{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

網頁最後修改時間：2021/10/20

這篇網頁是 "{4} 自製四軸無人機 - DIY 套件的組裝說明" 套件版本升級 V3.0 後，針對零件變更的部分，補充該部分的組裝說明。

上一篇已談論過的內容，不會在這一篇重複提及，如果對本篇內容有任何疑惑的話，請參閱上一篇的內容。

飛控板雖然也有升級底板的設計，但在這裡只針對重點需要的部分做說明，其他的請參閱 "{3} 自製四軸無人機 - Arduino MWC Nano 飛控板焊接建議與說明" 網頁裡面內容就可以。

本篇內容有：

• （01）零件焊接 ^[V3.1]
• （01-01）飛控板的焊接與模組組裝說明 ^[V3.1]
• （01-02）升壓模組的焊接與調整 ^[V3.1]
• （01-03）馬達驅動板焊接與訊號線的製作
• （02）飛控板塑料連接板與鋰電池置放塑料底板製作
• （03）機架組裝
• （03-01）空心杯馬達接頭製作
• （03-02）馬達驅動板測試
• （03-03）四軸馬達支架安裝
• （04）馬達驅動板安裝 ^[V3.1]
• （05）飛控板安裝 ^[V3.1]
• （05-01）升壓模組安裝 ^[V3.1]
• （05-02）飛控板固定 ^[V3.1]
• （06）接線 ^[V3.1]
• （06-01）5V 電源與馬達驅動板訊號線的連接 ^[V3.1]
• （06-02）藍牙模組的安裝與連接 ^[V3.1]
• （07）鋰電池置放塑料底板安裝與說明
• （08）結論

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看起來步驟很多，不過前面 01 - 03 不需要照順序可獨立進行，但後面的 04 - 0就要照步驟順序做，請自行斟酌安排。

【（01）零件焊接】 ^[V3.1]

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* （01-01）飛控板的焊接與模組組裝說明 ^[V3.1]：

V3.0 套件的飛控板，頂面圖如下所示。焊接的說明可以參考 "{3} 自製四軸無人機 - Arduino MWC Nano 飛控板焊接建議與說明"，基本上都是排針的焊接。比較需要注意的，是要選擇 Arduino Nano 開發板的 +5V 電源，是要由 BEC 輸入，還是要由外部輸入（如下圖右下方，粉紅色的部分），這會改變接線與升壓模組的焊接方式。

本篇的組裝是採用外部 +5V 電源輸入並採杜邦排針連接的方式，所以要焊上兩根排針到板子上方（黃色短路帽的下方）。

完成焊接之後的底板如下圖所示。

接著，完成 Arduino Nano 開發板和 MPU6050 的焊接，再將其插到底板上。

完成的飛控板就如下圖所示。

出貨的時候，套件中的 Arduino Nano 開發板已預先燒錄支援藍牙控制的 MWC 飛控程式，所以當務之急趕快與電腦做連線進行通訊，看看 MWC 組態軟體是否可以與其通訊並抓取到 IMU 的數據？一定要先確定沒問題才能將其組裝到機架上！

** 上圖中，在 MPU6050 板子下方所放置的是一塊海綿（加不加都沒關係（V2.0 組裝時沒加）），主要是為了固定它，避免校正後又被亂動到了。

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* （01-02）升壓模組的焊接與調整 ^[V3.1]：

如下所示的升壓模組。可以將 1S 鋰電池升壓至 5V/8V/9V/12V，但拿到手的升壓模組預設輸出是 DC +12V，所以焊線之前，需要將板上標示為 A 和 B 的兩個焊點解焊，這樣才能選擇升壓模組的輸出電壓為 5V。

如下圖所示的升壓模組焊接完成圖。(A) 是 1S 鋰電池電壓輸入端，(B) 是 +5V 電壓輸出端，兩端接線共用了三種不同形式的接頭：

• c1：PH2.0mm，作為馬達驅動板的電源輸入，接頭形式不可變更；
• c2：這裡使用的是 1S 供電端小白頭，接頭形式根據你買的鋰電池而有所不同。其他還有 PH2.0mm 和 JST 形式的，請根據實際買的鋰電池形式接頭去做供電端的焊接，不一定要跟下圖一樣。
• c3：這裡使用的是 1P 2.54mm 杜邦接頭，接頭形式可與 c1 用一樣的或是用 XH2.54mm 規格的。

除了 c2 用買來的小白頭直接焊之外（整段長度 10 公分左右），c1 和 c2 後來都取長度 80mm 來做線與焊接。若沒有把握的話，c1 和 c2 可以先做，之後在與升壓模組焊接後，再根據實際拉線的長度再進行裁切做接頭亦可。

套件裡面分別附了兩種不同線徑的電線，每一組各有兩條，粗的那一組用在 A 端 c1 處，細的那一組用在 B 端 c3 處。

** 上圖中 c1 的長度，實際組裝之後有再進行修改，沒有像圖中那麼長了。

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* （01-03）馬達驅動板焊接與訊號線的製作：

馬達驅動板的焊接和訊號線的製作請看另一篇，不過我另外做了接線圖解，如下所示。

這裡要特別說明的是，套件中那條 6P 母接頭的線，在（從母接頭底部算)）6.5 公分處截斷（不確定的話可以留長一點，手動量測後再切斷做 4P 杜邦線），退出母接頭中第二與第五條線，然後將剩下的 4 條線剝線夾上杜邦針。最後照著上面照片中的線，將這些杜邦針照順序插入到 4P 的杜邦膠座裡。

** 不管你多有自信，線做好之後一定要用電表測試是否真的導通？

【（02）飛控板塑料連接板與鋰電池置放塑料底板製作】

如下圖所示，是組裝最重要的兩塊塑料板的外型與尺寸。

若要選擇其他材質加工也可以，只要能夠放置飛控板都可以。但若是要手工製作，塑料要選擇有一定的韌性、不能是易斷或是堅硬的材質，厚度極限 1.0mm。

兩個圖面的檔案放置在雲端硬碟的 Drawings 資料夾中，分別為 base.pdf 和 battery.pdf。請一定要用 1:1 的比例將其列印出來，貼到塑料板上並循線裁剪出來。

我使用的是放棉花棒的塑膠盒子，或是手邊剛好有可以用的塑料盒子，可以先合一下塑料的尺寸是否剛好可以用。

用口紅膠塗滿圖紙的背面，然後貼到塑料上，記得要確定紙有貼緊、貼牢！

** 下面步驟要注意 ** 圖面小孔是要鑽 1.0mm 孔徑，大孔是要鑽 3.0mm 孔徑 !!!

準備一支小鐵釘或是木柄針車鑽此類型的東西，在孔位中心線中心處戳一下（千萬不要貫穿，否則小孔可能會 GG），當作鑽孔的定位點。

完成鑽孔之後，就會類似下圖所示。

經過一番修剪之後，完成的飛控板塑料連接板就如下圖所示。

記得要翻過來去除鑽孔後的塑膠毛邊！

要確保摸起來是平整的，否則會影響飛控板裝設之後的水平度。

接著，跟上面同樣的步驟，製作鋰電池置放塑料底板。這底板可以選擇性的安裝，安裝後可支援更多其他尺寸規格的 1S 鋰電池。

【（03）機架組裝】

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* （03-01）空心杯馬達接頭製作：

減速馬達螺旋槳組合 (簡稱馬達支架) 預設的接頭是 JST1.25mm，這跟馬達驅動板的接頭是不符的，所以必須先把它剪掉再做處理，如下圖所示。

馬達驅動板所使用的都是 PH2.0mm 的接頭，所以馬達支架的接頭就要做成這種。

製作接頭之前必須注意，如果沒有任何意外的情況出現，那麼當你使用 1.5V 電池接到紅（＋）、黃（－）線時，馬達旋轉後所造成的風力必須是往下的，不管螺旋槳的形式為左旋或是右旋。這一點在製作馬達支架接頭前必須要確認清楚，因為 PH2.0 接頭是具有方向性的，搞錯了在起飛的時候就會翻機！

也因為不管螺旋槳的形式是左旋還是右旋，轉動的時候風力都是向下的，因此此四組馬達支架的接頭做法都是相同的，都是如下圖所示一樣製作即可。

完成接頭的製作之後，就可以開始進行與馬達連接座的組裝。

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* （03-02）馬達驅動板測試：

前面已經焊接好馬達驅動板，現在馬達支架上的接頭也做好了。在繼續組裝之前，要先測試裝上馬達支架到馬達驅動板後，螺旋槳的轉向是否能夠轉動且與預期一樣。

馬達驅動板的電源用單顆 1.5V 電池可能驅動不了，所以至少用個兩顆或是利用類似下面的方式進行測試（你也可以參考前一篇馬達驅動板測試一節）。

不管你的馬達是接到驅動板的哪一個接頭上，螺旋槳所產生的風都必須要往下！若是錯了，接頭的兩根線調換一下再試試，直到正確為止。

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* （03-03）四軸馬達支架安裝：

** 這裡選擇黑色螺旋槳作為無人機的前方 **

這組套件鎖使用的馬達支架的安裝比較特別之處，是不需要鎖螺絲固定的！

也因為如此，因此機架連接座在與馬達支架做安裝時配合度相當好（就是緊的意思），裝的時候需要注意線要先彎曲（不能拉緊），然後把線先插入槽內，再施點力把碳纖維桿插入槽內。插入碳纖維桿的同時，也要同時注意線也要往裡推，且不可被拉緊，直到整個碳纖維桿插到槽底為止。

首先，將馬達線如下圖一樣在碳纖維桿前頭先彎曲（不可拉緊）。

先將線插入槽內，再將碳纖維桿插入往前推。推的時候要注意，適時地將線也往前推，避免在推碳纖維桿往前時把線拉緊了。

到底什麼時候才算好？可參考下面的尺寸量測。

完成四組馬達支架的安裝後，馬達連接座底部如下圖所示。

完成四組馬達支架的安裝後，馬達連接座頂部如下圖所示。

完成全部馬達支架的安裝後，無人機底部和頂部的照片，如下圖所示。

【（04）馬達驅動板安裝】 ^[V3.1]

在裝設馬達驅動板到無人機上前，你必須要先測試做好的接頭，以及看看馬達驅動板焊接是否沒問題？以及鎖上飛控板塑料連接板。

馬達驅動板是裝在飛控板塑料連接板中間的地方，兩個板子中心對中心的貼合在一起。

拿出套件中的：

• 四顆黑色小螺絲；
• 四支長螺絲；
• 四顆螺帽；
• 兩片兩公分的雙面膠；

先將雙面膠貼在馬達驅動板的底部。

有一點要注意，焊接之後的接頭，在馬達驅動板背面腳位會比雙面膠高，所以需要用斜口鉗修剪凸出的部分。

貼好雙面膠後，撕掉雙面膠保護膜後，放在一旁。

接著，照著下圖，鎖上螺絲、螺帽和貼上馬達驅動板到塑料板上。

這裡有一點要注意，黑色小螺絲鎖的時候要凸過塑料板底部一些（如果真要知道尺寸，那大概 0.5 mm），等一下在鎖這四顆螺絲到馬達連接座時，會容易一些！

接著再拿出四顆黑色小螺絲，把這四顆小螺絲試鎖到馬達連接座上去（不需要鎖到底）再退出來，做個預攻牙的動作，等一下鎖塑料板的時候，會很容易對到孔和固定。

如下圖所示，用黑色小螺絲對準馬達連接座的四個柱子上的小洞，然後鎖上、鎖緊（別使蠻力往死裡鎖）。

再拿出套件裡 12 顆螺帽，每一個螺絲個別再鎖上三顆螺帽。每一個螺絲上的各個螺帽，都要個別鎖緊後，再鎖緊另外一顆。

現在，你可以把馬達接頭接上馬達驅動板了！

做馬達接頭的時候，線留得很長！為了避免線被螺旋槳打到，你可以把線繞在碳纖維桿上面（如下圖所示），可以多繞幾圈讓線看起來更簡潔。

下圖為了展示只繞了兩圈，比較容易看清楚。

繞線要注意！線最好由碳纖維桿底部出來再接到馬達驅動板，這樣可以避免飛行的時候螺旋槳打到線。

【（05）飛控板安裝】 ^[V3.1]

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* （05-01）升壓模組安裝 ^[V3.1]：

從套件中拿出一片 2 公分的雙面膠，貼在升壓模組的背面，撕開保護膜貼到連接板的底部（如下圖所示的位置），再把做好的馬達驅動板訊號線和升壓模組的 PH2.0 接頭的電源線，插到馬達驅動板上。

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* （05-02）飛控板固定 ^[V3.1]：

從套件中拿出四顆螺帽，（如下圖所示）先旋進標示為 2、3 和 4 處的螺絲中（不要鎖緊）。然後使用尖嘴鉗再夾上一顆螺帽，（有耐心的）旋進表示為 1 處的螺絲中，直到完全鎖緊。最後再依序鎖緊 2、3 和 4 處的螺帽。

會這樣做的原因是，1 處的螺絲靠近杜邦排針的塑膠，所以鎖螺帽的時候會被卡到；除非你用美工刀修掉一些杜邦排針的塑膠，不然就需要借用尖嘴鉗施力，把螺帽鎖進此處的螺絲中。

【（06）接線】 ^[V3.1]

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* （06-01）5V 電源與馬達驅動板訊號線的連接 ^[V3.1]：

飛控板的電源輸入，需要注意正負極，千萬不可插錯！

如下圖左方所示，橘色為正（+5V）、綠色為負（GND）。

馬達驅動板與飛控板的連接，就如下圖右方所示，一樣插就可以了。

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* （06-02）藍牙模組的安裝與連接 ^[V3.1]：

藍牙模組利用一條兩頭都是 4P 杜邦接頭的通訊線做連接，所以要先來製作它。

這條線取用至 6P PH2.0 那一條線剩下的那半部分，取用其中的 4 根線，長度為 8 公分，進行這條線的製作。

套件裡面有杜邦針以及 4P 杜邦膠座。做好杜邦針頭後，參考下圖把杜邦針頭插入到相對應的位置。

完成後，照著下圖一樣，把線先插到藍牙模組。

** 不管你多有自信，線做好之後一定要用電表測試是否真的導通？

如下圖所示，準備好藍牙模組的通訊連接線（要注意這條線是有方向性的），一頭插到藍牙模組上，另一頭插到飛控板 UART 的接頭。

從套件中拿出一片 3 公分的雙面膠貼到藍牙模組的底部，撕掉保護膜後將其貼到無人機尾部（也就是如下圖所示的位置），這裡同樣的也必須注意螺旋槳與此線的距離。

我的作法是，先試著測一下實際要貼上的位置，然後轉一下螺旋槳測一下距離，如果距離很尷尬的話，就轉一圈通訊線再重新調整貼的位置，直到沒問題後再完全貼上、貼牢。

下面是藍牙模組貼好之後，另一個方向的照片。

【（07）鋰電池置放塑料底板安裝與說明】

拿出套件裡四顆黑色小螺絲，以跟安裝飛控板塑料連接板的步驟一樣的方式，把鋰電池置放塑料底板安裝到無人機底部的馬達連接座上。

在不安裝底板的時候，只有既有的馬達連接座上的鋰電池槽孔可以用。因為這個槽孔大小的緣故，可用的鋰電池的尺寸和容量限制比較多。

在裝上底板後，增加了不少的寬度，而且可由無人機的側邊裝鋰電池，可用的鋰電池尺寸和容量選擇比較多。

因為套件中沒有提供鋰電池，所以若是在鋰電池選購有任何問題，可以跟賣場詢問。

【（08）結論】

完成無人機組裝之後，接下來就可以參考 "{3} 自製四軸無人機 - Arduino MWC Nano 飛控板焊接建議與說明" 裡面，關於飛控板測試與校正這一小節做感測器的校正和無人機參數設定，之後就可以由雲端硬碟中所建議的 APP 做參數設定和進行飛行控制。

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