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发表于 3 天前 | 查看: 11| 回复: 0

购买动机与试飞体验

前段时间刷手机时看到一款小型无人机做得挺规整,最关键是桨叶带完整防护罩,更适合室内飞行。到手后外观大致如下:

到货外观

简单试飞后感觉悬停很稳,从底部拍一张悬停状态:

悬停底视图

这台机子带图传功能(否则价格也不太可能过百)。我对玩具级图传画质没太大期待,也不想下载手机 App 配对,所以直接进入拆解。

准备拆解

桨叶防护与机身细节

先给桨叶保护来个特写——这是我购买的核心原因之一。玩具级无人机如果没桨叶保护,我基本不会考虑(桨叶伤人风险非常真实)。

桨叶保护特写

摄像头观感一般,拆解中就不做画质测试了:

前置摄像头

机腹位置:

机腹

机腹还有一个镜头用于光流传感器,并且伸出一根遥控的 2.4G 天线

光流与天线位置

整机重量约 161g

整机重量

开始拆解:电池、图传与飞控板

先把电池从电池仓取出:

取出电池

接着拆下图传模块。图传与飞控之间通过一条 4Pin 硅胶线连接,推测包含串口与供电/地:

图传模块与4Pin连接

拆开外壳后,绿色板就是飞控板:

飞控板

飞控四角连接四块电调板:

飞控与电调连接

仔细看飞控到每块电调板都有三根线:红色电源、黑色地、白色 PWM 信号;另外还有黑/蓝两根线连接到机臂 LED 灯:

PWM与LED走线

飞控中间是开关机按键。MCU 为 SSOP-20 封装单片机;2.4G 射频遥控芯片为 PAN1026(SOP-8,GFSK 协议)

MCU与PAN1026

2.4G 天线特写:

2.4G天线特写

关键传感器:气压计 + IMU(陀螺仪/加速度计)

飞控板右下角能看到一个气压计和一个陀螺仪/加速度计,周围做了开槽处理。这个设计通常用于:

  • 降低焊接/安装带来的机械应力
  • 减少震动传递
  • 改善热稳定性,提升测量精度(MEMS 对温漂比较敏感)

三轴加速度计/陀螺仪丝印为 I4628,看起来很像 ICM-42688-P(封装也相同),但常见丝印并不完全一致。无论具体型号如何,这颗 IMU 都是无人机能稳定悬停的核心:检测姿态倾角,飞控据此调整四电机转速。

气压计与IMU区域

从控制角度看,这是典型闭环自控:期望飞机水平稳定悬停,但系统本身欠稳定,必须依赖飞控实时修正。MCU 以约 200Hz 或更高频率读取 IMU 姿态数据,解算欧拉角,计算期望角与实际角误差,再进行 PID 运算,输出到电机控制,实现姿态收敛。关于控制算法与实现思路,可以延伸阅读 算法与数据结构 相关内容以补齐基础概念。

实际飞控通常不止姿态环,还会叠加位置环/高度环等,但最终控制都会体现在姿态环输出,并以 PWM 等形式驱动电机。

按键旁的三极管、MOS 管组成一键开关机电路,旁边还有一颗 LDO

开关机电路与LDO

电调 PWM 信号上还加了对地下拉电阻:

PWM下拉电阻

飞控板背面主要是电池连接器、图传连接器以及各类测试点:

飞控板背面

电池连接器特写:

电池连接器

电调与电机:低成本实现的关键

看一眼电调板:使用一颗丝印 GX71226 的器件(未查到明确型号),推测为单片机,接收 PWM 后驱动 MOS 管组成三相 H 桥,驱动无刷电机。

电调正面

电调板背面会发现正反面合计只有 3 个“器件位”像 MOS,原因是丝印 7245Y2(SOT23-6) 的器件内部集成了两个 MOS(上臂/下臂),一个封装即可驱动一相线,三颗对应三相。

集成MOS封装

拿其中一个机臂看,飞控给电调提供电源与 PWM,电调输出 UVW 三相线驱动电机按指令转动:

机臂与UVW相线

拆掉电机支腿:

拆支腿

电机和桨叶从电机座取出,同时还能看到灯板与透明导光板:

电机与灯板

灯板上 6 颗贴片 LED 采用 2 并 3 串,电机 UVW 相线穿过灯板的胶囊形开孔:

灯板与相线走位

电机型号为 1503,网购单个大约几元;电机直径约 18mm,“1503”中的 15mm 指定子直径。该机使用的是无出轴版本。

1503电机

电机细节

桨叶采用四叶桨,市面配套不算多,但能找到:

四叶桨

图传模组:FPC连接摄像头与光流

图传模组外观:

图传模组

电路板结构相对简单:

图传板背面

依然有一颗未识别型号的芯片:

未知芯片

板上接了两条 FPC 软排线,分别连接摄像头与机腹光流传感器:

FPC连接

光流传感器细节:通过对比地面纹理,辅助实现位置稳定,减少前后左右漂移。

光流传感器

图传天线特写:

图传天线

电池包:充放电板与容量标注

拆电池包:

电池包外观

放电口旁边的圆孔用于充电:

充电接口

上下盖为卡扣结构,无螺丝。打开后可见为聚合物锂电池 + 充放电小板:

打开电池包

充放电板上有 LC4056 充电管理芯片:

LC4056充电管理

连接器特写:

电池连接器特写

锂电池容量标注为 1600mAh

电池容量1600mAh

原本以为还有单独的电池管理板,但拆开后并没有看到:

电池内部

遥控器拆解:高度集成的低成本方案

遥控器也拆开看看:

遥控器

结构非常“玩具化”:单面板 + 若干按键 + 两个摇杆 + 一颗 SOP-16 器件即可完成整套遥控。

遥控器PCB正面

SOP-16 器件型号为 PAN184CV:带 2.4GHz 无线通信的 8bit MCU,并集成 12bit ADC,可用于摇杆电位器采样。

PAN184CV特写

遥控器 PCB 另一面:

遥控器PCB背面

5K 摇杆电位器特写:

5K摇杆电位器

小结

从飞控(IMU + 气压计 + MCU)、光流、图传到电调与遥控器,这套玩具无人机把“能用的功能”堆齐了,同时又通过高度集成与极简结构把成本压到很低。整体拆下来会发现:关键器件不一定奢华,但系统分工清晰,能以最少的料实现稳定悬停与基础控制




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