手把手教你DIY四軸無人飛行器

很多DIY愛好者想做一個自己的無人機，

但很多人都被製作過程中的各種問題難住。。。不去研究複雜的演算法和硬體，也能做出自己滿意的無人飛行器？那麼你就來對地方了！現在，我們從零開始手把手教你DIY四軸無人飛行器！DIY製作的四軸飛行器配置清單：

1.四軸機架（軸距450mm）

2.中心沉金PCB板3.好盈天行者30A無刷電調4.朗宇2212無刷電機（980KV）5.3200mah鋰電池（30C）6.APM2.8開源飛控7.M8N GPS8.BB響（低壓報警器）9.減震架10.MR 1045(1047)正反螺旋槳11.電流計12.香蕉頭，T插，高溫硅膠線材等若干小零件

首先普及一下基礎知識

1.無刷電機

（圖為有刷電機）

我們小時候玩的四驅車裡面的馬達一般都是直流有刷電機，有刷電機工作時，線圈和換向器旋轉，磁鋼和碳刷不轉，線圈電流方向的交替變化是隨電機轉動的換相器和電刷來完成的，簡單來說，就是通過電刷改變線圈的電磁場方向，因此有刷電機是可以直接使用直流電驅動。

顧名思義，無刷電機是沒有電刷的，它只能通過方向交替的電流來改變電磁場，因此無刷電機需要電調（電子調速器）將直流電轉化為交流電才能正常工作。

（圖為無刷電機）

航模通常使用無刷電機，無刷電機相對來說可以容易達到很高的速度，響應速度也會更快。無刷電機去除了電刷，最直接的變化就是沒有了有刷電機運轉時產生的電火花，這樣就極大減少了電火花對遙控無線電設備的干擾。

這次我使用的是朗宇的電機（建議不要使用新西達的電機和電調，質量太爛）。選用的980KV的電機配MR 1045或1047的螺旋槳（MR指四軸專用槳）。其中，KV值是挑選無刷電機的一個重要指標。

無刷電機KV值定義為 轉速/V，意思為輸入電壓增加1伏特，無刷電機空轉轉速增加的轉速值。從這個定義來看，我們能知道，無刷電機電壓的輸入與電機空轉轉速是遵循嚴格的線性比例關係的。不用轉速的電機要配合適尺寸、螺距的螺旋槳才能使飛行器的效率達到最大，購買的時候可以詢問店家，店家一般都知道配多大的槳。

2.電調

電調全稱電子調速器，英文Electronic Speed Control,簡稱ESC。針對電機不同，可分為有刷電調和無刷電調。它根據控制信號調節電動機的轉速（將控制信號的小電流轉化為可供電機使用的大電流），無刷電調將直流電轉化為三相交流電。此處使用的是好盈天行者30A的無刷電調。

無刷電調有三組線：

1.信號線（白紅黑），接在接收機上，另外，電調一般有電源輸出功能，可為接收機和舵機提供5V左右的供電，因此將電調接入接收機后就可以為接收機供電。

2.電源輸入線（紅黑），與電池相連，為電調供電。

3.電調的輸出線（有刷兩根、無刷三根）與電機連接。

由於無刷電調輸出的是三相交流電，如果連接到電機后發現轉向不正確，只需要將其中隨便的兩條線交換一下接線就可以了。

3.鋰電池

電池我們要考慮的參數一般有三個：電壓，容量，放電C數（放電倍數）。

此處我使用的是3S，3200mah，30C的鋰電池。

3S指三片鋰電芯串聯，電壓為11.1V（3.7V x 3），3.7V 只是鋰電池的一個恆定電壓點，實際滿電的鋰電池電壓應為4.2V，使用時隨著容量的下降，電池的電壓也會慢慢下降。

mah是我們較為熟悉的一個單位，實際mAh並不是一個能量單位，它需要乘上當前的電壓才是真正的能量。例如3200mah的鋰電池，指的是該鋰電池可以進行一小時的3.7V，3200mah恆定放電，因此可以用此參數來衡量電池的容量大小。

C：用來表示電池充放電時電流大小的比率，即倍率。如1200mAh的電池，0.2C表示240mA（1200mAh的0.2倍率），1C表示1200mA（1200mAh的1倍率）。30C（3200mah），是指電池最大能輸出3.2A x30 =96A 的電流。

下面開始組裝飛機

(^ω^)

Here we go!!!

主要部件如圖↑↑↑↑↑↑↑↑

先把電調的以及供電線焊接在分電板上

製作電源線（做好后也焊上去，為分電板供電）

為線頭上錫前先用焊錫線包住，防止錫熔化后線散開

剪出一小段熱縮管

用熱縮管套住后再用火機烤一下

熱縮管有很好的絕緣保護作用

找出上中心板和四個機臂

用螺絲裝好

把剛才焊接好的分電板（下中心板）也裝上去

注意，電調的輸入線要穿過機架的洞洞

PS:這裡的我把分線板的上下面裝反了，焊接在上面的線佔去一定的地方，導致電池倉位置有點擠。影響不大，因此我沒有重新拆開換過來。

正確安裝如下圖↓↓

開始安裝減震台

減震板先用鑷子裝好藍色減震膠、然後粘在機架上（減震板小板在上面用白色3M膠固定飛控、大板在下面用海綿膠粘在機架上）

把GPS支架固定在機臂的兩顆螺絲上面

（此圖是以白色為飛機的前進方向，由於線長的原因，GPS支架一般安裝在前進方向的左後角）

下面開始對電機和電調安裝香蕉頭

電調的香蕉頭旁邊開有小孔，方便焊接。

先把電烙鐵伸進小孔內加熱香蕉頭，再往裡面融錫，待錫還沒冷卻把線插進香蕉頭內，最後把電烙鐵離開香蕉頭，等待焊錫冷卻即可。

下面開始電池的組裝

電池我是重利用之前做的電動滑板的鋰電池

拆！！！！！！！

額。。。 焊得有點難看

用電烙鐵把線全部去掉

之前是做成3並2串的7.4V電池組（共六片鋰電芯），現在要做成兩組3S（11.1V）電池。因此要每一片電芯都要拆出來，重新組合。

3片鋰電芯串起來為一組

還差平衡充插頭（下圖的4線插頭），繼續拆！！

這是一組已經懷孕的電池，已經鼓起來，不能再使用了，需要的是裡面的兩組電線。

因為只有一個平衡充接線，所以要用杜邦線做個轉接頭。

剪開兩份

附上一張3S電池接線圖

部分電極沒有轉鎳片或者鎳片已經脫落，這時候就很難上錫了，基本粘不上去，將極片打磨一下，會好焊一點。

老規矩，套上熱縮膜！！！

處理轉接線部分

將公杜邦頭接上平衡充頭並用熱熔膠固定好（請忽略漂亮的外觀）

接在電池上的杜邦頭是母頭，用這條轉接線連上就是一條完美的平衡充線

PS：平衡充線在電池充電的時候會用上（用於檢測每片電芯的電壓）

兩組3S，3200mah，30C的鋰電池

附上一張工作照

把電機安裝在機架上，並用扎帶固定好接線處和電調

PS：請確認好電機轉向正確后再把線固定（如果電機轉向不對，對調其中兩條線就可以了）

按照下圖來調整電機轉向和螺旋槳（正反槳）

接線按照下圖來

按照圖來接線，不同接收機的接線順序可能有點不同，反正按照圖示的埠接准沒錯。

我這裡使用的是華科爾的遙控設備（接收機有效距離一公里）

GPS接線↓↓↓

這裡使用的是M8N GPS，內置羅盤。APM飛控上也有羅盤，因為飛控靠近電源線和電調，易受到電磁干擾，因此我們要盡量使用外置羅盤。

使用GPS上的羅盤，需要把飛控上插針拔掉，不然飛控會默認啟用內置羅盤。

接收機和飛控均通過電流計供電

BB響（低壓報警器）

也可以查看各片鋰電芯的電壓

設備安裝好后就開始飛控的校準與調試

用USB線將飛行器與電腦連接

電腦打開地面站調試軟體Mission Planner（百度一下就能下載，你懂的……）

勾選正確的埠與波特率，點擊連接。

成功連接后，飛控信息將會導入電腦。

首先要給飛控下載固件，在軟體裡面選擇對應的機型就可以在線下載固件（這裡刷的是四軸的固件）

然後就是進行校準加速度計和羅盤

賣家出貨前已經幫我刷好固件和校準加速度計和羅盤，我只需要校準遙控器。

遙控器校準的目的就是讓飛控識別各通道的最大（小）行程

APM飛控對遙控器的要求是6通道或以上我使用的是華科爾DEVO 7E 遙控器，具有7通道，其中一通道為雙向傳輸，用不上，所以實際用得上的通道只有6個，剛好滿足要求。飛控是使用遙控器的第五通道進行飛行模式控制，因此，我的遙控器只剩下一個開關（兩段式）用作模式切換。如果你的遙控器有更多的通道，那就可以在遙控器切換的飛行模式也越多。

下面進行飛行模式設置↓↓↓↓

有很多種模式選擇

受遙控器通道數的限制，我只能選擇其中兩種模式：自穩模式+返航模式

平時飛行的時候就把檔位打到自穩模式上，檔位打到返航模式時飛機會啟動一鍵返航，返回到起飛地點。另外，飛機配備了電流計，實時監測電池的電壓和電流，可以把飛控設置成低電量自動返航，保證飛行安全。

現在可以進行戶外飛行測試

小編選擇在農田上進行測試

風很大，飛機漂移嚴重，沒有飛控的定點模式輔助，單靠人手很難穩定將飛機穩定在一個點上。（自穩模式只能讓飛機保持水平）

不用找了，飛機不在圖裡，哈哈哈哈。。。

正常飛機的一鍵返航誤差只有幾十厘米，還是挺準的。

但是也會有意外出現，

起飛時沒有什麼風，後來就颳起大風，這就有可能影響到氣壓高度計的正常工作，估計起飛時的GPS信號也受到干擾，一鍵返航的時候飛機就把降落地點定在十多米外的水溝上。

嗯！降落很成功，可能就是水喝多了點，好怕飛機感冒了。

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