基于STM32F4 的四軸無人機設計

李少童，何明興，李大彬，王耀政

(廣州城市理工學院，廣東廣州，510800)

0 引言

四軸無人機的發展日益迅速，各行各業對無人機的需求也越來越大，目前國內外無人機技術壟斷相對嚴重，大疆占全球市場份額近八成左右，占國內市場也近七成，但大疆的價格相對較高，普通用戶難以消費，因此低成本多功能的小型無人機相對空缺，因此基于STM32 單片機開發一款低成本的小型無人機意義重大。

1 四軸無人機的關鍵零部件選型

1.1 電機

在本項目中我們團隊選擇兩種不同的電機，直流有刷電機即圖1 的空心杯電機720 和主流無刷電機A2212 電機。空心杯電機優勢在于體型小巧，運行穩定性高，其速度波動可控制在2%，在相應速度-電壓參數能呈現出標準的線性關系，有利于無人機的控制，缺點則在于空心杯電機發熱嚴重，使用壽命較短，且一般無法承受大電流運行，因此所制作的無人機無法負重飛行，一般適用于超小型無人機設計。A2212 無刷電機在能量轉換效率高，一般可高達96%的能量轉換，啟動轉矩地，峰值轉矩高，機械時間常數小，轉子與定子間無徑向作用力，轉子穩定性高，散熱效果良好等優點，一般適用于大型無人機的設計，其主要缺點在于不可缺相運行，不僅因為剩余的繞組的發生的磁場點2 個大小相等，方向相反旋轉磁場，它們和轉子作用發生的扭矩大小相等，方向相反相互抵消，零起動轉矩電機不能啟動，還可能直接燒毀電機，損壞電路。本次無人機項目選擇使用直流有刷電機，型號為720，額定電壓3.4V，額定電流800mA，額定轉速34000?！?br>