{1} 自製四軸無人機 - {使用預設PID} 飛行測試

網頁最後修改時間：2016/08/15 

經過一段時間的資料研讀、電路測試、機架製作、韌體測試、飛行測試，從小四軸一直到現在的大螺旋槳四軸機架，終於 !!! Finally !!!! 完成了 !

~~~ ^_^ ~~~ 喜樂交加中 !!!

一直以來就很想玩無人機，終於抓到空檔停下來專心做這一件事，直到無人機組裝並完成初步飛行測試，開始整理這段時間手邊的資料準備寫部落格。

因為還在規畫整個撰寫的流程，只差撰寫好上傳而已，所以先上傳初步測試結果的影片讓有興趣入門玩多軸無人機的參考一下。

若是想真正入門，除了自己動手做一台別無他法 ! 因為所有的東西 (韌體、零件組裝) 都是互相牽扯，不僅影響到感測器的校正也影響最終飛行的穩定度，牽一髮而動全身 ! 在開始計劃自己做一台之前，先看看這篇部落格的影片，以及接下來關於自製四軸無人機的系列文章。
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下面是簡單的硬體說明，注意所使用的鋰電池容量只有 300mAH：

Hardware：

• 微控制器
  使用 Arduino Nano
• 8520 空心杯馬達
  減速比大概 1:4.7 ~ 4.8
• 空心杯馬達電調
  是一塊小電路板，上面空心杯馬達的驅動電路，接收來自 Arduino 的 PWM 訊號。鋰電池的電源從這邊接入再從上面的接腳分電到升壓模組，提升電壓到 5V 給控制板用。
  由於訊號輸入接腳不可以浮接會造成馬達誤動作，因此此空心杯電調我有再另外改過，效果就如影片中情況。
• 鋰電池
  3.7V / 300 mAH ，好像是 20C 還是 25 C ( 是從其他無人機配件拿過來用的 )，忘了 ! 可以拿容量大一點的，可以飛比較久 ! 
• 藍牙模組
   (有測試過) HC-05 或 HC-06 都可以用，其他的要看操作的 APP 是否有支援。另外 WiFi 透傳模組 (也就是不需要先下 AT 指令的) 也可以用，但是 APP 要支援 WiFi 通訊；這之後會再做測試，因為距離可以拉.........很遠 !
• DC 3.7V 轉 5V 升壓模組
  給 Arduino Nano 板子供電用
• 六軸感測器 (三軸加速度和陀螺儀)
  MPU6050
  基本上，加速度計和陀螺儀一定要有，其他的看要使用的操作模式再加感測器就可以。
• 氣壓感測器 (定高用)
  BMP180
  裝上後可以另外選擇 BARO 的定高模式，但是需要在調整好基本 Pitch/Roll/Yaw PID 之後再另外調整定高飛行模式 (ALT) 的 PID 後，才能發揮定高的功能。
• 指南針 (方向) (選配)
  HMC5883L
  這一個在韌體測試的時候有裝並且校正過，但是因為我不使用 GPS 與相關的模式和功能，所以在這一台我沒裝上去，不影響飛行 !

Software ：

• Arduino 程式
• Android 手機 APP

NOTE: 

• 影片中的四軸無人機使用預設的 PID 參數，沒有經過任何調整，原汁原味 !
• 操作拙劣且測試空間不大，多多包涵 !

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自製飛控板的測試：

到自製飛控板的時候 ( 前面已經有焊了不少的測試板)，基本上韌體什麼的都已經差不多好了，只少了機架可以實際飛行做測試。由於我將空心杯馬達的驅動電路直接焊在洞洞板下面，所以上面就可以焊接插座跟馬達連接。

四軸無人機接上電池之後，需要開啟 ARM 燈號 ( 也就是影片上的那顆燈)，只有當這顆燈亮時，才能使用遙控器或是手機遙控無人機。

因為我是先焊好飛控板之後才有機架，所以當要將飛控板固定在機架上面的時候，很 GG ! 洞洞板下面的焊點都會跟機架柱子親到。為了趕測試，就貼雙面膠避開這些位置先固定，所以校正之後的飛行就有一點自旋的情況產生，但很穩定不會前後左右偏 ! 機架還算很 OK，撞了和摔了很多次都還沒壞，影片是選過的 !



完成機測試：

有了機架之後，因為手焊飛控板與週邊很費時間，所以就有了可以將 Arduino Nano、MPU6050、BMP180、藍牙或其他要加裝的裝置直接插上的整合電路板。依照自己想要的連接方式，可以自行選用排母或是排針的方式與周邊聯接，只要簡單的焊接排針與排母就可以。

詳細的說明，看其他相關發佈的網頁。

使用初學者模式操作，各軸動作不大，低空懸浮測試 !

切換到進階者模式，各軸動作比較大。胡亂飛、翻倒再自動平衡、垂直掉落不輕易損傷，玩到電池沒電，換電池繼續玩 !


繼續上面的模式。飛高一點前後左右偏，動作很靈敏，懸浮也不錯，取決於良好的飛控板安裝與 MPU6050 的校正。

影片是拍了許多次選操作比較好的出來放上。依我所使用的電池，大概玩 3-4分鐘以上，要看實際使用情況，還會更久 !


結論：

延遲了一個星期多的時間去做其他事慢了許多進度，但終於完成四軸無人機初步的成果。接下來除了將這些過程寫成網頁之外，WiFi 通訊測試也要接著做，和改用穿越機架配合這組飛控板使用遙控器、藍牙(距離比較短，可能會不考慮)或 WiFi 配合手機來試試，若找到適合外測的場地再到外面拍影片。

因為上網看到 FPV 比賽，放大螢幕看身歷其境的感覺很好，而且就像自己開著無人機一樣，很爽! 所以敗了一台 FPV，但現在還不不敢開，都開小四軸 !



為了不想一出門玩馬上就回家的窘境，必須先作一些功課熟悉飛控板、參數調整、校正...等等的東西，也需要適時的交一點學費才敢上路。我之所以使用這個飛控板作為開始，是因為它使用 Arduino 板子撰寫韌體，可以較容易上手與熟悉；當換到其他飛控板時比較容易適應。

其他相關的部落格網頁，等我寫好再更新上來 !

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<<自製四軸無人機部落格相關網頁>>

• {1} 自製四軸無人機 - {使用預設PID} 飛行測試
  未調整之前使用預設的 PID 參數的飛行測試；主要是測試通訊以及硬體動作是否正常運作。
• {2} 自製四軸無人機 - PID 調整後的飛行測試
  為了快速調整 PID 參數並能馬上做測試，由於硬體沒有改變，因此修改韌體為使用遙控器做操作，手機藍牙連線 MWC Nano 飛控板做即時的 PID 調整，直到調整後做飛行測試，實際測試的結果比使用預設參數更為順手，反應也更加靈敏與好操作。
• {3} 自製四軸無人機 - Arduino MWC Nano 飛控板焊接建議與說明
  飛控板焊接建議、接線與測試校正說明。
• {4} 自製四軸無人機 - DIY 套件的組裝說明 
  四軸無人機 DIY 套件的組裝說明
• {5} 自製四軸無人機－Arduino MWC Nano 大四軸無人機 V3.0 DIY 套件組裝說明
  以{4} 自製四軸無人機 - DIY 套件的組裝說明 作為基礎，四軸無人機 V3.0 DIY 套件的組裝說明。
• {5.1} 自製四軸無人機－Arduino MWC Nano 大四軸無人機 V3.1 DIY 套件小改版組裝說明
  針對 V3.0 改版為 V3.1 的部分作補充的組裝說明。

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<<SP Racing F3 EVO 空心杯四軸無人機部落格相關網頁>>

• {SP Racing F3 EVO 四軸 8520 空心杯馬達無人機 1 of #} 預設 PID 自穩與飛行(翻滾)測試
  直接驅動與減速驅動兩種不同機架 DIY 之後的自穩定以及飛行測試影片