一、项目背景与开发目标

项目初衷

市面上商用飞控（Betaflight 硬件）高度集成，但原理图封闭，不利于底层学习。作者目标：

1. 独立完成飞控硬件全流程设计（原理图→PCB 布线）；

2. 使用通用、易采购元器件；

3. 搭建基础硬件平台，后续自主编写姿态解算、PID 飞行控制固件；

4. 全部设计文件开源，供学习者复刻、修改。

当前开发状态

• ✅ 硬件阶段：原理图、PCB 布局全部设计完成

• ⏳ 软件阶段：正在开展 PCB 打样测试 + 飞控固件开发

• ⚠️ 仓库暂无可用成品固件，仅提供 KiCad 硬件源文件。

二、完整硬件规格

核心器件清单

硬件电路分区（原理图结构）

1. MCU 最小系统模块

   外部高速晶振、BOOT 启动电路、复位按键、程序下载调试接口 SWD，完整 STM32 基础电路。

2. 电源与 USB 模块

   USB 供电通路、LDO 线性稳压、防反接保护、电源滤波电路；支持电脑 USB 调试供电与机载电池供电双模式。

3. 传感器电路分区

   • 基础 6 轴 IMU 电路；

   • 预留 9 轴 IMU 扩展位；

   • BMP280 气压计独立 I2C 接口。

4. 连接器外设

   ESC 动力输出插座、串口外设插座、指示灯引脚、外部传感器拓展端子。

三、PCB 设计细节

1. 物理尺寸与安装

   方形双层 PCB，四角预留减震橡胶柱安装孔，符合穿越机通用安装标准；支持减震安装，降低振动对 IMU 采样噪声。

2. 布线策略

   • 传感器区域集中布局，缩短 I2C 信号线长度，降低电磁干扰；

   • 电源走线与信号走线分区，强弱信号分离；

   • 顶层、底层分区域铺地，提升电磁兼容性能。

3. KiCad 工程文件

   仓库PCB目录内包含 .kicad_sch（原理图）、.kicad_pcb（PCB 工程），可直接打开导出 Gerber 光绘文件用于工厂打板。

四、开源协议与使用权限

项目采用 MIT License：

✅ 允许：个人学习、硬件复刻、商业用途、二次修改、二次分发；

✅ 仅要求：保留原始版权声明；

❌ 协议不提供任何担保，打板、试飞风险由使用者自行承担。

五、适用人群与应用场景

1. 目标人群

   • 嵌入式 / 无人机在校学习者，想要完整实践飞控硬件开发；

   • DIY 航模玩家，想脱离成品飞控，自主搭建控制系统；

   • 想要研究飞控电源、传感器硬件底层设计的工程师。

2. 预期搭载平台

   小型四旋翼无人机（2~5 寸穿越机、微型航拍四轴）。

六、优势与现存短板

优势

1. 全开源硬件，原理图透明，便于学习调试；

2. STM32F4 平台生态成熟，大量开源姿态算法可移植；

3. 元器件通用，采购门槛低。

短板与注意事项 ⚠️

1. 无官方配套固件：拿到 PCB 后，需要自行移植开源飞控代码（如移植简化版 Betaflight、自研 Mahony 互补滤波姿态解算）；

2. 默认兼容 MPU-6050，该传感器噪声相比现代 ICM42688 更大，试飞时必须做好减震与数字滤波；

3. 双层 PCB，无集成电流检测、OSD 图传模块，功能相比商用飞控精简；

4. 项目仍处于硬件验证阶段，未经过长期飞行实测，潜在硬件 BUG 需要复刻者自行验证。

七、项目地址

https://github.com/aadilnaji/Hermes-FlightController