迷你手抛机遥控化改装记
2019-07-014.8万
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本文介绍了如何将无动力泡沫手抛机改装为遥控飞机的过程。作者使用了STC8单片机、空心杯电机、2.4G无线芯片LT8920等组件，设计了接收器和发射器的PCB板。通过焊接和调试，最终实现了手抛机的遥控飞行。改装后的飞机适合微风以下或室内环境飞行，飞行时间约为5分半钟。
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最近在公园里经常看到小朋友玩耍一种无动力的泡沫飞机，抛出去之后可以滑翔好远，出于好奇，也从网络上购买了一架小的手抛机来玩耍，很适合公园飞行。但是每次都感觉飞行时间太短，不够尽兴，并且要是可以无线控制就好了，索性干脆改装成遥控的飞机。 这是从网上买的手抛机，翼展34cm：  初步决定用STC8单片机来做改装，其实是用Arduino可以改装，不过Arduino的主控Atmega328P的外围电路比STC8复杂一些，为了机载端的体积和重量着想，选择使用STC8.后期会有使用Arduino来改装遥控飞机的帖子，请大家期待。  然后准备使用两个空心杯来驱动飞机，同时两个电机的转速差可以改变飞机方向，提供驱动力的同时又可以用来转向，一举两得。空心杯电机手上正好有两个，型号是716，搭配55mm螺旋桨，提供的动力应该足够飞机起飞。  电池方面手头上没有小型的电池了，因此在网上购买了一块100mah的小型锂电池，重量轻的同时足够这两个电机飞行5，6分钟了，而且小容量电池充电块一些，在外场飞行的时候也好快速补电。  为了给飞机充电，购买了一个tp4056的锂电池充电板，接口是micro USB的，所以在飞行之余可以使用充电宝给电池充电，比较方便。  配齐了电机和电池，下面就开始开发它的控制板了，既然是遥控的飞机，那就需要一个发射器，人用发射器来控制飞机；一个接受器，用来接收信号并且控制电机转动。那么就需要一个模组来传输控制信号，我挑选了一个比较便宜的无线芯片LT8920，频率范围2.4G，厂家标称距离在200m左右，所以这个芯片将会承担起通讯的任务 综合了一下，接受器上将会集成如下器件：STC8单片机，无线芯片LT8920，供电系统，电机驱动系统。发射器上将会集成：单片机，无线芯片LT8920，供电系统。这么多的系统要想做的很小很轻，使用普通的洞洞板几乎是不可能的，所以我绘制PCB来集成这么多电路在一张小的电路板上。  我想尽量吧整个电路板做的小体积，这样以后还可以给其他的飞机使用，一个板子尽量兼容到各个型号的手抛飞机最好。下面就开始讲解整个PCB，分为发射器的PCB和接收器的PCB，由于接受器对体积的要求更高，因此比较复杂，所以我先挑战难度高的接受器部分。 下面是绘制好的接收器电路图，其核心的系统我画在一个方框里，一个有四个核心的构成部分，左边是单片机我来为电路以及无线模块与单片机通信的电路，右边则是电机的驱动部分以及电源部分。  将绘制好的电路图转换成PCB的文件，然后经过排列位置以及布线后，大概的形状定了下来。  电路板有两面，我把单片机，电机驱动以及电源部分放在一面，将无线模块放在另外一面，至此接受部分的电路板绘制完毕。体积为1.4CM宽1.78MM长。  接下来完成发射器部分的电路设计，为了后期可以有更好的操控体验，我给发射器增加了一个ADXL345重力感应模块，可以使用摇杆控制与重力感应两种模式来控制飞机。  由于增加了重力感应功能，所以发射器上搭载的东西会更多，不过好在发射器对体积的限制也并不大，对PCB的设计并不会带来很大困难。设计好的电路图如下，左边由上到下依次是单片机部分，摇杆电路部分以及重力感应芯片的电路部分，右侧则比较简单，无线模块LT8920的周边电路以及电源部分。  为了方便焊接，所有的元器件都摆放在同一侧。由于只需要控制两个电机，只用了一个摇杆，不是传统遥控器上的双摇杆设计，这样使得整体体积更小，可以单手握持。设计好的PCB如图：  在背部设计了电池的摆放位，至此整体的发射器PCB板设计完成，尺寸约为6.8CM长3CM宽  约几天后拿到了制作好的PCB板：  使用热风枪焊接一些器件：  焊接好后样子如下：  在两侧机翼上挖孔，安装电机    装配接受器到手抛机上，由于手抛机上没有多余位置，于是取下机头罩，将接受器安装上去。连接好两侧的电机，安装上电池  调整手抛机的CG（重心），一般这种手抛机的重心在机翼前缘向后三分之一处，调整电池位置，使得机头微微向上时为宜。  至此整体改装工作完成，下面开始调试 烧录程序到发射器和接受器中，给他们接上电池，推动油门杆，观察两个电机转动方向，正常的方向应该是两个电机转动方向相反（可以抵消电机的反扭矩）如果发现两个电机转向相同，请对调任意一个电机的两条线。  向左移动摇杆，观察是否右侧电机增加转速，左侧电机减小转速，如果相反，在程序里面修改或者直接将两个电机端子对调  调试工作全部完成，飞机起飞重量 27g，可以起飞了！  飞机轻巧所以不用惧怕摔机，布置在机翼上的电机保证撞击地面时候电机不受损伤。 根据我的实际飞行试验，由于飞机过于轻巧，所以适合微风以下或者室内环境飞行，716电机搭配55mm螺旋桨，使用100ma电池组的飞行时间大概在5分半左右，使用网上购买的充电模块搭配充电宝一般15分钟左右充满，所以外出备上4块电池即可享受惬意的不间断飞行。充电中的飞机如图：  对于拥有较大手抛机的朋友（我的这款翼展34cm，较小），自然需要更大的电机作为动力，这款板子同样适用，内置的驱动模块可以驱动最高2.8A电流的电机，适合130，180，8520以下尺寸的所有电机，即使大飞机也可以轻松带动。 至此整个飞机的改装思路都介绍完毕，下面奉上几张外场飞行的美照做为结尾！     |
