ESP-Drone：基于乐鑫 ESP32 系列的小型无人机解决方案

概述

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。

1 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。

序号	模块名	主要元器件	功能	接口	安装位置
1	主控制板 - ESP32-S2	ESP32-S2-WROVER + MPU6050	基础飞行	提供 I2C SPI GPIO 扩展接口
2	扩展板 - 定点模块	PMW3901 + VL53L1X	室内定点飞行	SPI + I2C	底部，面向地面
3	扩展板 - 气压定高模块	MS5611 气压	气压定高	I2C 或 MPU6050 从机	顶部或底部
4	扩展板 - 指南针模块	HMC5883 罗盘	无头模式等高级模式	I2C 或 MPU6050 从机	顶部或底部

扩展配置

扩展板	主要传感器	功能	接口	安装位置
扩展板 - 定点模块	PMW3901 + VL53L1X	室内定点飞行	SPI + I2C	底部，面向地面
扩展板 - 气压定高模块	MS5611 气压	气压定高	I2C 或 MPU6050 从机	顶部或底部
扩展板 - 指南针模块	HMC5883 罗盘	无头模式等高级模式	I2C 或 MPU6050 从机	顶部或底部

2 ESP-Drone 无人机的硬件类型

开发板名	主要配置	备注
ESP32-S2-Drone V1.2	ESP32-S2-WROVER + MPU6050	一体化
ESPlane-V2-S2	ESP32-S2-WROVER + MPU6050	需安装脚架
ESPlane-FC-V1	ESP32-WROOM-32D + MPU6050	需安装机架

1）ESP32-S2-Drone V1.2

配置清单如下：

基础配置清单	数量	备注
主板	1	ESP32-S2-WROVER + MPU6050
716 电机	4	可配置 720 电机
716 电机橡胶圈	4
46mm 螺旋桨 A	2	可配置 55mm 桨
46mm 螺旋桨 B	2
300mAh 1s 锂电池	1	可配置 350mAh 高倍率
1s 锂电池充电板	1
8-pin 25 mm 排针	2

2）ESPlane-V2-S2

3）ESPlane-FC-V1

配置清单如下：

配置清单	数量	备注
主板	1	ESP32-WROOM-32D + MPU6050
机架	1
46 mm 螺旋桨 A	2
46 mm 螺旋桨 B	2
300 mAh 1s 锂电池	1
1s 锂电池充电板	1

3 硬件组装示意图

4 项目源代码

测试版本代码，目前放在 GitHub 仓库，可使用 git 工具获取：

git clone https://github.com/espressif/esp-drone.git

项目软件主要由飞控内核、硬件驱动和依赖库组成：

• 飞控内核来自 Crazyflie 开源工程，主要包括硬件抽象层和飞控程序。
• 硬件驱动按照硬件接口进行了文件结构划分，包括 I2C 设备和 SPI 设备等。
• 依赖库包括 ESP-IDF 提供的默认组件，以及来自第三方的 DSP 等。