆 说：
    2012/06/04 于 11:05

    我最近做解魔方机器人也是相同的感受，太折磨人了，不断的大悲大喜，眼看就要成功，但就是迈不过当前的槛，可能是因为太急着要成功。不防先放慢脚步，缓一缓，肯定能弄出来，只是时间问题。

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  3. darkorigin 说：
    2012/06/04 于 11:38

    测试下电流输出，会不会是电流不够空杯电机带不动。
    另外，你NANO和蓝牙中间的部分是什么？升压部分？ 看到后面是9轴模块。

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  4. darkorigin 说：
    2012/06/04 于 11:39

    试试看电池不带能否可以，用一根长点的细线来供电看看？

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  5. darkorigin 说：
    2012/06/04 于 11:52

    你有几个管脚上的锡不少啊，你为啥不在反面有铜的位置焊呢 豆豆妈帮你焊下也许能少用很多锡呢，金属锡重量不少吧。 特别是你小指两边的2个MOS管，都出锡豆了。。。线方面多采用漆包线吧，粗点的就好了撒 比电线轻，只有电机用粗导线。 蓝牙，传感器啥的连接用漆包线应该影响不大的，毕竟PCB的铜层也就那么大截面积也没见导电问题。

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    • 动力老男孩 说：
      2012/06/04 于 21:26

      我的电焊手艺太差了，也可能是电烙铁不太好用。焊锡总是化不了，好不容易化了又焊不住，所以我的焊脚都是一坨一坨的。
      传感器啥的用漆包线应该是可以，我正在考虑拆了重新做一个，现在这个四条腿还不太对称，是个菱形。工程有点浩大，休息一两天再说 :)
      我那个升压的模块貌似是没有必要的，当时是从淘宝找了个充电器的电路，实际上可能用一个小芯片就可以搞定吧？
      蓝牙貌似也有点太大了，再找找有没有小蓝牙弄一个。
      另外还有个比较简单的打算，是再弄四个小电机装在下面，看看8个电机能不能升起来。

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      • darkorigin 说：
        2012/06/04 于 23:04

        请你夫人出马啊，应该能好不少
        漆包线上去应该能减轻重量，框架如果不行就用风筝的那种碳棍试试。应该不贵的

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      • darkorigin 说：
        2012/06/04 于 23:55

        蓝牙芯我见到过 我蓝牙模块就是2次封装的，原来的电路板被焊在另外一块上面，然后陪了几个周边的小元件，
        建议不要拆了，万一拆坏了不值得，重量减轻的还是有限。先测算下每个组件的重量，判断元凶，然后对症下药！

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        • happyhu911 说：
          2012/06/08 于 11:12

          其实蓝牙模块那个底板上的几个元件的作用是把5V电压转换成3.3v电压，如果拆掉，直接3.3V电压也是可以的。我觉得蓝牙模块那个底板有2mm厚度，重量确实不小。

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          • 动力老男孩 说：
            2012/06/08 于 22:11

            原来下面的板是这个作用！真是浪费资源啊，整个电路里从3.7到5，又从5到3.3……
            蓝牙板整个的重量大概是5克左右，开始我还想着没啥关系，关键就是这些小重量积少成多

          • DARKORIGIN 说：
            2012/06/09 于 23:37

            拆掉固然减少重量，但是对于电压稳定方面怕有影响，毕竟蓝牙是控制系统的核心组件之一，电压不足是否会影响飞行安全

        • sunny 说：
          2012/06/25 于 20:44

          用ams117 或者micrel 的5219 3.3.v版都是妥妥的3.3v输出，没有问题的，关键是焊接，那些原件都是gba啊什么的封装，没有贴片器根本弄不了

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  6. Jeck164 说：
    2012/06/04 于 16:23

    一直期待关注你的成功，我等初学者想通过你的成功，少走弯路，照着做一台为玩！经常过为看你有没有更新，加油！

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  7. wnq 说：
    2012/06/04 于 23:22

    嘿嘿，小的就是不好弄，制作方面，参数调节等等都不大的难很多。
    休息下，玩玩这个吧。
    http://www.jasonshort.com/
    虽然知道很有用，但我玩不太明白，55555555

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  8. simatic_net 说：
    2012/06/04 于 23:29

    先造个大的应该更容易成功。四个大电机，动力强劲。

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  9. s 说：
    2012/06/05 于 13:36

    电机能不能换成无刷的

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  10. 干星雨 说：
    2012/06/05 于 17:00

    平衡能不能用一个重力感应的原件

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    • darkorigin 说：
      2012/06/05 于 20:51

      没有你说的神马重力感应元件，很多设备上（比如WII FIT, IPHONE）都是采用几个传感器配合起来的（至少2个，加速度和陀螺仪） 如果需要方向方面还需要磁偏传感。如果需要定点飞行还需要GPS。
      四轴不像人，人是通过眼睛和耳蜗后的垂体来感应方向的，单片机可使唤不了这些东西。。。而且自稳定如果靠操作来平衡，除非你每秒能做几十次判断并且通过遥控反馈到设备上（估计人的速度能达到5HZ就已经快成超人了）

      元件方面楼主选择几乎没有多少可以替换或精简的，只能从其他方面减少重量，或者加大升力

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  11. darkorigin 说：
    2012/06/06 于 23:05

    对了，今天看模型的论坛，有人说浆对飞行器升力还是有影响的， 建议你考虑下，他们说硬桨会有拉力的提升

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  12. pumaboyd 说：
    2012/06/07 于 17:39

    支持，期待成功

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  13. darkorigin 说：
    2012/06/08 于 00:30

    建议测试单电机升力，貌似很多专业飞行论坛上都说了，4WD飞行器的升力=单个电机最大升力*4*0.5（系数，很多人实测得带来，无依据支撑）。最大起飞重量保持在 单电机升力*4*0.5*0.7以内。
    如果你电机力量够，那么是不是其他部分制约了呢？

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    • 动力老男孩 说：
      2012/06/08 于 22:09

      单个电机的力量我还没有测量过，我正在考虑另外加4个电机，用8个桨看看能不能升起来。
      这几天事情太多，又耽误了，呵呵，周末再说吧 :)

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  14. happyhu911 说：
    2012/06/08 于 09:26

    我也做了跟你差不多的，也失败了，然后就想得用空心杯变速箱带大桨试试，可是变速箱所带的大桨都只有正桨没有反桨，结果就放在一边没有搞了，我用的是arduino mini,蓝牙从机，wmp,mma7455模块，IRLML2502,电机用的是红外小四轴上拆的，想想挺败家的，呵呵！

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  15. happyhu911 说：
    2012/06/08 于 10:57

    我觉得成功只是时间的问题，只是没有找到合适的配件而已，其实我也试过几个方案都不行，个人总结了几种原因，一是满足空心杯的额定电压，这样才能发挥电机的最高效率，二是选用合适的桨，选用小桨推力不够大，大一点的桨用空心杯直接带会严重影响电机的效率，导致电机发热严重。

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  16. 筱梓 说：
    2012/06/09 于 20:21

    我过来跟进四轴飞行器进度，PCB有很多排版设计软件不是，热转印也比较方便，但是，就算是印制电路板，也最多能减去一两克，可不可以试着改进螺旋桨…

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    • DARKORIGIN 说：
      2012/06/09 于 23:30

      其实看他的博客已经超过半年了，从他的悬浮陀螺到大四轴，到迷你
      其他这个迷你四轴我也有很多疑惑，按说4个空杯带起来应该是没问题的，做工方面除了焊接的锡多些其他也没啥，然后就是数字线路可以用漆包线代替，其他似乎重量没什么减少的空间。
      感觉只能是增加推力了，螺旋桨不知道是不是真的有问题。

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      • 筱梓 说：
        2012/06/10 于 14:28

        但是定制螺旋桨造价就极高了，做专业了就需要对螺旋桨曲面进行优化，还有空气动力学测试，因为不能是批量生产，单件生产带来的成本无法接受，电机和螺旋桨的配套很重要，不过大的问题还是在于，始终找不到合适的…

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      • 动力老男孩 说：
        2012/06/12 于 15:22

        在淘宝见到一款叫“蜂鸟”的微型四轴，它的整机重量只有30克，我是用的各种现成模块，总重量确实有点大。
        螺旋桨和电机不知道是不是一样的

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  17. Matthew 说：
    2012/06/10 于 10:17

    你和我的想法一样啊，都想用arduino做微型四轴，关键是电机，用微型无刷是可以的，不过太贵，一套下来几好几百，试试用减速组吧，据说单个推力能有十多克，勉强够吧。给个网址http://item.taobao.com/item.htm?id=10424521195，
    有详细测推力，店里也有微型无刷。
    要坚持下来，成功后我也要借你的经验啊！

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    • DARKORIGIN 说：
      2012/06/10 于 11:25

      个人觉得，加减速模块对于提升升力没有帮助，
      根据能量守恒定律，如果电动机能提供的能量不变的情况下，加变速箱只能增加重量，并且变速箱本身存在阻力，SO 效率只会下降！

      个人觉得换桨相对靠谱，不过，我也不太熟悉换什么性能的桨会好，只是感觉硬的似乎会好。

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    • 筱梓 说：
      2012/06/10 于 14:43

      用减速在同等功率下，可以输出大扭矩，但是，现在需要知道的是，这个电机的功率够不够，何况，经过一个齿轮副，还有将近1%的能量损失，减速后的大扭矩，再使用小半径的螺旋桨，所带来的推力就更小，这样还需要找到合适的螺旋桨才行，但是，目前做的这个是个微型版本，所以，很纠结啊

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      • DARKORIGIN 说：
        2012/06/10 于 17:16

        是啊，减速必然要求大桨，整体重量又上去了，纠结！
        所以Matthew 兄弟的建议，个人认为目前不可行！

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        • Matthew 说：
          2012/06/15 于 22:31

          我才学疏浅，见笑了，不过能否考虑一下轴距的问题，因为网上其他成功的案例轴距都不大，另外零件的布局也有讲究，这里有一个：http://www.opuav.com/?cat=4。
          我放网址仅仅希望借鉴其他高手的经验，没有别的意思。

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          • 动力老男孩 说：
            2012/06/17 于 16:37

            呵呵，放网址完全没关系，这里欢迎技术贴地址。不过wordpress有自动防灌水功能，地址多了会被当作广告。所以每次可以少贴一两个出来 :)

    • 动力老男孩 说：
      2012/06/12 于 15:24

      我打算先改成8电机的试试，最近事情多，一直还没来得及试呢，到时候跟大家分享

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    • sunny 说：
      2012/06/16 于 13:29

      店主说了他的东西太贵不适合做四轴，我觉得用xxd的9g无刷配6a电调成本会低很多，用有刷电机的问题在于一是响应速度慢，二是推力很小最多60g（43mm直推）搭载不了什么仪器

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  18. sunny 说：
    2012/06/14 于 15:35

    我打算去掉蓝牙，用433 模块，陀螺仪只用3轴的，还有电池可以再换小一点 ，多充几次点没关系的，还有就是轴距可以再短些，要么用碳纤管替代pcb

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    • darkorigin 说：
      2012/06/15 于 09:03

      貌似433模块也不小啊，而且还要加一个天线。。。

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      • sunny 说：
        2012/06/16 于 13:08

        哈哈，比较省电，而且也确实比蓝牙小，天线倒是个问题，不过433控制距离差不多有30米，比蓝牙长不少，最主要的是才6.5一对= =

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  19. sunny 说：
    2012/06/14 于 19:24

    我暑假打算也做一个， 但是有刷的做起来限制太多，动力也太小，最多只有60g推力（不用齿轮，43mm直推，4个）

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  20. recercar 说：
    2012/06/14 于 20:35

    请问 场效应管的 型号

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  21. s 说：
    2012/06/15 于 09:24

    我觉得先试试减速组比较方便，减速上大一点的桨，市面上几个小四通好像都不是直驱的。

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    • darkorigin 说：
      2012/06/15 于 20:17

      他现在关键是自重对应升力已经没有盈余了，变速箱和大桨对飞机的负载又有更多的影响，且不说机械的转换效率。

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    • sunny 说：
      2012/06/16 于 13:07

      有一个，淘宝上有卖的，搜索超微型四轴就可以找到，拿stm32 做得

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      • DARKORIGIN 说：
        2012/06/18 于 22:59

        。。。他是坚持自己研发的，如果玩现成的，他大四轴直接用别人开源就能飞了。

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  22. sunny 说：
    2012/06/16 于 13:53

    http://wenku.baidu.com/view/f6b7588e84868762caaed5d0.html
    看一下这个

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  23. sunny 说：
    2012/06/17 于 17:03

    打算定制电路板了 淘宝100块10块 ＋ ＋ 目测自己做不出，跪了，现在在新车间把四个电机和陀螺仪碳纤管粘一起测平衡 TAT 有么有现成的pid 啊

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  24. 万载啦 说：
    2012/06/18 于 13:02

    支持你，坚持 才是胜利。

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  25. 韦编三绝 说：
    2012/06/18 于 19:12

    我感觉NANO可以换成arduino mini pro

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  26. Old_Boy 说：
    2012/07/04 于 16:22

    焊接不好不是手艺差，而是烙铁不好。对于吾类非专业单打独斗的宅男来说，看着眼花缭乱的工具，难以下手。电烙铁我买了三个。

    第一个在若干年前买的，不知道什么牌子，随便买的，为的是换电脑主板上爆浆的电容。结果就是烙铁很热，焊锡不化，手上烫了泡，还是没能把电容拆下来，最后暴力拉扯，把电容从针脚上拉了下来。最后把新电容接到了残存的针脚上。感觉都是虚焊，焊锡成渣状。

    后来捡了别人的一个老古董笔记本，作为监控用。过了半年，罢工了。上网查资料，似乎是一个芯片坏了，于是乎死马当做活马医，到淘宝上买了芯片，焊锡等等焊接必备物品。鉴于芯片一堆很密的针脚，前一个烙铁很难用，就又挑了一个国产品牌的烙铁。结果回来，烙铁很热，焊锡还是不化，笔记本主板上芯片的焊盘被搞掉了。死马是死彻底了。

    烙铁那么热，焊锡就是不化，折磨了我几年，始终没搞懂。烙铁加热后，焊锡在烙铁头上不沾，成一个球状。又去买了烙铁头，换了，用个两三次，都变成这个样子。看着电子市场里搞维修的，轻轻一点，就焊完了，羡慕不已啊，为什么我就不行呢？

    今年买了一些洞洞板，一些电阻，要把这个事情弄明白。遂上网查电烙铁，说头上要上锡，否则就氧化。可能以前的电烙铁头都氧化了。淘宝上转了很久，看到了宝工的电烙铁，看了几天后，就买了一把（以前买过一套宝工的小螺丝刀拆笔记本，用起来不错，看见这个电烙铁就试试看）。拿到手试了试，发现的确比以前的好用（价格也高了几十块），头上包着一层锡，很容易就让焊锡化了，焊锡也不会像以前一样成一个小球了。焊针脚也不是渣状了，完全化掉了，针脚用一点焊锡就焊好了。用完上一点点锡保护一下。

    又一次感叹老祖宗的智慧了：工欲善其事，必先利其器。工具好才是真的好。后来又发现，好的焊锡丝容易化，焊点光亮。便宜的焊锡丝，容易起渣，焊点灰暗。（虽然都是写63%的锡，但是便宜的可能还是铅过量，锡太少）

    工具还是买贵点的好，好用就不用重复购买，反而省钱。我是花了一些冤枉钱。象焊锡丝这样的耗材，便宜的也可以凑合着。

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    • 动力老男孩 说：
      2012/07/04 于 16:56

      受教了！我的电烙铁就是20元一个的无证临时工啊，难怪焊出来都是锡球，泪奔中……

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      • DARKORIGIN 说：
        2012/07/05 于 16:23

        焊锡和烙铁确实都是非常重要，好像高标号的焊锡好焊很多啊，（不要买ROS指令的环保焊锡，那个熔点高）
        很多人都说黄花的不错，不过就是黄花的假的多。

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  27. trout 说：
    2012/07/06 于 18:22

    动力哥，一直看您的帖子，原来用arduino做过一些东西，现在也想做个微型四轴玩玩。不过电路方面不是特别了解，想弱弱的问一句，SUD50N03这个芯片应该怎么连才能放大电流呢，看您这个图片好像只焊了G、S两个引脚就够了？？

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  28. 乐乐寺 说：
    2012/08/22 于 03:55

    电路板太大，接电机的两根臂估计也有些重量，烂人啊你电子实验课那部分咋混的啊，好好请你老婆吃两顿让她动手啊

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    • darkorigin 说：
      2012/09/07 于 22:57

      其实PCB当架子是节约重量的。 因为PCB相比 机架+螺丝的方案要轻（除非你有专门的一体化的机架，外面卖的机架貌似都是大四驱的）
      关键是锡豆太雷人了。。。一个几十G的飞行器光是锡就几G还是很吓人的

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      • 动力老男孩 说：
        2012/09/10 于 15:20

        没错没错，这些锡豆让我也很崩溃。一开始焊不上，只能继续加锡，然后突然全化了变成一大坨，接着又突然全凝固了。
        烙铁和焊锡丝都有问题，这个下次开工前一定要换了 :)

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  29. elitor 说：
    2012/09/06 于 14:43

    动力兄，我也对这个很感兴趣，我可以帮你画pcb。只要你提供原理图。到时候咱们一起做开源。要不要考虑一下？随时联系我：elitor.mei@gmail.com

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  30. elitor 说：
    2012/09/06 于 14:46

    还有，我觉得自己做的话，蓝牙模块可以用nrf24l01代替比较好。

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    • 动力老男孩 说：
      2012/09/07 于 16:18

      先收藏，有空研究下

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    • darkorigin 说：
      2012/09/07 于 22:54

      关键是很多东西自己焊就会出问题，所以索性都是买现成的，然后连线
      其实我是建议他把大多数控制方面的直接换漆包线，只有涉及驱动的电流部分用电线或者粗漆包线，这样减少线路的重量。
      其实做微型四驱重量控制也是很重要的（不像大四驱，本身负载能力强，微型四驱负重能力。。。还是差些的）

      回复
  31. 小鸡 说：
    2012/09/21 于 11:12

    还记得我吗？很早就说做微型四轴的。到现在还没有飞的起来。主要是算法的问题，动力还是够的。PWM 50%的时候就晃晃悠悠的在地上飘了。我决定买一个大四轴，然后研究其算法，慢慢慢慢的往上靠。

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  32. 海天鹰 说：
    2012/10/10 于 16:53

    电机太小了，大哥！

    回复
  33. Danny 说：
    2012/11/09 于 23:19

    第一次来博主这里，连续看了两个小时···
    关于微型四轴最近确实很火爆，按四个空心杯电机的配置，重量控制在45克以内应该是可以飞起来的
    楼主可以试试这块板子
    http://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.1.w11.36.kwevvh&id=18839984356
    话说这板子的想法还是我给这家店老板出的主意
    因为微型四轴一般作为室内飞行，气压高度是用不着的（其实磁罗盘在我看来也是多余）
    另外电机在安装时保持相当的竖直也是很重要的一环，稍微的偏差损失的升力可不少。

    回复
    • 动力老男孩 说：
      2012/11/10 于 21:23

      看来是位高手啊！多谢多谢 :)
      本来是想做一个用手机蓝牙控制的，遥控器版本的一直没玩过。说来惭愧啊，上次买了一个两千多的遥控器，到现在还在盒子里睡大觉，因为没有实战，连说明书都没看明白。

      回复
      • Danny 说：
        2012/11/10 于 22:14

        绝对谈不上高手啊，只是看的东西比较多，喜欢动手而已，代码方面是我的弱项，现在在苦修。
        遥控器只是说手感比较好，适合成品飞控，尤其是像MWC这样的开源多功能飞控，2000多的遥控器估计有10~12个通道了，可以尝试很多功能。各个通道接受PPM，单片机以此确定各个通道的值，一般小四轴有四通道就可以了，（油门、pich、yaw、roll）。
        微型四轴我也不太建议用遥控器来弄，因为接收机的重量比较大，而且不好固定，接线也要改装，我看他们都把接收机拆开只剩PCB来减轻重量，或者是购买成品额飞梦1g接收机来改装。但不管怎么样我都觉得没有蓝牙适合，一个是成本低，而且够用。

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        • 动力老男孩 说：
          2012/11/11 于 20:40

          谦虚啊！不管怎样，爱动手的都是同道中人，呵呵。最近上班太忙了，有空向你请教 :)

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          • Danny 说：
            2012/11/13 于 20:10

            真不敢当啊，刚刚决定就做一个微型四轴当毕业设计，不知道该写个什么题目，写大了怕做不完，写小了又怕过不了关······

      • sunny 说：
        2012/11/17 于 14:34

        = = 这个和我做的差不多，不过我用的是32u4的= =

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  34. guan 说：
    2012/11/21 于 19:11

    这个会不会把叶子加大点比较好呢，我看那些遥控飞机叶子挺大，感觉还没你做技术含量高，也非常重，还是能飞起来。

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  35. guan 说：
    2012/11/21 于 19:15

    Parrot AR.Drone 你是打算弄个跟这差不多的？

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    • 动力老男孩 说：
      2012/11/21 于 21:31

      最初是期望做成这样的，但是这个是大四轴，我在家玩比较危险

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      • guan 说：
        2012/11/21 于 23:47

        你要做微型的，那难度比较高，刚仔细看了下留言，我个人也接触烙铁很长时间说一点心得，希望交流不敢说教，哈哈
        1.不知道你用的锡是不是带银和松香的，有些是银锡导电性比较好
        2.焊这么小的东西可以整个烙铁台架子，带夹子固定板子
        3.烙铁方面要选超细嘴的，有些烙铁是用电池的，拿着比较好操作
        4.飞线方面可以考虑下用小漆包线。
        5.四条臂是不是可以用别的材料代替，减少重量和对风的阻力。

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  36. 电脑爱好者 说：
    2012/12/31 于 17:32

    焊的不错了 我焊那会儿都是用的铜丝 直接裸的 带皮的老弄焦 黑乎乎的难看…

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  37. luke 说：
    2013/06/23 于 16:43

    我可以帮你画pcb甚至可以焊接啊

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