空中小精灵：用 Raspberry Pi Pico 2 打造你的个人无人机！

 

 

3D打印的CAD设计

 

定制无人机的打造之旅始于CAD软件设计。我的初步设计是完全3D打印的，具有封闭结构和悬臂式支撑臂，用于承受点力。蜂窝状盖子提供了冷却效果，而封闭外壳则允许嵌入XT-60和MR-30连接器，呈现出整洁且一体化的外观。在内部，我确保所有电气组件都牢固安装，以避免不必要的移动，这些移动可能会破坏飞行的稳定性。

 

测试很快显示，3D打印的框架很脆弱，经常在撞击时断裂。此外，我的打印机构建区域的限制意味着电机位置非常拥挤。为了解决这些问题，我使用CNC技术从4毫米碳纤维材料上切割出一个新的框架，增大了轮距以提高稳定性。我使用Carveco软件生成刀具路径，并在我们创客实验室的WorkBee CNC上切割框架。两个小时后，我就拥有了一个坚固且已组装好的框架，准备安装电子设备。
不是一台，不是两台，而是三台Raspberry Pis

 

对于无人机的“大脑”，我使用Raspberry Pi Pico 2连接MPU6050陀螺仪来获取实时方向数据，并使用IBUS协议接收器来简化控制输入。最初，由于处理五个单独的PWM信号存在延迟，我遇到了信号处理方面的问题。切换到IBUS后，循环频率提高了十倍，从而大大改善了飞行响应。Pico负责处理用于稳定性的PID（比例-积分-微分）计算，而一个4合一ESC则管理电机信号。此外，无人机还搭载了一台Raspberry Pi Zero，配备Camera Module 2和一个模拟VTX，用于实时第一人称视角（FPV）飞行。

 

 

编程基于Tim Hanewich的Scout飞行控制器代码，实现了使用PID值来维持所需角速度的“速率”模式控制器。精细调整PID增益至关重要；设置不当可能导致不稳定和危险的振荡。我遵循了一个仔细的调整过程，从每个参数的较低值开始，然后慢慢增加。

为了使过程更安全，我构建了一个测试装置来隔离每个轴并模拟飞行条件。这使我能够在进行实际飞行测试之前实现粗略的调整，最终确保了无人机的安全和稳定性能。