基于AI8051U的无人机/四轴飞行器 | 全部开源，源程序，SCH/PCB

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简介：该项目设计了一款小巧的无人机/四轴飞行器，主要用于短距离小型物品携带运输或监控。


硬件开源地址：https://oshwhub.com/yyds8051/uav-quadcopter

视频链接：

[B站视频--功能演示及介绍]https://www.bilibili.com/video/BV1NJBRYAETE/?vd_source=d0d864966879d6d45d0a42936cbb68ea

项目功能

本项目是基于STC8051U/AI8051U单片机为主控的无人机/四轴飞行器，通过NRF24L01 2.4G无线通信实现主控板和遥控板之间的连接，可实现各个方向的平稳飞行控制，具有失控保护、高度检测、航向检测和电量检测和显示功能，自带电池充电功能。

项目参数

STC8051U/AI8051U：主控芯片。
8520空心杯电机：飞行控制。
MPU6050陀螺仪：用于检测XYZ轴的角度，控制无人机平衡和航向。
BMP280气压计：通过气压变换检测高度变化。
2.4G NRF24L01：用于和遥控板间进行无线通讯控制。
LTH7：锂电池充电保护。
OLED12864液晶显示屏：显示当前高度，姿态、电量和航向等相关参数。
6个按键：4个用于姿态微调，其余两个预留。
两个摇杆：一个控制电机输出功率，另一个控制无人机/四轴飞行器的飞行方向。

原理解析（硬件说明）

1.TYPE-C接口：主要用于锂电池充电和USB给STC8051U/AI8051U单片机进行程序下载。
2.3.7->4.3V锂电池升压电路：使用MT3608芯片实现3.7->4.3V的DC-DC升压。
3.4.3V转3.3V电路：使用662k芯片实现4.3V转3.3V功能，此外还加上了电源指示灯。
4.锂电池充电电路：实现USB接口电源给锂电池充电，充电电流：500mA，采用红色的LED指示充电状态。
5.电量检测电路：通过电阻分压的形式检测锂电池两端电压，通过单片机实时监控。
6.运行指示灯：用于判断系统的运行状态。
7.预留串口：用于后期功能扩展。
8.单片机电路：STC8051U/AI8051U最小系统，通过USB直接下载程序。
9.按键电路：用于控制程序下载。
10.M2螺丝：用于固定无人机/四轴飞行器。
11.电机驱动电路：用于驱动4个8520空心杯电机。
12.姿态检测电路：适用MPU6050进行无人机/四轴飞行器和的姿态检测，反馈给主控芯片控制平衡。
13.高度检测电路：通过BMP280气压计检测气压的变化，从而计算当前高度。
14.无线通信电路：和遥控板进行无线通信控制。
15.0.96寸OLED显示屏：用于实时显示当前无人机/四轴飞行器的状态参数。
16.左摇杆：控制油门大小和航向，右摇杆：控制飞机前后左右方向。

注：详细电路及功能参见开源原理图

软件代码

完整代码及注释参见附录源程序。

注意事项

1.四个电机安装要注意两个顺时针和两个逆时针方向。
2.电池要注意使用放电倍率25C及以上的航模电池。
3.无人机和遥控板PCB均为添加工艺边方便SMT贴片的，如不需要可自行去掉。
4.整机重量在70g左右，载重建议在50g以内。

组装流程

1.电子元器件按位号焊接好。
2.四个电机安装要保证两个对角的电机方向不一样，注意螺旋桨也要不一样。
3.电池采用BOM清单链接的双面胶粘住，无人机的注意多叠几层双面胶，防止电池碰到BMP280气压计。

注：特别注意电池接线线序，不要接反！！！

实物图

1.主控板：

2.遥控板：

国芯人***

基于AI8051U的无人机/四轴飞行器

近年来，无人机和四轴飞行器作为一种高效的能源工具，逐渐成为现代工业和农业中的重要组成部分。为了解决其在短距离运输和监控等方面面临的挑战，科研人员开发了一款基于AI8051U的智能无人机/四轴飞行器。本文将详细介绍该技术的简介、功能特点、应用场景以及其在飞行器领域的优势。

一、无人机/四轴飞行器的简介

无人机/四轴飞行器是一种能够独立飞行的机械装置，通常由四只手轮和动量转子组成。其主要功能是通过控制手轮的运动，实现对目标的导航和定位。在短距离物品运输和监控领域，无人机/四轴飞行器具有以下特点：

1. 小巧设计：无人机/四轴飞行器的尺寸相对较小，适合携带和配送。
2. 高效能源：飞行器内部配备电池和充电系统，能够持续运行数百小时。
3. 智能化：通过AI8051U等技术，飞行器能够实时感知并响应环境变化。

二、AI8051U的智能化特点

AI8051U是一种先进的人工智能芯片，专为无人机/四轴飞行器设计。其主要功能包括：

1. 实时控制：AI8051U能够实时控制飞行器的各个手轮，确保精准飞行。
2. 数据处理：通过AI算法，飞行器能够分析地面实时数据，做出最优决策。
3. 资源管理：AI8051U能够优化飞行器的能源管理，减少能量消耗。

三、应用场景

该飞行器可以在以下场景中得到广泛应用：

1. 物流运输：在需要快速运送小物品或贵重物品的情况下，无人机/四轴飞行器能够快速响应地面需求。
2. 安全监控：在需要监控人员或货物位置的场景中，无人机/四轴飞行器能够提供实时监控服务。
3. 应急救援：在紧急情况下，无人机/四轴飞行器能够迅速执行任务，为救援工作提供技术支持。

四、技术优势

1. 高效能源：AI8051U能够通过高效的能源管理，确保飞行器的连续运行。
2. 智能化决策：AI8051U能够通过复杂的算法，做出最优的飞行策略，提高飞行效率和准确性。
3. 小体积设计：无人机/四轴飞行器的小巧设计，使其能够携带更多功能和更复杂的系统。

五、挑战与优化

尽管该飞行器具有显著的优势，但在实际操作中仍面临以下挑战：

1. 硬件设计：AI8051U的硬件设计需要与无人机/四轴飞行器的硬件集成，增加了复杂性。
2. 维护与成本：飞行器的维护成本较高，需要定期更换电池和充电系统。

然而，这些问题都可以通过进一步的研究和优化来解决。

六、未来展望

随着AI技术的不断发展，无人机/四轴飞行器的智能化程度将不断提升。未来，该技术可能在以下领域得到广泛应用：

1. 智能物流：无人机/四轴飞行器能够为物流行业提供更高效的运输解决方案。
2. 无人机救援：通过AI8051U的实时控制和决策能力，无人机/四轴飞行器能够执行更复杂的任务。
3. 工业自动化：无人机/四轴飞行器将为工业自动化带来新的可能性，特别是在自动化物流和质量控制领域。

结语

基于AI8051U的无人机/四轴飞行器具有广阔的应用前景，未来在物流、监控和救援等领域将发挥重要作用。为了解决其在飞行器领域的挑战，我们需要持续关注和改进其技术设计和应用方式。

[本文内容由国芯人工智能辅助生成，仅供参考]