2016年5月7日 星期六

迷你四軸無人機改機記

網頁最後修改時間:2016/05/07

如果手邊有撞壞的迷你四軸無人機,只要飛控板沒壞,那就有救回的機會,讓它重新再回到天空中。
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[ 免責聲明 ]

下面拆機與組裝只是說明範例,使用者的環境不會一定與我相同,所以請在事前與事後做好安全性的防護 ( 例如,戴安全眼鏡、手套 ... 等 ),尤其是組裝好的通電測試,都不應該掉以輕心 !
即便它小,也是會有致命的危險 ! 這是來自於已經被螺旋槳割傷多處傷口的人的提醒 !
此套件非普通玩具,使用時請注意安全,小孩玩注意要大人在旁保護。如出現安全事故與財產損失,請自行負責,與賣場無關!
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[ 拆機注意事項 ]

因為不是每個人的四軸無人機損壞的狀況都跟我一樣,因此下面幾點是非常重要的拆機之前與過程之中必須要先知道的事,否則最後還是飛不起來

  • 如果原機零件 (空心杯馬達、螺旋槳、與飛控板 ... 等) 沒有壞,就盡量保存好,可以繼續用,套件裡面的配件可以當作備用,主要是飛控板一定要沒有壞。
  • 如果馬達有壞需要更換,請一定記得要先測試原先馬達的轉向並記住,拿一顆相同顏色線的馬達 ( 或是隨便其中一顆),用一顆 1.5 V 的乾電池測試一下就能知道轉向。將線色與飛控板連接馬達處的 +/- 號對照起來,然後先焊接更換空心杯馬達,
  • 如果要拆螺旋槳,也請一定要標示裝設的位置,因為裝錯了,就會飛不起來 !
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最近迷上四軸無人機,買了好機台不同形式的回來玩。其中有一台使用 RF 控制的迷你型四軸無人機因為可以做 3D 翻滾,所以時常用它來練習操作。但最近玩得太兇了,翻滾時頂部撞上了牆角,連帶地把空心杯馬達護蓋給撞破了,因此在飛行時變的會很容易晃動,操作也變得異常,有點不忍心把它丟了 ! 因此萌生了改機的想法。

改機需要一些迷你四軸無人機的零件 (可以上賣場買 PCB 機架或是動力套件 )。幸好我的無人機只有馬達防護殼壞掉,所以只要換掉外殼部分就好。但想歸想,拆掉之後能用的就只有飛控板、四顆空心杯馬達和螺旋槳,外殼跟防護欄就不能再繼續用
(下圖是拆機之後的照片。左上角是 PCB 機架與螺絲起子;其他是四軸無人機的上下機殼、螺旋槳、飛控板和空心杯馬達)
DIY 改機範例 - 01
所以我需要的零件就可以列表如下:

  • 1 * PCB 機架
    固定飛控板與空心杯馬達用
  • 4 * 馬達防撞座組
    馬達底部塑膠套與防撞向教,用來保護馬達底部
  • 1 * 防護欄
    保護螺旋槳用

若是其他使用者可能需要用到

  • 空心杯馬達馬達若需要更換,選擇與馬達線色相同的來用,直接對線色重新焊接上飛控板即可。若沒有相同顏色,則需要先確認原先馬達轉向之後再做焊接更換。
  • 螺旋槳
    不同馬達旋轉的方向要使用不同的螺旋槳,推力方向不一樣,所以用對照得比較快 ! 如果不知道,最簡單的測試方法就是:馬達轉動時,螺旋槳所產生的風向要向下。

上面所提的零件都包含在 "迷你四軸無人機動力套件"中。

另外其他建議且會用到的耗材 (視情況可自己準備或是用替代品):

  • 快乾
    空心杯馬達與 PCB 機架固定用
  • 雙面膠
    因為飛控板底部有些會有電子零件突出,所以要用有一點厚度的雙片膠,不然會黏不緊。以我的情況,1 mm - 2 mm 的雙面膠就可以將飛控板固定的很好在 PCB 機架中間。
  • 魔鬼沾 (一公一母)
    固定鋰電池用,長寬依鋰電池大小。


空心杯馬達防撞座安裝與固定

套件中的 PCB 機架適合安裝 716 / 720 馬達,如果原先的機架兩個馬達中心距在 65mm 左右,馬達線的長度大概都不用再改長,直接就可進行下一步驟。

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[空心杯馬達規格]
716 表示馬達直徑 7mm,長度(不包括轉軸長) 16mm;換言之,720 就是長度 20mm 直徑 7mm 的馬達。
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由於原機的空心杯馬達底座沒有馬達防撞座,為了保護馬達以及底部的電線在受撞擊的時候不會受傷,所以四個全部裝上防護座 ( 不裝也沒關係 ,只要能固定就好! 馬達與孔的間隙,摺紙包馬達再塞進去也可以,但記得要點膠水固定 )。

為了能夠容易地將馬達裝入防撞座裡,可以採用下面我用的方法。但不管如何,因為裝入時會有馬達線,所以即便有預留一個突出的溝槽讓馬達線可以方便在裝入時避開線的干擾,但是相信我 ! 還是非常難裝,而且很容易割傷馬達線。

下面是我用的方法,試驗在多台測試與自製的四軸無人機上,但只提供做個意見,每個人手法不同,不做任何保證,風險自負 !

馬達防撞座包括一個白色橡膠(馬達底部防撞用)與馬達保護套(灰色塑膠)。橡膠上邊凸緣有一個前後大小不同的溝槽,將較大的溝槽向保護套溝槽方向,然後再往下壓進去直到白點凸出其底部。完成之後,利用斜口鉗在保護套溝槽處切出一個裂縫 (類似V型,V型底部盡量修剪為U型),並盡其可能的處理一下切好的裂縫和旁邊銳利的邊;要不然很容易將馬達線刮傷。完成之後的結果,就如下圖所示。
DIY 改機範例 - 02
 為了將馬達裝入防撞座之中,而且也為了避免馬達線被破壞 (前面已經做好了馬達線割傷的預防動作),現在要做的就是避免線與保護套壁邊接觸後被拉扯斷。所以請像下圖一樣,將馬達線沿著馬達壁向上拉,然後預留一個被拉扯時的長度,就可以將馬達置入保護套。
DIY 改機範例 - 03
置入時會有一點緊,但是在推入時可以由保護套的縫隙看到線的情況。沒問題就可以往裡推,直到推不動就好 ! 完成之後就如下圖所示。
DIY 改機範例 - 04
重複上面動作,完成四個馬達防撞座的安裝。
DIY 改機範例 - 05
拿出 PCB 機架,準備厚一點的雙面膠,裁減之後先將其中一邊貼在飛控板背部 (貼的時候要避開飛控板的 LED 燈 ),另一邊則是等一下要直接貼在 PCB 機架中心 ( 先不先貼都沒關係,只要馬達等一下要固定時方便即可,取決於方便性 )。接著將空心杯馬達套入機架的馬達孔位中,盡量將馬達與板子垂直,再點上膠水或是快乾固定,固定好之後再完成其他三個馬達固定。完成後就如下圖所示
DIY 改機範例 - 06

固定飛控板

翻過來正面,飛控板則使用有一點厚度的雙面膠直接貼在 PCB 機架上
DIY 改機範例 - 07

電池固定


翻過來背面,準備一小截魔鬼沾,分別貼在 PCB 機架的背部與鋰電池上
DIY 改機範例 - 08
再翻過來正面,裝上防護欄
DIY 改機範例 - 09
裝上套件裡面的螺旋槳 ( 這個有方向性,千萬不要搞錯了 ! )。如果原機的螺旋槳沒有換,也可以使用原來的
DIY 改機範例 - 10
注意 !!!!! 開電的時候請自行注意安全,並做好防護措施 !

最後裝上電池,開始上電測試改機之後的狀況
DIY 改機範例 - 11
一切正常就可以起飛測試了 !
DIY 改機範例 - 12
為了學習四軸無人機,我嘗試使用迷你四軸無人機裡的配件做了幾台四軸試驗機,飛不飛得起來不要緊 ! 重點是可以使用藍牙或是 WiFi 控制各軸馬達正確的動作,而且能夠自己做平衡補償;也就是只要重量與配重許可,差別就在於螺旋槳的升力夠不夠撐起整台自製四軸無人機的重量。
自製四軸試驗機 - 老母雞
自製四軸試驗機 - 輕架機

自製四軸試驗機 - 小輕架機
這幾台試驗機有點重量,幾乎要將油門推到底 80% 以上才會離開地面。所以接下來,準備更換大一點的螺旋槳來做測試,這可以大大提高整體的升力 ! 近期的目標是要能做到 "定高 " 。

結論

因為喜歡,所以投入 !

前前後後做了好幾台試驗機,雖然還不能完全滯空測試平衡,但就只差在必須要提升螺旋槳升力而已。為了驗證最後結果,零件已經定了,也想好了接下來要撰寫自製四軸無人機的主題,所以有興趣的可以在近期關注一下部落格的網頁更新。

8 則留言:

  1. 老闆您好 有向您購買動力機架 我用mwc2.4的韌體 油門部分怎麼設定呢? 因為預設好像是esc使用的 也有反註解MOTOR_STOP,但是一上電後馬達就會開始旋轉

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    1. MWC2.4 的我只用在無刷馬達的四軸無人機上,至於油門的設定,應該是使用預設值就可以,一開機就會轉動要先看 Mincommand 是否有自行修改過

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    2. 不知為何 改成FLYDUINO_MPU之後正常多了 也把AUX mid設為解鎖
      現在問題是油門太快或到達一定數值後就會馬上停掉 D13燈號閃爍 要上鎖才會重新校正水平 請問這是什麼問題呢?
      (我的油門最大最小是預設,MINCOMMAND 1000)

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    3. 馬達啟動需要大電流,因此若是電流不夠會有問題! D13 若是閃爍像開機一樣,就是因為系統重新開機的緣故,大多是沒電了,不然就是鋰電不夠力,這跟你的馬達驅動電路關係比較大;若是手邊有其他鋰電,可以換顆試試!

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  2. 您好~ ESP8266是否能透過其腳位控制4軸的馬達呢?

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  3. 可以 !
    https://www.indiegogo.com/projects/espcopter#/

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