舵机

舵机是一种用于控制机械运动的设备，广泛应用于遥控模型、机器人、无人机等系统中。本文简要介绍舵机的基本知识：

定义和工作原理

舵机是一种电动装置，通过接收控制信号来控制输出轴的角度位置，从而实现精确的运动控制。

其原理也比较简单，就是通过位置反馈建立闭环控制，使输出轴位置可以固定在一个精确的角度。

结构组成

遥控器和接收器

遥控器和接收器在遥控飞机模型中起着至关重要的作用。它们是飞行器与操控者之间的桥梁，负责实现操控信号的传输和接收，从而让飞行器能够执行各种飞行动作和指令。以下是遥控器和接收器的主要功能：

1. 控制飞行器：遥控器是操控者与飞行器之间的交互界面。通过遥控器上的摇杆、按钮和开关等控制元素，操控者可以发送指令和控制信号，控制飞行器的起飞、降落、姿态调整、方向控制等动作。遥控器的精确性和响应性直接影响着飞行器的操控体验和飞行性能。

2. 传输信号：接收器是接收遥控器发出的信号，并将其转化为电信号传递给飞行器的关键组件。它负责将遥控器发出的指令信号转化为电子信号，通过无线信号传输到接收器上，并将信号传递给飞行器上的相应执行器，如电机、舵机等，从而实现飞行器的各项动作和操作。

3. 稳定性和安全性：遥控器和接收器的稳定性和可靠性对于飞行器的安全性至关重要。它们必须能够在各种环境条件下提供稳定的信号传输和接收，避免信号丢失或干扰导致飞行器失控或意外情况发生。稳定的信号传输和接收可以确保操控者对飞行器的实时控制和反馈，增加飞行的可控性和安全性。

4. 功能扩展和个性化：一些先进的遥控器和接收器提供了丰富的功能扩展和个性化设置选项。它们可能支持多通道控制，允许操控者对飞行器的不同部分进行独立控制。此外，一些遥控器还提供了可调的飞行参数和飞行模式，以满足操控者对飞行器性能和飞行体验的个性化需求。

电池

电池是一种能够将化学能转化为电能的装置，常用于为各种电子设备供电。以下是一些常见的电池种类及其特点：

1. 碱性电池（Alkaline Battery）：碱性电池是最常见的消费类电池，常用于家庭用途和便携式设备。它们具有相对较高的能量密度，较长的储存寿命和较低的自放电率。碱性电池通常以AA、AAA、C、D等尺寸供应。

2. 锂离子电池（Lithium-ion Battery）：锂离子电池是一种高性能电池，广泛应用于智能手机、笔记本电脑、相机等设备中。它们具有较高的能量密度、较轻的重量和较长的寿命。锂离子电池还具有无记忆效应，可以在充放电过程中灵活使用。

3. 镍镉电池（Nickel Cadmium Battery）：镍镉电池具有较高的充放电循环寿命和较强的耐用性。它们在一些特定应用中仍然广泛使用，如无线电话、电动工具等。然而，镍镉电池有一定的自放电率，并且含有有害物质，对环境有一定影响。

4. 镍氢电池（Nickel Metal Hydride Battery）：镍氢电池是镍镉电池的改进型，具有更高的能量密度和较低的有害物质含量。它们在一些可再充电设备中使用，如数码相机、遥控器等。

5. 铅酸电池（Lead-acid Battery）：铅酸电池是一种较为成熟和经济实惠的电池类型，常用于汽车起动电池和UPS（不间断电源）等应用中。它们具有较高的承载能力和较低的成本，但比较笨重。

6. 锂聚合物电池（Lithium Polymer Battery）：锂聚合物电池是一种轻薄、柔性和高能量密度的电池。它们通常用于一些特殊应用，如无人机、遥控飞机和便携式电子设备等。

飞控仿真是一种在计算机模拟环境中对飞行控制系统进行测试和验证的方法。它通过使用仿真软件和工具来模拟飞行器的物理行为、传感器数据和控制算法的执行，以评估飞行控制系统的性能和稳定性。

原理

• 物理模型：仿真软件使用物理模型来描述飞行器的运动行为。这些模型基于飞行力学和动力学原理，考虑了飞行器的质量、气动特性和外部环境条件等因素。
• 控制算法：仿真软件执行控制算法，计算控制指令，并模拟控制器对飞行器的响应。这包括姿态控制、位置控制、导航算法等，根据输入信号和传感器数据进行控制指令的生成和执行。
• 传感器模拟：仿真软件模拟飞行器的传感器数据，如陀螺仪、加速度计、气压计等。这些模拟数据用于控制算法的输入，以模拟实际飞行中传感器的反馈。

如今模拟器对于航空模型爱好者来说是必不可少的，无论是初学者建立条件反射，还是进阶者学习新的特技动作，或是老手的自娱自乐，模拟器都以其为0的炸机成本和丰富多彩的机型给航模爱好者带来极大的便利。模型飞机在空中飞行千变万化，了解过有限元分析的朋友们应该知道，分析简单情况下的一个小部件都可以让主流配置的电脑计算数小时，所以模拟器中的飞机并不能完全实时的按照空气动力学仿真来计算，模拟器往往采用比较简易的物理引擎来简化模拟运算飞行过程，这个物理模拟效果直接决定了模拟器的手感是否真实，对飞行训练的辅助是否有效。

市面上能见到的模拟器主要有RealFlight系列、凤凰系列、Aerofly系列、XTR系列、FMS系列。其中后两种因为年代久远，画质较差，逐渐淡出了大家的视野，此次介绍上述前三种如今主流的模拟器，因为本人擅长固定翼，故只评价三款模拟器中固定翼模型飞机的手感。

1. 凤凰

在2010年前，凤凰以其大量的与现实厂家生产对应的模型（地平线、亚拓等）、不错的画质、拥有较多的玩法、可联机等特点迅速受到大家的欢迎，可是到了10年后其余两家模拟器大厂逐渐发力，凤凰的进步显得较小，如今官方已经停止服务和支持。以如今的标准来看，凤凰的优点是软件体积小、飞机数量种类很多、对电脑配置要求不高且同时能提供不错的画质。缺点方面凤凰里的固定翼模型飞机手感较粗糙，打舵时飞机姿态运动不真实，飞机漂浮性过于好，个人认为只能胜任新手形成打舵的条件反射和偶尔当做游戏进行娱乐飞行

电调

电调（Electronic Speed Controller，简称ESC）是遥控飞机中的一种关键设备，用于控制电动马达的转速和方向。下面是关于电调的一些知识：

功能

1. 速度调节：电调通过调整电流的大小和方向来控制电动马达的转速。
2. 电源分配：电调将电池提供的直流电源分配给马达，并根据控制信号进行调节。
3. 保护功能：电调通常具备过载保护、过热保护和低电压保护等功能，以保护电调和电池免受损坏。

工作原理

电调的核心是电子电路和控制芯片。当接收机发送油门信号时，电调将其转化为控制马达转速的电流信号。电调通过调整电流的频率和占空比来控制马达的转速和方向。

参数

1. 额定电流（Rated Current）：电调能够承受的最大电流。选择适当的额定电流取决于马达的功率需求和预计的工作负载。
2. 电压范围（Voltage Range）：电调能够适应的电压范围。选择与电池和马达相匹配的电调电压范围，以确保正常工作。
3. 制动功能（Brake Function）：一些电调具备刹车功能，可以在油门减小或关闭时提供电动马达的制动力，以改善飞行控制。

螺旋桨

选择适合遥控飞机模型的螺旋桨时，需要考虑以下几个因素：

1. 直径（Diameter）：螺旋桨的直径是指旋转桨叶所形成的圆的直径。较大的直径通常可以提供更大的推力和飞行稳定性，但也会增加电机负荷和功耗。选择适当的直径要根据飞机的尺寸、重量和电机的推力来确定。

2. 螺距（Pitch）：螺旋桨的螺距是指螺旋桨在一圈旋转中前进的距离。较大的螺距可以提供更高的速度和前进推力，但也会增加电机负荷和功耗。螺距的选择要根据飞机的用途、期望的速度和加速性能来确定。

3. 螺旋桨的叶片数（Blade Count）：螺旋桨叶片数是指螺旋桨上的旋转叶片数量。常见的螺旋桨有2叶和3叶两种类型。2叶螺旋桨通常具有较高的效率和速度，适用于高速飞行；而3叶螺旋桨可以提供更高的推力和悬停稳定性，适用于低速飞行和垂直起降。

4. 螺旋桨材质：螺旋桨的材质可以是塑料、复合材料或木材。塑料螺旋桨常见且经济实惠，适用于一般的飞行应用。复合材料螺旋桨较轻且坚固，适用于需要更高性能和耐久性的应用。木质螺旋桨具有良好的颤振抑制特性，适用于某些特殊飞行需求。

5. 变距螺旋桨（Variable-Pitch Propeller）：逆变螺旋桨允许调整螺距，从而提供更大的灵活性和性能范围。它可以根据不同的飞行阶段调整螺距，如起飞、巡航和下降。逆变螺旋桨通常用于高级模型和竞技飞行器。

在选择螺旋桨时，需考虑飞机的设计要求、电机的推力和电池的电压范围。还可以参考电机制造商提供的推荐螺旋桨规格表，以及其他飞行爱好者的建议和经验。实际飞行测试和调整也是选择合适螺旋桨的重要步骤，以确保获得最佳的性能和飞行体验。

电动马达

在改装电动遥控飞机时，选择合适的马达和螺旋桨是非常重要的。以下是一些建议：

1. 马达选择：选择适合的马达需要考虑飞机的重量、翼展和预期性能。对于48cm翼展的手抛泡沫飞机，一般来说，你可以选择一款轻量级的无刷直流电机（BLDC）马达。根据飞机的重量和所需推力，选择合适的马达型号和KV值。通常，较低的KV值适合大直径的螺旋桨和较低的飞行速度，而较高的KV值适合小直径的螺旋桨和较高的飞行速度。

2. 螺旋桨选择：螺旋桨的选择与马达相互关联，应根据马达的KV值、推力要求和飞机的设计特点来确定。根据马达制造商的推荐或测试数据，选择适当的螺旋桨直径和螺距。一般来说，对于手抛飞机，可以选择较大直径的螺旋桨，以获得足够的推力和升力。确保螺旋桨的尺寸和形状与飞机的机身结构相匹配，以确保有效的推力传递和空气动力学性能。

3. 动力系统匹配：马达和螺旋桨的选择需要相互匹配，以获得最佳性能和效率。马达和螺旋桨的组合应使得马达在额定工作电压下能够提供足够的推力，并保持适当的工作温度。可以参考马达和螺旋桨制造商提供的技术规格和推荐组合，或者咨询飞行爱好者或专业人士的建议。

4. 调试和测试：在安装马达和螺旋桨后，进行必要的调试和测试，以确保动力系统的稳定性和安全性。检查马达的工作温度、螺旋桨的平衡以及推力的合适性。如果需要，进行必要的调整和优化。

重要的是，根据飞机的需求和设计参数进行合理的选择，并留有一定的余量。在飞行之前，确保所有电动系统和螺旋桨的安装牢固，并进行必要的安全检查和飞行前测试。对于48cm翼展手抛机，可以选择1104或相近规格的无刷电机，也可以选择720或820空心杯电机。

遥控飞机模型有多种类型，每种类型都具有不同的特点和用途。以下是一些常见的遥控飞机模型类型：

1. 固定翼飞机（Fixed-wing Aircraft）：固定翼飞机是最常见的遥控飞机类型之一。它们类似于传统的飞机，有固定的翼面和机身结构。固定翼飞机可以包括各种尺寸和用途，例如训练机、战斗机、滑翔机、多功能运输机等。

2. 直升机（Helicopter）：直升机是一种能够垂直起降和悬停的飞机类型。它们通过一个或多个旋翼产生升力和推力。直升机模型可以模拟真实直升机的飞行特性，具有高度的操控性和机动性。

3. 多旋翼飞机（Multirotor Aircraft）：多旋翼飞机是一类具有多个旋翼的飞行器。最常见的多旋翼飞机是四旋翼（四轴飞行器），还有六旋翼、八旋翼等。多旋翼飞机具有垂直起降能力和悬停能力，操控简单，适用于航拍、机器人研究、娱乐等领域。

4. VTOL飞机（Vertical Takeoff and Landing Aircraft）：VTOL飞机是一类具有垂直起降能力的固定翼飞机。它们可以垂直起降并在空中转换为水平飞行。VTOL飞机通常具有固定翼飞机的高速和航程，以及直升机的垂直起降能力。

5. 飞艇（Airship）：飞艇是一种悬浮在空中的飞行器，通常由充气的气囊提供浮力。遥控飞艇模型可以用来进行航拍、悬停观察等任务，具有较长的飞行时间和较大的载荷能力。

这些是常见的遥控飞机模型类型，实际上还有其他特殊类型和衍生型号。选择适合自己需求和兴趣的飞机类型是关键，同时需要确保掌握相应的飞行技巧和安全知识。

从BNO055传感器获取IMU数据-2

在前面的文章 从BNO055传感器获取IMU数据-1 中介绍了BNO055传感器，今天继续讲解应用示例。

传感器与Arduino接口

我从某宝购买了固定在带有支持组件的开发板上的 BNO055 传感器。从 Digi-Key 或贸泽购买 BNO055 并将其焊接到 7.5×4.4mm 28 引脚 LGA 至 DIP 转换器上，以便在无焊试验板上进行原型设计，可以节省一点钱。但是对于运输后的边际成本节省，我不推荐它。

要开始使用 BNO055 与 Arduino 接口，请按照以下步骤操作：

1. 连接电源、接地、SDA 和 SCL
2. 打开Arduino IDE，然后单击Sketch→Include Library→Manage Libraries
3. 搜索并安装“Adafruit BNO055”和“Adafruit Sensor”
4. 打开并编辑文件→示例→Adafruit BNO055→Raw Data以注释掉欧拉角部分并取消注释四元数部分，或复制并粘贴下面的代码片段。