極客DIY:使用樹莓派制作一架四軸無人機


如果你想DIY一台屬於自己的無人機,那么接下來可以閱讀這篇文章,閱讀完畢之后也許對你會有啟發。

這個項目主要用到的零件主要來自Erle Robotics(一個使用Linux系統的開源四軸飛行器項目)。本文的作者並不為這家公司工作,如果對該場景感興趣也可以關注以樹莓派相關聯的基礎項目,例如 Dexter Industries以及PiBOT。另外在一些相關網站上也更多的教程可以觀看。在今年 Robotics是向愛好者提供了相對廉價而又易上手的一次機會,可以在芯片上燒錄程序同時可以不斷添加新硬件,這一切可以看做得益於樹莓派以及其它的一些微控制器。當然網上的信息以及資料也起到了很大的作用。

Erle Robotics,這是一個使用Linux系統的開源四軸飛行器項目。他們的口號是:“Building the next generation of educational drones”。作者也在之前的一篇文章提到了這個問題,並且該項目提供了相對廉價的部件,為DIY樹莓派提供了幫助。

部件

Erle Robotics PXFmini
Raspberry Pi Zero(樹莓派零)
HobbyKing Spec FPV250
Erle Robotics PXFmini 電源模塊

工具

電烙鐵
膠帶
螺絲刀
應用程序/在線
APM flight stack
基於Debian的Linux系統

演示教程

接下來將會演示如何在 Raspberry Pi Zero基礎上組裝一個Linux系統的無人機,值得注意的是成本不到200美刀。無人機系統采用實時性能優良的Linux 內核,基於Debian系統。無人機的 PXFmini飛控系統電路板采用的APM飛控程序,當然來自 Erle Robotics項目。

步驟1:組裝無人機套件

時間:30分鍾

准備好零件之后就開始組裝它們吧,可以參考上面的圖片准備零件。

首先將黑色的無人機框架和馬達組裝一起,然后利用膠帶將調速控制器和馬達綁在一起。

然后將電源部件以及地面無人機控制台部件連接調速控制器,並最終將其連接在電源部件上,並將這些部件固定在黑色的無人機框架上。

如果想要將電源部件連接到電源,這里需要注意幾點,如果想要快速的利用連接器和電源部件和電源連接在一起,一定要小心短路。還可以將電源模塊另一端去掉,再焊接電池以及連接器,

這樣做我們可以輕易通斷無人機電池與電源部件了。

最后利用尼龍搭扣將電池以及電源部件安裝在無人機下面。

步驟2:准備無人機飛控部分

時間:30分鍾

PXFmini飛控系統電路板與 Raspberry Pi Zero連接,下圖為參考。

Raspberry Pi Zero以及 PXFmini上面需要選擇對應的軟件來進行控制。該程序需要能給無人機提供一些所需要用到的功能服務,例如無人機的啟動服務功能。

如果你購買了 Erle Robotics的PXFmini板,那么就可以訪問基於Debian的圖像文件系統,你可以利用PXFmini轉存圖像,然后用SD卡將文件取出。

步驟3:安裝飛控部分

時間:5分鍾

安裝飛控部分(Raspberry Pi Zero + PXFmini),在無人機上需要將JST GH線連接電源模塊以及PXFmini。這樣做就可以將電力供應到飛控部分了。

而接下來你需要安裝 飛控中的PWM調制器,將你的ESC線連接到ESC 1(同時連接到一號馬達),之后連接到 PWM 通道1上,接下來采用同樣的方法ESC 2連接到PWM 2 上。

步驟4:安裝螺旋槳讓它飛起來!

時間:15分鍾

其中兩個螺旋槳順時針轉動(標有“R”)以及另外兩個是逆時針旋轉的。把順時針螺旋槳連接馬達3和4,逆時針旋轉螺旋槳連接馬達1和2。這是一個非常重要的步驟,因為這樣做可以保證接下的安裝是正確的。

現在你需要決定如何控制你的無人機。,這一點非常的重要。

WiFi +手柄:創建自己的WiFi網絡與USB適配器(Erle Robotics圖像支持默認情況下),通過地面控制站控制無人機。

WiFi + ROS:ROS系統是一個不錯的選擇。你可以;利用這個系統來建立可視化飛行模式和控制無人機。可以參考這個視頻:

RC:你需要購買一個有RC接口的PPM-Sum接收機,並將它接入飛控模塊中(PPM-SUM輸入通道)。

視頻觀看:

*參考來源:zdnet


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