基于3D設計和打印的單轉子無人機方案

該項目展示了完整的3D設計和打印的單轉子無人機。僅有一個轉子和風葉用于位置控制的特殊設計使該項目在無人機領域特別有趣。使用了常見的RC組件，例如無線電接收器，電池，ESC，電機，螺旋槳，伺服系統(tǒng)。除了對設計本身進行重大更改之外，現(xiàn)在還使用了商用飛行控制器。設置Betaflight與該主題本身的許多背景信息和鏈接一樣重要。

組件：

數(shù)量 組件名稱

1個 TATTU 1300mAh鋰電（3節(jié)電池11.1V 14.4Wh）

1個 透音MAMBA F405 MK2F405飛行控制器（Cleanflight / Betaflight / Cleanflight）

1個 天馬F35A（bl_heli32 ESC）

1個 Flysky FS-A8S （V2迷你RC接收器，帶有ppm i-bus總線）

1個 風暴TL2306（2300kV無刷電機）

4個 磐正ES9051（數(shù)字超微伺服）

1個 6042 6x4.2道具

1個 WS2812b（燈帶）

10個 M3x10

4個 M3x12

8個 M3螺母

4個 M3 15mm墊片（無螺紋）

Betaflight在過去幾年中不斷發(fā)展-不斷添加新功能以進一步改善賽車的飛行行為。 坦率地說，請關閉所有功能并堅持基本操作！ 當然，這有點夸張，但是不需要Betaflight的許多高級控制器功能，甚至會使無人機的飛行行為變得不穩(wěn)定。原因很簡單。使用“普通” 4x無人機，每個轉子都可以直接干預系統(tǒng)。但是，球形無人機需要最小的推力，以便通過導風板向系統(tǒng)施加有效力。僅根據(jù)來自加速度計和陀螺儀的位置信息，才需要對葉片進行PID控制。為了生成此位置信息，Betaflight還提供了許多設置選項，尤其是用于信號處理（濾波器）的設置選項，我希望在將來對其進行詳細研究。 到目前為止，我進行的試飛在顯示的設置下效果最佳：

請注意，與經典x-220賽車手相比，P的百分比很高。無人機將具有較高的D分量和較小的I分量，從而更加穩(wěn)定。 我還想指出角度限制：通過設置角度限制，可以降低無人機可能翻倒的風險。 將來，我希望了解BF的黑匣子日志記錄，并希望能夠從中得出有關PID設置的重要信息。

與以前的球形無人機相反，我現(xiàn)在想使用幾乎每個人都可以免費使用的飛行控制器和軟件。有很多開源項目，但是Betaflight當前是賽車的標準，互聯(lián)網(wǎng)上有許多教程和資源，這使我不再贅述betaflight。但是，您如何從賽車四輪驅動飛行器到單旋翼無人駕駛飛機呢？就是這樣：

基本上，您需要一個電動機和四個伺服器來控制您的單旋翼直升機。大多數(shù)飛行控制器具有四個電動機，其中一些也具有一些伺服輸出。我所做的是將Betaflight伺服控件重新映射到“標準”的四個電機輸出?，F(xiàn)在需要連接電動機。通過我使用的飛行控制器的配置，我能夠看到哪些連接計時器可用。您經常閱讀有關將LED_strip端口用于電動機的信息，但是我想使用LED_strip端口并決定將PPM輸入重新映射為電動機輸出。例如，在此視頻中顯示了什么是資源重新映射以及如何重新映射。

接下來，必須使飛行控制器向伺服器和電動機發(fā)送正確的信號。為此，必須在所謂的混合器中進行調整。在配置標簽下選擇“自定義飛機”。

通過命令行處理：

＃MambaF405_MK2（由Benjamin Prescher設計）

# smix script for singlecopter on MambaF405_MK2 （by Benjamin Prescher）

mixer CUSTOMAIRPLANE

# load a standard motor mix

mmix reset

mmix load airplane # Motor1 as ESC output

#mmix 0 1.000 0.000 0.000 0.000

# smix

smix reset

smix 0 3 0 100 0 0 100 0

smix 1 2 0 -100 0 0 100 0

smix 2 4 1 100 0 0 100 0

smix 3 5 1 -100 0 0 100 0

smix 4 3 2 50 0 0 100 0

smix 5 2 2 50 0 0 100 0

smix 6 4 2 50 0 0 100 0

smix 7 5 2 50 0 0 100 0

save

如您在混頻器配置的圖片中所見，我設置了相對較低的PID環(huán)路速率。通常，控制直升機的伺服器可以通過max。?333Hz（當然還有一些伺服器可以處理更多信號）。我已經將我的Servo_pwm_rate設置為250Hz，這相當于PID環(huán)路速率的四分之一。據(jù)我了解betaflight中的算法，如果執(zhí)行機構的命令無論如何都只能更新其一小部分，則沒有必要人為設置PID速率。對于PID（稍后會在其他日志中詳細介紹），我使用強P值。帶有葉片的伺服器然后傾向于擺動。Betaflight具有解決此問題的強大功能，這稱為伺服低通濾波器： 通過命令行處理：

set servo_lowpass_hz = 20

set servo_pwm_rate = 250

save

測試時間： 如果您已經設置了無人機，連接了所有設備并且還實現(xiàn)了配置，那么您的無人機應該表現(xiàn)為： 發(fā)射器向右滾動使前后鰭向右移動 發(fā)射器俯仰向前導致左鰭和右鰭向前移動 發(fā)射器向右偏航會導致前鰭向左移動，右鰭向前移動，后鰭向右移動，左鰭向后移動。
責任編輯:pj