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[美] David McGriffy 著，陈立畅，张佳进，林建阅，陈辉，李红梅 译

图书标签:

• 无人机
• DIY
• 制作
• 航模
• 电子
• 科技
• 爱好
• 入门
• 指南
• 飞行

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115472113

版次：1

商品编码：12300058

包装：平装

丛书名： 爱上制作

开本：16开

出版时间：2018-01-01

用纸：胶版纸

页数：169

正文语种：中文

产品特色

编辑推荐

本书作为Make的经典无人机制作图书，深受广大无人机DIY发烧友的喜爱！相比于目前市场上已有的无人机图书，本书采用Arduino硬件为控制核心，由浅入深地向读者介绍如何一步步制作高性能无人机。传感器应用、改造制作、编程实践、自动驾驶等案例一一列举，图文并茂，实用性较强，可作为中小学生综合实践活动的课外读本。本书的出版一定会给无人机爱好者带来莫大的福音。

? 如何在现有框架上DIY自己的专属无人机
? 飞行控制系统，并提高编程能力
? 升级改进现有无人机套件的技巧
? 对于多旋翼飞行空气动力学更通俗易懂的说明
? 模块化的电路板定制设计
? 如何安装遥控无线电、遥测、GPS系统
? 提高飞行稳定性的调试方法

内容简介

本书是一本全面的无人机制作指南，从搭建无人机外形、结构、框架开始，到添加各种功能设备，再到向Arduino编程，使其可以通过智能手机进行遥控。跟随本书，读者可以自制一台功能齐备的无人机，适合无人机爱好者、电子制作爱好者和广大创客们阅读。

作者简介

David McGriffy从个人计算机时代就开始从事程序员工作。使用过无线电控制飞行器，驾驶过民用飞机，包括各种型号的滑翔机。在GPS卫星发射之初，他已经在为GPS系统效力了。曾为知名电脑公司编写过嵌入式系统的代码并以此为乐。还奔波于世界各地，为海上石油钻机的控制系统进行失效模型分析，因此还发明了振动分析系统。同时他还是网站性能专家，并在IEEE相关栏目发表论文。David如今经营着一家音频软件公司，VVAudio，这家公司为环绕立体声和虚拟现实系统开发了一系列插件。他还从德克萨斯州大学奥斯汀分校拿到了物理博士学位。

目录

1　无人机成真之路　1
电机　2
电池　4
控制系统　4
2　常用无人机的控制系统　7
MultiWii（一款通用遥控多旋翼飞行器控制软件）　7
无人机代码　9
APM/ ArduPilot　9
PX4/Pixhawk　10
DJI（Naza）　11
KK2　12
CC3D/OpenPilot　12
Naze32/Baseflight/Cleanflight　13
选择一个飞行控制系统　14
3　无人机功能　15
航拍　15
FPV追踪　16
教育　17
飞行　17
4　提升哈博森X4的性能　19
目标以及测试方法　19
电池的升级　21
螺旋桨的升级　22
5　制作X4Wii　27
组件　28
编译　30
加载新代码　30
连线　32
装配　33
设置并调试　35
遥控器频率　35
PID　36
模式　38
6　可见无人机控制器　41
极小的中央处理器　42
无线电　43
IMU/AHRS　44
电源　44
有电机控制器的电路板　45
框架、电机、螺旋桨　46
重量的预算　47
7　基本I/O代码　49
配置IDE　49
主循环　50
RC接收器　52
蓝牙　54
电机　57
8　多轴飞行器的空气动力学　59
升力与推力　59
倾斜和翻滚　60
偏航　61
过渡升力　62
涡环状态　62
9　惯性测量单元/航姿系统　65
陀螺仪　66
加速计　66
惯性测量单元（IMU）　67
磁力计　69
10　模式与组合　71
模式　71
角模式　72
速率模式　73
组合　73
11　比例积分微分（PID）控制系统　75
算法　75
P-比例　75
I-积分　75
D-微分　76
实现　77
调试　78
理论　78
实践　82
12　电路板和电机控制器　83
设计工具和文件　83
组件的放置　84
能源的输入和分配　84
电机控制器　85
原理图和布局　87
组建　88
13　构建与调试　93
安装控制器并且连接LED灯　93
连接电机　93
安装无线电　95
完成框架　95
地面实验　97
飞行测试以及未来的工作　98
14　更大的框架　101
S500的工具包　102
依照说明书执行　103
15　安装电力系统　105
挂载电子速度控制器　105
连接配电板　106
挂载电机　107
决定方向　108
16　无刷电机和它们的电子速度控制器　113
无刷电机　113
电子速度控制器　115
电池消除电路　116
17　安装飞行器控制器与无线电　119
轻型Pixhawk和减振架　120
遥控无线电　121
遥感无线电　123
安全开关　124
测试　125
18　GPS　127
发展历史　128
运行原理　128
水平精度系数（HDOP）　130
安装　130
19　磁力计　133
地球磁场　133
磁偏角和偏差　134
磁阻　135
无人机上的应用　136
20　将S500飞上天空　139
螺旋桨的组装　140
连接电池和电压监测器　141
无线电和加速度计的校准　143
飞行模式　144
最初的调优　145
最终的清单与第一次飞行　146
21　光流、声纳和激光雷达　149
声纳　149
激光雷达　150
光流传感器　151
视觉测程法　152
22　振动　153
造成振动的原因　153
振动带来的影响　154
阻尼与隔离　155
螺旋桨的平衡　155
23　故障模式和容错系统　157
失效保护　157
冗余　158
24　接口　159
计算机接口　159
无线电控制无线电的标准　161
DSM/DSM2/DSMX　162
FrSky　162
伺服系统与电子速度控制器的控制　162
遥测技术　163
GPS　164
25　未来　167
专业化　167
管理　167
易用性　168
安全性　168
人类飞行事业　168

《飞翔的梦想：DIY无人机的奇妙之旅》 你是否曾仰望蓝天，渴望拥有一双自己的翅膀，自由穿梭于云海之上？是否对那些在空中灵巧飞舞的无人机充满了好奇，想象着它们背后的科技奥秘和无限可能？《飞翔的梦想：DIY无人机的奇妙之旅》将带你踏上一段充满探索、创造和惊喜的旅程，让你亲手点燃飞翔的梦想，从零开始，打造属于你的专属无人机。 这不是一本枯燥的教科书，而是一场充满乐趣的实践演练。 我们摒弃了繁复晦涩的理论讲解，而是将目光聚焦于每一个热爱科技、渴望动手实践的你。这本书将以最直观、最生动的方式，引导你一步步走进无人机的世界，让你在实际操作中理解技术，在亲手搭建中感受成就。 为何要选择DIY？ 在这个科技日新月异的时代，无人机的应用领域早已不再局限于军事或摄影。从物流配送到农业植保，从环境监测到灾难救援，无人机正在以前所未有的速度改变着我们的生活。而DIY无人机，不仅仅是为了拥有一个飞行器，更是一种对技术的好奇、对创造的热情、对个性的表达。通过自己组装无人机，你将深入了解其核心组件的功能与协作，掌握电子、机械、编程等多方面的知识，更重要的是，你将获得一种无与伦比的掌控感和成就感。 《飞翔的梦想》将为你铺就一条清晰而便捷的DIY之路。 第一站：启程——无人机的基本构成与原理 在我们正式动手之前，需要对无人机有一个初步的认识。本书将从最基础的层面为你剖析无人机的“身体”和“灵魂”。我们将详细介绍无人机最核心的几个组成部分： 机架（Frame）： 它是无人机的骨骼，承载着所有的电子元件。我们会介绍不同材质（如碳纤维、塑料）和不同结构（如四旋翼、六旋翼）的机架，以及它们在性能上的差异，帮助你根据自己的需求选择最合适的“身体”。 电机（Motors）： 它们是无人机的“肌肉”，提供动力让螺旋桨旋转。我们将解释电机的类型（如无刷电机）、参数（如KV值），以及如何根据机架大小和载重需求来匹配合适的电机。 电子调速器（ESC）： 它们是电机的“大脑”，控制着电机的转速和方向，是实现无人机精确飞行的关键。你会了解到ESC的工作原理、如何连接电机和飞控，以及一些基本的参数设置。 螺旋桨（Propellers）： 它们是无人机的“翅膀”，通过旋转产生升力。我们将深入探讨不同尺寸、不同角度的螺旋桨对无人机性能的影响，以及如何选择最佳的螺旋桨组合。 飞控（Flight Controller）： 这是无人机的“心脏”，集成了各种传感器（如陀螺仪、加速度计、气压计）和处理芯片，负责接收遥控信号，计算姿态，并发出指令控制电机。我们会详细介绍飞控的基本功能，不同型号的区别，以及它在飞行稳定性和智能化方面的作用。 电池（Battery）： 它是无人机的“能量源”，提供电力支持。我们将重点介绍锂聚合物电池（LiPo）的特点、安全使用规范、充电技巧，以及如何根据无人机的功耗选择合适的电池容量和放电倍率。 遥控器与接收机（Transmitter & Receiver）： 它们是人与无人机之间的“沟通桥梁”，让你能够远程控制无人机的飞行。我们会介绍不同遥控系统的类型、信道分配，以及如何进行遥控器的绑定和校准。 理解了这些基本构成，你将对无人机有一个整体的概念。本书不会仅仅停留在概念层面，而是会用大量图文并茂的插图和实物照片，让你能够直观地认识这些组件，就像你在拆解一架真实的无人机一样。 第二站：搭建——从零开始的组装实践 理论学习之后，我们将迎来最激动人心的环节——动手组装。这一部分将是你亲手创造奇迹的舞台。我们会将组装过程分解成一个个可执行的小步骤，确保即使是初学者也能轻松上手。 机架的组装与加固： 从安装机臂到固定主板，每一个细节都会有详细的指导。我们会教你如何使用工具，如何确保连接的稳固性，以及一些常见的加固技巧，让你的无人机更加坚固耐用。 电机的安装与布线： 电机的安装看似简单，但布线却至关重要。我们将演示如何正确安装电机，如何连接ESC，以及如何进行整洁有效的布线，避免干扰，保证信号传输的稳定性。 ESC的连接与安装： ESC的安装位置和固定方式也会影响飞行的效率和散热。我们将指导你如何将ESC固定在机架上，并进行必要的绝缘处理。 飞控的安装与方向校准： 飞控是无人机的灵魂，它的安装方向至关重要。我们会详细讲解如何根据飞控的指示标记来确定安装方向，以及如何进行初始的校准，为后续的软件设置打下基础。 电源系统的连接： 电池和电源分配板（PDB）的连接是保障无人机稳定供电的关键。我们将演示如何安全地连接电池，以及如何正确连接各个电子元件到PDB。 遥控接收机的安装与连接： 接收机的安装位置也会影响信号接收效果。我们会指导你如何选择最佳的安装位置，以及如何将接收机与飞控正确连接。 最后的细节处理： 扎带的使用、线材的整理、螺旋桨的安装方向等看似不起眼的细节，都会影响无人机的整体性能和安全性。我们将一一为你讲解。 在组装过程中，你将学会如何辨别电子元件的正负极，如何使用烙铁进行焊接（如果需要），如何阅读电路图，以及如何遵循安全操作规程。每一项操作都将配有高清的步骤图，让你仿佛有专人指导在旁。 第三站：调试——让你的无人机“活”起来 组装完成只是第一步，让无人机能够正常、稳定地飞行，还需要精细的调试。这一部分将是你发挥智慧和耐心的时候。 飞控软件的连接与初步设置： 我们将以当前主流的开源飞控软件为例，指导你如何通过电脑连接飞控，进行固件的升级和下载。 电机方向与顺序的测试： 这是非常关键的一步。我们会详细讲解如何通过软件指令来测试电机的旋转方向和顺序，确保它们符合设计要求，否则无人机将无法起飞。 遥控器的校准与通道映射： 遥控器的信号需要被飞控正确识别。我们将指导你如何进行遥控器的摇杆校准，以及如何将遥控器的不同通道与飞控的对应功能进行映射。 姿态传感器的校准： 陀螺仪和加速度计的校准是保证飞行姿态稳定的基础。我们会演示如何在一个平稳的表面上进行传感器的校准操作。 PID参数的初步调整： PID（比例-积分-微分）控制器是飞控实现稳定飞行的核心算法。本书将不会深入复杂的数学推导，而是提供一套简单易懂的PID参数调整思路和方法，让你能够根据无人机的实际飞行表现进行初步的优化，例如，如何让无人机在悬停时更加稳定，如何让它在摇杆操作时响应更灵敏。 失控保护（failsafe）的设置： 失控保护是保障飞行安全的重要功能。我们将讲解如何设置在遥控信号丢失时，无人机能够自动返航或安全降落。 GPS模块的连接与设置（可选）： 如果你选择的飞控和机型支持GPS，我们将指导你如何连接GPS模块，并进行必要的设置，以实现定点悬停、航点规划等更高级的功能。 调试过程可能需要一些耐心和反复尝试，但每一步的成功都会让你离成功飞翔更近一步。我们会提供一些常见的故障排除方法，帮助你解决可能遇到的问题。 第四站：试飞与进阶——从新手到飞手的蜕变 经过周密的调试，你的无人机已经准备好迎接第一次飞翔的洗礼。 安全试飞前的检查清单： 在每一次试飞前，都需要进行严格的检查，确保一切就绪。我们将为你提供一份详细的试飞前检查清单。 首次试飞的技巧与注意事项： 第一次试飞总是令人兴奋又略带紧张。我们会分享一些让首次试飞更安全、更顺利的技巧，例如，选择开阔的场地，进行低空悬停测试，逐步增加飞行难度等。 基本的飞行技巧训练： 熟悉了无人机的基本操控后，我们将介绍一些进阶的飞行技巧，例如，如何进行精准的起降，如何进行平稳的转弯，如何应对侧风等。 固件升级与软件更新： 随着技术的进步，飞控软件和固件会不断更新，带来更好的性能和新功能。我们将指导你如何进行固件的升级和软件的更新。 常见故障的诊断与排除： 在飞行过程中，难免会遇到一些小问题。本书将提供一个常见故障诊断与排除的指南，帮助你快速解决问题，减少停飞时间。 个性化升级与改装的可能性： 一旦你掌握了基本的DIY技能，你就可以开始考虑对无人机进行个性化的升级和改装，例如，加装摄像头、云台、LED灯，甚至尝试不同类型的遥控器和电池，让你的无人机更加强大和独特。 《飞翔的梦想》的价值所在： hands-on 学习： 不同于传统的理论书籍，本书强调动手实践，让你在操作中学习，在解决问题中成长。 系统性的指导： 从零开始，循序渐进，涵盖了从组件认识到飞行调试的每一个关键环节。 图文并茂的展示： 大量精美的实物图片和清晰的步骤图，让理解更加直观，操作更加便捷。 注重安全与稳定： 在整个过程中，始终强调安全操作规程和飞行稳定性的重要性。 激发创造力与想象力： 鼓励读者在掌握基础知识后，进行个性化升级和创新，将无人机的功能发挥到极致。 谁适合阅读《飞翔的梦想》？ 对无人机充满好奇的爱好者： 无论你是学生、上班族，还是退休人士，只要你对科技和飞行充满热情，这本书都将是你的不二之选。 渴望动手创造的实践者： 喜欢拆解、组装，享受亲手创造带来的乐趣。 希望深入了解无人机原理的学生： 想要通过实践来巩固课堂知识，培养对工程和技术的兴趣。 想要拥有一架专属无人机的你： 不满足于市面上千篇一律的产品，想要打造一架独一无二的飞行器。 《飞翔的梦想：DIY无人机的奇妙之旅》不仅仅是一本书，它更是一扇通往未知世界的门，一次激发潜能的旅程，一个让你在蓝天留下自己印记的机会。 让我们一起，用双手和智慧，编织属于我们的飞翔梦想！

评分☆☆☆☆☆

《无人机制作指南》这本书真的给了我前所未有的启发。它以一种非常“接地气”的方式，将曾经只存在于科幻电影中的无人机技术，转化为了普通人触手可及的现实。我特别喜欢书中关于“创意实现”的部分，作者鼓励读者在掌握基本制作技巧后，可以根据自己的需求进行个性化改造。比如，如果我想让无人机携带一个小小的摄像机，或者甚至尝试安装一些简单的传感器，这本书都给了我思考和尝试的方向。它不仅仅是一个制作手册，更像是一个激发创意的平台。我甚至已经开始构思，能否将我的一些小型科学实验器材固定在无人机上，让它成为我的“空中助手”。这本书的出现，让我对“科技改变生活”有了更直观的体会，也让我看到了自己通过实践，能够为生活增添更多乐趣和便利。

评分☆☆☆☆☆

读完《无人机制作指南》的几章，我感觉自己仿佛踏入了一个全新的领域，充满了无限的可能性。这本书的魅力在于它不仅仅是告诉你“怎么做”，更重要的是它引导你去“理解”。作者并没有简单地罗列步骤，而是深入浅出地剖析了无人机各个组件的功能和相互作用。例如，在讲解电机和螺旋桨部分时，书中详细阐述了它们如何产生推力，以及不同类型电机和桨叶对飞行性能的影响，这让我对无人机的动力系统有了更深刻的认识。我甚至开始思考，如果我想要无人机飞得更快，或者更平稳，应该在哪些方面进行调整。书中还穿插了一些关于空气动力学和飞行控制的基础知识，这些内容虽然不至于让读者成为专业工程师，但足以建立起对无人机飞行的基本概念，让整个制作过程不再是盲目的拼装，而是带着目的性和理解力的实践。这种知识的积累，让我对未来的无人机探索充满了期待。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是为我量身定做的！作为一个对科技充满好奇，又动手能力不强的普通爱好者，我一直梦想着能亲手操控一架属于自己的无人机，但市面上那些复杂的教程和冗长的参数说明总是让我望而却步。直到我偶然翻开了《无人机制作指南》，眼前一亮！这本书的语言风格非常平实易懂，仿佛是身边一位经验丰富的无人机发烧友在手把手地教你。它没有上来就抛出一堆专业术语，而是从最基础的无人机工作原理讲起，用形象的比喻和生动的插图，将那些看似高深莫测的电子元件、控制系统都变得清晰明了。更让我惊喜的是，书中提供的制作步骤是如此细致，从选购零件的建议，到每一个接线的细节，甚至连工具的使用都做了详细的说明，让我这个新手也能信心满满地开始动手。我之前总觉得制作无人机是一件极其复杂且门槛极高的事情，但这本书彻底颠覆了我的认知，让我觉得原来自己也能成为一名“造物者”。

评分☆☆☆☆☆

《无人机制作指南》这本书的价值，远不止于它提供了一个制作无人机的流程。它更像是一扇窗，让我看到了一个充满科技活力的世界。书中对于各种不同类型无人机的介绍，以及它们在不同领域的应用场景，极大地拓宽了我的视野。我之前可能只知道无人机可以用于航拍，但这本书让我了解到，它还可以应用于农业、环保、物流，甚至科学研究等多个领域。这种宏观的认知，让我更加渴望深入了解无人机技术的发展趋势。它让我意识到，掌握这项技术，不仅仅是为了玩乐，更可能成为未来就业或创业的一个方向。这本书的出现，无疑为我打开了一扇新的大门，让我对未来的学习和发展充满了无限憧憬。

评分☆☆☆☆☆

这本书所传达的理念，让我感觉非常鼓舞人心。在《无人机制作指南》中，我看到了对“DIY精神”的极致推崇。它没有回避制作过程中可能遇到的困难和挑战，反而将这些“坑”提前点明，并提供了解决方案。比如，在讲解电路连接时，书中就特别强调了焊接时的注意事项，以及如何避免短路等常见错误，这让我在实际操作时少走了很多弯路。更重要的是，它鼓励读者在遇到问题时，不要轻易放弃，而是要学会分析原因，寻找解决办法。这种“解决问题”的能力，我认为是比单纯学会组装更宝贵的财富。通过这本书，我不仅学会了制作无人机，更重要的是培养了解决实际技术问题的信心和能力，这对于我今后面对其他科技挑战，都有着重要的意义。

评分☆☆☆☆☆

很不错，很喜欢。

评分☆☆☆☆☆

书很好，可以用来深入学习。争取对无人机的机理有深入的了解。

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

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