一种四旋翼无人机抓取和投放控制电路

本发明涉及无人机技术领域,具体涉及一种四旋翼无人机抓取和投放控制电路。

背景技术：

随着集成电路技术、精密加工技术、计算机技术的不断发展，以stm32为主控芯片的各种控制设备不断涌现。随着四旋翼无人机在航拍、军事、农业等各个领域的不断深入发展，对四旋翼无人机的低成本、简易性和功能性提出了更高的要求，其中备受关注的是功能性和可靠性问题。在某些领域，如无人机配送，如果能够使用可靠性好，功能性好的四旋翼无人机，那么将会被广泛的推广。

无人机是空中作业的一种装置，如农业中用于喷洒的无人机，军事中用于侦察的无人机，航拍中用于拍摄的无人机。无人机按照飞行平台构型分类，无人机可分为固定翼无人机、旋翼无人机、无人飞艇、伞翼无人机、扑翼无人机等，其中旋翼无人机具有结构简单，成本低等优点而被广泛的应用。四旋翼无人机是依靠多个旋翼产生的升力来平衡飞行器的重力，通过改变每个旋翼的转速来控制飞行器的平稳和姿态。

现阶段四旋翼无人机飞行的稳定性和可靠性都已经到了比较成熟的阶段，因此人们在满足四旋翼无人机飞行稳定的条件下，在四旋翼无人机功能上提出了更高的要求，近年来无人机功能性得到不断的拓展，航拍无人机，农业无人机等等。但是关于无人机抓取和投放现阶段能够商用的无人机很少，因此本发明提出一种四旋翼无人机抓取和投放控制电路。

技术实现要素：

本发明的目的：提出一种四旋翼无人机抓取和投放控制电路，该电路使用stm32f407zgt6（11）作为主控芯片分别和陀螺仪数据采集电路（1）、电压采集电路（2）、电阻丝加热电路（3）、电机pwm信号输出电路（4）、oled显示电路（5）、蓝牙模块（8）、光流模块（9）、舵机控制电路（10）实现通信，12v-5v稳压电路（6）、5v-3.3v稳压电路（7）负责给stm32f407zgt6（11）主控芯片进行供电。

为实现本发明，采用的技术方案是：一种四旋翼无人机抓取和投放控制电路，其特征在于所述stm32f407zgt6（11）的pb14和pb15管脚分别作为spi总线的输入信号端口、输出信号端口与所述icm20602（12）进行数据传输，所述stm32f407zgt6（11）的pd0管脚作为所述icm20602（12）的片选管脚，来控制所述icm20602（12）是否被选中进行通信，所述stm32f407zgt6（11）的pb13管脚输出时钟信号，来控制所述stm32f407zgt6（11）和所述icm20602（12）的通信。所述stm32f407zgt6（11）的pd7管脚作为中断接收管脚，接收所述icm20602（12）产生的中断信号，所述stm32f407zgt6（11）的pf13管脚作为所述oled显示屏（13）的片选信号，控制所述oled显示屏（13）的片选状态，所述stm32f407zgt6（11）的res管脚用来实现所述oled显示屏（13）的复位，所述stm32f407zgt6（11）的pf13管脚与所述oled显示屏（13）的数据命令控制管脚连接，控制传输的信号是数据还是控制信号，所述stm32f407zgt6（11）的pg0管脚作为所述stm32f407zgt6（11）和所述oled显示屏（13）的时钟信号管脚，传输通信所需要的时钟信号，所述stm32f407zgt6（11）的pb8管脚作为中断信号接收管脚，接收由所述oled显示屏（13）发出的中断信号，所述stm32f407zgt6（11）的pg1管脚作为spi总线的输出管脚实现与oled显示屏（13）的单向通信，所述stm32f407zgt6（11）的pc5管脚使用内部adc采集经过分压后的电源电压，所述stm32f407zgt6（11）的pe9、pe11、pe13、pe14管脚输出pwm信号给电子调速器（38），从而控制无刷电机（39）的转动，所述stm32f407zgt6（11）的pe5、pe6、pc8、pc9管脚输出pwm信号，控制舵机（36）转动，舵机（36）控制机械爪（37）运动。

本发明有益效果：

1.集成度高：本发明集成了oled显示电路、陀螺仪数据读取电路、电压采集电路等，集成度高。

2.效率高：本发明包含了12v-5v稳压电源和5v-3.3v稳压电源，相比于传统四旋翼无人机12v-3.3v稳压电源电源转换的效率更高。

3.用用范围广泛：本发明实现一种四旋翼无人机抓取和投放控制电路。适用于生活中大部分需要无人机抓取和投放功能的场合，使用范围广泛。

附图说明

图1为本发明的抓取和投放控制电路总体框图示意图。

图2为本发明的抓取和投放控制电路总电路示意图。

图3为本发明提出的一种四旋翼无人机抓取和投放的控制电路陀螺仪数据采集电路示意图。

图4为本发明提出的一种四旋翼无人机抓取和投放的控制电路oled显示电路示意图。

图5为本发明提出的一种四旋翼无人机抓取和投放的控制电路电压采集电路示意图。

图6为本发明提出的一种四旋翼无人机抓取和投放的控制电路12v-5v稳压电路和5v-3.3v稳压电路示意图。

图7为本发明提出的一种四旋翼无人机抓取和投放的控制电路电机控制电路和舵机控制电路示意图。

1：陀螺仪数据采集电路；2：电压采集电路；3：电阻丝加热电路；4：电机pwm信号输出电路5：oled显示电路；6：12-5v稳压电路；7：5v-3.3v稳压电路；8：蓝牙模块；9：光流模块；10：舵机控制电路；11：32位高性能armcortex-m4内核的主控芯片stm32f407zgt6；12：icm20602芯片；13：oled显示屏；14：电阻r1；15：电容c1；16：电容c2；17：电容c3；18：电容c4；19：电容c5；20：电阻r2；21：电阻r3；22：电阻r4；23：电容c3；24：二极管d1；25：二极管d2；26：电阻r5；27：电阻r6；28：电容c7；29：电容c8；30：电容c9；31：tps5430芯片；32：电感l1；33：电容c10；34：电容c11；35：ldo9013芯片；36：舵机模块；37：机械爪；38：电子调速器；39：无刷电机。

具体实施方式

一种四旋翼无人机抓取和投放控制电路，包括32位高性能armcortex-m4内核的主控芯片stm32f407zgt6(11)，陀螺仪数据采集电路(1)、电压采集电路(2)、电阻丝加热电路(3)、电机pwm信号输出电路(4)、oled显示电路（5）、12v-5v稳压电路（6）、5v-3.3v稳压电路（7）、蓝牙模块（8）、光流模块（9）、舵机控制电路（10）。所述stm32f407zgt6（11）通过spi接口与陀螺仪数据采集电路（1）进行通信以及控制oled显示电路（5）进行显示，所述stm32f407zgt6（11）通过输出pwm信号控制电机pwm信号输出电路（4）以及舵机控制电路（10），所述stm32f407zgt6（11）通过电压采集电路（2）进行电压采集，所述stm32f407zgt6（11）通过uart接口与蓝牙模块（8）和光流模块（9）进行通信，12v-5v稳压电路（6）和5v-3.3v稳压电路（7）负责给所述stm32f407zgt6（11）芯片供电。

所述stm32f407zgt6（11）通过spi总线与icm20602（12）进行通信获取当前四旋翼无人机的角度和角速度，所述stm32f407zgt6（11）通过pid算法计算出当前姿态调节的pwm信号，传递给电机pwm信号输出电路(4)，所述stm32f407zgt6（11）通过电压采集电路(2)采集当前的供电电压值，将采集到的电压值传递给蓝牙模块（8），所述stm32f407zgt6（11）通过spi总线与oled显示电路（5）进行通信，控制oled显示电路（5）显示当前采集到的电压值、角度和角速度，12v-5v稳压电路（6）将输入的12v电压转化为5v电压给5v-3.3v稳压电源（7）供电，5v-3.3v稳压电源（7）输出3.3v电压给所述stm32f407zgt6（11）供电，电阻丝加热电路（3）给陀螺仪数据采集电路(1)加热，抑制陀螺仪数据采集电路（1）温漂的问题，所述stm32f407zgt6（11）通过输出pwm信号控制舵机控制电路（10）来实现对物体的抓取和投放。

需要说明的是，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；并且，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。