基于单片机手搓第一台新手无人机的器件选型和大致思路

1.简介

相信大家在接触嵌入式后就都了解到或者刷到过很多无人机的视频，我也很早就有了一个自己弄一个无人机的想法，也是查询了很多资料。今天不讲程序只讲各个元器件的选型和大致思路，这些放到后面讲，也希望能帮助到大家造出自己的第一台无人机。

2.器件选型

无人机的电机分布一般是两种，一种是左二右二的X型，例外一种是上下左右分部的十字型的。网上的大多数无人机机身架都是X型的，这边我也是选择的X型的的机身架，下面是我购买各个部位的大致需求和价位，大家也能参考一下,电机电路参考下图，因为我用的8520电机，带有SH1.25mm的端子，所以这样设计的，大家可直接接电机。

1. 无人机机身架（4~100新手类型，其余高的能上千),这里波动比较大，我选择的是洞洞板形式的机身架（28￥）。
2. 电机加桨叶（淘宝价：716电机——4个19￥；720电机——4个28￥；816电机——4个18￥；8520电机——4个22￥；）。
3. A09T（淘宝价：N沟道MOS管20个一组1.5￥）；4.7uf贴片电容（立创商城：50个一组3.67￥）；电阻（自行购买——2￥以内）。
4. STM32F103C8T6(立创商城——8.68￥），NRF24L01和MPU6050芯片以及电路直接可以借鉴手册就行（淘宝价：4￥），遥控模块对NRF24L01的集成要求不高可以直接用成品（4￥）。
5. 3.7V（满电4.2V）锂电池（15￥）。
6. BL8530-451SM+HT7333升压-降压。因为使用的3.7V锂电池，所以选择先用BL8530升压到固定4.5V然后再通过HT7333降压稳压给STM32+MPU6050+NRF24L01供电。这一整块（25￥左右）：
   1. BL8530‑451SM（SOT‑89）×1 ​
   2. HT7333‑3.3V（SOT‑89）×1
   ​3. 功率电感：47μH 屏蔽电感（0603/0806） ×1 ​
   4. 肖特基二极管：SS34 ×1 ​
   5. 电容： ​ - 升压输入：10μF 陶瓷 ​ - 升压输出：10μF陶瓷 + 100μF电解 ​ - LDO输入：10μF陶瓷 ​ - LDO输出：10μF陶瓷 + 100nF陶瓷

其余的自己电路设计中需要的引脚之类的也花不了几块钱。PCB电路设计我是采用的嘉立创画图的，因为每个月有两次免费的下单，所以PCB板子就是可以白嫖的了，但是大家画的时候也要注意板子的大小要和自己选购的机身架适配，MPU6050尽量居中，建议尽量压缩空间免得太重，太大太重电机是否能提供需要的拉力支持无人机起飞，这个需要自行去了解一下电机的KV值， 转速（RPM），功率与电流，适配电池。当然了，直接采用我这套搭配完全也是可以的。

3.整体思路

安装：

电机的安装是我从网上搜来的，大家也这样安装就行。

主要是无人机在飞行的时候如何让它保持平衡和不自旋这个几个问题，这些全都要靠MPU6050解算出Roll（横滚),Pitch(俯仰),Yaw(偏航),将各个姿态角解算出来，然后通过PID算法控制电机让各个姿态角趋近与0来实现平衡。

模块测试：

首先，大家安装好之后要一个模块一个模块的测试，要先将无人机模块平放测试MPU6050模块，这个可以参考我之前的文章，里面有MPU6050的使用。测试各个姿态没问题之后说明MPU6050没问题，然后再测试NRF24L01和电机驱动（电机的远程驱动可以参考我之前的NRF远程通信文章），都没有问题之后就直接测试飞行平衡，主要说明的也是平衡测试如何测试。
首先再PID解算各个姿态角算出Out_Roll（横滚),Out_Pitch(俯仰),Out_Yaw(偏航)。
然后先将电机油门给低，让它先飞不起来，这个时候要注意无人机模块的整体行为趋势，我是前倾Out_Pitch减小，左倾Out_Roll减小，顺时针转的时候Out_Yaw变大。然后大家只要明白，机身前倾需要M1和M2变大阻止前倾，左倾时需要M1和M4变大阻止左倾，顺时针旋转是M1和M3变大，逆时针旋转是M2和M4变大。那么X型混控公式如下：
M1: Throttle(油门）- Out_Pitch - Out_Roll - Out_Yaw
M2: Throttle(油门）- Out_Pitch + Out_Roll + Out_Yaw
M3: Throttle(油门）+ Out_Pitch + Out_Roll - Out_Yaw
M4: Throttle(油门）+ Out_Pitch - Out_Roll + Out_Yaw

调试：

随后缓慢增加油门起飞，有轻微侧飘，PID_Roll.Kp/PID_Pitch.Kp就微调+0.2；
有轻微打转，那么PID_Yaw.Kp就微调+0.1；有抖动，那么就调整PID_Roll.Kd/PID_Pitch.Kd，每次+0.02；PID_Roll.Kp/PID_Pitch.Kp一般是3~7（不绝对，结合自己的模块调），积分项I项和微分项D项都给个零点几就行，下面是我从网上搜来的，但也不是绝对的，仅供参考。

4.结尾

以上就是我在无人机器件选型和在安装测试的一些思路讲解，希望也能帮助到大家，后面也是会把自己的一些核心代码拿出来专门讲解的，感觉大家的观看。