四轴飞行器Arduino控制多电调控制测试

      很长时间没折腾了，因为前段时间忙家里的事情、学校的事情，所以就耽搁了。昨天搞了一个通宵，搞定了今天上午的一个报告，下午就继续搞飞机了。

　　我们原定的目标就是通过Arduino来作为四轴飞行器的控制板，那么必然就需要用Arduino来控制四个电机的转速，其实就是多PWM输出。在去年我已经实现了单电机的输出，发现了不少问题。

　　首先，舵机的信号格式和我们用的电调的信号格式是相同的，一般来说，航模上的电调信号线接于接收器的三号通道上，但是，如果接在别的通道上也是能正常工作的，这也证明了他们之间信号是相同的。

　　但是，上次通过Arduino上的Servo库来控制电机时，发现Servo库输出的pwm宽度会超过电调接收的范围，从而导致电机无法启动。然而，通过遥控器遥控时就不存在这个问题。所以，我今天就首先对遥控器的pwm信号进行测量，然后对Arduino输出的pwm信号进行测量。然后计算出控制方式。注意：这里的pwm信号是通过Arudino上Servo库输出的pwm信号，它是脉冲宽度调制，不是Arduino默认的pwm，默认的pwm是通过占空比来模拟一个模拟量。

　　好了，不多说，上图。

　　首先，测试电池是否有能力带动两个电机同时稳定地工作，我用遥控器电路对他们进行了测试。先搭建了一个下图所示的电路，进行测试。

　　

 

　　然后就需要测量遥控器输出的脉冲宽度和Arduino输出的脉冲宽度，搭了下面这个电路。为此我还去买了能测占空比的ut10a，但是那个万用表实在不给力，根本没有办法量到数据。-_-b

　　这张图当中电调只是起到供电的作用，所以并没有连电机。

　　

 

　　无奈，但是发现Arduino有pulseIn()这个函数，可以计算一个高电平或低电平持续时间，正好，把数据拿下了。

　　最高位： 1900us

　　最低位： 1100us

　　那么就碰到了另外一个问题，既然没有仪器来测量脉冲宽度，那如何去测量Arduino输出的PWM脉冲的宽度呢?我在万念俱灰的情况下，把两个Arduino上的数字端口连在了一起，就像下面图中的一样，看看是否能自己测量自己。

　　

　　结果很出乎意料，居然得到数据了，真的很佩服Arduino写底层库的人，中断控制得如此完美:-)

　　

 

　　可以看到，Servo库在输出0时，对应的脉冲宽度为522ms;而输出180时，对应的脉冲宽度为2373ms。远远大于遥控器输出的范围，所以导致一开始电调无法识别Arduino的pwm信号。这样经过简单的计算就可得出，电调的最低位应为56度，最高位应为133度。:-D

　　有了这个重要的数据，下面就可以用它来控制电机了。不过首先还是先让程序控制舵机，保证他能正常运行，呵呵。

　　

 

　　测试通过之后，就上电机啦。通过控制板上的两个旋钮，其实就是可变电阻，来控制电机的速度。

　　

 

　　控制板特写

　　

 

　　右边的电源模块特写，整个系统的动力电源和控制电源分为两路，控制电源由我自己做的手机电池包来提供.

　　

 

　　电机特写，呵呵，山寨味道太浓了

　　

　　最后，我测了下电机的电流，在两个电机空载，半油门的情况下，电流为4A左右。这两个电机都是经过风风雨雨的，什么坠机、落水都经历过，轴已经有点不正常了，所以也只是带大概估计一下。

　　

 

　　下面就是测试程序

#include 

//Author:	HE Qichen
//Date:	2011-5-27
//Website:	http://gaishi.vicp.net
//Email:	heqichen(a)gaishi.vicp.net


#define inputPin1  A8
#define inputPin2  A9

#define motorPin1  5
#define motorPin2  6

Servo motor1;
Servo motor2;

void setup()
{
  motor1.attach(motorPin1);
  motor2.attach(motorPin2);
  motor1.write(motorSpeedTransfer(0));
  motor2.write(motorSpeedTransfer(0));
  Serial.begin(9600);
}

void loop()
{
  int input1, input2;
  int speed1, speed2;
  input1 = analogRead(inputPin1);
  input2 = analogRead(inputPin2);
  speed1 = motorSpeedTransfer(input1);
  speed2 = motorSpeedTransfer(input2);
  motor1.write(speed1);
  motor2.write(speed2);
  Serial.print("#1 value: ");
  Serial.print(speed1, DEC);
  Serial.print("    #2 value: ");
  Serial.println(speed2, DEC);
  
  delay(500);
}

int motorSpeedTransfer(int s)
{
  return (s/13 + 56);
}