低成本自制航模电子设备系列之一:和我一起用ATMEGA8做遥控...

lengj5080

7月份的时候，在5imx看到一个网友说想用ATMEGA系列8位单片机做遥控器、电调、陀螺仪、平衡仪一个系列，引起了我的极大兴趣，确实航模用的遥控器、电调、锁尾式陀螺仪、平衡仪这些产品，从技术的角度来说，应该是比较简单的东西，不知道为什么，国内的模友们自己做的很少，买成品的较多，而且很多人也是提到国产设备就指是垃圾设备，非国外的产品不买，其实这种精神并不利于我国航模事业的进步。

个人认为，航模作为一项运动，从国家的角度来看，水平的提高，一方面是利用成品设备（当然也包括国外先进设备）组装调试出操控性非常好的航模，并通过个人的良好操作技能，能够在各种比赛中获得名次；但另一方面，应该是在航模运动中，不断地锻炼、培养、发掘出自己的技术力量。从航模及相关电子产品的种类发展来看，国外比我们要先进好几年，各类新的航模电子产品（如最初的无刷电机、电调等）或者新类型的航模（如四轴等）往往都是国外的爱好者们研究并应用之后，才传到国内来的。大家都说他们的创新能力很强，可是真正静下心来想一想，创新能力的发展不光要靠新的点子，还要破除技术的神秘感，要靠实际动手能力强，才能变成现实。

我们现在爱好航模的人有很大一部分人是在校的学生，从我国的高等教育体系来看，学校教的过份注重理论，而轻实践，大家往往学了很多基础知识，而现实中却完全无法自己动手，他们自己有很多人都会觉得外国的技术很神秘。如果搞工科的学生都觉得技术神秘的话，我们的自主创新就会成为一句空话。而当你深入去了解那些我们以为很神秘的技术，特别是发现很多东西都是自己可以掌握，自己可以应用的东西的时候，也许我们离自主创新的天花板就只需轻轻一跃了。

当然，从个人业余制作的角度来说，不要去选技术含量过高，自己完全无法实现的内容，如自制遥控器所需的芯片、自制陀螺仪芯片等等，那些创新是需要高端试验室环境和设备的，个人业余制作的条件完全不具备。但遥控器、电调、陀螺仪、平衡仪这些航模电子设备，则是我们可以实现的。

我也准备用ATMEGA系列8位单片机做遥控器、电调、陀螺仪、平衡仪一个系列，当然由于我只是业余时间来做，我也不知道什么时候能够全部完成，我只能在这个论坛上做一点，发一点，也算是我的一点业余爱好吧，关注的人越多，我做的动力就越强，做的速度也会越快。我做的所有的东西最后都将开源，如果关注这系列内容的朋友多的话，我也将考虑编一本书，把做这些东西的所有技术细节，包括所用的单片机的关键技术、源程序关键内容的解释等等，全部写在书里面，让大家按照书的内容直接操作，便可制作出自己的航模电子设备。

开端说了这么多废话，耽搁大家的时间了。先给大家报告一下我的进度，我所自制的所有的电子产品均遵循一个流程：即可行性分析—原型模型搭建—原型模型编程—基本功能测试—产品试制—产品上机测试、程序完善（可能反复）—定型。最近的2个月，我可能花了20多个晚上的时间，航模遥控器已经进入产品上机测试和程序完善阶段，舵机测试仪已完成基本功能测试，航模直升机用锁尾陀螺仪已完成基本功能测试，航模直升机用平衡仪已进入原型模型编程阶段，航模无刷电机用电调还处在原型模型搭建阶段。
当然，最近这段时间由于占用业余时间太多，已经引起了领导的强烈反对，后继进度可能有所放缓，但我会尽量地加快进度。
现在正式进入第一个主要内容：和我一起用ATMEGA8做遥控器。

lengj5080

可行性分析:
      一、现阶段商用遥控器已经有相当部分采用PCM编码了，从单片机的角度来说，PCM和PPM都应该是比较容易实现的，PPM编码以前大家认为抗干扰能力较弱，这主要是因为以前实现PPM的编解码很少用单片机，多用数字电路实现，对于这类电路来说，只要输入脉冲的上升沿达到一定的高度，都可以使其翻转。这样，一旦输入脉冲中含有干扰脉冲，就会造成输出混乱。但现在PPM的编解码都是用单片机来实现了，不存在干扰使其翻转的问题，无疑抗干扰能力又增强了不少。PCM编解码则是用模/数（A/D）和数/模（D/A）转换技术实现的，可以很方便的利用单片机编程，不增加或少增加成本，实现各种智能化设计。例如，将来的比例遥控设备完成可以采用个性化设计，在编解码电路中加上地址码，实现真正意义上的一对一控制。但PCM的编解码较PPM要复杂，因此有反映说采用PCM的商用遥控器速度要慢一些，而且各个厂家生产的不同型号的PCM比例遥控设备，其编码方式都不相同。
    结论：选用PPM在后端设备的选择余地上要大一些，可以提高开发速度，让我们把精力更多地放在遥控器功能开发上，因此选用PPM。

lengj5080

二、后端设备及后端设备是自制还是选用商用
    后端设备包括发射端的高频发射板、接收机。由于我的专长主要在数字电路和程序设计，加上业余条件的限制，自制高频发射和接收板基本不可能，如果购买商用高频发射和接收板，可以自己做接收机，但商用2.4G的高频发射和接收板我在淘宝上查了查，一般要150元左右一套（两块），而且距离说是1000米，但很多已经购买的朋友评价时说都只有300-500米，性价比不高。自己做接收解码板来做PPM接收机技术含量比遥控器本身来说要低，就不花费时间了。
    结论：我手上正好有一个esky 的0404g四通控，可以直接用其外壳、高频发射板和接收机。如果没有合适的旧控可供改装的，可以用飞梦，飞梦2.4g套装的价格只有200出头，而且距离应该在1000米以上。外壳自已做的话，绝对会非常山寨，影响大家的心情，所以用便宜的旧控或者模拟器改装应该是一个很好的方案。

lengj5080

三、发射机用PPM板单片机选型
    发射机主要需要用ADC来采集电位器的位置，一个8个比例通道的遥控器需要至少有8路ADC，精度8位太低，遥杆的全行程才256个采样点，至少要10位，遥杆全行程达到1024个采样点。
    由于选用PPM编码，所以发射机的芯片每20ms才需要发出一组信号，主频不需要太高，8M以上完全能够应付。
    7月份的那个朋友说准备用ATMEGA8做，我查了查ATMEGA8的资料，觉得ATMEGA8完全能应付，加上在淘宝上一搜，ATMEGA8的开发板有20多元的，价格很便宜，用来搭建原型模型很便宜，好，就是它了！
    买了一块ATMEGA8和一块ATMEGA32的开发板，用ATMEGA8来搭遥控器的原型，用ATMEGA32来搭建锁尾陀螺仪和平衡仪的原型。ATMEGA8的开发板25元，ATMEGA32的开发板只买了板子，自己买的芯片来焊，也只花了25元左右。便宜吧？
四、自制遥控器的基本功能
遥控器的基本功能实现核心代码其实很简单，主要是端口置位、复位和延时，但要做得好用，那些设置的菜单很难设计，要花不少的时间。本着功能优先的原则，我打算先不做图形液晶显示，先用字符液晶显示。（还有一个不好说出口的理由，我买的便宜的ATMEGA8的单片机开发板正好有字符液晶的接口，如果要驱动图形液晶，还得自己做接口，嫌麻烦）
基本的功能应该是大家经常用的那些，我实现的是：6通道（其实8通道也好，10通道也好，和6通道是一样的，主要是我的esky 0404g的四通控的接收只能扩展到6通道，要再多做通道，就得花钱买飞梦的2.4g套装，配8通的接收了）、通道反向、中位调节、行程调节、模型类型（暂只打算支持固定翼和CCPM直升机，这应该是大家最喜闻乐见的两个类型了），油门和螺距两个5点曲线，陀螺仪感度调节，6个模型数据存储。

可行性分析先写到这里，文字材料写了好几大段了，大家看着也累了，为了增加大家的兴趣，我先介绍介绍我的遥控器的原型模型搭建和产品试制。  
  
      上图是我搭建的遥控器原型机，摇杆是从PC游戏手柄上拆的，四按键是从坏的DVD机上拆的，LCD1602液晶12元，atmega8开发板25元，像U盘一样的东西是esky 0404g遥控器接电脑玩realflight的加密狗，用来验证原型机是否起效的。
      下图是遥控器原型机产生的波型图，是完全按照0404g的波形来生成的，0404g是可以改造成6通道的，其接收机也是可以改造成6通道的。遥控器原型机编程完成以后，用PC声卡示波器查看，各通道波形随遥杆变化正常。用加密狗之后，插入电脑USB口能找到遥控器，可以正常玩Realflight。原型机试验到此结束。

lengj5080

希望大家能自己学一下

    Come   on  ！！！

秦岭机电

谢谢楼主分享，我会把这些东西都齐齐看完的！努力！

fdfaf

看了半天，还是自己底子太差，没有搞懂，其实我只是有个伟力的4通的精准控坏了一个通道，想怎么把它修好，看半天还是没有头绪，楼主能提供点思路吗

rxz

学习帮顶

rxz

学习帮顶

yuancheng116

不错的，谢谢分享

mingmingco

very good................

mcmoyou

学习了，谢谢分享。

hzm19640731

谢谢楼主分享，努力！