四軸飛行器是一種利用四個旋翼作為飛行引擎來進行空中飛行的飛行器。進入20世紀以來，電子技術(shù)飛速發(fā)展四軸飛行器開始走向小型化，并融入了人工智能，使其發(fā)展趨于無人機，智能機器人。
四軸飛行器不但實現(xiàn)了直升機的垂直升降的飛行性能，同時也在一定程度上降低了飛行器機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計難度。四軸飛行器的平衡控制系統(tǒng)由各類慣性傳感器組成。在制作過程中，對整體機身的中心、對稱性以及電機性能要求較低，這也正是制作四軸飛行器的優(yōu)勢所在，而且相較于固定翼飛機，四軸也有著可垂直起降，機動性好，易維護等優(yōu)點。
系統(tǒng)方案
本設(shè)計采用STM32F4作為核心處理器，該處理器內(nèi)核架構(gòu) ARM Cortex-M4，具有高性能、低成本、低功耗等特點。
設(shè)計總體框圖
主控板包括傳感器MPU6050電路模塊、無線藍牙模塊、電機啟動模塊，電源管理模塊等;遙控使用商品遙控及接收機?？刂菩酒东@接收機的PPM命令信號，傳感器與控制芯片之間采用IIC總線連接，MCU與電調(diào)之間用PWM傳遞控制信號。
MPU-6050電路原理圖
電源管理模塊
四軸飛行器要求整體設(shè)計質(zhì)量較輕，體積較小，因此在電池的選取方面，采用體積小、質(zhì)量輕、容量大的鋰電池供電最合適。系統(tǒng)的核心芯片為STM32F103，常用工作電壓為3.3V，同時慣性測量傳感器，藍牙通信模塊的常規(guī)供電電壓也為3.3V，鋰電池的電壓為11.4V，要使系統(tǒng)正常工作，需要將11.4V的鋰電池電壓穩(wěn)壓到3.3V。常用的78系列穩(wěn)壓芯片已不再適用，必須選擇性能更好的穩(wěn)壓芯片。
經(jīng)綜合考慮，本電路采用LM1117-3.3和LM2940-5電源部分的核心芯片。電池電源經(jīng)過LM2940-5降到5V后在輸入LM1117-3.3穩(wěn)壓為3.3V。由于電機部分電流較大，故在飛控電路部分加入了過流保護，使用500mA的保險絲。
編者結(jié)語
本設(shè)計是基于STM32F4的四軸航拍平臺。以STM32F407為控制核心，四軸飛行器為載體，輔以云臺的航拍系統(tǒng)。硬件上由飛控電路，電源管理等系統(tǒng)組成。其具有靈活輕盈，延展性，適應(yīng)性強好等特點。在實際應(yīng)用方面，四軸飛行器可以在復(fù)雜、危險的環(huán)境下可以完成特定的飛行任務(wù)，也可以用于監(jiān)控交通，環(huán)境等。
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