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DIY MWC四轴飞行器的装配与调试

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发表于 2015-7-9 15:53:24 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 wujingyu 于 2015-9-23 19:55 编辑

各相关论坛里关于四轴飞行器的帖子很多,我从中也学到了很多东西,前段时间一直在忙别的工作,趁这几天有点空,将之前做过的一些工作整理出来,对实际操作自我感觉有价值的帖子(或部分内容)汇总在此,并对一些本人觉得不妥的地方加以说明和修正。


一、四轴飞行器的组装(转:请参考相关内容)
二、MWC的硬件设计
三、MWC的固件配置
四、MWC的连接
五、四轴飞行器整机调试(一)
六、四轴飞行器整机调试(二)
七、其他
八、视频
九、Q250 + MINI_MWC



MWC四轴.jpg

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lawrencedon + 3 + 3 + 3 很给力!

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 楼主| 发表于 2015-7-10 23:52:48 | 显示全部楼层
henrypcw 发表于 2015-7-10 20:45
老大,视频里怎么不见你控制?   连控制也自动了?

就我一个人,所以只做了定高、定点飞行模式,所以就不用控制,才能腾出手来拍摄视频。
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 楼主| 发表于 2015-7-10 11:52:16 | 显示全部楼层
本帖最后由 wujingyu 于 2015-7-10 19:38 编辑

八、视频

MWC四轴飞行器
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 楼主| 发表于 2015-7-10 09:06:00 | 显示全部楼层
本帖最后由 wujingyu 于 2015-7-10 11:20 编辑

二、MWC的硬件设计
1、原理图
原理图.png
2、PCB布局图
PCB布局.png
3、实物照片
实物照片.png
4、材料清单
4_4.png
这种配置完全是为那些没有多少经费的初学者选配的!!!

遥控器选择的是MC6H航模遥控器 6通道2.4g 带接收器

MC6H.pdf (1.08 MB, 下载次数: 327)
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 楼主| 发表于 2015-7-10 09:27:28 | 显示全部楼层
本帖最后由 wujingyu 于 2016-7-12 19:06 编辑

三、MWC的固件配置
1、Arduino IDE的安装
Arduino集成开发环境下载:http://pan.baidu.com/s/1o9XCU(1.6.3下载)
如果你下载的是windows 安装版(exe后缀),那么直接安装即可,其他则直接解压即可使用。
5_1.png
运行后的界面如下:
5_2.png

2、MulltiWii程序配置
MWC2.3官方原程序
MultiWii.zip (152.07 KB, 下载次数: 635)
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 楼主| 发表于 2015-7-10 10:51:58 | 显示全部楼层
本帖最后由 wujingyu 于 2015-7-10 11:21 编辑

四、MWC的连接
1、遥控器对频
  • 关闭发射机和接收机电源
  • 把黑色“对频线”插头连接到接收机的“ID SET”接口
  • 把电调的信号线连接到接收机的第三通道,然后电调连接电池通电
  • 此时需要注意的是,接收机LED将有一个持续闪烁绿灯
  • 将发射机油门摇杆调到最低的位置,然后打开发射机
  • 当接收机的绿色LED灯熄灭,此时接收机已对好频
  • 关闭遥控器电源
  • 从接收器拆下“对频线”插头,断开电池、电调连接线。

2、接收机连接
6_1.png
注:这里只有D2是通过GVS的3P线连接到飞控板的,其他通过单P线连接即可。因为遥控的所有接收端 GND和VCC是相通的。
3、电调连接
6_2.png
数字与飞控板舵机控制部分数字标号一一对应,数字周围的箭头,表示这个位置的电机旋转方向,请与图示标注保持一致。
6_3.png
4、电调校准
6_4.png
去掉//#define ESC_CALIB_CANNOT_FLY这句代码前面的两条斜线,启用这句代码,并将改过的程序烧录到飞控板里。断开USB下载线,接上飞行器的电池,在一段音调之后,等待一分钟左右,拔掉电池。将#define ESC_CALIB_CANNOT_FLY这句代码注释掉,接上USB下载线,重新下载程序到飞控板里,至此校准电调完成。电调校准时不要安装螺旋桨!!!
5、GPS连接
按照原理图和PCB板图上的5V、GTX、GRX、GND分别与GPS模块的相应端子相连接,注意GTX与GPS模块的RX相连,GRX与GPS模块的TX相连。
6、超声波连接
按照原理图和PCB板图上的V、T、E、G分别与超声波模块的VCC、Trig、Echo、GND对应相连。
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 楼主| 发表于 2015-7-10 11:11:15 | 显示全部楼层
本帖最后由 wujingyu 于 2015-7-10 11:24 编辑

五、四轴飞行器整机调试(一)
1、MultiWii GUI启动、连接
请先安装JAVA插件:
http://www.java.com/zh_CN/download/windows_ie.jsp?locale=zh_CN
安装即可(注意:需要连接网络才可以安装此安装文件),如果你的电脑是win7 64位的系统,安装了JAVA虚拟机后GUI仍然运行不了,那你就需要到C:\Program Files(x86)\Java\jre7\bin\找到并复制javaw.exe,然后粘贴到C:\Windows\SysWOW64\这个文件夹下面,再重新运行GUI即可。
接着运行“application.windows32MultiWiiConf.exe”。
application.windows32.zip (1.98 MB, 下载次数: 426)
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 楼主| 发表于 2015-7-10 11:15:42 | 显示全部楼层
本帖最后由 wujingyu 于 2016-7-31 17:34 编辑

六、四轴飞行器整机调试(二)
5、参数调整
a、PID参数调整
MWC是用PID算法进行飞行稳定性控制的程序,三个字母分别代表比例(P)-积分(I)-微分(D)。
PID三个参数的直观作用:
P(比例):这是一个增益因子,当多轴飞行器受风等的影响发生向一边倾斜时,P值直接决定多轴飞行器的抵抗这种倾斜的力的大小。P越大,多轴飞行器抵抗意外倾斜的能力越强,但P过于大时会引起多轴飞行器抖动甚至猛烈侧翻。P越小,多轴飞行器抵抗意外倾斜的能力越弱,但P过小时会引起多轴飞行器自平衡能力不足甚至朝一边侧翻(如顺着风的方向)。
I(积分):这个参数决定了飞行控制器对过往飞行状态的依赖程度。如果I值太小,会使飞行器过度依赖当前的误差,不能抑制“过敏”现象,从而造成飞行颠簸;如果I值太大,则会过度削弱系统对误差的反应能力,造成反应迟缓。
D(微分):一旦多轴飞行器发生倾斜,则认为多轴飞行器会继续向同一方向倾斜,合适的D参数的能有效抑制未来可能发生的倾斜。如果D值太小,您会觉得多轴飞行器反应不够灵敏;如果D值太大,也会引起“过敏”。相较于P而言,D反映得更多的是灵敏度,而P反映的是纠正误差的力度。
具体操作:将鼠标定位在待调整的PID参数上,按住鼠标左键左右移动鼠标即可调整该数值。初期PID参数默认即可,不必调整,默认参数就能飞的很稳。
b、油门曲线调整
如果你在试飞过程中发现四轴悬停非常难,油门非常不好把握,一拉油门就升老高,一降油门就直接落到地上,那你应该调整油门曲线。比如MID设为0.4,EXPO设为0.7等。遥控曲线不必设置,默认参数就很好。
6、遥控器设置
a、MWC的遥控动态范围设定
如果遥控器的动态范围不够,也就是调整范围最小无法小于1100,最大无法超过1900,则可以通过在MWCMultiWii.h中修改下列两个参数,即可解决此问题。
#define MINCHECK 1150 //遥控器动态范围最小设定值
#define MAXCHECK 1850 //遥控器动态范围最大设定值
b、通道设置
打开遥控器开关。这时观察GUI上遥控器各通道示数会有变化。
首先检查各通道正反是否正确。推动前四个通道的摇杆,正反设置正确的标志如下。
  • 油门通道:向前推动摇杆,GUI里THROT通道示数变大;向后拉摇杆,GUI里THROT通道示数变小。
  • 升降舵通道:向前推动摇杆,GUI里PITCH通道示数变大;向后拉摇杆,GUI里PITCH通道示数变小;自动回中GUI示数在1500左右。
  • 副翼通道:向右推动摇杆,GUI里ROLL通道示数变大;向左推动摇杆,GUI里ROLL通道示数变小;自动回中GUI示数在1500左右。
  • 方向舵通道:向右推动摇杆,GUI里YAW通道示数变大;向左推动摇杆,GUI里YAW通道示数变小;自动回中GUI示数在1500左右。
  • 三档开关通道:低档GUI示数1000左右;中档GUI示数1500左右;高档GUI示数2000左右。

若正反向不正确,则在遥控器设置里进行舵机相位的正反相设置即可。
正反设置完成之后需要校准各通道行程,要求各通道最小值在1050以下,最大值在1950以上。
然后升降舵、副翼、方向舵三个通道需要校准中立点(即摇杆自动回中那个值),利用遥控器各通道旁边的微调开关,将以上三通道的中立点校准到1500左右,偏差不超过正负4。
c、飞行模式设定
设置完遥控器各通道的行程和中立点后,可进入飞行模式设置,操作界面如下:
7_13.png
右侧中部浅蓝色框中“ACC”、“BARO”、“MAG”、“GPS”和“SONAR”均为绿色,说明这些传感器均设置为工作状态。
上面黄色框中为飞行模式设定,框的左侧由上往下依次为:
  • ARM:解锁指示(解锁成功后会变成绿色)
  • ANGLE:自稳功能(2.2以前的固件显示为ACC.需要加速度计,MWC-2012 MWC-MEGA都支持)
  • HORIZON:3D模式(激活后自动关闭ANGLE功能,请初级玩家慎用)
  • BARO:高度保持功能(需要气压计, MWC-2012 MWC-MEGA都支持)
  • MAG:航向保持功能(需要磁阻,MWC-2012 MWC-MEGA都支持)
  • HEADFREE:CF功能,也就是俗称的无头功能(需要同时激活MAG)
  • CAMSTAB:云台自稳功能(需要在固件中开启云台功能)
  • GPSHOME:自动回航功能(需要GPS模块,并且同时激活MAG)
  • GPSHOLD:定点功能(需要GPS模块)

设置方法用鼠标点击“灰色”小方块,使其变为“白色”,对应功能即变成有效。
譬如AUX2的MID列对应的功能为:自稳+定高+锁定航向。设置完成后需要点击“WRITE”按钮保存。这时你可改变遥控器辅助通道的状态,相应的飞行模式就由暗红色变成了绿色。
注意: GPS没有卫星信号的时候,不管你怎样操作遥控器上的开关,GPS Hold 和 GPS Home都无法激活。
MAG:航向保持功能,是指通过磁阻来保持航向,可以避免飞行器的非操控原因的自旋,第一次打开时,机头会自动转向(指向解锁时还是上电时或真北我没注意,因为我们的飞场三个方向是一样的)。
HEADFREE:CF功能,也就是俗称的无头功能,不需要同时激活MAG,是指飞行器的倾斜与横滚根据飞行器解锁时机头指向关联,与飞行器实际的机头指向无关。例如,无论飞行时机头如何指向,往前推杆,飞行器就向解锁时机头指向的前方飞去。注意,是解锁时机头指向。(具体无头模式功能的详细说明你可以看其他帖子)
另外,打开GPSHOME或GPSHOLD时,都需要磁阻的辅助,不需要同时打开MAG,也不会自动打开MAG。但需要打开ANGLE功能,否则不工作。
在GPSHOME时,打开MAG,机头会自动转向HOME点方向后开始返航,到HOME点后,机头再转向到解锁时的方向。

d、解锁
油门摇杆打到右下角为解锁,左下角为加锁。解锁后ARM为绿色,加锁后为暗红色。
7、电机测试
飞行器上电,打开遥控器电源,解锁,推油门,看看电机转速是否正常,桨叶安装是否牢靠。
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 楼主| 发表于 2015-7-10 11:16:53 | 显示全部楼层
本帖最后由 wujingyu 于 2015-7-13 10:03 编辑

七、其他
1、电机不同时转
油门推到60%的时候只有两个电机转,另外两个不转,当油门继续加大第三个电机开始旋转,再继续加大油门第四个电机才转起来。最后发现是“MultiWii”与“MultiWiiConf(MultiWii GUI)”不配套造成的。运行相应的配套“MultiWii GUI”程序,重新校准加速度计后,一切均正常了。

2、GPS导航部分出现的问题
I2C_GPS_NAV_v2_2 程序的 config.h 中下面这段:
……
//#define NMEA
#define UBLOX
//#define MTK_BINARY16
//#define MTK_BINARY19
//#define INIT_MTK_GPS
……

如果设置为“UBLOX”,编译是通不过,我在一些论坛上也求助过,没有人回答,后来通过我自己试验,选择“NMEA”成功了!
……
#define NMEA
//#define UBLOX
//#define MTK_BINARY16
//#define MTK_BINARY19
//#define INIT_MTK_GPS
……

参见:MWC接GPS和声纳的方法经验以及我遇到的问题

3、入门级的其他部件选型
有很多人都说 XXD 的不好,绝对不要用,其实对于没有多少钱的入门者,我感觉还是可以用的,对于我来说,钱不是问题,但做个简单的,也就是尝试一下而已,也没有必要非得选那么好的,从使用角度上来看,也没发现什么问题。
如果没有配自锁桨的新手,一定要注意桨叶一定要安装牢靠(具体标准大家自己网上找吧),否则要是射桨(百度看射桨)了的话,问题就大了……

4、电调输出并联问题
线性降压电调的输出并联没有什么问题,但开关降压电调的输出是不能并联在一起的!!!
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发表于 2015-7-10 11:57:06 | 显示全部楼层
资料详尽了,慢慢消化,有空再做
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发表于 2015-7-10 14:24:09 | 显示全部楼层
wujingyu 发表于 2015-7-10 11:52
八、视频

密码:MWC0613

果断收藏,慢慢抄袭
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发表于 2015-7-10 20:45:03 | 显示全部楼层
老大,视频里怎么不见你控制?   连控制也自动了?
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发表于 2015-7-10 21:33:32 | 显示全部楼层
艾玛,这个太详细了。菜鸟也可以搞了,信息量有点大,慢慢消化ing
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发表于 2015-7-11 12:44:53 | 显示全部楼层
很好的学习资料,其实楼主可以使用两块arduino pro mini来做飞控板,外加一块FTDI下载模块,这样成本能少点,
我开始也想自己做飞控,但是怕做出来的飞控稳定性不好,就买了成品MWC  SE 2.5飞控
还没调试好!
准备加GPS,感谢楼主的资料
我这里有MWC2.4的固件
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 楼主| 发表于 2015-7-11 16:31:13 | 显示全部楼层
潇洒哥 发表于 2015-7-11 12:44
很好的学习资料,其实楼主可以使用两块arduino pro mini来做飞控板,外加一块FTDI下载模块,这样成本能少点 ...

现在Arduino Nano的两块比Arduino Pro Mini两块 + FTDI 下载模块好像还便宜一些吧,早期我做平衡车时用的就是Arduino Pro Mini + FTDI 下载模块,感觉不太方便
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