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无人机飞行控制器 STM32飞控

叶哥的电子实验室
发布于2022-08-05 11:37:14
CC BY-NC协议 分类: 侵权投诉
销量: 48
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简介:

基于stm32f407单片机的无人机飞行控制器。可编程二次开发

一、产品简介

本产品是基于STM32单片机制作的无人机飞行控制器


二、应用场景

可应用于无人机、小车、船模、水下机器人等需要运动控制和IMU检测的装置中。


三、产品概述

本产品采用意法半导体的STM32f407vgt6微处理器作为主控芯片,通过PWM输出以控制无刷电机旋转,最多可同时支持8路电机。支持外接PPM、SBUS协议的接收机以接收遥控器的信号。惯性传感单元采用ICM20602为陀螺仪芯片,AK8975为磁力计芯片+SPL06-001 为气压计芯片, 并在陀螺仪传感器附近设计了pcb减震槽,以减少无人机飞行时的电机振动对传感器数据的干扰。在惯性传感元件附近安装了加热电阻以及亚克力恒温罩,以减少温度变化对惯性传感器带来的数据漂移干扰。本控制器最多支持外接5路串口通信设备,可实现如图像识别、GPS定位等各种外接拓展功能模块的安装。同时也支持外接通过SPI、IIC总线通信的外部设备。本产品提供一份功能完整的源代码,开发者可在本产品硬件基础上实现二次开发。


四、产品参数

无人机飞行控制器 STM32飞控硬件项目图1

处理器:STM32F407VGT6

六轴陀螺仪:ICM20602

三轴磁力计:AK8975

气压传感器:SPL06-001

外部接口:

8路PWM输入(上图PWMIN接口处丝印P1-P8依次为PWMIN1-PWMIN8)

8路PWM输出(上图PWMOUT接口处丝印P1-P8依次为PWMOUT1-PWMOUT8,三排排针左侧一排为信号口,中间一排为空脚,右侧一排为GND)

PWM输出口与航模电调标准接口一致

5路串口

SWD调试接口

USB2.0接口

4路拓展IO口

PPM接口

SBUS接口

5V、3.3V输出


输入电压8.4V~25.2V,推荐使用12V。

PCB尺寸:8.23cm*5.8cm,双层板,单面贴装。

五、使用说明

无人机飞行控制器 STM32飞控硬件项目图2

按此方法将飞控安装于四旋翼无人机架上,四旋翼无人机架没有适配要求,F330、Q380、F450都用过,换成对应轴距的碳纤维机架也是可以的。

飞控板上有四个孔,可安装减震球。


本飞控设计与匿名拓空者PRO 的程序互相兼容,使用者可直接烧录匿名拓空者代码进行使用,也可以根据原理图自行编写飞控程序。


本飞控提供一份程序,该程序开发环境为stm32cubemx+clion,是为了便于开发不同平台飞控而设计的基于HAL库的无人机飞控程序,该程序兼容匿名上位机,部分代码是从匿名科创的匿名拓空者PRO项目中移植过来的,在此感谢匿名科创团队对无人机开发的贡献。

该程序可直接烧录使用,默认程序配置为四旋翼遥控飞行,遥控器建议使用富斯i6双归中遥控器。飞控串口2可通过usb转ttl或蓝牙串口模块连接电脑与匿名上位机通信,也可直接插飞控usb接口连接电脑与匿名上位机通信,其余串口可连接GPS、光流、OPENMV等设备。

六、备注

1.附件说明

软件程序:STM32飞控源代码+上位机+固件.zip

其中:受硬创社上传项目要求,必须使用中文对源代码、固件等文件夹进行命名,但STM32cubemx+clion不允许中文路径!否则无法编译源代码!请自行将“STM32飞控源代码+上位机+固件\STM32飞控源代码\ANO_Port”路径下的“ANO_Port”文件夹拷贝至纯英文路径后进行二次开发。


其他:

恒温罩+垫圈.dxf.zip

其中:恒温罩使用3mm厚亚克力激光切割制作,也可使用3D打印制作,压缩包中提供了dxf文件。


部分丝印示意图.zip

其中标示了PCB板上为标注的元件丝印位号


减震球+遥控器购买参考.zip

其中提供了遥控器和减震球的外形图片与购买参考


源BOM单+部分购买链接(仅供参考).zip

其中提供了除贴片电阻电容外的其他电子元器件淘宝购买链接(供参考)


2.代码下载方式

使用STlink连接飞控,使用clion软件打开源代码下载。或者使用STM32CubeProgrammer软件直接烧录.bin格式的固件

3.模块成本

单片机:Stm32F407vgt6淘宝价格约58元,可使用更便宜的vet6替代(38元)

传感器:icm20602(7.6元) AK8975(1.4元) spl06-001(3.7元)

电源芯片:tps5430(3.5元) spx5205(0.8元)

Flash:W25Q128JVSQ(1.42元)

以上主要元器件合计约56.42元

Xh2.54、排针、电阻电容等价格较低,不进行计算(撑死二十块钱肯定搞定了)

4.除bom单电子元器件外的器件(淘宝自行购买,与图片相符即可)

除电子元器件外的其他所需零件见文档:恒温罩+其他文件/配件购买参考.docx

5.其他注意事项

板上未标丝印可见图片:恒温罩+其他文件/丝印示意图.doc中的标示进行焊接。

6.其他注意事项

遥控器默认为美国手时,先内八后外八可解锁飞控,此时四个电机会按上图所示进行怠速旋转,拉高油门后飞机起飞,默认飞行模式为气压计定高IMU稳定姿态(飞机朝某一方向匀速偏移是正常现象,需要外加光流模块实现定点,推荐使用匿名光流模块)

 

校准传感器可通过匿名上位机完成

 

飞控使用航模电池供电,供电电压不可超过电源处电容的耐压,可以改用更大耐压电容。(3S、4S航模电池试过没问题)

 

imu恒温功能需要在上位机内开启。

其余不明事项可在评论区先评论区提问,若遇到一两句没办法说清楚的可以通过硬创社客服联系作者。


七、测试视频

视频内容为使用该款飞控的无人机飞行演示(实现追小车跑还需搭配openmv、匿名光流)。

飞控 无人机 四旋翼 多旋翼 stm32
最近更新时间 2022-08-05 11:37:14
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