四旋翼无人机硬件基础
四旋翼無人機硬件基礎
- 材料分析
- 無刷電機
- 型號
- 轉速
- 電子調速器
- 作用
- 規格
- 四軸專用電調？
- 電調編程？
- 螺旋槳
- 機制 規格
- 飛行控制器
- 原理
- 作用
- 四軸×字
- 四軸十字
- 電池
- 鋰電池？
- 電池容量
- 電池片數
- 放電能力
- 插頭類型
- T插
- XT60
- JST
- 總結
- 接收器
- 遙控器
- 通道
- 日本手、美國手
- 機架
- 機架的軸長短有沒有規定？
- 充電器
- 充電能力
- 平衡充電？
- 注意
- 電機與螺旋槳的搭配
- 配電池
基礎材料：
無刷電機（4個）
電子調速器（簡稱電調，4個，常見有好盈、中特威、新西達等品牌）
螺旋槳（4個，需要2個正漿，2個反漿）
飛行控制板（常見有KK、FF、玉兔等品牌）
電池（11.1v航模動力電池）
遙控器（最低四通道遙控器）
機架
充電器(盡量選擇平衡充電器)
材料分析
無刷電機
電機分為有刷電機和無刷電機，無刷是四軸的主流，力氣大，耐用。
型號
電機的尺寸，例：2212電機，2018電機
不管什么牌子的電機，具體都要對應4位這類數字，其中前面2位是電機轉子的直徑，后面2位是電機轉子的高度。
簡單來說，前面2位越大，電機越肥，后面2位越大，電機越高。 又高又大的電機，功率就更大，適合做大四軸。 通常2212電機是最常見的配置了。
轉速
每個無刷電機都會標準多少kv值，這個kv是外加1v電壓對應的每分鐘空轉轉速，例如：1000kv電機，外加1v電壓，電機空轉時每分鐘轉1000轉，外加2v電壓，電機空轉就2000轉了。
同電機類似，槳也有啥1045,7040這些4位數字，前面2位代表槳的直徑（單位：英寸 1英寸=254毫米）后面2位是槳的角度。
電子調速器
作用
電調的作用就是將飛控板的控制信號，轉變為電流的大小，以控制電機的轉速。
因為電機的電流是很大的，通常每個電機正常工作時，平均有3a左右的電流，如果沒有電調的存在，飛控板根本無法承受這樣大的電流（另外也沒驅動無刷電機的功能）。
同時電調在四軸當中還充當了電壓變化器的作用，將11.1v的電壓變為5v為飛控板和遙控器供電。
規格
電調都會標上多少A，如20a，40a 這個數字就是電調能夠提供的電流。大電流的電調可以兼容用在小電流的地方。小電流電調不能超標使用。
根據我簡單測試，常見新西達2212加1045漿最大電機電流有可能達到了5a，為了保險起見，建議這樣配置用30a 或 40a電調（一般用20a電調的也多），說買大一點，以后還可以用到其他地方去。
四軸專用電調？
因為四軸飛行要求，電調快速響應，而電調有快速響應和慢速響應的區別，所以四軸需要快速響應的電調。
其實大多數常見電調是可以編程的，能通過編程來設置響應速度。所以其實并沒有什么專用一說。
電調編程？
首先要說明電調是有很多功能模式的，選擇這個功能就是對電調編程。 編程的途徑可以直接將電調連接至遙控接收機的油門輸出通道（通常是3通道），按說明書，在遙控器上通過搬動搖桿進行設置，這個方法比較麻煩，但節約。另外，還可以通過廠家的編程卡來進行設置（需要單獨購買），方法簡單，無需接遙控器。 為了保險，一定要將購買的電調設置一致，否則容易難于控制。如：電調的啟動模式不一樣，那么有些都轉很快了，有些還很慢，這就有問題了。 注：通過遙控器進行設置電調，一定要接上電機，因為說明書上說的“滴滴”類的聲音，是通過電機發出來的。我開始就是因為沒有接電機，還疑惑怎么沒聲音，以為壞了。
螺旋槳
機制 規格
螺旋槳， 將電機轉動功率轉化為推進力或升力。螺旋槳高速轉動時，由于槳葉特殊的機構，會在槳上下面形成一個壓力差，產生一個向上的拉力，螺旋槳有兩個重要的參數，槳直徑和槳螺距，單位均為英寸。比如8060槳，代表槳直徑是8英寸。即8*2.54＝20.32cm。螺距則為6英寸。槳分正槳和逆槳，安裝時正槳安裝在順時針旋轉的電機上，逆槳安裝在逆時針旋轉的電機上。怎么區分正逆槳吶？具體方法很多，這里簡單說個方法，槳正確安裝在電機上，順時針旋轉槳葉，產生向下風力的是正槳，逆時針旋轉槳葉，產生向下風力的是反槳，怎么區分正逆槳吶？具體方法很多，這里簡單說個方法，槳正確安裝在電機上，順時針旋轉槳葉，產生向下風力的是正槳，逆時針旋轉槳葉，產生向下風力的是反槳， 四軸飛行為了抵消螺旋槳的自旋，相隔的槳旋轉方向是不一樣的，所以需要正逆槳。安裝的時候，一定記得無論正逆槳，有字的一面是向上的（槳葉圓潤的一面要和電機旋轉方向一致）。
飛行控制器
原理
飛控即飛行控制系統是飛機的大腦，無人機在飛行過程中，利用自動控制系統，能夠對飛行器的構形、飛行姿態和運動參數實施控制，其載有加速度計、陀螺儀、氣壓計、羅盤等傳感器。由它來控制各個電機的轉速進而控制飛機的姿態，加上GPS或差分GPS可完成定點懸停，自主航線飛行等功能。
飛控通過接收機接收遙控器發送的遙控信號（地面站控制時：地面站通過云航燈或電臺發送給飛控的自主飛行指令），經過飛控程序處理后，通過電調來控制各個電機的轉速，從而達到控制飛行器動作的目的。
作用
如果沒有飛控板，四軸飛行器就會因為安裝、外界干擾、零件之間的不一致型等原因形成飛行力量不平衡，后果就是左右、上下的胡亂翻滾，根本無法飛行，飛控板的作用就是通過飛控板上的陀螺儀，對四軸飛行狀態進行快速調整，如發現右邊力量大，向左傾斜，那么就減弱右邊電流輸出，電機變慢，升力變小，自然就不再向左傾斜。飛控有X模式和+模式的。X模式要難飛一點，但動作更靈活。+模式要好飛一點，動作靈活差一點，所以適合初學者。特別注意，x模式和+模式的飛控安裝是不同的如果飛控板安裝錯誤，會劇烈的晃動，根本無法飛。
大致一看四軸十字和四軸×字沒多大差別，M1，M3都是逆時針，M2，M4都是順時針，它倆真正的區別在于，做動作時電機的運動情況。
四軸×字
前進時，M3，M4速度同時增加，M1，M2速度同時減小。
左移時，M1，M4速度同時增加，M2，M3速度同時減小。
左旋時，M2，M4速度同時增加，M1，M3速度同時減小。
四軸十字
前進時，M3速度增加，M1速度減小。
左移時，M4速度增加，M2速度減小。
左旋時，M2，M4速度同時增加，M1，M3速度同時減小。
有此可看出做動作時四軸×字始終有兩兩電機參與速度調整，一般建議四軸采用×字，對控制動作來說能更好一些
電池
鋰電池？
無人機上用的電池一般是高倍率鋰聚合物電池。同樣電池容量鋰電最輕，起飛效率最高。
電池容量
1000mah電池，如果以1000ma放電，可持續放電1小時。如果以500mh放電，可以持續放電2小時。
電池片數
鋰電池1節額定電壓3.7V，充滿電壓4.2v（4.35V高壓版電池）。2s電池，代表有2個3.7v電池在里面，電壓為7.4v。例：20000mAh 6s 25c就是6片20000mAh的電池串聯。
放電能力
這是普通鋰電池和動力鋰電池最重要區別，動力鋰電池需要很大電流放電，這個放電能力就是C來表示的。如1000mah電池 標準為5c，那么用5x1000mah，得出電池可以以5000mh的電流強度放電。例：20000mAh 25C，那么它的最大放電電流就是20*25=500A。
插頭類型
T插
T插是扁平設計，單面接觸的，接觸面積小，通過電流小。
XT60
XT60插頭 新一代模型插頭 T插頭替代品 XT60插頭，是專職研究人員花了近一年多的時間，研究現存各種模型插頭的優缺點，然后反復做樣品試驗而鉆研出來的。研究人員把幾乎所有現存模型插頭的缺點都改進了，造就了可以說是下一代模型插頭標準的XT60插頭。XT60是圓形設計，接觸面積大，通過的電流也大。
JST
適合10A以下電流。
總結
XT60的額定電流為80A，適合高負荷大功率的航模需求，T插只有20A用在普通的小型泡沫螺旋槳機比較適合。
接收器
遙控器
通道
通道就是可以遙控器控制的動作路數，比如遙控器只能控制四軸上下飛，那么就是1個通道。但四軸在控制過程中需要控制的動作路數有：上下、左右、前后、旋轉所以最低得4通道遙控器。如果想以后玩航拍這些就需要更多通道的遙控器了。
日本手、美國手
遙控器上油門的位置在右邊是日本手、在左邊是美國手，所謂遙控器油門，在四軸飛行器當中控制供電電流大小，電流大，電動機轉得快，飛得高、力量大。反之同理。判斷遙控器的油門很簡單，遙控器2個搖桿當中，上下板動后不自動回到中間的那個就是油門搖桿。
機架
機架的軸長短有沒有規定？
理論上講，只要4個螺旋槳不打架就可以了，但要考慮到，螺旋槳之間因為旋轉產生的亂流互相影響，建議還是不要太近，否則影響效率。 這也是為什么四軸用2葉螺旋槳比用3葉螺旋槳多的原因之一（3葉的還有個缺點，平衡不好做）
充電器
充電能力
同上面的c一樣，只是將放電變成了充電，如1000mah電池，2c快充，就代表可以用2000ma的電流來充電。不要圖快，冒然用大電流，超過規定參數充電，電池很容易損壞。
平衡充電？
如3s電池，內部是3個鋰電池，因為制造工藝原因，沒辦法保證每個電池完全一致，充電放電特性都有差異，電池串聯的情況下，就容易照常某些放電過度或充電過度，充電不飽滿等，所以解決辦法是分別對內部單節電池充電。動力鋰電都有2組線，1組是輸出線（2根），1組是單節鋰電引出線（與s數有關），充電時按說明書，都插入充電器內，就可以進行平衡充電了。
注意
電機與螺旋槳的搭配
螺旋槳越大，升力就越大，但對應需要更大的力量來驅動；
螺旋槳轉速越高，升力越大；
電機的kv越小，轉動力量就越大；
綜上所述，大螺旋槳就需要用低kv電機，小螺旋槳就需要高kv電機（因為需要用轉速來彌補升力不足）
如果高kv帶大槳，力量不夠，那么就很困難，實際還是低俗運轉，電機和電調很容易燒掉。
如果低kv帶小槳，完全沒有問題，但升力不夠，可能造成無法起飛。
例：常用1000kv電機，配10寸左右的槳。
配電池
這與選擇的電機、螺旋槳，想要的飛行時間相關。
容量越大，c越高，s越多，電池越重；
基本原理是用大槳，因為整體搭配下來功率高，自身升力大，為了保證可玩時間，可選高容量，高c，3s以上電池。最低建議1500mah，20c，3s。
小四軸，因為自身升力有限，整體功率也不高，就可以考慮小容量，小c，3s以下電池。
選擇電池是要注意，電池的最大放電電流要大于各個電機的總電流，電池的選擇決定飛行的時間的多少。
如果用低c的電池，大電流放電，電池會迅速損壞，甚至自燃。
引用自：
[1]http://mini.eastday.com/mobile/180304214810949.html#
[2] http://www.360doc.com/content/18/0105/13/39121644_719265066.shtml
總結
以上是生活随笔為你收集整理的四旋翼无人机硬件基础的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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