ESP32-MINI-Drone-A 使用教程

一、项目简介

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基于ESP32开发板的迷你四轴无人机，主控使用ESP32开发板，仅使用一块陀螺仪传感器，自带WEB遥控器。极简的硬件和软件设计更容易上手，只需简单的焊接和固件刷写，无需复杂配置即可起飞。

飞机自带网页遥控器，手机访问即可控制，不需要额外安装APP或实体遥控。当然也支持APP和实体遥控。

简约而不简单，每处细节都经过仔细打磨！

规格参数

主控：ESP32
轴距：约118mm
重量：约80克（含标准电池）

快速上手

三、项目复刻

照着做，肯定能飞！复刻仅需三步：

硬件组装
软件刷写
简单调试

第一步硬件组装

1、下载本页面附件中的【物料清单表格】，对照物料清单准备材料并制作PCB

全散件含PCB.jpg

PCB板厚度尽量使用1.6mm，底座和支架的插接尺寸是按1.6mm设计的。

主要部件尽量购买质量好一些的，配件质量参差不齐，会直接影响制作效果。

开发板为ESP32 30PIN，没接触过开发板的朋友需要注意ESP开发板有较多版本C3/S3/CAM等，需要的是ESP32没有后缀的版本，针脚30针。

电池为1S航模/无人机电池，电压3.7-4.2V，不要买普通锂电池，需要较高的放电倍率。

全部物料清单在本页面底部附件中的【物料清单表格】，有型号、封装和详细说明。BOM表仅含电路元件，且直接下单可能会匹配错误，仅供参考。

2、拆解PCB。前后左右为电机座和支架部分，中间为主控板部分，新的PCB加了对应分割的丝印。
组装前要把主控板部分和电机座、挂架分开。拆解的时候可以借助工具，用水口钳可以很容易的剪开。

3、焊接元件。如果是用电烙铁焊接，建议先焊接最小的贴片元件，再焊接较大的贴片元件，最后焊接插接元件和排针、针座等。

主控板上有两个较大的470uf电容，是为了缓解电池压力，如果买的电池品质比较好，可以不用这两个电容。LED灯也是非必要部件，可以不装。

陀螺仪模块可以贴着主控板焊接，不用排针，可以减小安装偏差。如果焊接不熟练建议使用排针焊接。

陀螺仪模块可以只焊接VCC / GND / SCL / SDA / AD0 / NCS这几个引脚，也可以把全部引脚都焊上。

建议焊接完成后先用万用表简单测试电路是否有虚焊、短路，确认没有问题再通电。30年老焊工电烙铁焊接0603元件也不能保证一次成功。

4、焊接电机底座和支架。电机座能在飞机失控时很好的保护无人机，也当做整个飞机的支撑使用。建议安装。
支架可以用来放电池，支架高度12mm，厚度小于12mm的电池都可以放得下，可以再用个皮筋固定一下电池。
支架附近都留有焊盘，用焊锡加固。
焊好的样子

背面

5、安装电机。电机转动方向必须按指定方向，PCB板有转向对应丝印，且对角的两个电机方向一致。
建议使用2个黑白线和2个红蓝线电机，区分颜色安装更直观，PCB板丝印标明了线颜色和正负；也可以使用4只相同颜色线的电机。
电机由胶圈固定到支架上，或者直接用热熔胶固定。
电机转动方向参考：

6、安装桨叶。桨叶也必须按照指定方向安装！
电机按标识方向转动时桨叶高的一侧在前面，向下吹风。且对角的桨叶方向一致。可以参考下图的安装方向。
最稳妥的办法是调试完成后，解锁电机，确认4个桨叶都是向下吹风。
电机和桨叶的机械强度有限，安装时不要太过用力，安紧即可。

桨叶保护罩是3D打印件，模型文件在附件，可以下载打印。装上比较安全，建议安装。

第二步软件刷写

1、下载编译好的BIN固件文件。
琛光E1_MINI固件20261021.bin

2、使用USB数据线连接ESP32开发板和电脑。（如果电脑没有自动安装串口驱动则需要手动安装，可在电脑设备管理器中查看。）

3、使用乐鑫官方工具刷写。刷写工具下载地址：https://docs.espressif.com/projects/esp-test-tools/zh_CN/latest/esp32/production_stage/tools/flash_download_tool.html

刷写设置：

串口号如果不知道是哪一个，可以插拔开发板，看哪个串口号变动就选哪一个

第三步调试、起飞

1、给无人机接好电池，手机连接无人机WIFI：Drone_WIFI，密码：12345678。
部分手机有自动网络优化功能，会自动切换无线和流量，需要关闭；或者更直接的办法：关闭手机流量。

2、打开手机浏览器，输入地址：http://192.168.4.1 确认后打开遥控器界面。

3、调试。在网页遥控器中点击“调试”按钮，在弹出的调试界面中可以输入调试命令。建议调试前先摘掉桨叶。

- 校准IMU（必做）。输入调试命令“ca”，按照提示摆放无人机。参考这段提示：

1/6 水平放置：机头朝前（正常飞行方向），底部朝下水平放置在平坦表面，确保完全水平无倾斜。保持不动，8秒后开始校准；
水平校准完成。请继续。
2/6 机头朝上：保持机头朝前,将机头指向天空，尾部朝下并接触支撑面，与地面垂直。保持不动，8秒后开始校准；
机头向上校准完成。请继续。
3/6 机头朝下：保持机头朝前,将机头指向地面并接触支撑面，尾部朝上，与地面垂直。保持不动，8秒后开始校准；
机头向下校准完成。请继续。
4/6 右侧朝下：保持机头朝前,将飞行器右侧朝下并接触支撑面，左侧机臂朝上，与地面垂直。保持不动，8秒后开始校准；
右侧向下校准完成。请继续。
5/6 左侧朝下：保持机头朝前,将飞行器左侧朝下并接触支撑面，右侧机臂朝上，与地面垂直。保持不动，8秒后开始校准；
左侧向下校准完成。请继续。
6/6 倒置放置：保持机头朝前,将飞行器完全翻转，顶部朝下、底部朝上，整体呈水平倒置状态。保持不动，8秒后开始校准；
✓全部校准完成！将机身放正，执行ps命令查看校准结果。

校准完成后，将无人机放正（顶部朝上），输入命令“ps”查看校准结果。会看到类似：

roll: 0.521120 pitch: -0.062948 yaw: 82.711197

roll/pitch接近于0即校准成功，正常范围0.5以内，合格范围2以内，超过5需要重新校准。
yaw可忽略，mpu6500没有磁力计，yaw轴为虚拟计算数值。
IMU校准只需要完成一次，以后如果没有大的偏差、硬件更换、固件重写就不需要再做。

- 测试电机（选做）。先去掉电机上的桨叶！以免伤人！
分别输入命令“mfl/mfr/mrl/mrr”对应左前、右前、左后、右后4个电机，观察4个电机是否正常转动。

如果手机屏幕过小，调试不方便，也可以使用arduino或GQC调试。参考深入研究章节中的内容。

4、起飞。点击解锁按钮，推油门，起飞！

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四、深入研究

如果只是简单复刻，以下部分可忽略。

本项目遵循CC BY-NC-SA开源协议，未经授权禁止商用。

预留接口

主板预留4组数据接口，默认为I2C、SPI、遥控接收机、备用。可用于连接传感器、遥控等外部设备或给外部设备供电。

琛光传感器扩展模块完美适配预留接口，包含气压计、磁力计、激光测距仪、光流传感器，可实现定高或定点悬停。飞控会自动识别相应传感器是否存在，自动开启定高、定点飞行模式。

预留一套无刷电调接口，可无损改装无刷电机。

支持实体遥控、手机APP遥控和MAVLINK协议

实体遥控

主板预留的遥控接收机接口，支持主流的CRSF(ELRS)/SBUS遥控协议。SBUS已实现软件反向，无需硬件反向器；CRSF(ELRS)支持单向控制输入，只需接接收机GND、5V、TX → 无人机G、V、IO4。

实体遥控设置方法：

确保遥控和接收机连接正常，接收机协议设置正确；
连接无人机和接收机；
通过控制台命令设置接收机接口机协议和相应的波特率：RC_PROTOCOL,遥控协议，0=SBUS，1=CRSF(ELRS)（默认）；RC_BAUD，遥控串口波特率（bps），SBUS=100000，CRSF=420000（默认）；命令格式示例：P RC_PROTOCOL 1;
校准遥控，控制台使用CR命令按提示操作；
左摇杆右下打满为解锁，左下为上锁

QGC手机APP

APP可在QGC官网https://qgroundcontrol.com/ 下载。除了可以用于控制飞机，APP-Analyze Tools-Mavlink控制台也可以用于飞控调试。

MAVLINK

固件支持MAVLINK协议。

无线模式

网页遥控/APP遥控支持AP模式（默认）和STA模式。

图传

可以参考评论区或视频教程评论中网友的实现方案。

五、更新日志

V1.3

预留数据接口扩展为4组，默认为I2C、SPI、ELRS/CRSF/SBUS、备用；
重新计算尺寸、位置数据，更高的机械精度；
重新布线，保留完整地平面且进行分区

常见问题

几处有极性的器件连接技巧

不同硬件版本元件位置和方向可能不同，以实际PCB丝印为准。

二极管，元件竖线为负极，对应PCB丝印竖线。
LED，元件正面绿色脚/背面箭头方向为负极，对应PCB丝印尖头。
电解电容，元件黑色标记为负极，元件底面形状对应PCB丝印形状即可。
电机线接头，电机线和插头线有一根颜色一致即可，红对红，黑对黑。（此条非行业标准，仅针对物料包器件）

元件焊接位置

通过以下任一方式都可以

PCB上印有每个元件的位号、数值。通过位号或者数值找到对应位置。（推荐）
在线互动式元件位置对照图 https://pcbbom.cherglowtech.com/pcb/E1MiniV1.3Y
PCB设计图

烧录固件时无法下载/卡在同步

烧录过程大约几十秒钟，如果报错、过短、过长时间没有完成，按照以下项目逐项排查：

数据线直接插电脑USB口，不要使用USB HUB或拓展坞。
数据线建议使用安卓手机数据线。有些只有充电功能的数据线无数据传输功能。
检查串口驱动是否安装成功，驱动安装好后，在电脑设备管理器-端口项目下，应该能看到类似"USB-SERIAL CH340(COMX)"。
如果看不到端口，安装CH340或对应串口芯片驱动后再试。
CH340驱动官方下载地址https://www.wch.cn/downloads/CH341SER_MAC_ZIP.html
不要同时打开arduino和乐鑫刷写工具，串口会被占用。
确认刷写工具开发板型号选择正确，核对刷写工具标题栏显示的开发板型号是ESP32。
可能开发板没有进入下载模式。按如下操作：
开发板插入USB，打开ESP32烧录软件，选择开发板串口，按住开发板BOOT键不松，点击烧录软件START，看到开始连接后松开BOOT键，开发板进入下载模式。
确认是从官方渠道（工程文档、QQ群文件等）下载的对应型号的固件。其它三方固件，MINI/Nano固件不通用。
烧录地址“0x00”，其中“0”为阿拉伯数字，“x”为英文，不能用其它字符代替。
确认选择了正确的开发板串口号。开发板串口号必须选择，不能手动输入。

无人机WIFI找不到/连不上

通常无人机WIFI信号会在通电后几十秒内出现，手机刷新信号会有一定延迟，如果长时间没有出现请按下面步骤排查。
开发板不插无人机，单独连接USB数据线，避免线路短路造成开发板无法正常启动，影响问题判断。
确认是从官方渠道（工程文档、QQ群文件等）下载的对应型号的固件。其它三方固件可能没有WIFI功能，MINI/Nano固件不通用。
确认固件已正确写入，建议使用最新固件，有时电脑接口/数据线接触不良造成写入错误会导致WIFI无法连接、密码错误，可以更换电脑接口/数据线，清除开发板存储后重新刷写固件再试。
正确的默认WIFI名称：Drone_WiFi，密码：12345678（机身上有）。
如果修改过账号密码请使用修改后的账号密码连接，忘记密码可以清除开发板存储后重刷固件重置。
ESP_XXXXXX 开头WIFI信号为开发板出厂默认信号，说明没有成功刷写固件，刷写固件后再试。
电池电量过低可能无法驱动WIFI。
正确写入固件后，开发板重新上电，开发板蓝色指示灯会闪一下。如果蓝色指示灯不亮或常亮，说明固件没有成功写入或程序没有成功运行，按下面的方法排查。
关闭刷写工具/Arduino，防止端口占用，打开网页控制台https://tools.cherglowtech.com/espwebconsole/ ，连接开发板串口，查看是否有报错信息。

E (30) qio_mode: Failed to set QIE bit, not enabling QIO mode
assert failed: __esp_system_init_fn_init_flash startup_funcs.c:118 (flash_ret == ESP_OK)
Backtrace: 0x4008c03c:0x3ffe3a70 0x4008c001:0x3ffe3a90 0x40092905:0x3ffe3ab0 0x400fa6df:0x3ffe3bf0 0x400fbc26:0x3ffe3c10 0x400fbc5e:0x3ffe3c30 0x40081dd6:0x3ffe3c60 0x40079912:0x3ffe3c90 |<-CORRUPTED
ELF file SHA256: 242e6edee
E (408) esp_core_dump_flash: Core dump flash config is corrupted! CRC=0x7bd5c66f instead of 0x0
E (416) esp_core_dump_elf: Elf write init failed!
E (421) esp_core_dump_common: Core dump write failed with error=-1
Rebooting...

如果控制台循环显示以上信息，请截图联系客服，开发板需要返厂检查。

网页遥控打不开

连接前先确认无人机固件已刷写好。
确认是从官方渠道（工程文档、QQ群文件等）下载的固件。
确认手机已连接上无人机WIFI，手机流量已关闭。
网页遥控地址 http://192.168.4.1
或 http://192.168.4.1:8080 （仅旧版本固件使用，已废弃）
网页遥控地址中的符号全部为英文符号，不要使用中文符号。
有些浏览器要区分地址栏和搜索栏，地址必须输到地址栏。
不要使用微信/QQ内置浏览器，这些浏览器一般会有特殊限制。

提示IMU故障

项目中常提到的IMU、陀螺仪模块、姿态传感器、加速度计实际都是指IMU（MPU6500模块）。

这个提示说明IMU(MPU6500模块)虚焊、短路、工作不正常。

旧版固件（202609xx前的版本）不支持扩展模块，如果旧版本固件安装了扩展模块，会直接报错IMU故障。使用拓展模块建议使用最新版本固件。

解锁提示未校准加速度计

网页遥控调试或控制台使用"ca"命令，按照提示校准IMU后再操作即可。

IMU校准数据正常范围

使用ps命令查看校准后的姿态数据，roll/pitch接近于0即校准成功，正常范围0.5以内，合格范围2以内，超过5需要重新校准。yaw可忽略，mpu6500没有磁力计，yaw轴为虚拟计算数值。

IMU校准后ROLL项显示170+

将机身放正（开发板朝上，飞机底部朝下），再执行PS命令。
如果机身放正后执行PS命令仍然显示170+，说明校准不正确，需要重新执行校准操作。

IMU校准后数据都是NAN 或 PS命令显示姿态数据roll/pitch全是0.000

IMU(MPU6500模块)虚焊、短路、工作不正常。（新版固件会提示IMU故障）

IMU校准时长时间卡在第一步，甚至遥控断连

IMU(MPU6500模块)虚焊、短路、工作不正常。（新版固件会提示IMU故障）

IMU每次开机都需要校准吗？

IMU校准只需要完成一次，以后如果没有大的偏差、硬件更换、固件重写就不需要再做。

上电后不做任何操作电机会转吗？

开发板没有刷写固件前部分引脚可能会有默认上拉，可能会启动电机。没有刷写固件前不要上电，或去掉开发板再上电。

正常情况上电后不做任何操作电机不会转，解锁后才会转。
如果上电后不做任何操作电机会转，检查这路电机的驱动电路，这种情况可能是：

10K电阻虚焊；
MOS管烧坏导通。

解锁后（怠速时）电机有的转，有的不转

需要测试排查电机、电路问题，按下面的步骤进行：

使用网页遥控/控制台调试命令mfl/mfr/mrl/mrr依次测试（测试前去除桨叶！）。如果电机转动正常则说明电机、驱动电路硬件均正常；不转说明这一路电机或驱动电路不正常，需要继续排查。

单独测试电机好坏，把电机取下，电机正负极直连可调电源，1V电压下电机能转说明电机正常。如果没有可调电源可用1.5V干电池或无人机电池代替。

如果调试命令测试电机不转，单独测试电机正常，则判断电机驱动电路可能存在问题。检查电机驱动电路47Ω、10KΩ电阻、MOS管是否虚焊、短路、损坏。（这种情况最常见）

加油门电机转速不一致

加油门时，电机转速通过飞控姿态计算等算法实时调整，不是由电池直接供电，转速不同是正常的。但如果是侧翻或无法起飞，请按侧翻问题排查。
如果需要测试电机，使用网页遥控/控制台调试命令mfl/mfr/mrl/mrr。

加油门起飞时无人机侧翻或部分电机停转

正常起飞的必要条件：

电池实际放电倍率在25C及以上（官方套件电池已实测符合要求）
电池电量充足。
电机旋转方向必须正确。
桨叶方向安装必须正确。
IMU校准无误，校准误差在合格范围内。
电路没有虚焊、短路。

排查以上问题后，应该都可以正常起飞。

网页遥控怎么操作

网页遥控布局为美国手。可以在网上找一些穿越机操控教程学习。

左摇杆上下为油门，左右为偏航；右摇杆为上下为俯仰，左右为横滚。
这是无人机的专业叫法，新手可能误解，所以新版固件中改成大白话了：
左摇杆，上：油门加；下：油门减；左：左转；右：右转；
右摇杆，上：前进；下：后退；左：左移；右：右移。

飞行模式说明

特技（穿越机模式）：手动油门，松油门自动回零；手动控制姿态，姿态不自动回正。
自稳（穿越机模式）：手动油门，松油门自动回零；手动控制姿态，姿态自动回正。
定高（类似某疆飞行模式，需配合传感器模块，安装后自动识别）：自动油门，油门控制高度上下，松油门自动保持高度；手动控制水平方向；
定点（类似某疆飞行模式，需配合传感器模块，安装后自动识别）：自动油门，油门控制高度上下，松油门固定高度悬停；自动保持水平方向，可手动调整，松手固定位置悬停。