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。

http://v.youku.com/v_show/id_XMjcwNzAxNzY0.html

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。

上视频

http://v.youku.com/v_show/id_XMjcwNzA0MDAw.html

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 <Servo.h>

//Author:	HE Qichen
//Date:	2011-5-27
//Website:	http://heqichen.cn
//Email:	heqichen(a)gmail.com

#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);
}

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今天完成了遥控车的改造，这是自主控制的第一步。这辆车是在淘宝上买的，结构很简单，控制很简陋。方向就是将电机打死，这时候电流会非常大，而且对于将来的自主移动的精细控制带来不利因素。所以很早就想把它改成舵机控制的了，下面就是整个改造的过程。

这就是需要改造的部分。

先将需要改造的部分画下来，便于设计框架结构。我不是机械出身的，所以就画个大概吧。

结构图完成

在图纸上设计新的结构

根据设计切割材料

最后完成的样子，由于是临时电路，也就没固定，看上去有点像垃圾车-_-b

改造部分的特写

再来一张

这些只是机械部份，然后就是控制部份。由于舵机能够转动的角度范围到180度，而该车的转向轮仅能转动在30-40度之间。同时，自主移动机器人目标是在Arduino上面开发。所以我就一步到位，先用Arduino读取天地飞的pwm信号，然后经过转换，输出新的pwm信号给舵机，这样就不会因为卡住而损坏舵机了。

最后效果如下

http://v.youku.com/v_show/id_XMjYzOTc2NzA4.html

使用的程序非常简单，如下：

#include <Servo.h>

//Author:	HE Qichen
//Date:	2011-5-3
//Website:	http://heqichen.cn
//Email:	heqichen(a)gmail.com

Servo directionServo;

void setup()
{
  pinMode(2, INPUT);
  directionServo.attach(3);
  
}

void loop()
{
  int t, a;
  t = pulseIn(2, HIGH);
  a = map(t, 1000, 2000, 65, 115);
  directionServo.write(a);
  
  
}

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在四轴飞行器上除了要有陀螺仪外，还要有个重要的传感器就是重力传感器。由于它们各自的误差，若使用单一的传感器会造成严重的精读问题，使飞行器丧失稳定性。所以要用两个传感器进行相互矫正。

现在重力传感器应用非常广，目前iphone等智能手机上都有重力传感器，包括笔者的一台山寨手机上都有重力传感器。

这次就是要用Android来读取重力传感器的数据。这个重力传感器模块是从淘宝购买的，模块非常简单，自己够买芯片来焊接也不成问题。根据它的datasheet，就能够知道如何使用这款重力加速度模块了。下面就进行详细的介绍

这个模块使用的芯片型号是MMA7260Q，(datasheet下载[PDF,229KB])，测试中的电路就是下面图片中的样子

控制的目标是通过重力传感器的数据来控制舵机的转动。但是发现会有少量的抖动，于是在程序中加入了一个简单的滤波器，阶数没有仔细调，但是基本上能够进行控制了。

http://v.youku.com/v_show/id_XMjYzNjIyODIw.html

下面是芯片的特写

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今天拿到了四轴飞行器的一个重要部件，就是陀螺仪。^_^ 下面这张图上的就是了，这是一个三轴陀螺仪，seeedstudio GROVE套装的一个部件。

这个陀螺仪使用ITG3200芯片，可以直接使用了I2C接口连接到Arduino上面。默认的地址是0x68，但是可以修改成0x69，只要将板子上的JP1连起来就可以修改。接口四个针脚的定义就像下面这张图中所画的。

是的。。你没看错，他们用红色作为地线 -_-b
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