基于STC15W4K61S4的微型四旋翼电路设计与实现

资源摘要信息:"本资源是一份关于开源基于STC15W4K61S4的微型四旋翼电路方案的设计文档。文档中详细描述了制作四旋翼的过程，包括硬件组成、控制原理和实现过程，以及设计中遇到的问题和解决方案。以下是文档中涉及的关键知识点。 1. 四旋翼的制作过程：作者参与了2015全国电子设计大赛并选择了制作C题"多旋翼的自主飞行器"。在比赛过程中，作者经历了从设计到调试的整个过程，包括编写驱动代码、组装飞行器、制作电路板、调试飞行器等多个环节。作者分享了初次制作算法不够成熟、电池供给不足、比赛期间发生事故等经历。 2. 控制原理：四旋翼的控制主要依赖于STC15W4K61S4主控芯片和MPU6050传感器。姿态解算是通过四元数来实现的，控制器采用串级PID控制，包括角速度环和角度环。作者采用了PID控制器计算输出对应的油门来补偿电机，以维持四旋翼的平衡。 3. 硬件组成：设计中使用的主要硬件包括STC15W4K61S4主控芯片、MPU6050传感器、720空心杯电机、电源、NRF2401通信模块以及PCB机架。作者对于这些硬件的选择和应用有着详尽的描述，并提到了电源芯片ME6219和BL8530-501SM。 4. 控制策略：作者提到的控制策略是通过电机1、3同向，电机2、4同向，且相邻电机旋转反相来实现四旋翼的稳定飞行。通过MPU6050获取三轴加速度计和三轴陀螺仪数据，然后进行数据处理和融合，得到姿态角度，再送入PID控制器计算出对应的油门值。 5. 调试和问题解决：作者描述了调试过程中遇到的问题，包括参数不理想导致的遥控器跟随效果不佳，以及PCB设计过大导致的超重问题。作者分享了通过调整电机参数和优化PCB设计来解决这些问题的经验。 6. 元器件成本估算：文档中包含了一个链接，提供了部分器件的成本估算信息，帮助读者了解制作四旋翼的成本。 7. 测试结果：文档末尾提供了测试视频的链接，让读者能够直观地了解四旋翼的飞行效果。 8. 相关资源：文档还提供了一系列的压缩包子文件，包括图片、readme文档、PCB设计文件、测试软件和源码文件，供读者下载和进一步研究。 整体来看，这份文档不仅详细记录了一个基于STC15W4K61S4的微型四旋翼的制作过程和控制原理，而且分享了作者在DIY过程中遇到的问题及其解决方案，对于想要自制四旋翼的读者来说，是一份难得的参考资料。"