從頭開始構建無人機

描述

注意：我還沒有開始構建任何東西。在開始之前，我試圖衡量對這個項目的興趣，所以如果您有意見、建議、想法或鼓勵的話，請在下面發表！

動機

你有沒有想過無人機是如何工作的？

不僅僅是如何發送一些命令來移動無人機，還有無人機是如何建造的，從電路、控制這些嵌入式系統的低級固件，一直到可以繪制出圖表的高級行為控制讓無人機跟隨并協調所有硬件系統來完成這項任務。

該項目的目標是從頭開始構建無人機（硬件、固件和高級軟件）。每個關鍵模塊都將進行面包板測試和編程（固件）。然后將每個模塊轉換為 Arduino 的 PCB 屏蔽板，然后將其組裝成工作無人機！最后，該項目將開發高級邏輯，將硬件系統連接在一起，形成一個功能齊全的無人機，可以飛行并從遙控器接收命令。

什么是 BareMetalDrone？

BareMetalDrone 是一款由 Arduino Uno 驅動并從頭開始構建的四軸飛行器。

該項目將構建完成完整工作無人機所需的模塊。計劃是對每個模塊進行面包板和編程，然后將每個模塊制造為 Arduino 的 PCB 屏蔽。這篇文章將隨著每個模塊的設計和制造而更新。

對于任何有興趣的人，我很樂意向您發送說明，教您如何對每個模塊進行面包板和編程，并以成本價向您發送完成的 PCB 屏蔽。如果您對此感興趣，請發送電子郵件至 austin@cirkitdesign.com。

BareMetalDrone 內部有哪些模塊？

需要強調的是，目前還沒有為 BareMetalDrone 建造任何東西。我試圖在開始之前評估對項目的興趣，所以我整理的圖表和計劃是非常初步的，可能不完整或包含錯誤。

這是將為該項目構建的模塊的暫定計劃：

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鋰離子電池模塊

鋰離子電池護罩將為整個項目提供動力，包括無刷電機。尚未對所需的電池容量進行計算，因此電池最終可能比此處描述的大得多。

藍牙模塊

該四軸飛行器將由手機應用程序或遙控器供電（尚未確定）。藍牙模塊對于控制無人機至關重要。

該項目不會使用現成的藍牙屏蔽。取而代之的是，藍牙模塊將從頭開始制作面包板，然后制作成 PCB 屏蔽板。該項目還將通過從頭開始編寫 Arduino 與此藍牙屏蔽的通信來工作。

傳感器屏蔽

無人機將需要一些傳感器測量來控制傾斜、高度和位置。我們可能需要加速度計和陀螺儀，但可能需要更多傳感器。

這個盾牌編程起來特別有趣。該程序將需要有意義地解釋所有傳感器數據，以確定無人機的位置、方向和速度。

電機控制器

電機控制器需要將來自 Arduino 的包含電機??命令的低電流信號轉換為可以驅動四個無刷電機的高電流信號。

控制這些電機來平衡和導航無人機肯定是一項具有挑戰性的任務。肯定會涉及到一些數學推導來弄清楚這個模塊。

無刷電機

最后，該項目將對無刷電機進行面包板測試，以了解它們如何連接到電機控制器/Arduino。

主要的 Arduino 邏輯

除了實現低級代碼以使模塊正常工作外，該項目還將構建高級行為邏輯，以便無人機真正飛行！

該項目將從簡單開始，目標是讓無人機起飛、垂直升起和著陸而不會墜毀。但是我們可以通過對無人機進行編程使其水平移動，并按照 3D 路線返回家中，從而變得更加雄心勃勃。

軟件的開發范圍實際上并沒有太大的限制。將來，可以開發一個 GPS 模塊，這樣無人機就可以穿越航路點。可以連接一個攝像頭，這樣無人機就可以利用計算機視覺。甚至可以連接機械臂，這樣無人機就可以拿起和運送包裹！