DIY ESP32 无人机被设计为一架适合手掌的 WiFi 无人机,并使用智能手机通过 WiFi 进行控制。它不包括任何 3D 打印部件,因为 PCB 构成了设备的底盘。

Github 地址
https://github.com/Circuit-Digest/ESP-Drone/
硬件设计文件(PDF 原理图 + BoM + Gerber 文件)和基于乐鑫esp32-wroom-32 实现的固件代码可在 GitHub 上找到。该无人机被设计为由运行由乐鑫开发的开源 Android 或 iOS 应用程序的智能手机控制。
DIY WiFi控制无人机原理图
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TYPE -C 型 USB 端口用于充电和编程目的。来自USB端口的电源连接到围绕P沟道MOSFET U2和二极管D1构建的电源路径控制器电路。当 USB 电源可用时,设备将从 USB 电源运行,并且还会为内部电池充电,当 USB 电源被切断时,设备将自动更改为电池电源。对于电压调节,我们使用了Microchip的MIC5219 3.3V LDO,该LDO能够在满载时提供高达500mA的电流和500mV的极低压差。带有上拉电阻的滑动开关连接到MIC5219的使能引脚。此开关用于打开和关闭热像仪。当此引脚被拉到地面时,LDO 将被关闭,因此设备的其他部分也将关闭,但电池充电部分除外。为了给内部电池充电,我们使用 TP4056 充电控制器,其最大充电电流为 1A。对于电池电压检测,我们使用了经典的分压器,它将电池电压降低到安全水平进行测量。
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编程电路由一个CP2102 USB转UART控制器以及一个来自安森美的2N7002DW双N-N沟道MOSFET组成。我们使用了带有 QFN28 封装的 CP2102。微型双 MOSFET 将充当 ESP32 的自动复位电路,从而无需手动休息或启动选择电路,从而减小电路板尺寸和 BOM 成本。ESP32 周围的电路是标准的,只是旁路电容和上拉电阻。MPU6050 PMU用于飞行稳定和运动控制。它使用标准 I2C 引脚 GPIO21 和 GPIO22 与 ESP32 SoC 连接。
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每个电机驱动电路由SI2302 N沟道MOSFET以及反激二极管和下拉电阻器组成。每个电机有 4 个这样的电路。当高信号施加到驱动器MOSFET的栅极时,它将导通并驱动电机。我们将使用PWM信号来控制电机速度。反激式二极管和电容器已到位,可保护电路免受任何反电动势或电压尖峰的影响。
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除了电源和充电指示灯外,我们还添加了三个用于调试的 LED。在传感器校准过程中,蓝色 LED 将缓慢闪烁,并快速闪烁,表示系统已准备好起飞。当从控制器应用程序检测到 UDP 连接时,绿色 LED 将开始闪烁。红色 LED 用于指示电池电量不足状态,如果电池电压低,它将全时亮起。
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用于DIY WiFi控制无人机的PCB
对于这个项目, 我们决定制作一个定制的PCB.这将确保最终产品尽可能紧凑,并且易于组装和使用。我们还设计了PCB,使无人机的支脚也包含在PCB中,并且可以很容易地从主PCB上分离出来。这是PCB的顶层和底层。
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这是PCB。
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这是完全组装的无人机的 3D 渲染图。
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这是完全组装好的无人机。
图片构建 DIY WiFi 控制无人机所需的组件
ESP32 Wroom 模块 – x1
CP2102N USB - UART 控制器 – x1
MPU6050 IMU – x1
TP4056 锂离子充电器 IC – x1
MIC5219-3.3YM5 3.3v LDO – x1
AO3401 P - MOSFET – x1
2N7002DW 双 N - MOSFET – x1
SI2302 N - MOSFET – x4
SS34 二极管 – x1
1N4148 二极管 – x4
SD 读卡器 – x1
C 型 USB 连接器 16Pin – x1
锂聚合物电池 1300mAh 30C – x1
720 空心杯电机 – x4
55mm 螺旋桨 A(CW) – x2
55毫米螺旋桨B型(CCW) – x2
7mm 橡胶垫圈 – x4
SMD电阻器和电容器
贴片LED
SDM 滑动开关
连接
定制PCB
3D打印外壳和安装螺钉
其他工具和耗材。
DIY WiFi 控制无人机的特点
WiFi控制:这可以使用智能手机进行控制。
MPU6050 IMU 用于稳定性控制。
多合一 PCB:不需要任何 3D 打印部件等。
易于升级:可以使用外部模块添加其他功能,例如位置保持或高度保持。
体积小,重量轻。
内置电池充电器。
内置USB接口,用于编程和调试。
Android 和 IOS 应用程序。
开源
使用无人机
将无人机放在平坦的表面上并打开它。一旦打开,飞行控制器就会创建一个 WiFi 热点。使用密码12345678连接到它并打开应用程序。对于IOS,可以从App Store下载该应用程序,只需搜索ESP-Drone APP。对于 Android,您可以从以下链接ESP-Drone (pgyer.com)下载该应用程序。请记住,该应用程序是由第三方创建和托管的。因此,请自行安装它们。应用程序界面将如下所示。
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单击连接按钮开始与无人机通信。当您的无人机与APP成功建立连接后,无人机上的LED闪烁绿色。转弯锁定按钮可用于锁定左控制器,仅用于上下或上下、左转和右转。使用左摇杆将无人机钉住或降落。使用右摇杆控制动作。如果无人机与应用程序断开连接,或者无人机本身在尝试起飞时重新启动,则意味着电池无法提供足够的电量。我们使用了 1300mAh 30C 电池。因此,请确保使用具有更高放电等级的电池。
使用前检查
将无人机的头部放在前面,尾部(即天线部分)放在后面。
将无人机放在水平表面上,并在无人机静止不动时为其供电。
通信建立后,检查无人机尾部的 LED 是否快速闪烁绿色。
闪烁的红色 LED 表示电池电量低,如果发生这种情况,请为电池充电。
稍微向前滑动信任控制器,检查无人机是否可以响应命令。
使用正确的控制器检查方向控制是否正常工作。
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