RoboFly是小马哥团队在2018年8月推出的一款完全开源的小四轴。

下面是RoboFly四轴飞行器的整体框图、原理图、pcb、实物图源代码的截图，先一睹为快，后面详细介绍。

图1：RoboFly四轴飞行器整体框图

  ?: j5 V% P7 a( e

图2：RoboFly四轴飞行器原理图

4 l: M) x! X# Q# A& O2 w* }" V/ V

图3：RoboFly四轴飞行器PCB图

* V+ w5 \% v8 M, s  j
7 u+ r; c! ^! l* D

图4：RoboFly四轴飞行器PCB 3D俯图

# ~9 Q1 L6 [) S( W
( K6 `; c/ G7 b" L7 Q% y3 {' C

" s: t# _) D  E

图5：RoboFly四轴飞行器PCB 3D侧视图

图6：RoboFly四轴飞行器实物图

% Z( s5 O) D3 h8 l' G* {% Q
. ]7 e/ |1 N) q/ ~% {

图7：RoboFly四轴飞行器源代码截图

) w+ Y7 e! _& g( J

  T) M# ?& R( A( D

制作并开源这套小四轴的初衷有如下几点；

1、 初学者需要一款价格低廉、软硬件资料完备、有技术支持的四轴学习平台；

2、 以散件形式发售，电路板布局、元器件封装选型要方便焊接组装；

3、 四轴所需元器件采购方便、靠谱，最好能提供一站式采购，避免过多邮费、采购周期长、采购到不合格元器件导致学习难以进展。

4、 源代码要极其精简、方便入门者能够方便的学习，实现自己的代码；

5、 保留一定扩展接口、方便用户自己进行扩展如定高、航迹、巡线等飞行功能。在学习完四轴飞行器之后，这个开源的四轴板子仍然可以作为一个STM32开发学习板使用；

) ^6 B* }$ n) k) a% T3 O3 v

RoboFly四轴的基本配置如下：

主控芯片：STM32F103C8T6

姿态检测：MPU6050

气压计： FBM320

无线芯片：SI24R1

供电方案：HT7750SA升压+XC6206稳压

灯光指示：1个电源指示LED、1个用户编程LED、4个单总线全彩RGB灯

电池：600mAh 20C 1S锂离子电池

电机：720空心杯

桨叶：55mm桨叶

桨叶保护罩：相邻轴距65mm

机架：PCB一体化机架

续航时间：10分钟

遥控距离：空旷50m

- H4 R3 i, R7 @: i

RoboFly四轴原理图各模块简单说明：

. e$ l3 U0 n* B5 I" y

STM32F103C8T6是ST在2007年发布的一款MCU，截止目前ST已经发布了速度高达400MHz的STM32H7 (这时候一定有人会说600MHz的事，我知道，不用提醒)，我自己也是用STM32F1,STM32F4,STN32F7都做过各种各样的四轴，但是这个开源的四轴我还是选择了STM32F103C8T6，主要从三点考虑，一是封装比较大，方便初学者焊接，二是价格低廉，学习成本比较低，三是网上有大量的资料供初学者学习使用。

* d% G5 R9 `/ H

3 r+ O. Q% L3 ~- o/ V  F; G) q

姿态传感器选择MPU6050，主要考虑的也是封装比较大，可以直接使用烙铁焊接，而且价格比较低，资料也很丰富。而且还自带DMP库，可以完成姿态结算后直接把姿态角输出给主控芯片。2016年我们的第一款四轴就是采用DMP库输出姿态角的。

6 z7 m& T* e% H: G5 `8 [

气压计使用的是FBM320,对于这款气压计，个人认为性能一般。但是优点就是这个封装和BMP280、SPL06的引脚都是兼容的，方便更换。但是小四轴上放气压计，有一个比较麻烦的地方就是要想办法排除桨叶的风对它的干扰。可以使用海绵等其他东西进行隔离。

: u: D$ v2 o% j  M
: S, i+ V: a% \- T) {7 _

无线芯片用的是SI24R1，国产的，之所以用这个而不用NRF2401，是因为这个经过我测试，性能也是可以的，引脚完全兼容NRF2401，无线发射可以做到7dB，在发射和接收端都采用陶瓷天线的前提下，可以达到50m的通讯距离。如果加上AP，那达到100米应该没有问题。通过两个低成本的0欧姆电阻对电源进行了单点接地，防止电机回路的电流波动串进射频回路对射频造成干扰。

" K, e' Y) q0 H+ z
# ~$ Z, U) B3 d1 c0 {
' b- T/ v( e/ M7 ^) ?5 C

对于供电方案中的先升压再降压的方案，这是我做第一款四轴飞行器的时候发现的，这种1S的锂离子电池，在四个空心杯进行供电的时候，如果四个空心杯电机不带桨叶，也就是说没有负载，那启动是没有问题的。但是如果四个空心杯都带上负载，瞬间提速到满速，就会瞬间把电池输出电压拉低到3V以下，经过我测试甚至低到了2.8V，这时候如果不升压，直接用电池给LDO供电，那LDO就会失效。所以通过升压再降压后给单片机系统供电是一个可行的方案。另一个方案就是在电机启动的时候采用缓慢启动的方式，这样电池的电压就不会瞬间被拉低，但是这样的一个不足之处就是无法让这个小四轴非常暴力，飞起来不够爽快。

3 Y" z( k: o0 f
' G+ ~2 v# C( k$ f  |
. C% w  d' r' F5 X! c) d* ]

" A5 |" f" @/ O$ F& a

" L, u' I& E% [2 G9 h5 |

四个机臂上采用的RGBLED是串行单总线全彩灯，也就意味着只需要占用单片机的一个IO端口，就可以控制这四个灯发出各种各样的颜色。这个灯类似与WS2811,也是通过零一码来实现数据通讯，进而控制灯的颜色的。对于初学者而言，时序往往难以理解，而这个灯可以作为学习时序最简单的一个例程，虽然简单，但是却非常有趣。

因为小四轴的尺寸、重量等限制，这版四轴飞行器的电池最好不要超过600mAh，否则电池自身的重量就会成为最大的包袱。而太小的电池则不能提供较长时间的续航。总之我经过测试认为600 mAh容量应该是一个拐点。电池最好带保护板、有一定的安全性能。否则胀饱、失效事小，严重点在炸机的时候可能会爆炸。

6 ?* q3 A8 C6 n* ]" h4 c5 R

4 x, Z+ F. Y' b/ ]! S

对于这个四轴最关键的一个组建—空心杯，说出来都是泪啊，做四轴两年，有一年的时间都在寻找合格的空心杯电机。2017年有一款四轴飞行器因为采购的电机侧向震动太大，导致桨叶转动之后产生很大的侧向震动、严重干扰了加速度计，使角度偏差很大，基本不能垂直飞行。一开始把问题锁定在MOS管上、陀螺仪上、原理图与PCB设计上都未能解决问题，后来对原始数据进行FFT变换后发现了干扰的频率点，这才确定是电机的侧向震动引起的。还有一种情况就是同一批次的电机性能差异很大，导致PID调节的输出差异很大，最终会影响MOS管的寿命、电机寿命。空心杯电机使用SI2302这款MOS管进行驱动，这是非常常见的一款MOS管，便宜又好用。但是市面上这个管子假货也比较多。很多人在电机驱动电路上加不加电容、加不加二极管有很大的争议，我经过测试发现，加上电容之后效果很好，而加上二极管的效果则一般。也可能是测试方式不够严谨，回头可以一起讨论这个问题。

8 q4 ]- _7 D8 d

桨叶选型一定要注意选择平衡性好的桨叶、做工有瑕疵的可能会影响平衡性，在飞行的时候，如果不平衡就会导致侧向震动。

, l) b+ v% c! H3 w- Z9 c! X) k  g

初学者在调试四轴的时候，摔下来、失控是很常见的，所以加上桨叶保护罩之后，可以很大程度上减小桨叶、电机报废的概率。

  g+ H! m+ N- t+ @
; _9 X" P: X# e) P, h

( p- k) f! k3 T  _' p

如果采用飞控板和机架隔离的方式，就能从一定程度上降低震动的影响，但是这样或许会增加重量及成本，所以我选择了PCB机架，这也是初学者最容易实现的一个方案，但不是唯一的方案。

9 H7 p) P7 e  C! P# P
: b0 S9 j9 R  w$ p* M7 a" g: P

四轴源码采用Keil MDK V5.20

STM32库使用的是标准库

四轴源代码工程创建方法可以参考我们最小系统板的课程，课程视频可以在公众号观看，下面分享的资料中也提供了工程创建的PDF文件。

3 M8 r% F# T/ T6 g) k8 ]

& [6 ~7 m5 J  X* b4 X# p1 v% B3 Z5 D

# r3 W! ?5 B; I' l

链接中包括以下6个文件（回复帖子可下载）：

1、RoboFly_releaseV1.1.zip（PCB工程，使用AD09创建）

2、RoboFlyDEMO.zip（源代码工程，使用Keil MDK V5.20创建）

3、RoboFly四轴飞行器元件3D模型.zip(3D模型，使用Solidworks2013创建)

4、Keil中STM32F1工程模板的搭建.pdf

5、RoboFly开源四轴交流群二维码.jpg

6、电子开发学习公众号二维码.jpg

8 I" ~  A" K+ v. e) l2 `

1、RoboFly_release V1.1.zip (12.75 MB, 下载次数: 3747)

2018-9-12 11:24 上传

点击文件名下载附件
- u( K3 `0 D! T1 b$ G1 ~; _  K1 ^
2 E2 d7 u" x1 ~4 Q# d: F 2、RoboFlyDEMO.zip (102.89 KB, 下载次数: 1624)

2018-9-12 11:24 上传

点击文件名下载附件
0 v: Y% A. q5 B2 i2 @: }
3、RoboFly四轴飞行器元件3D模型.zip (2.46 MB, 下载次数: 1101)

2018-9-12 11:24 上传

点击文件名下载附件

4、Keil中STM32F1工程模板的搭建.pdf (1.22 MB, 下载次数: 704)

2018-9-12 11:24 上传

点击文件名下载附件
- w. M6 |" |" d- w6 o- y

( Z6 i- d: C5 S6 m5 n" `3 D

下载来看看

see see                                                

用ANOTC匿名地面站V5查看姿态，YAW角度会从-327度左右直接跳到327度左右，是什么原因?
$ A& F  Y9 p% sYAW角度范围不是从-180度到180度吗?

收藏起来学习一下

收藏学习。

了解学习

谢谢分享。

感謝分享

谢谢开源的分享

不错不错，支持开源的东西

好资料，谢谢，学习啦

谢谢分享

串行彩色灯，这个很有趣呀。

谢谢分享。

必须是经典啊