迷你四轴折叠飞行器避障板（从零开始设计智能避障四轴飞行器小玩具原理图）

现在市面上涌现了一批智能避障手势感应四轴飞行器小玩具，在没有实物参考，也没有任何资料参考的情况下，我们可以尝试通过自己的理解来把它的原理图设计出，锻炼自己的设计能力。有时候严格要求一下自己，对自己狠一点，可以激发自己无限的潜力。下面我们来开始这一种四轴飞行器小玩具原理图的设计之旅吧。首先我们先来分析这一种四轴飞行器有哪些功能，然后总结出它的硬件要求。这种四轴飞行器玩具可以在空中悬停，所以它应该是用到了陀螺仪；它除了可以在室外飞行，也可以在室内飞行，能感应手势，其它这些就是它的避障功能。至于它用什么传感器来实现的，我们可以这样来分析。因为它是一个低端的小产品，所以它的成本不会很高，从我以往的经验来看，能够实现避障功能且价格又低的传感器只有红外对管了，如果是用红外对管做避障的话，那么就要用到6组红外对管才能实现全方位的避障，不然就很难在室内自由地飞翔，因为室内四周有墙壁，上面有天花，地上有桌子，所以要在前后左右上下各装一组对外对管来实现避障。

一，悬停功能方案选择，主要是选择陀罗仪。在这里我选用以前用过三轴加速度计和三轴陀螺仪姿态传感器。参考电路如下：

二，避障功能电路设计，选用6组红外对管，电路设计如下：

三，电机驱动，要实现4个电机的正反转，在这里从成本的角度考虑，不宜选用电机驱动芯片，所以选用分立器件搭H桥来控制。参考电路如下：

四，电池的选择，因为是小飞行器，对自身的重量有严格要求，不能过重，所以电池要选尺寸小，重量轻的，这里打算选用100mAh的锂电池。

五，充电电路的设计，这里选用100mA充电电路对100mAh的锂电池，大约一个小时充满电，充电口选用MICRO USB，用安卓线插电脑就可以实现充电，另外我把电池的保护电路也设计进去了，充电参考电路如下所示：

六，开机方式，选用轻触按键，长按开关机，参考电路如下：

七，单片机选型，主要是考虑IO口的数量。通过上面的分析可以知道，此电路需要用到的IO口比较多，电机驱动方面需要用到8个IO口，其中每个电机用到2个IO,一个控制正转，一个控制反转；避障电路用到7个IO，一个IO控制6个红外发射管，另外6个IO是6个红外接收管的接收输入。陀罗仪还在用到两个IO口做模拟I2C接口，还有开机电路要用到两个IO口，充电满电检测一个IO口，所以我选了以下IO口比较多的单片机：