我們計(jì)劃周末下幾個(gè)周末野外吃火鍋，并且進(jìn)行航拍，吃著火鍋開著飛機(jī)唱著歌。這里就組裝一臺(tái)可以航拍的四軸飛行器做一個(gè)記錄：
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圖1.1 經(jīng)典外殼套件
圖1.2 組裝成品的樣子
更具這個(gè)外觀的軸距，我們來確定，選擇什么樣的電機(jī)，電調(diào)，電池，如果有條件可以選配云臺(tái)，航拍運(yùn)動(dòng)相機(jī)。整機(jī)不帶電池，電機(jī)680克左右。算上電機(jī)電調(diào)大概1300左右。所以如此的重量，建議在空曠人少的地方測(cè)試，以免不必要的麻煩。
飛控:
遙控器：FSi6 六通道遙控器，切換飛行模式比較方便，切換到自動(dòng)巡航，一鍵返航，自穩(wěn)模式等等，要實(shí)現(xiàn)這些功能切換，至少六通道。
圖1.4
電機(jī)：據(jù)說是大疆代工廠LD-POWER的MT2212-920KV，好吧將山寨進(jìn)行到底，其實(shí)新西達(dá)的2212的電機(jī)也夠了，LD-POWER的太貴了不值得。
圖1.5
電調(diào)：好盈20A的電調(diào)足夠了
圖1.6
電池:5000MA 20C 的電池剛好帶動(dòng)4個(gè)20A電調(diào)。4個(gè)電調(diào)需要80A的電流輸出，5A X 20C 為100A，留有一定余量沒有錯(cuò)。
數(shù)傳:433數(shù)傳
圖1.7
GPS:8M的，其實(shí)6M的也可以，不過8M的精度更好。
圖1.8
圖傳：某寶圖傳套裝還是不錯(cuò)的
運(yùn)動(dòng)相機(jī)：三狗還是不錯(cuò)的。
硬件安裝：硬件安裝有很多注意要點(diǎn)，下面一一道來，就是要把四軸的電機(jī)，電調(diào)，電池，飛控，圖傳，數(shù)傳等硬件設(shè)備連接起來，組成一個(gè)可以工作的系統(tǒng)。電調(diào)的作用就是把PPM信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓強(qiáng)度信號(hào)來調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)四軸做各種動(dòng)作。當(dāng)然還有一系列的傳感器來做反饋，實(shí)現(xiàn)四軸的平衡，其中的算法實(shí)現(xiàn)，有時(shí)間寫一個(gè)文檔給大家，這篇文章只涉及到APM四軸的組裝調(diào)試。
四軸的調(diào)試建議要具備基礎(chǔ)的電路焊接和一定的電路知識(shí)，同時(shí)這個(gè)355的軸距的中型四軸比較危險(xiǎn)，注意安全不要被漿打到。
首先是把焊接電機(jī)連上電調(diào)，一般四軸采用無刷電機(jī)，三相電機(jī)的三個(gè)引腳接入電調(diào)的三個(gè)輸出引腳。
圖1.9
圖1.12 槳的旋轉(zhuǎn)方向
對(duì)角線是同向電機(jī)，這樣設(shè)計(jì)的目的是相互抵消對(duì)角線電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)合力，保存四軸機(jī)身不自轉(zhuǎn)。還要注意機(jī)頭的方向。
在嘗試電機(jī)方向的時(shí)候可以把電調(diào)的控制線直接接入遙控器的接收器，開啟遙控器開嘗試轉(zhuǎn)向即可，不用非要接入飛控。
圖1.13 接上遙控器接收器測(cè)試電機(jī)的轉(zhuǎn)向
給系統(tǒng)電調(diào)供電7.4V - 15V，給遙控器接收機(jī)供5V電，撥動(dòng)對(duì)應(yīng)通道搖桿，這時(shí)候電機(jī)就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，可以對(duì)照?qǐng)D上系統(tǒng)，是否漿轉(zhuǎn)向正確。
圖1.14動(dòng)力系統(tǒng)安裝完成效果圖
接下來就是安裝飛行控制系統(tǒng)，很多飛控系統(tǒng)底盤做了減震，我這里怕增加重量就沒有做減震，直接固定到底盤。
圖1.15 飛控板安裝套圖
這里我用的是防震動(dòng)雙面膠把飛控板連接到底板，起到減震的作用。
飛控系統(tǒng)按照APM官方的知道文件就可以了。
電調(diào)和飛控的接線圖：
我們參考APM官網(wǎng)的如下所示：
圖1.16 電調(diào)控制線和飛控的連接，1,2,3,4一次接入飛控輸入端即可
這個(gè)機(jī)架式采用右邊四軸的接線方式，一號(hào)電機(jī)的電調(diào)接入飛控的一號(hào)口，入上圖按照序號(hào)依次接入。注意控制板的三個(gè)引腳是S(信號(hào)端) + (正極) -(負(fù)極)，電調(diào)也是有三個(gè)引腳，或者兩個(gè)引腳，在一般的電調(diào)中紅色線代表正極黑色線代表負(fù)極，其余一根是信號(hào)線一般是白色或者綠色。APM的控制板上也是有明顯標(biāo)示，一般來說靠近板子邊緣的是負(fù)極，靠近板子內(nèi)部的是S極信號(hào)線，中間的是正極。電調(diào)和APM的控制板輸出端連接，遙控器接收器對(duì)于APM控制板的輸入端。 注意我選用的這個(gè)電調(diào)是不帶EBC供電功能的電調(diào)，所以如果要給飛控板供電，我們采用的是帶供電功能的電流計(jì)，提供5V電壓，至少是穩(wěn)定的5V/2A的電壓和電流，飛控板會(huì)外接數(shù)傳，GPS會(huì)比較耗電。電流計(jì)可以監(jiān)控鋰電池的放電情況，如果電量不足，在APM系統(tǒng)中會(huì)有告警。
圖1.17 遙控器接收端接入飛控輸入端,1,2,3,4,5對(duì)應(yīng)即可
圖1.18電流計(jì)和APM的連接
電流計(jì)接入電池，輸出端接入安裝底板的電源輸入給電調(diào)供電，電流檢測(cè)接口如圖1.16插上APM飛控給飛控供電。接上GPS模塊和433數(shù)傳，整個(gè)系統(tǒng)就算搭建完成了。注意采用電流計(jì)供電要挑掉JP1的短路帽。
成品調(diào)試：在成品調(diào)試之前，請(qǐng)確保所有傳感器和設(shè)備均已正確接入，在調(diào)試成功之后，因?yàn)锳PM采用很多接插件，GPS,羅盤,電流計(jì),數(shù)傳,圖傳。這些接口看似非常緊，但是在飛行器飛行的過程中會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，這些接口容易松動(dòng)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)錯(cuò)誤而失控，尤其這種接插件，我們建議在插槽接口部位打入熱熔膠，固定住接插件，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，提供整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
圖1.19
這是完全安裝好硬件的配置，我在關(guān)鍵位置都打了熱熔膠，來保證接口不松動(dòng)。
軟件設(shè)置：APM的地面站是Mission Planner，在硬件安裝結(jié)束后一些傳感器的校準(zhǔn)工作會(huì)在地面站完成，有羅盤校準(zhǔn)，加速度計(jì)校準(zhǔn)，遙控器校準(zhǔn)，電調(diào)校準(zhǔn)，功能通道設(shè)置，初級(jí)人員不用PID校準(zhǔn)，如果采購(gòu)好點(diǎn)的槳，槳的平衡也不用做，APM的功能還是很強(qiáng)大的，有人說APM的調(diào)試?yán)щy，我覺得一點(diǎn)都不困難，安裝MP的軟件來設(shè)置，就沒有問題。
圖1.20
初始設(shè)置界面就是這樣，MP這版軟件是支持中文的，基本上按照中文提示，把必要硬件里面的參數(shù)都設(shè)置一遍，就沒問題了。網(wǎng)上一些視頻也講得很好。這里著重講一下飛行模式的設(shè)置
APM2.8飛控支持很多種飛行模式，這里我們根據(jù)初學(xué)者入門和應(yīng)用場(chǎng)合從多到少的順序，來進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。
1、穩(wěn)定模式Stabilize 穩(wěn)定模式是使用得最多的飛行模式，也是最基本的飛行模式，起飛和降落都應(yīng)該使用此模式。 此模式下，飛控會(huì)讓飛行器保持穩(wěn)定，是初學(xué)者進(jìn)行一般飛行的首選，也是FPV第一視角飛行的最佳模式。 一定要確保遙控器上的開關(guān)能很方便無誤地?fù)艿皆撃Ｊ?，這對(duì)搶救緊急情況十分重要！
2、定高模式ALT_HOLD 初次試飛之后就可以嘗試定高模式，此模式不需要GPS支持，APM會(huì)根據(jù)氣壓傳感器的數(shù)據(jù)保持當(dāng)前高度。 定高時(shí)如果不會(huì)定點(diǎn)，因此飛行器依然會(huì)漂移?？梢赃b控來移動(dòng)或保持位置。 定高時(shí)就是APM控制油門來保持高度。但仍然可以用遙控油門來調(diào)整高度，不可以用來降落，因?yàn)橛烷T不會(huì)降到0。 穩(wěn)定模式和定高模式之間切換時(shí)，要讓遙控發(fā)射機(jī)的油門在同一位置，避免因模式切換、油門控制方式發(fā)生變化造成飛行器突然上升或者下降。
3、懸停模式Loiter 懸停模式就是GPS定點(diǎn)模式。應(yīng)該在起飛前先讓GPS定點(diǎn)，避免在空中突然定位發(fā)生問題。其他方面跟定高模式基本相同。
4、簡(jiǎn)單模式Simple Mode
設(shè)置過APM飛行模式的朋友都會(huì)注意到，軟件界面的各個(gè)模式旁邊，都有個(gè)“Simple Mode”簡(jiǎn)單模式的勾選框。勾了這個(gè)框之后的模式，飛行中會(huì)更加簡(jiǎn)單： 不用再管飛行器機(jī)頭的朝向，可以將飛行器看成一個(gè)點(diǎn)，如果升降舵給出俯沖指令，飛行器就會(huì)飛得遠(yuǎn)離操作者；反之如果給出拉桿指令，飛行器會(huì)飛回操作者；給出向左滾轉(zhuǎn)的指令，飛行器會(huì)向左飛，反之亦然。。。注意，這些前后左右的飛行，是不管當(dāng)時(shí)的機(jī)頭指向的！
5、返航模式RTL 返航模式需要GPS定位。GPS在每次ARM前的定位點(diǎn)，就是當(dāng)前的“家”的位置；GPS如果在起飛前沒有定位，在空中首次定位的那個(gè)點(diǎn)，就會(huì)成為“家”。 進(jìn)入返航模式后，飛行器會(huì)升高到15米，或者如果已經(jīng)高于15米，就保持當(dāng)前高度，然后飛回“家”。 還可以設(shè)置高級(jí)參數(shù)選擇到“家”后是否自主降落，和懸停多少秒之后自動(dòng)降落。
6、繞圈模式Circle 當(dāng)切入繞圈模式時(shí)，飛行器會(huì)以當(dāng)前位置為圓心繞圈飛行。而且此時(shí)機(jī)頭會(huì)不受遙控器方向舵的控制，始終指向圓心。 如果遙控器給出橫滾和俯仰方向上的指令，將會(huì)移動(dòng)圓心。 與定高模式相同，可以通過油門來調(diào)整飛行器高度，但是不能降落。
圓的半徑可以通過高級(jí)參數(shù)設(shè)置調(diào)整。
7、指導(dǎo)模式Guided 此模式需要地面站軟件和飛行器之間通信。連接后，在任務(wù)規(guī)劃器Mission Planner軟件地圖界面上，在地圖上任意位置點(diǎn)鼠標(biāo)右鍵，選彈出菜單中的“Fly to here”（飛到這里），軟件會(huì)讓你輸入一個(gè)高度，然后飛行器會(huì)飛到指定位置和高度并保持懸停。
8、跟隨模式FollowMe 跟隨模式基本原理是：操作者手中筆記本電腦或者手機(jī)帶有GPS，此GPS會(huì)將位置信息通過地面站和數(shù)傳電臺(tái)隨時(shí)發(fā)給飛行器，飛行器實(shí)際執(zhí)行的是“飛到這里”的指令。其結(jié)果就是飛行器跟隨操作者移動(dòng)。 由于此模式需要額外的設(shè)備，暫時(shí)不討論。
9、自動(dòng)模式 此模式下飛行器會(huì)自動(dòng)執(zhí)行地面站Mission Planner設(shè)定好的任務(wù)，例如起飛、按順序飛向多個(gè)航點(diǎn)、旋轉(zhuǎn)、拍照等。 此模式內(nèi)容豐富，會(huì)另行詳細(xì)介紹。
價(jià)格指導(dǎo):
精靈2外殼+槳 150
APM 180
433數(shù)傳 120
電機(jī) 240
電調(diào) 240
電池 100
遙控器 240
GPS 150
山狗運(yùn)動(dòng)相機(jī) 200-400
1500元左右
綜述電機(jī)和電調(diào)選貴了，GPS也是采用最好的M8N，應(yīng)該是頂配了，電機(jī)和電調(diào)，GPS都是最好的。綜合配起來在1500元左右，可以航拍，GPS定點(diǎn)懸停，自動(dòng)起降，繞圈飛行和自動(dòng)跟誰(shuí)。其他全套動(dòng)輒3000到5000的航拍整機(jī)，還是很劃算的。
組裝完成的實(shí)物圖
試飛總結(jié)，試飛肯定要炸機(jī)，使用感覺，采用精靈2的ABS外殼不錯(cuò)，保護(hù)了飛控和電子設(shè)備，當(dāng)時(shí)操作失誤從20米高空墜落，機(jī)身正面著地，居然沒事。要是換做F450的機(jī)架，電子設(shè)備裸露在外，肯定損失大了，F(xiàn)450機(jī)架便宜，應(yīng)了那句話省錢是費(fèi)錢的開始.....
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