迷你手拋飛機遙控化改裝記

ID:241755 · 發(fā)表于 2019-7-1 12:02

最近在公園里經(jīng)常看到小朋友玩耍一種無動力的泡沫飛機，拋出去之后可以滑翔好遠，出于好奇，也從網(wǎng)絡(luò)上購買了一架小的手拋機來玩耍，很適合公園飛行。但是每次都感覺飛行時間太短，不夠盡興，并且要是可以無線控制就好了，索性干脆改裝成遙控的飛機。
這是從網(wǎng)上買的手拋機，翼展34cm：
圖17.jpg

初步?jīng)Q定用STC8單片機來做改裝，其實是用Arduino可以改裝，不過Arduino的主控Atmega328P的外圍電路比STC8復(fù)雜一些，為了機載端的體積和重量著想，選擇使用STC8.后期會有使用Arduino來改裝遙控飛機的帖子，請大家期待。
圖2.png

然后準(zhǔn)備使用兩個空心杯來驅(qū)動飛機，同時兩個電機的轉(zhuǎn)速差可以改變飛機方向，提供驅(qū)動力的同時又可以用來轉(zhuǎn)向，一舉兩得。空心杯電機手上正好有兩個，型號是716，搭配55mm螺旋槳，提供的動力應(yīng)該足夠飛機起飛。
圖3.jpg

電池方面手頭上沒有小型的電池了，因此在網(wǎng)上購買了一塊100mah的小型鋰電池，重量輕的同時足夠這兩個電機飛行5，6分鐘了，而且小容量電池充電塊一些，在外場飛行的時候也好快速補電。
圖4.jpg

為了給飛機充電，購買了一個tp4056的鋰電池充電板，接口是micro USB的，所以在飛行之余可以使用充電寶給電池充電，比較方便。
圖5.jpg

配齊了電機和電池，下面就開始開發(fā)它的控制板了，既然是遙控的飛機，那就需要一個發(fā)射器，人用發(fā)射器來控制飛機；一個接受器，用來接收信號并且控制電機轉(zhuǎn)動。那么就需要一個模組來傳輸控制信號，我挑選了一個比較便宜的無線芯片LT8920，頻率范圍2.4G，廠家標(biāo)稱距離在200m左右，所以這個芯片將會承擔(dān)起通訊的任務(wù)
綜合了一下，接受器上將會集成如下器件：STC8單片機，無線芯片LT8920，供電系統(tǒng)，電機驅(qū)動系統(tǒng)。發(fā)射器上將會集成：單片機，無線芯片LT8920，供電系統(tǒng)。這么多的系統(tǒng)要想做的很小很輕，使用普通的洞洞板幾乎是不可能的，所以我繪制PCB來集成這么多電路在一張小的電路板上。
圖6.jpg

我想盡量吧整個電路板做的小體積，這樣以后還可以給其他的飛機使用，一個板子盡量兼容到各個型號的手拋飛機最好。下面就開始繪制整個PCB，分為發(fā)射器的PCB和接收器的PCB，由于接受器對體積的要求更高，因此比較復(fù)雜，所以我先挑戰(zhàn)難度高的接受器部分。
下面是繪制好的接收器電路圖，其核心的系統(tǒng)我畫在一個方框里，一個有四個核心的構(gòu)成部分，左邊是單片機我來為電路以及無線模塊與單片機通信的電路，右邊則是電機的驅(qū)動部分以及電源部分。
圖7.png

將繪制好的電路圖轉(zhuǎn)換成PCB的文件，然后經(jīng)過排列位置以及布線后，大概的形狀定了下來。
圖8.png

電路板有兩面，我把單片機，電機驅(qū)動以及電源部分放在一面，將無線模塊放在另外一面，至此接受部分的電路板繪制完畢。體積為1.4CM寬1.78MM長。
圖9.png

接下來完成發(fā)射器部分的電路設(shè)計，為了后期可以有更好的操控體驗，我給發(fā)射器增加了一個重力感應(yīng)模塊，可以使用搖桿控制與重力感應(yīng)兩種模式來控制飛機。
圖10.jpg

由于增加了重力感應(yīng)功能，所以發(fā)射器上搭載的東西會更多，不過好在發(fā)射器對體積的限制也并不大，對PCB的設(shè)計并不會帶來很大困難。設(shè)計好的電路圖如下，左邊由上到下依次是單片機部分，搖桿電路部分以及重力感應(yīng)芯片的電路部分，右側(cè)則比較簡單，無線模塊LT8920的周邊電路以及電源部分。
圖11.png

設(shè)計好的PCB如圖：
圖12.png

為了方便焊接，所有的元器件都擺放在同一側(cè)。由于只需要控制兩個電機，只用了一個搖桿，不是傳統(tǒng)遙控器上的雙搖桿設(shè)計，這樣使得整體體積更小，可以單手握持。
圖13.png

在背部設(shè)計了電池的擺放位，至此整體的發(fā)射器PCB板設(shè)計完成，尺寸約為6.8CM長3CM寬

約幾天后拿到了制作好的PCB板：
圖14.jpg

使用熱風(fēng)槍焊接一些器件：
圖15.jpg

焊接好后樣子如下：

在兩側(cè)機翼上挖孔，安裝電機
圖18.jpg

裝配接受器到手拋機上，由于手拋機上沒有多余位置，于是取下機頭罩，將接受器安裝上去。
連接好兩側(cè)的電機，安裝上電池
圖20.jpg

調(diào)整手拋機的CG（重心），一般這種手拋機的重心在機翼前緣向后三分之一處，調(diào)整電池位置，使得機頭微微向上時為宜。
圖21.jpg

至此整體改裝工作完成，下面開始調(diào)試
燒錄程序到發(fā)射器和接受器中，給他們接上電池，推動油門桿，觀察兩個電機轉(zhuǎn)動方向，正常的方向應(yīng)該是兩個電機轉(zhuǎn)動方向相反（可以抵消電機的反扭矩）如果發(fā)現(xiàn)兩個電機轉(zhuǎn)向相同，請對調(diào)任意一個電機的兩條線。
圖22.jpg

向左移動搖桿，觀察是否右側(cè)電機增加轉(zhuǎn)速，左側(cè)電機減小轉(zhuǎn)速，如果相反，在程序里面修改或者直接將兩個電機端子對調(diào)
圖23.jpg

調(diào)試工作全部完成，飛機起飛重量 27g，可以起飛了！
圖24.jpg

飛機輕巧所以不用懼怕摔機，布置在機翼上的電機保證撞擊地面時候電機不受損傷。
根據(jù)我的實際飛行試驗，由于飛機過于輕巧，所以適合微風(fēng)以下或者室內(nèi)環(huán)境飛行，716電機搭配55mm螺旋槳，使用100ma電池組的飛行時間大概在5分半左右，使用網(wǎng)上購買的充電模塊搭配充電寶一般15分鐘左右充滿，所以外出備上4塊電池即可享受愜意的不間斷飛行。
圖25.jpg

對于擁有較大手拋機的朋友（我的這款翼展34cm，較小），自然需要更大的電機作為動力，這款板子同樣適用，內(nèi)置的驅(qū)動模塊可以驅(qū)動最高2.8A電流的電機，適合130，180，8520以下尺寸的所有電機，即使大飛機也可以輕松帶動。
至此整個飛機的改裝思路都介紹完畢，下面奉上幾張外場飛行的美照做為結(jié)尾！
圖26.jpg

ID:318672 · 發(fā)表于 2019-7-8 10:07

牛逼，厲害

ID:517235 · 發(fā)表于 2019-7-12 18:33

做的真漂亮，源程序和pcb板的圖紙能分享下嗎

ID:282323 · 發(fā)表于 2019-11-1 17:26

支持下，厲害了

ID:205182 · 發(fā)表于 2019-11-1 18:55

加幾個舵機就更棒了

ID:634908 · 發(fā)表于 2019-11-3 17:58

在嗎？大神，這幾天正在給孩子改裝手拋飛機，你這個遙控和接收器，在哪里可以買到？

ID:634898 · 發(fā)表于 2019-11-3 18:48

很有創(chuàng)意

ID:634898 · 發(fā)表于 2019-11-3 18:49

感謝樓主很受啟發(fā) 很有用

ID:477152 · 發(fā)表于 2019-11-4 21:29

不錯不錯已經(jīng)存DOC

ID:241755 · 發(fā)表于 2019-11-6 22:59

東哥新年快樂發(fā)表于 2019-11-3 17:58
在嗎？大神，這幾天正在給孩子改裝手拋飛機，你這個遙控和接收器，在哪里可以買到？

自制的，你要是有偉力911的電路板也可以，沒有的話買飛熊803，加上720電機兩個

ID:300101 · 發(fā)表于 2019-11-9 18:07

感謝樓主很受啟發(fā) 假期讓孩子動手改制一下

ID:666295 · 發(fā)表于 2019-12-17 15:42

樓主你可太牛逼了

ID:299748 · 發(fā)表于 2020-1-18 23:30

樓主，求源程序啊

ID:469589 · 發(fā)表于 2020-2-4 18:21

兒時的心愿，一直未實現(xiàn)，為你點贊！

ID:686739 · 發(fā)表于 2020-2-8 08:45

漂亮，學(xué)習(xí)了

ID:647564 · 發(fā)表于 2020-2-14 07:58

厲害了.大神

ID:205015 · 發(fā)表于 2020-4-8 14:27

希望分享程序源碼出來，感謝

ID:724332 · 發(fā)表于 2020-4-10 19:30

求原理圖和PCB，還有我覺得能控制升降就更棒了！

ID:819066 · 發(fā)表于 2020-9-14 21:29

大佬，能不能分享一下源碼啊，謝謝了

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迷你手拋飛機遙控化改裝記

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