树莓派无人机开发指南之二:硬件篇

article/2025/10/28 13:14:49

一. 介绍

拥有了树莓派这款高性价比、深厚社区支持的“大脑”,无人机开发者可以得心应手地展开应用开发,使无人机在更多的场景、环境中绽放光芒。
继上篇《树莓派无人机开发指南之一:系统篇》后,本文将从硬件角度对四旋翼树莓派无人机展开介绍。文中部分配件使用公司成熟批量产品为参考,作为对无人机已经轻车熟路的开发者,则完全可以按需配置。

二. 树莓派无人机硬件体系

在这里插入图片描述在这里插入图片描述
上图所示为四旋翼树莓派无人机硬件框架,所有模块、单元在软件驱动下相互协同、配合,共同完成开发者所定义的功能应用。

关于各模块的原理、功能,网络上可查阅到大量的讲解文章,感兴趣的读者可自行深入研究。此处仅简要介绍模块在飞机上扮演的角色以及注意事项。

  • 电池:供电源;
  • 电源模块:分电及电压转换,为不同负载提供目标电压,带载能力需关注;
  • 电调、电机:在飞控驱动下为飞机提供动力;
  • 飞控单元:飞行控制核心,决定最终飞行效果;
  • GPS模块:提供位置信息(经纬度);
  • 数传模块:与地面站通信;
  • RC接收机:与遥控器通信;
  • 摄像头:提供图像信息;
  • 树莓派:飞机“大脑”,可进行图像信息处理、任务控制等。

三. 硬件搭建

了解四旋翼树莓派无人机硬件构成后,可以着手搭建一台属于自己的装备。

3.1 基本工具

工欲善其事必先利其器!

首先当然是准备一些无人机装配中会用到的工具,下表中列举的只是个人习惯使用的一些,可依喜好调整,能满足装配目的即可。

编号名称用途说明
1电络铁焊接配备高温效果好点的
2热风枪热缩管定型打火机也可
3斜口钳
4螺丝刀套件固定螺丝
5扳手固定螺帽
6双面胶
7热缩管包裹电线

3.2 飞机组件

工具有了,组装一台四旋翼树莓派无人机还需要准备哪些零配件?

编号名称数量说明
1飞控单元1以云讷Kerloud Mini为例,选型时需注重品质
2树莓派1以树莓派3B+为例,需配备8GB以上SD卡
3电池1以4S 5300mAH Lipo电池为例,依据需求选型
4电源模块1以云讷Kerloud Lite为例,详见表格下方注意事项
5GPS模块1以云讷Kerloud GPS为例,一般采购飞控时会配备
6数传模块1可选产品较多,依据预算选择,购买时注意接口
7RC接收机1一般采购遥控器时会配备,依据预算选择
8电调4可选产品较多,配合电机选择
9电机4可选产品较多,依据需求、预算选则,注意转向
10桨叶4 CW×2、CCW×2,为损耗品,建议多备
11摄像头1以树莓派专用的CSI接口摄像头为例
12USB转TTL1可选产品非常多,建议选用可靠、轻便版本
13机架1以云讷Kerloud 300机架为例,依据需求选型
14防护罩4组装中尽量配备,安全第一
15起落架4随机架采购,为损耗品,建议多备
16螺柱、螺钉、螺帽若干选购机架时配备
17线材若干选购飞控时配备

注意事项:

树莓派高负荷(复杂任务)运行时功耗较大,为确保稳定,官方建议使用5V 2.5A以上适配器。因此,所选用分电板的5V输出应能同时满足飞控、树莓派供电需要,使用常见的5V/3A模块风险较大。案例中使用的Kerloud Lite供电模块同时支持两路5V/5A、一路14V/5A输出,一方面满足当前需求,另一方面可为后续树莓派升级为其他更强机载PC提供可能。
在这里插入图片描述

3.3 飞机装配

实际飞机装配操作与机架结构直接相关,装配中需要尤其注意焊接质量,避免短路和虚焊,很多无人机的飞行问题都与装配质量有关。最终装配成品效果如下:

在这里插入图片描述

四. 关于我们

文中的树莓派无人机可以在云讷科技的官方淘宝店铺采购得到:
https://item.taobao.com/item.htm?spm=a2oq0.12575281.0.0.50111deb88O0ii&ft=t&id=611162705139

Kerloud飞控的介绍链接为:
http://cloudkernel-tech.gitee.io/kerloud_mini/zh/

Kerloud Lite供电模块的介绍链接为:
http://cloudkernel-tech.gitee.io/kerloud_mini/zh/KERLOUD_LITE_zh.html

云讷科技(深圳)有限公司是一家立足智能软硬件技术积累,面向科技教育行业的公司,公司旨在提供优质的科技教育产品,传播科技文化。


http://chatgpt.dhexx.cn/article/RsfMd6rH.shtml

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