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ESP8266无人机原理图+PCB合集

描述

以前写过一个ESP8266做的飞控,但是一直不会设计PCB,最近学会了。就蠢蠢欲动了,不过在设计以前正经的教程没有几个。。。我找遍全网把ESP8266为主控的无人机项目都做了一次梳理。

现在作为廉价的配置就是ESP8266(树莓派Pico)+MPU6050+MOSx4(Si2302 )+LDO。然后原理图已经绘制完毕,接下来的问题就是PCB的布局,以及一些附件的添加。

其实Pico的成本也不高,就是没有人愿意开这个头。

在驱动部分都是使用的MOS管,但是可能会买到质量不好的,这个需要看命了:

无人机

这个是一个常用的驱动电路

无人机

单个电路原理

无人机

这个是ESP32 无人机的一个MOS驱动,大同小异的,也可以使用

单个MOS管的原理图,在器件布局的时候,一般机器偏大,会将管子布置的靠近电机,小的时候倒是没有啥说法,一般是布置到4角。

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在这里

上面这个图有毛病(一开始的图):这个设计有大问题。电机的绕组具有电感特性,当PWM信号让MOS关断时,电感电流找不到续流通道,会产生一个超级高的感应电动势,足以把MOS的源极和漏极击穿。需要在电机上并联续流二极管,或者用半桥拓扑。也正因为电机有这个特性,用PWM控制电机才不会导致电机输出顿挫。在有续流回路的情况下,当关断MOS,电机上的电流会缓慢下降,而不是直接变成0。只要你让PWM频率足够高,以至于在系统输出最小占空比时电机电流也不会降到0,电机在整个运转周期中就会平稳的产生扭矩。这个过程和驱动DCDC电路的BUCK拓扑一模一样。

无人机

这个也是推荐的一种接法

每个MOS管接一个大电阻下拉,目的是为了防止在单片机没接手电机的控制权时,电机由于PWM信号不稳定开始猛转。接一个下拉电阻,保证了场管输入信号要么是高,要么是低,没有不确定的第三种状态。那么电机也只有两种状态,要么转,要么不转。主控输出的是PWM波形,用于控制场效应管的关闭和导通,从而控制电机的转动速度。

无人机

在最后还有张老图,加上

无人机

这个就是看一个PCB的设计,注意板载天线为了性能整块移动在外部。这个图真好看呀,不知道是拿啥绘制的。把多余的引脚的可以印出来放置成标准件,不过会加2G的质量,我还是不建议放了。扩展接头 2×10 针 1.27mm (0.05”) 间距,包括电源、I2C 和 UART,这些接口引出的时候注意成对设计。 可以设计成2 层 PCB ,带有用于数字和模拟电源的独立稳压器!放屁用什么2层板了,lz现在会4层板了!(没素质了哈)

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UART转USB的芯片一般都是CP2102,记得离得近些

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不错

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甚至可以做成这样的无敌简陋的版本

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在我看来。模块化设计是必要的,所以也可以考虑驱动和主控这块变成接插件

无人机

无人机

还有一种做法是直接就留PWM接ESC就行,这里就可以移植数字的ESC协议了,有刷变无刷,单车变摩托了。

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这个是找到的一个中古接线图

无人机

这个和上面的方案一样

无人机

无人机

这个也是双层板的设计,可以看到布局吧,但是这个MPU的小板子就很占地方了。

无人机

无人机

别笑,反正可以飞起来的

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这个是STM芯片的设计

• 3 英寸四轴飞行器:450 – 850mAh • 4 英寸四轴飞行器:850 – 1300mAh • 5 英寸四轴飞行器:1300 – 1800mAh • 6 英寸四轴飞行器:1500 – 2200mAh • 7 英寸四轴飞行器:1800 – 3200mAh 上面是不同尺寸的无人机搭载的电池容量选型。

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使用的ESP8266-12F

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供电设计

无人机

WifiPPM

找到一个有趣的项目:智能手机控制微型室内四轴飞行器。该程序使用 HTML 5 网站启动 wifi 接入点以控制 PPM 信号。PPM 信号由中断产生。

由于 HTML5,可以使用任何智能手机控制您的 RC 设备,而无需任何应用程序。也可以使用 PC 连接到网站并使用操纵杆进行控制。目前这仅适用于 Firefox。

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代码在Github了

 

https://github.com/yunswj/wifi-ppm

 

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可以让你的小飞机变成手机控制

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还有Pico做无人机也是可以的

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驱动部分

该部分由 n 沟道 MOSFET 组成,它将在其栅极端子上接收来自树莓派 pico 的 PWM 信号。在这些信号的帮助下,MOSFET 将用作开关来打开和关闭电机。

无人机

设计的接插件的板子,我也去画一个

无人机

这个是用在树莓派的,我在给地平线的板子绘制

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这个是光动力的接收机

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上面是硅光电池

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这个是Pico直接简版飞行

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IMU用的是ST家的,我也去买两个

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供电

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供电

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飞控电路图

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这个是我找的一个FPGA做飞控的板子

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很漂亮啊

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不过它众筹的失败了。。。可能大家不理解是啥产品吧

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信息流图

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一些细节

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太漂亮了

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很漂亮

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对了,板子的话,如果为了小,还是不要搞大器件设计了,只有单器件才可以很小。

审核编辑 :李倩

 

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