這篇本來是 2016 年 6 月就想要完成的，但後半段的問題部份一直懶的完善... 直到最近覺得很久沒有寫些東西，所以打算先發這篇，後半段的問題再慢慢補上。

話說離自己開始自製四軸已經快五年了，從 2012 的 5 月開始到 2013 年 5 月，這一年中，從零開始學習到完成基本的四軸飛行器平衡、飛行，再從之後的一年，將洞洞板版本的飛控和遙控更新到 PCB 打樣版本，以及嘗試實現一台小四軸，那後面的兩年在做甚麼？在讀研究所... 研究室內定位，沒甚麼再弄四軸了... 當然還是有再更新，只是沒這麼勤... 恩...現在定位的研究也算告一段落，所以心血來潮打算重新完善之前小四軸。

重點是在第一年的期間，受了很多的幫助，到處的詢問那個這個的，當時只是物理系的我，控制甚麼的怎麼會懂？只能不斷的問，不斷的 Google 來解決問題，最後讓我能完成這四軸除了是自己花了不少時間外，也是因為網路上的資源、各地的人，其中以對岸的 amobbs - 四轴飞行版 幫助最為多，主要都是在這做交流，在台灣這種技術論壇實在少之又少，真的覺得很可惜... 之前論壇註冊是不用收費的，現在似乎要 60~80 人民幣，雖然四軸版討論的熱烈程度不如從前，但認為這註冊費還算划算，畢竟也累積了不少的資源與討論，因為受惠於網路，所以完成後也將自己的製作公開放在網路上，第二年開始到現在可能也有不少的人看到這些自製的東西來 Email 詢問或是留言，從簡單如何作一台四軸的問題到深入的演算法探討等，基本上個人都很樂意回答，幫忙這些對四軸抱有熱情的人，這也是我認為給予幫助過我的人最好的回饋，但有不少問題像是如何入門... 等等的，不斷重複出現，所以打算把這些包含自己遇到的或回答的問題做整理，給想自己做一台四軸的人參考參考，之後有想到的也會再補充上去，有想了解的部分也可以跟我說：）

首先先說明一下自己在做四軸前的能力狀況大概如何？

大概是從物理系大三開始做四軸，在之前參加過中原大學的自動控制社（這很重要！大一參加過寒暑訓後頭腦就變得壯壯XD），在做四軸前已經使用 8051 大概有 2 年左右，沒有學過組合語言，期間都是以 C 語言做開發，對 C 語言的熟悉程度大概就是會用指標、結構等，有做過機械手臂和六足機器人這兩個比較大的作品，還有用過一些像是攝像頭、TFT 螢幕以及 I2C/SPI 等介面的模組，主要都是移植別人的程式，然後自學 FPGA/Verilog 大約半年，對一些邏輯電路與計算機架構稍微了解，可以看說明手冊直接對 STM32 直接操作暫存器和寫類似官方的標準庫（像 GPIO 和 EXTI 簡單的功能而已，寫到 TIM 就寫不下去了...），焊接電路和洗板大概有 2~3 年（當時不會焊 QFN 封裝的元件，頂多 QFP 和 0603），會透過 Protel/Atium Designer 畫簡單的電路（只會自動佈線）... 能力大概就是這樣，基本上東西都是從大學才開始自學的。另外就是對於四軸的認知就只有四個馬達、四個螺旋槳、中間應該有控制器的概念，再來就是＂三個傻瓜＂裡會飛的那台而已，沒有甚麼其他的相關航模概念，有買過一台百元遙控直昇機改裝的衝動，但最後放棄。

下面是回想起之前在製作四軸最一開始遇到的幾個問題

＂Q1、多旋翼飛行器是甚麼？＂

多旋翼飛行器依螺旋槳數目可以分成很多種，而其中擁有四螺旋槳的四軸飛行器則是最常見的，關於四軸的簡單介紹可以參考 wikipedia，四軸的尺寸從小到掌心大到可以載人都有，大小對四軸最主要影響就是載重量、續航力與靈敏度，通常越大的四軸載重量大、續航力高，但靈敏度低於小型四軸。

＂Q2、四軸飛行器的飛行原理？＂

可以參考這篇 從零開始做四軸 (三) - 運動原理

＂Q3、要怎麼組裝一台四軸？＂

一開始這應該是最先會遇到的問題，大部分的資料都可以在網路上查到，不清楚的也可以參考這篇＂從零開始做四軸 (四) - 飛行器組成＂，因為打算從零做起並且可以方便之後的開發，所以最後的打算是飛控板和遙控器部分都自己來實現，其他則是購買現成的東西，像是馬達、電調、機架以及電池... 等，基本組裝起來大概幾千元，比較需要注意的是鋰電池和螺旋槳這兩個消耗品，電池部分，之前對於這種鋰聚電池沒有甚麼了解，遇到電池膨脹以及不小心短路到等問題（在麵包板上短路到真的是嚇死我了... 麵包板和手瞬間變黑，幸好沒有受傷），在使用上需要非常注意，買個好點的充電器也可以讓電池用久一些也安全一些，另外是螺旋槳的部分，如果是自己寫的飛控，一開始大概都不容易平衡，很容易摔機，螺旋槳也很容易斷掉，可以多買一些備用。

＂Q4、使用控制器＂

關於飛控板上的微控制器選擇基本上沒有甚麼限制，能夠完成姿態的計算，並可以控制馬達就可以了，若是對於微控制器不熟的可以考慮使用看看 Arduino，較好上手，而且目前市面上也有不少基於 Arduino 的飛控。因為自製之前就已經大概了解 STM32 了，加上當時前幾個月 ST 宣布推出 Cortex-M4 系列的 STM32 系列 (Sep. 2011)，具有浮點數運算硬體、較高的運算效能... 等等，所以就果斷選擇了 STM32F4 系列的微控制器。

＂Q5、控制馬達＂

＞市售電調控制訊號
詳細有空補上...

＂Q6、姿態解算＂

＞加速度計、陀螺儀、磁力計等感測器的基本原理及其應用 ... 從零開始做四軸 (五) - 感測器原理
＞感測器的校正 ... 從零開始做四軸 (六) - 感測器校正
＞透過感測器計算飛行器的姿態演算法 ... 從零開始做四軸 (七) - 姿態計算
詳細有空補上...

＂Q7、平衡控制器＂

＞PID 控制器的了解與參數的調整，
詳細有空補上...

＂Q8、實際測試＂

＞實驗設計
詳細有空補上...

最後，"從零開始做四軸"是打算針對想研究四軸的人，想動手做一台四軸並了解詳細運作原理的人，部分章節則是需要有一定的數學、物理、軟硬體的能力要求，就自己的經驗。

從零開始做四軸 (一) - 構想
從零開始做四軸 (二) - 相關資訊
從零開始做四軸 (三) - 運動原理
從零開始做四軸 (四) - 飛行器組成
從零開始做四軸 (五) - 感測器原理
從零開始做四軸 (六) - 感測器校正
從零開始做四軸 (七) - 姿態計算
從零開始做四軸 (八) - 四軸運動模型
從零開始做四軸 (九) - 控制器
從零開始做四軸 (十) -

[實作篇]
從零開始做四軸 (十一) - 飛控板與遙控器設計

[實驗篇]
從零開始做四軸 (十二) - 平衡實驗設計與控制器參數調整