建構一台 MultiWii 多軸飛行器 (一)

2013/02/20 00:36

MultiWii 是什麼？要先從 Arduino 說起 …

Arduino 是使用 Atmel 單晶片 MCU 構成的一塊 IO 板，它是完全開放式的架構 -- 硬體線路公開，軟體則是在 Arduino 板子上先燒錄好一段 bootloader，並提供 PC 端的程式, 而形成一個高階語言型態的平台供各方使用者發揮創意，可在PC上編輯並透過 USB 與 Ardunio 連接, 以便 Upload 你的程式到 Arduino 板子上。

Arduino Uno 板




高竿的人可以從零開始寫程式，寫出你的創意功能在這片 MCU 板上。當然，大部分人可能跟我一樣沒有那份腦筋去從零開始寫程式，但透過開放式架構，一個人起個頭，後面人再不斷的增加、修改讓一個 project 不斷完整精進，於是我們這種不夠高竿的追隨者只要了解一些基礎就可以將這份別人努力而不斷進化的程式下載並 upload 到你的 Arduino 板子上就可以了。

Arduino Pro Mini 板



Arduino 有不少型號的板子，這是因為 MCU 有大有小看需求去選擇，不用擔心不同MCU程式會不相容，只要在 Arduino Application 視窗上選擇正確板子型號，它就會按照板子型號解譯出相對應的機械碼再 Upload 到你的 Arduino 板子上。

關於 Ardunio 的細節請到它的網站去看
http://www.arduino.cc/

並下載 Arduino 的軟體，它支援 Windows, Mac OS及Linux 32 bit, 64bit 作業系統：
http://arduino.cc/en/Main/Software

再回頭談 MultiWii 是什麼？

MultiWii 其實是 Arduino 的眾多 Project 應用之一，發起者以 Arduino 加上 Wii 遊戲機運動搖桿上的陀螺儀感應器來做為遙控多軸飛行器的控制板。因為不管是單軸還是多軸只要是直升機，就像甩陀螺一樣會到處亂跑，以人的手來控制遙控器使直升機保持平衡是不太可能的事，因此要保持機身平衡就需要穩定裝置。以前用重錘或平衡翼以機械方式達到穩定的目的，今天電子感應器越來越進步，當然以電子陀螺儀來做為穩定的裝置是必然趨勢，MultiWii 就是這個東西。

http://www.multiwii.com/

Arduino + Wii Sensor


在開放式架構下，很快的 MultiWii 不再只有陀螺儀而已，加速度傳感器、氣壓傳感器、磁阻傳感器、GPS一個個被加上去，硬體也有人將這些東西做成一片板子，不需要自己將 Arduino 及各種感應器拉線銲接了。
我也因此弄了一套 Crius 出品的 Multiwii SE 板。

它是以 Arduino Pro Mini 為底，加上前述的各項 sensor, 其中三軸陀螺儀做為平衡穩定用，但除了平衡機身姿態也要防止機身前後左右飄移，三軸加速度傳感器就能感應機身是否漂移了，而氣壓傳感器能感知高度使機身定在一定的高度下；磁阻傳感器就是電子羅盤能使機身定住方向。GPS 則不在這塊板子內但以後可以自行擴充，有了 GPS 飛遠了還能自動返航喔！   

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