三轴雕机开源系统和单片机选择

HieHie1062 2021-02-22 12:24:24

能控制三个伺服电机，另外，三轴的驱动模式用什么较好？螺纹传动，链条+齿轮传动，如果还有其它选择，用那种传动方式好？有哪些现成的比较好的开源系统？用的什么语言？用什么单片机合适？不吝赐教啊！

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xqhrs232 2021-02-26

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用单片机还要接驱动电机的芯片，麻烦，直接用PLC不香吗？

进的咸鱼 2021-02-26

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用FPGA把

HieHie1062 2021-02-22

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帖子不能修改？！补充一下，兼容性要好一些！

开源的三轴无刷云台算法，每一行都添加了详细注释，stm32单片机程序

飞控配件： 1、STC8A8K16S4A12 LQFP44做的飞控1块。 2、MPU-6050三轴陀螺仪、三轴加速度传感器模块1块。MC6B遥控、接收机1套。 3、F450玻纤四轴机架1套。 4、2212无刷电机4个（配香蕉插)。20A电调4个。T插插头1个。 5、9450正反桨2对（实际买多些，因为新手会有损耗)。3S锂电池4200mAH 1块（用户可以购买多块爽飞)。B6平衡充（带12V 5A电源)1套。 6、12号硅胶线红、黑色给20cm。魔术带（捆绑电池的)1条。3M双面胶(3*7cm，粘电调、飞控用)2片。 7、扎丝或扎带若干（扎丝，因为可以方便的拧下来)。本飞控仅仅是姿态飞行控制，没有GPS、电子罗盘、气压高度计、超声波测距、光流传感器等等,不能实现定点悬停，但是飞行感觉非常好，稳定，特别是暴力飞行的刺激，是很多玩家所喜欢的。用户可以自行增加这些传感器，编写相关的程序，以获得更好的飞行性能。本飞控通过调整PID参数可以适应从250mm轴距到750mm 轴距的，都实际装机验证过，效果很好。本例实用F450的四轴机架，大约40元，安装简单，入门快，让玩家可以快速的装配成功，如动手能力强可以自己买配件做机架，铝合金或碳纤维均可。我喜欢用铝合金方管，好加工，强度好，还很轻。配套使用MC6B的遥控、接收套件，左手油门（俗称“美国手”)，大约130元，是我能找到的最便宜的遥控器了，不差钱的玩家可以使用更昂贵的遥控器套件。四轴实物照片如下图所示。文件包含：程序+原理图+技术文档

本文和大家分享基于Arduino的开源头追的制作。首先，先介绍下Arduino，Arduino简单来说就是一块单片机，他是一个开放了源代码的硬件平台，并且提供了开发平台，重要的是，这一切都是for free的，并且Arduino的编程环境比较简单，初学者很容易能上手，而且有大量的开源程序供你参考。说回到这个开源头追来，原理是:通过GY-85九轴IMU传感器（三轴陀螺仪、三轴加速度计和三轴地磁计）来实时输出当前位置与起始位置之间在三维空间中的变化，再通过Arduino Nano控制器，转化成X、Y、Z三个通道的PPM信号，输入到遥控器中，通过遥控器的“教练”功能，映射三个通道来控制云台的方向（Pan），俯仰（Tilt）和倾斜（Roll）从而实现摄像头角度的变化。由于飞行员通常不会在驾驶室做歪脖子的动作，所以我后续只用到了方向和仰俯轴，简化云台为二维云台。在此介绍ADI的3轴加速度计ADXL345（ADXL345典型应用）。ADXL345（ADXL345典型应用）是一款小而薄的低功耗3轴加速度计，分辨率高（13位），测量范围达±16g。数字输出数据为16位二进制补码格式，可通过SPI（3线或4线）或I2C数字接口访问。 ADXL345（ADXL345典型应用）非常适合移动设备应用。它可以在倾斜检测应用中测量静态重力加速度，还可以测量运动或冲击导致的动态加速度。其高分辨率(4 mg/LSB)，能够测量不到1.0°的倾斜角度变化。原理介绍完毕，项目需要的硬件如下: 1、Arduino nano控制板一块； 2、miniUSB线一根；（用来连接控制板刷程序） 3、GY-85九轴传感器一块； 4、杜邦线若干头追演示视频: 头追硬件制作过程见附件相关技术方案: 加速度传感器ADXL345典型应用本参考设计基于ADI公司的ADXL345，实现了加速度传感器的一系列典型应用，包括:计步器，闪信，硬盘跌落保护，人体跌倒保护，倾角测量，旋转检测，晃动检测，单击、双击检测以及其他智能检测功能和游戏控制功能，等等。 ADI民用无人机解决方案 ADI拥有一支致力于支持新兴无人系统市场的团队和业务部门。ADI的产品组合覆盖空中、地面和海上无人系统，从小型消费类产品到大型长航时系统。 ADI产品组合专注于五个主要领域以支持无人系统业务:大气数据、姿态和航向，参考系统收发器，有效载荷，安全和监控，机身。除了以上产品之外， ADI公司丰富的产品组合支持包括控制站、数据采集等众多产品。

前言: 记得在上大二下的时候参加了2015全国电子设计大赛，题目刚下来便决定了做C题"多旋翼的自主飞行器"4天3夜拿到瑞萨最小系统后便开始写各个模块的驱动代码，因为有开发环境CUBE的神助攻，所以前期的驱动代码是还很顺利的。接下来便是飞行器的组装和电路板制作，在一起就绪后花掉了2天时间，剩下的两天便疯狂调试，最苦恼的是电池供给跟不上，无奈只能调调停停，初次制作算法也还不够成熟，我直接用的以前做平衡车的经验。不过最后飞得也还算平稳，用的手机加蓝牙控制飞行（后来想一想也是胆大），但题目要求自主飞行，于是我便苦恼了，我便开始记录四旋翼起飞的油门，在起飞后直接给油门（危险）效果也还可以，就在比赛前一天晚上出事故了一块刚充满电的电池我装上做最后测试。电池电量过高直接结果导致飞机飞太高撞到了天花板，结果将飞机撞坏了一个电机，桨就不用说了惨，不过幸运的是人没事。队友也傻了，怎么办？此时已是凌晨1点。我们捡起“残骸”拍拍上面的灰，听了首“安河桥”便开始和队友一起埋头苦干。哈哈···最后在早上6点前飞机修好了虽然效果大打折扣不过最基本的任务还算能够完成。第二天比赛，我们是下午开始。第一次参赛，试飞的时候发现异常，冷静后发现超声波线松了排除故障后开始比赛，比赛结果就不往下写了。（。。。。。）无论怎样我很享受这个过程。比赛结束后便有了做一个小四轴的想法，于是便在网上搜索资料，偶然看到了STC的这个开源项目，于是便自己也动手做了一个，控制代码我也有重写，现分享给大家！！！一起交流！！！功能概述: 本设计是基于STC15W4K61S4的微型四轴。以STC15W4K61S4为主控。硬件包括，mpu6050传感器，电源，nrf2401通信模块，720空心杯电机，PCB机架。姿态解算采用四元数，串级PID作为控制器，配合遥控器实现俯仰，横滚，偏航姿态控制。主要用于学习和理解四轴飞行器的基本原理。实物图: 应用场景: 控制思路: 首先调整电机1，3同向 2，4同向且相邻电机旋转反相在X型模式下首先通过mpu6050获取三轴加速度计和三轴陀螺仪数据经过数据处理融合后得到姿态角度pitch roll 以及Z轴陀螺仪积分出 yaw角。将得到的姿态角送入PID控制器计算输出对应的油门补偿对应的电机从而使四旋翼平衡。简单来说飞机往那边沉对应的电机就加速提高升力抵抗它下沉，它的下沉程度是通过角度来反映的而已，具体补偿多少合适，则是通过PID控制器计算的而已。单纯通过角度误差来控制，是属于单级的PID 控制。经过试验这种控制策略应用在小四轴效果不太理想，因此我们通常采用的串级PID控制小四轴，即引入了角速度环，通常内环使用PD(对象角速度)外环使用PI(对象角度&内环输出)这样的控制策略在测试中效果较好，但理想的参数调整比较难，因此需要耐心调试才能得到较好的效果。系统框图: 本系统硬件设计组成: 主控:STC15W4K61S4 (封装:LQFP32）传感器:MPU6050(三轴加速度计，三轴陀螺仪)(封装:QFN)https://www.datasheet5.com/pn-MPU-6050-1083104 电机:720空心杯 MOS管 AO3400A (封装:SOT23_M)https://www.datasheet5.com/pn-AO3400A-1215185 2.4G无线:NRF2401 （模块）https://www.datasheet5.com/datasheet/NRF2401/250319... 电源芯片: ME6219 (封装:SOT95)https://www.bom2buy.com/search/ME6219 BL8530-501SM（封装:SOT89）https://www.datasheet5.com/pdf/BL8532/1751621/BELLI... 元器件成本估算: 部分器件成本估算:https://www.bom2buy.com/list/1312-stc15w4k61s4 总结: 此项目在大三上完成，经过调试能够实现基本飞行，同时也存在以下问题: 参数应该还不够理想（遥控器跟随效果不好）。 PCB设计过大导致超重，因为担心手焊的MPU不好使故留了较多直插模块接口同时还考虑到十字和X型所以各留了一个这样的直插接口。这是一次不错的动手经历吧，从原理图PCB到代码都是自己一个人完成，每当遇到问题就网上寻求答案，过程还是很坎坷的，不过也特别有意思。同时也学到很多知识，做事情也更加细心严谨！测试结果: 手机里翻了半天总算找到了一点视频上传与大家分享，效果不太好希望勿喷。

向前欧拉法matlab代码旋翼无人机航磁系统数据采集软件梁植源第一章系统架构 1.1设计要求利用LabVIEW控制单片机采集旋翼无人机姿态数据（需要实际采集）、校正前地磁总场（利用单片机模拟）数据、GPS数据（利用单片机模拟），并用串口传输至上位机。上位机实时显示无人机三维姿态、校正前地磁总场曲线、校正后地磁总场曲线（算法由老师直接提供）。能根据当前GPS数据，自动加载百度或谷歌地图，并显示飞行轨迹。 1.2设计规划根据设计要求，可将本系统分解为图1-1所示六个任务：图1-1 系统框图 单片机A/D采集数据，搜集MPU6050姿态检测模块产生的数据，并通过算法转换为欧拉角； 单片机串口发送数据，包括旋翼无人机姿态数据（实际采集）、校正前地磁总场（利用单片机模拟）数据、GPS数据（利用单片机模拟），利用串口发送； LabVIEW串口接收数据，并将数据拆分为姿态数据、磁场强度和GPS数据； LabVIEW姿态数据处理，创建旋翼无人机3D模型，并根据姿态数据对模型进行三轴姿态旋转，从而模拟出无人机的实时姿态； LabVIEW磁场强度校正，调用MATLAB软件，进行相应的算法

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