ESP32-MINI-NANO-Drone-B 使用教程

一、项目简介

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基于ESP32开发板的超小四轴无人机，自带WEB遥控器，也支持APP和实体遥控。

规格参数

主控：ESP32-S3-SUPERMINI
轴距：50mm
重量：约25克（含标准电池）

快速上手

三、项目复刻

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

设计图、原理图：https://pro.lceda.cn/editor#id=a3328da24c31463983d68b78a7c95b36

PCB板厚度尽量使用1.2mm厚度，底座的插接尺寸是按1.2mm厚度设计的。

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。

2、拆解PCB。前后左右为电机座，中间为主控板部分。由于拼版不能使用免费券，所以PCB没有分割。组装前要把主控板部分和电机座分开。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。

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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。

4、焊接电机底座。
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。支架附近留有焊盘，用焊锡加固。
焊好的样子

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；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。

第二步软件刷写

1、下载编译好的BIN固件文件。
琛光E1_Nano固件20261027.bin

2、使用USB数据线连接ESP32开发板和电脑。
开发板和电脑首次连接一般不会自动进入下载模式，会不停的断开连接，按住BOOT键再连接电脑即可。

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。

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$\pm 0.5^\circ$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！

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2组数据接口，默认为遥控接收机、备用。可用于连接遥控等外部设备或给外部设备供电。

支持实体遥控、手机APP遥控和MAVLINK协议的遥控

琛光开源遥控

开源资料整理中，将于近日发布。新版飞控固件已支持琛光开源遥控，通过控制台命令“p RC_PROTOCOL 2”开启，在遥控端按键配对即可使用。具体使用方法见开源遥控项目文档。

航模遥控

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；ELRS/CRSF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）；
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。

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/E1Nanov1.5Y
PCB设计图

开发板连接电脑一直重复断开、连接，或一直发出“叮咚”的连接声

开发板没有进入下载模式，按住BOOT键不松，连接电脑后再松开BOOT键即可。

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。
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-S3。
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，开发板红色指示灯会闪一下。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，可以到技术交流群寻求帮助。

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
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、姿态传感器、加速度计实际都是指IMU（MPU6500）。

这个提示说明IMU(MPU6500)虚焊、短路、工作不正常。

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（最常见，如果无法确定可以直接加焊）；
MOS管烧坏导通（通常能看到元件上有烧坏的圆点等痕迹）。

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。检查对应电机驱动电路：

电机插座/焊点是否短路（电阻小于0.5Ω可以判断为短路），如果短路还需要检查MOS管是否已经烧坏；
47Ω电阻、MOS管虚焊（最常见，无果无法确定可以直接加焊）；
MOS管烧坏（通常能看到元件上有烧坏的圆点等痕迹）；
10K电阻短路（不常见）；

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/部分电机停转/无法起飞

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，一般都可以正常起飞。

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。