如何自己组装以及调试一架穿越机(保姆级图文教程)

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如何自己组装以及调试一架穿越机(保姆级图文教程)

2024-07-07 01:32:10| 来源: 网络整理| 查看: 265

要想知道如何自组一架穿越机,我们首先要知道穿越机的构造及原理。

穿越机的构造

穿越机主要可以分为机架、电机、电调、分电板、飞控、摄像头、图传、接收机、螺旋桨九个部分。也有飞控和分电板合二为一的,或是分电板和电调合二为一的。下面笔者将一一讲述每个部分的作用等。

机架:顾名思义,机架就像节肢动物的外骨骼一样,主要对穿越机起支撑和保护的作用。市面上的机架大多是使用碳纤维制造的,密度低,强度大。

电机:直接为穿越机提供动力。分为定子和转子两部分。我们常常在某东或某宝上看到“2206电机 2300kv”,“1408电机 3600kv”等,此处“电机”前的四位数前两位是电机定子直径(mm),后两位是定子长度(mm)。“kv”前的数我们称为kv值,它表示的是电压每升高1伏,电机转速增加的数值。

电调:全称电子调速器,需配合电机使用。分为四合一和分体两类,通常和飞控或电机一同购买。

分电板:现在很少有售单独的分电板,它在大多情况下与飞控或电调合二为一。因此不在此赘述。

飞控:整架飞机的最高指挥系统。在失控时,飞控可以按照你在地面站设置的进行最终决定。

摄像头:仅在第一视角飞行时使用

图传:在第一视角飞行时用于传输摄像头拍摄的画面,通常是模拟信号,大疆数字图传除外。

接收机:直接处理来自遥控器的控制信号,并将其传输给飞控。

螺旋桨:略。

下面以我最近装的一架穿越机为例,制作一个示意图

穿越机的飞行原理

力的作用是相互的,这点各位应当都知道(不知道的话说明你是义务教育的漏网之鱼,需要回炉重造)。穿越机在飞行时,螺旋桨给空气一个力,同时穿越机既是施力者也是受力者(此处我们将螺旋桨和机身视为同一物体),因此会受到空气的反作用力。以一架质量为600g的穿越机为例,其所受重力为G=mg=0.6kg*9.8N/kg=5.88N,也就是说当螺旋桨给空气的推力等于5.88N的时候,穿越机在垂直方向上所受的力形成平衡力。不过此时还不能起飞,因为二力平衡导致其静止的运动状态没有改变。要想起飞,则推力必须略大于5.88N,使其垂直方向的合力向上。

穿越机在水平方向的平移运动其实就是通过改变电机的转速,使穿越机姿态发生改变,进而改变推力的作用方向实现平移运动。对于穿越机在悬停状态下方向的改变,这里我们要引入一个新的概念:

旋翼反扭矩

对于这个玩意,百度百科是这么说的:

当旋翼由发动机通过旋转轴带动旋转时,旋翼给空气以作用力矩(或称扭矩),空气 必然在同一时间以大小相等、方向相反的反作用力矩作用于旋翼(或称反扭矩),从而再通过旋 翼将这一反作用力矩传递到直升机机体上。

简单来说就是:力的作用是相互的。一般的,我们使用电机时将定子固定,但是如果将转子固定呢?

材料购买

这里以5寸机为例,介绍购买设备及材料的注意事项。先说装机工具的购买注意事项。

电烙铁:某东某宝等均有售,建议选择比较知名的品牌,尽可能不要买300元以下的。

焊锡丝:选择销量较高的单品即可。

六角螺丝刀:需要1.5mm,2mm,2.5mm共三种,购买上没什么可说的。

电机钳:选择销量较高的单品即可。

8mm扳手:选择销量较高的单品即可。

然后,应该就没什么了,别的如果有需要的就自己去某东某宝问客服吧。

至于飞机零件,机架笔者比较喜欢GEPRC和创世泰克两个品牌,也都还不错。一个五寸机的机架价格在200-500元之间都是比较正常合理的。也可以在网上搜“穿越机机架”,然后根据个人喜好选择。电机这方面,笔者觉得T-MOTOR和EMAX都挺不错的,追求性价比可以选择好嬴。一般五寸机的电机的定子直径一般都是23mm或24mm,如果差的太多了就会装不到机架上,而且一共要买4个电机,不要只卖一个。

最好不要用独立的分电板,否则会占用很多不必要的空间以及增加不必要的重量。在大多数情况下,我们选择四合一电调(也就是说把分电板和电调放在一起,使用独立的飞控),最好是与电机或飞控同一品牌的。    

飞控这个玩意新手建议买F4系列的,比如F405,F411等等。诸如大力、曼巴这些品牌都不错。追求性价比可以买F3,但是F3只能满足基础的飞行需求。

摄像头在网上搜“FPV摄像头”就出来好多,选择销量高,口碑好的购买即可。

图传首选建议是黑羊的,价格低一点的也有RUSH和熊猫(如果不怕炸鸡那么大疆数字图传也可以)。

接收机的具体选择要根据你的遥控器来确定。例如笔者用的遥控器是FUTABA的,那么我选择的接收机就必须兼容FUTABA的传输协议,具体可以问遥控器商家客服。

其实对于新手来说,螺旋桨的选择不是很重要,笔者比较推荐乾丰的51499,51466,5149螺旋桨,性能和颜值都在线。也可以根据实际情况自己选择一些其他的,但必须是塑料材质的,绝对不能使用金属或碳纤维材质的螺旋桨。

穿越机的组装

当你花了几千大洋买完了上述所有东西,正兴致勃勃地拆着包装时,如果没有提前的了解,你会发现自己根本无法想象如何将这些东西组成一架完整的穿越机。因此,接下来笔者将介绍如何把这些乱七八糟的零件组合在一起。

第一步:组装机架

这是最简单的步骤,当你拿到机架时,它被装在一个小盒子里,这个小盒子里还有它的说明书。

如果是这样的就比较好办,一步一步按照上面说的做就行了。

但如果说明书张这样:

这种比较恶心,就得看清楚,注意每个孔都拧什么样的螺丝,别弄错了。

但无论是哪种,都先不要把顶板装上。并且,尽量不要使用螺丝胶。

第二步:安装电机

这也是一个无脑的工作,直接把电机放到四个机臂的顶端,注意安装时要保证三根硅胶线是顺着机臂走的,不要从外面绕一圈。

第三步:看懂接线图

想要进行下一步的组装操作,你必须能看懂接线图。如下是MAMBA F405 MK3飞控和MAMBA F50电调的接线图

先看到图片最左侧“stack specification(规格)”,品牌飞控一般不需要过多关心这些,对于陀螺仪、加速度计等的参数,通常默认即可。

然后是图片下方的“ESC(电调)”部分,这是一个四合一电调,其左侧的一红一黑两根导线是电源线,必须焊接牢固(具体怎样焊接后面会提到),并且在安装ESC时,电源线的方向必须对着机尾方向(要是不这样也行,后期调试麻烦呗)。右侧的接口是用来连接飞控的,这里不需要焊接,直接插上即可。上下共12个焊点都是用来焊接电机的。右上的 3个,右下的3个,左上的3个,左下的3个必须分别单独焊一个电机,不许混着焊。其他的四合一电调一般都差不多。

对于飞控的接线图,我们必须先知道这些:

①“5V”“9V”“3.3V”“VCC”这些都代表的是电源正级,只不过VCC没有明确标注电压

②所有“GND”都是接地(就是电源负极)

③所有正极连接的导线必须是红色的,所有负极连接的必须是黑色导线或蓝色导线

④所有UART端口(信号端口,接线图上表示为“TX”和“RX”)连接的导线颜色不能与电源线颜色重复(你要都焊一个颜色导线我也没意见,就是烧了什么的别找我)

然后好像就真没什么可说的了,反正就是它叫你怎么接你就怎么接呗,注意别接错了,有接线图没提到的就问问商家。

第四步:焊接

看懂了接线图,我们就可以按照接线图进行焊接了(焊接可不是无脑活儿)。而且焊接这个玩意单纯用文字讲很可能说不明白,笔者觉得这个视频教程不错,给大家放在下面了。

https://www.bilibili.com/video/BV1oZ4y1y7mc?spm_id_from=333.337.search-card.all.click

简单来说就是想要焊出一个圆润、结实的焊点,首先要有趁手的电烙铁和焊锡丝,其次是焊接的技术和手法,具体可以看上面链接的视频。

第五步:调试

当你已经按照接线图完成了所有焊接工作,并也安装上了飞机的顶板。此时你已经在想象你的穿越机像雄鹰一样翱翔于长空,但恕我必须把你拉回现实。接下来,还有调试任务需要你完成。

现在主流的开源飞控调参软件主要就是Betaflight,Cleanflight和INAV。这里主要介绍Betaflight调参。

首先,你需要下载Betaflight调参软件,下载链接如下:https://github.com/Betaflight/Betaflight-configurator/releases/tag/10.7.2

安装好,打开之后出现如下页面:

进入此页面,你需要找到一根micro-USB或type-c的数据线,一端连接电脑,另一端连接你的飞控。点击右上角 连接,进入如下页面。

在此页面,请将飞机平放,点击 校准加速度计 。随后,点击左侧的 端口 ,进入如下界面。

在这里,你需要设置所有串口(参照接线图)。如果没有外接其他设备(例如GPS,气压计等),只需要在对应端口将 串行数字接收机 打开(这里以S.BUS接收机为例)。在完成设置后,务必点击右下角的 保存并重启 。接下来,点击右侧的 配置 ,进入如下界面。

向下滑动,找到 接收机 。

参照你的遥控器和接收机说明书选择参数接收机模式和协议(我这里用的是S.BUS接收机)。一般情况下,其余默认即可。然后,单击 保存并重启 ,完成此页面的调试。随后单击右侧的 接收机 ,进入如下页面。

现在,你需要将遥控器和接收机对频。一般的,接收机上会有且仅有一个按钮。先打开遥控器,然后给飞机上电,并长按接收机的按钮,然后完成对频(具体操作参照接收机说明书)。完成对频后,该页面的彩色条条会随遥控器打杆而变化。该页面其余设置通常默认即可。点击 模式 ,进入如下页面。

在这里设置你需要的模式,这些模式的具体解释可以参照https://www.bilibili.com/read/cv3554510?from=search&spm_id_from=333.337.0.0

选择你需要的模式,点击 添加范围 ,通道选择 自动 。然后在遥控器拨动你希望控制这个模式的开关,拖动滑块,当刻度上的黄点在上方黄色条条的范围内时,该模式被触发。

点击 电机 ,进入如下页面。

在此页面,确保你的穿越机没有安装螺旋桨。打开 我已了解风险 ,移动滑块使电机低速运行,检查电机对应的编号和旋转方向是否正确,若正确则进入下一步,若不正确则需要使用BLHeli电调调参软件进行调试(具体可以参照https://www.bilibili.com/video/BV1aW411p7dd?spm_id_from=333.337.search-card.all.click)。

后面的LED,VTX,黑盒子通常默认即可,OSD按照自己需求添加。

对于一些非常冷门的功能,你必须在命令行进行设置,下方代码块是对命令行所有指令的解释(英文版),也可以在命令行键入“help”查看。这不是任何东西的源代码,这只是对指令的解释。

这里笔者为各位找到了全网最简洁的Betaflight教程供参考:https://www.bilibili.com/video/BV1Et411F7oS?spm_id_from=333.999.0.0

之后就可以上桨试飞了(别高兴太早,后面没准还有别的疑难杂症)



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