【福利】小马哥STM32四轴飞行器DIY免费分享



            在写这篇帖子之前，我一直在构思，究竟是以什么样的方式来把我自己做四轴这个过程分享给大家呢？是以流水账的形式做一个记录？还是以从这个项目中获得的经验出发，写一个方法篇呢！
        如果说以流水账的形式来简单记录，对我，对大多数想通过和这个帖子学点东西的新手来说都是一种损失，因为在这个看似简单的项目中，我踩到了很多地雷，在被这些地雷炸的伤痕累累的过程中也学会了怎么去避开这些个地雷，学到了很多有用的经验。我想把这些经验分享给大家，所有想写一个方法篇。但是我又有所顾忌。

        顾忌的是什么呢？

        首先是空心杯四轴已经不是什么新鲜玩意，网上开源资料一大堆，随便找个原理图打个板子出来然后移植一个程序进去就可以飞了，所以自己做的这个过程，写在这里可能会被大神们批判。其次我当时蒙头做这个，没有参考现有的一些四轴，导致最后做出来的四轴让人咋一看外形和某商业开源四轴没有区别。放一张我的四轴照片上来大家看看就明白了。

我的四轴

        基于这两点原因，我想我这个帖子发出来肯定会被个别大神以太简单或抄别人为理由来批判。然而这并不是我怕的，反而我倒喜欢被人批判，毕竟这是可以让把这个事情做得更好的动力源。毕竟不能从外形上去判断是否抄袭，有内涵的人也是会看到内在之后才说话的。虽然我这个四轴内在比较简单，但是由此也可以说明和别人的东西是不一样的。再给自己来点阿Q精神，街道上不同品牌的自行车，外形都是两个轮子一个车架，为啥没有说都是互相抄袭的呢？因为只有那样的外形才能让他更好的跑起来啊，总不至于为了和现有的各种品牌的自行车拉开差异就搞个正方形或三角形的车轮吧（虽然正方形和三角形的轮胎都是可以在特殊的道路上跑的，但是这不是这个帖子的主题）。然后我又想起了锤子对于圆形的home键怎么说的，老罗表示他们曾试验过各种形状的Home键，最后发现不是圆的就是椭圆的，甚至还尝试了三角形，菱形等，最终发现还是圆形最好看，从而选择了圆形，此外罗玉龙还表示选择圆形不是为了抄袭，而是为了超越，有信心做的更好。圆形的Home键这也是很显而易见就能想到的最好的按键形状，只是被苹果占了先机而已。就好比我的四轴外形，我会在后续的文章中仔细剖析我的设计意图。智者自有明见。

       还有一点顾虑的是究竟这个文章写在哪儿好呢，想来想去是选择了在STM32社区首发。由于个人时间有限，我可能会选择每天更新一点的方式。当然，也会在自己的公众号“电子开发学习”和qq空间“465449409”同步更新。但愿花费了时间读我这篇文章的大家能够在我的经历中有所收获，那就是我的荣幸。
       接下来正式进入主题，就是新手如何使用STM32在两个月内做出自己的空心杯小四轴。
       其实做四轴是一个意外，原本去年下半年我是在做平衡车的。有一天我的STM32学习群突然有一个哥们发了一个照片，说自己打样的四轴板子已经回来了，在群里晒了一下。照片如下：
  

四轴最早的板子

       我一看这板子，真是萌蠢萌蠢的，很卡哇伊，然后就私下里跟哥们聊聊，然后让他给我发一片然后我也焊接起来玩玩（所以你们有好东西可千万别在我群里晒啊，我时刻盯着你们）。他说发我两片吧，万一焊接出问题了还有另一片，那对我而言更好了，顺便跟他要了原理图，然后按照BOM上网买了元器件，好家伙，几个STM32几个陀螺仪，还有一点电容电阻什么的，是在一个电子元器件店买的，又从另一个航模店买了空心杯电机、桨叶、电池、充电器这些东西，总共下来居然花了将近三百大洋（因为担心STM32和陀螺仪焊接坏了，所以多买了几个，买电池的时候，不知道这个四轴的带载和续航能力怎么样，所以买的时候把小容量小体积和大容量大体积的都各自买了几个）。接下来就是坐等四轴板子和自己买的元器件、零配件到货了。

       漫长的等待过程，先看看哥们发给我的原理图;

      

最早的原理图

       仔细的人会看到这个图有很多错误，包括PCB的形状也是有很大问题的，但可惜在焊接调试之前我都没仔细找找有啥问题，因为我习惯了认为别人的东西是正确的，所以在等待板子和元器件到来的时候，我也看了几次原理图，但都是抱着学习的态度去看的，理所当然的觉得这个原理图是权威的，正确的。

        漫长的等待我等你们也等，哈哈，下次更新。大家先看看这个原理图有几处错误。

顶一个哈哈哈

峰回路转8811 发表于 2017-3-25 18:12
直接用个刀割断那个线

打样测试阶段是可以这么做的

青春的叶子 发表于 2017-3-25 08:19
小马哥，那个IIC上拉电阻能不能用引脚内部的上拉

一般都会外接的，而且最好4.7K以上

        之前一段时间，过的浑浑噩噩，每天晚上一两点睡，早上十一二点起床，起来之后感觉半天就过去了，这段时间没做什么实质性的事情，四轴存在的很多问题也懒得去分析了。不过昨天看到空间里一个哥们发的动态，才知道他每天早上都是六点起床，和我一样，他也是在自己做一些内容。于是我也决定以后每天早上早起，昨晚睡着的时候应该一点半了。今天早上五点五十五闹钟开始响，直到六点零五我才被吵醒，然后在床上墨迹了几分钟起来开电脑、活动几下胳膊和腿，然后去洗脸刷牙。完事后就写代码，大概到七点半的时候下去绕小区跑了一圈，吃了一个早餐，回来时间不到八点，打包了两个快递之后继续敲代码。

         为啥要说这个，因为我感觉到，每天都是十一二点起床，突然有一次六点起来，觉得早上的时间好漫长，而且你下去小区就会发现，很多人都早起开始努力了，整个世界一派生机勃勃的感觉，然后我就觉得自己以前浪费了多少最好的时光。人总是在与不优秀的自己做抗争，慢慢的，一点点的改变自己的缺点，就会让自己变得更优秀。我们不是完美的，但是我们的目标可以是完美。

        回归正题，开始说四轴。

        经过漫长的等待（约三四天），终于群里的兄弟寄给我的板子到货了，自己买的元器件和配件也到了，是时候撸起袖子大干一把了。

        然后就是开始焊接。

        之前做过一个小的陀螺仪模块，用的陀螺仪是LSM6DS3，比MPU6050体积还小点，一开始焊接这个的时候感觉难度很大，大概焊接了四五个才掌握了一点感觉，所以拿到四轴，焊接MPU6050对我来说并没有多难。大概花了一个多小时，就焊接好了整个板子。

        
        对于一些只焊接过插焊元件的新手而言，焊接这个芯片的难度确实有点大，因为他压根没有引脚，如果有个风枪还比较好焊接，当然，有加热台就更好焊接了。可是对于一个没有热风枪也没有加热台的新手来说，只用一个烙铁就焊接好确实挺困难。但是其实如果掌握了技巧，我个人认为这种QFN的封装比LQFP的封装更好焊接一点。我做了一批四轴，去年忙的时候基本上一批一批焊接都是我自己手工焊，熟能生巧，现在给我一百个MPU6050让我焊接，我估计焊接完不会出现一个有问题的。好多我群里的西安的，只要板子焊坏了搞不定了都会过来找我焊接。所以说搞电子的，不要求有很高的焊接技术和很快的焊接速度，但是至少要能焊接一一些常用的芯片，这样自己做的产品才能自己焊接调试，总不能刚出门的大学生去企业工作企业就要给你配一个焊接人员协助吧。

        这个板子上除了MPU6050也就没其他东西的焊接有问题了，像STM32F103C8T6，都是很常用的，一般也会经常焊接，没啥问题存在。

        然而焊接完了我上电之后竟然没反应。。。。FUCK了，真的是没反应。。。。电源指示灯没亮。。。。

        电源指示灯没亮，但是却有其他的东西亮了，那是一个SI2303，整个冒火爆了了，吓死哥哥了。

        赶紧断电，然后仔细查电路。
        电源指示灯没亮的原因是。。。这个板子上没画电源指示灯。。。。。不信你看看我在一楼发的原理图，反正我是没找到电源指示灯。。。


         那亮了的东西是什么呢？？？    发现是PCB板子上的SS14二极管的封装正负极画反了，，而我也老老实实的照这个封装上面的丝印层指示焊接了，相当于直接把空心杯电机短路了。一插电池mos管SI2303直接导通了，相当于电池正极经过一个二极管压降一点点之后直接和负极联通了，那肯定会在电阻突变的地方产生非常高的热量，最终导致那个点爆了，而这个点就是MOS管本身。我们来看看MOS管的手册：
      
        上面的截图中说的是什么，在on的时候，也就是门极驱动电压为4.5V导通的时候管子的电阻为0.04欧姆，另一种典型情况是当门极驱动电压为2.5V时，管子的电阻相当于0.06欧姆，这个电阻非常小，然后由于二极管反了。假设电池电压为4V（充满电电池电压为4.2V），减去二极管压降约0.5V，这就相当于上电之后有3.5V的电压直接加在了mos管上，而mos管导通后的等效电阻只有0.04欧姆这个级别，相当于流过的电流有I= U/R = 87.5A,而我们从上图中可以看出Id的最大值为3A，这样的话电流过大，肯定要搞事情。现在计算一下在mos管上的发热功率P= I*I*R = 306W。我们常用的烙铁也就40W-60W左右，那我们就可以理解这个电流是怎么搞事情的了，我们也就明白了SI2302爆了的原因。

        不过幸好mos管是由电池和mos管直接连接的回路中最脆弱的部分，否则这个mos管不炸，那可就是电池爆炸的事情了，因为电池的内阻也不太大（关于电池内阻的另一段故事我们以后再说）。所以这次是mos管背锅了（尽管它不愿意背这个锅，但是电流这家伙是柿子捡软的捏，也没办法了）。

        当时我没有进行这个分析，因为刚出这个问题的时候我被炸的一脸懵逼，完全不知道问题出在哪儿了。然后上网百度过，发现同样的问题也有。例如下面这位童鞋的问题：


        下面的答案真是五花八门，有说这个mos耐压不行的，有说让换更大电流的管，如AO3400，只有一个人说也许是1N5819反了吧，而且持怀疑的态度。其实仔细想想，根据这个现象并不难得到是二极管反了的原因。

        然后把二极管拿下来重新焊接，也把炸了的mos管拿掉重新换了，但是一样的，电机还是不能转。后来仔细查阅电路才发现，mos管的封装搞错了。AD这个软件是画好原理图封装之后，把原理图封装放在原理图上，然后给原理图封装添加PCB封装就好了，所以这里面有一个引脚的对应关系，而这兄弟在画图的时候刚好搞反了，把mos管的D和S搞反了，所以还是不能使用。

        事情走到这一步，发现这个板子没法驱动电机（飞线太麻烦，而且飞来的话肯定不太稳定，所以没有采取这种办法去补救）那就直接把mos管和二极管这些东西全部去掉，单单测试单片机能不能工作，发现没问题，单片机是可以工作的。而陀螺仪则不行，然后就对着原理图看。发现一个赫然的错误：


        电源和地接反。IIC总线没有上拉电阻。INT脚串联的电阻太大（不过这个不影响，焊接的时候焊接正确的电子即可）。这三个错误里，有两个都是比较麻烦的，飞线在一般的板子是是可以操作的，但是在这个四轴上是肯定不行的，不想飞起来之后失控。那怎么办，只好修改一下原理图了然后再做板子了，，总不至于花钱买的两三百的元件和配件就这么扔下不要了。。。。。。

        写累了洗个澡休息，明天早上早起更新。总之一句话，硬件调试很累，很可能会出现一些你压根没预料到的问题，所以要在设计的时候仔细查阅资料，在调试之前尽量先有一个调试方案。调试过程中遇到问题一定要多分析，对于调试现象进行深刻剖析才能找到问题的根源，这也是我一次次踏入这些坑里然后爬出来之后总结的一些经验，我希望在这个项目结束了之后能够整理整理，能为大家提供一点参考，那样也算是把这些痛苦的过程中收获的东西最大化了。

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