ESP-Drone 是基于乐鑫 ESP32/ESP32-S2/ESP32-S3 开发的小型无人机解决方案，可使用手机 APP 或游戏手柄通过 Wi-Fi 网络进行连接和控制。该方案硬件结构简单，代码架构清晰，支持功能扩展，可用于 STEAM 教育等领域。项目部分代码来自 Crazyflie 开源工程，继承 GPL3.0 开源协议。

ESP-Drone 无人机

主要特性

ESP-Drone 具备以下特性：

• 支持自稳定模式 (Stabilize mode)：自动控制机身水平，保持平稳飞行。

• 支持定高模式 (Height-hold mode)：自动控制油门输出，保持固定高度。

• 支持定点模式 (Position-hold mode)：自动控制机身角度，保持固定空间位置。

• 支持 PC 上位机调试：使用 cfclient 上位机进行静态/动态调试。

• 支持 APP 控制：使用手机 APP 通过 Wi-Fi 轻松控制。

• 支持游戏手柄 (gamepad) 控制：通过 cfclient 使用游戏手柄轻松控制。

主要组件

ESP-Drone 2.0 使用模块化的设计思路，由主控板和扩展板组成。

• 主控制板：搭载 ESP32-S2 模组和支持基础飞行的必要传感器，并提供硬件扩展接口。

• 扩展板：搭载扩展传感器，可对接主控制板的硬件扩展接口，支持高级飞行功能。

详情可查阅：硬件参考。

ESP-IDF 简介

ESP-IDF 是乐鑫为 ESP32/ESP32-S2/ESP32-S3 提供的物联网开发框架。

• ESP-IDF 包含一系列库及头文件，提供了基于 ESP32/ESP32-S2/ESP32-S3 构建软件项目所需的核心组件。

• ESP-IDF 还提供了开发和量产过程中最常用的工具及功能，例如：构建、烧录、调试和测量等。

详情可查阅：ESP-IDF 编程指南。

Crazyflie 简介

Crazyflie 是来自 Bitcraze 开源工程的四旋翼飞行器，具备以下特性：

• 支持多种传感器组合，可以轻松实现定高模式、定点模式等高级飞行模式。

• 基于 FreeRTOS 编写，将复杂的无人机系统，分解成多个具有不同优先级的软件任务。

• 设计了功能完备的 cfclient 上位机和 CRTP 通信协议，便于实现调试、测量和控制。

多架无人机同时探索周围环境，灵活避开障碍物，同时避开其它无人机。A swarm of drones exploring the environment, avoiding obstacles and each other. (Guus Schoonewille, TU Delft)

详情可查阅 Crazyflie 官网。

准备工作

硬件组装

请按照下述步骤组装 ESP32-S2-Drone V1.2：

ESP32-S2-Drone V1.2 组装流程

硬件介绍和管脚资源分配可查阅：硬件参考。

安装 ESP-Drone APP

ESP-Drone APP 同时支持 Android 系统和 iOS 系统。

扫描下方二维码，下载 Android APP：

下载 iOS APP：

在 App Store 中搜索 ESP-Drone，点击下载并安装。

iOS APP 源代码：ESP-Drone-iOS

Android APP 源代码：ESP-Drone-Android

安装 cfclient

安装 cfclient 为可选步骤，用于实现高级调试，非必须使用。

cfclient 上位机界面

1. 安装 cfclient

1.1 下载源代码

git clone https://github.com/qljz1993/crazyflie-clients-python.git

1.2 进入下载目录

cd crazyflie-clients-python

1.3 安装 cfclient 客户端

pip3 install -e .

1.4 启动客户端

cfclient

2. 配置遥控器

遥控器配置¶

2.1 配置 4 个控制轴：Roll 、Pitch、Yaw、Thrust。

2.2 配置一个按键为 Assisted control，用于飞行模式切换。

手机 APP 使用指南

Wi-Fi 连接

• 手机扫描 Wi-Fi AP。ESP-Drone 设备用作 AP，其 SSID 及密码如下：

SSID：ESP-DRONE_XXXX（XXXX 根据 MAC 设置）PASSWORD：12345678

• 点击该 AP，手机与 ESP-Drone 设备建立 Wi-Fi 连接。

个性化设置

在该步骤中，您可以按照具体的应用场景进行个性化配置，或使用默认配置。

```
默认配置：

Flight control settings
    1. Mode: Mode2
    2. Deadzone: 0.2
    3. Roll trim: 0.0
    4. Pitch trim: 0.0
    5. Advanced flight control : true
    6. Advanced flight control preferences
        1. max roll/pitch angle: 15
        2. max yaw angle: 90
        3. max thrust: 90
        4. min thrust: 25
        5. X-Mode: true
Controller settings
    1. use full travel for thrust: false
    2. virtual joystick size: 100
App settings
    1. Screen rotation lock: true
    2. full screen mode:true
    3. show console: true
```

控制飞行

• 打开 APP，点击 Connect 按钮，连接小飞机。连接成功，小飞机绿灯闪烁。

• 轻推油门，小飞机起飞。

• 在 APP 上滑动，控制小飞机方向。

Android APP 用户界面

螺旋桨方向

• 按照下图所示位置，安装 A、B 螺旋桨。

• 飞行器上电自检时，检查螺旋桨转向是否正确。

螺旋桨方向示图

起飞前检查

• 将小飞机头部朝前放置，尾部天线朝向自己；

• 将小飞机置于水平面上，待机身稳定时上电；

• 观察上位机水平面是否置平；

• 观察通信建立以后，小飞机尾部绿灯是否快速闪烁；

• 观察小飞机头部红灯是否熄灭，亮起代表电量不足；

• 轻推左手小油门，检查飞机是否能快速响应；

• 轻推右手方向，检查方向控制是否正确；

• 起飞吧！