DIY 多功能 Arduino 遥控发射器：分步制作指南

本教程将指导你如何制作一款 DIY Arduino 遥控发射器。由于我的项目经常需要无线控制，因此我设计了这款多功能无线电控制器，几乎可适用于所有场景。

你可以观看以下视频，或阅读下方的图文教程。

概述

只需在接收端做少量调整，这款发射器即可无线控制任何 Arduino 项目。它也可作为商业级遥控器，用于控制遥控玩具、赛车、无人机等。为此只需搭配一个简单的 Arduino 接收机，即可生成控制这些商业设备所需的信号。

我将通过几个实例讲解其工作原理：控制 Arduino 机器人小车、控制我上期视频中的 Arduino 蚂蚁机器人，以及通过 ESC 和舵机控制无刷直流电机。

本控制器的无线通信基于 NRF24L01 收发模块，若配合放大天线，在开阔地带可实现高达 700 米的稳定通信距离。控制器共提供 14 个通道，其中 6 个为模拟输入，8 个为数字输入。

硬件配置包括：两个摇杆、两个电位器、两个拨码开关、六个按钮，以及一个由加速度计和陀螺仪组成的内部测量单元（IMU），可通过倾斜或移动控制器来操控设备。

Arduino 遥控发射器电路图

首先来看电路图。这款 RC 控制器的核心是 Arduino Pro Mini，由两节锂聚合物电池串联供电（约 7.4V）。可直接接入 Pro Mini 的 RAW 引脚，其板载稳压器会将电压降至 5V。注意：Arduino Pro Mini 有 5V 和 3.3V 两个版本，本项目使用 5V 版本。

NRF24L01 模块必须使用 3.3V 供电，且建议使用独立电源。因此需用一颗 3.3V 稳压器（如 HT7333 或 AMS1117）将 7.4V 降至 3.3V，并在模块旁并联去耦电容以稳定电压，从而提高无线通信稳定性。NRF24L01 通过 SPI 协议与 Arduino 通信，MPU6050 加速度计/陀螺仪模块则使用 I2C 协议。

所需元件购买链接如下：

• NRF24L01 收发模块………………
• NRF24L01 + PA + LNA 增强版……
• 电位器………………………………
• 舵机…………………………………
• 拨码开关……………………………
• 摇杆（带断路板）………………… —— 需自行拆焊摇杆
• 摇杆（不带断路板）……………… Ebay
• Arduino Pro Mini………………… —— 需 PCB V2 或 V3 版本
• Arduino Pro Mini（我用的版本）… —— PCB V1
• HT7333 3.3V 稳压器………………… 线下电子商店购买 —— PCB V1 & V2
• AMS1117 3.3V 稳压器……………… Amazon / Banggood / AliExpress —— PCB V3

PCB 设计

本项目占用了 Arduino Pro Mini 所有模拟和数字引脚，若用杜邦线连接会非常混乱。因此我使用 EasyEDA 免费在线工具设计了专用 PCB。

设计时充分考虑了人体工学，使控制器易于双手握持，所有控件均在手指可及范围内。板边采用圆角设计，并预留 3mm 安装孔以便后续固定。Arduino 编程引脚引出至板子顶部，方便随时重新烧录。注意：RX 和 TX 引脚用于摇杆按钮，上传代码时必须将其与外部电路断开，因此设计了两排排针配合跳线帽实现快速断连。

重要提示： 请确认手中的 Arduino Pro Mini 版本与 PCB 匹配，或自行修改 PCB 设计。下图对比了三种不同版本（取决于你的 Arduino 板和稳压器型号）。

PCB 设计工程文件链接（包含三个版本，可按需选择）。

设计完成后生成 Gerber 文件，委托 JLCPCB（本视频赞助商）制板。

上传 Gerber 文件后可在查看器中核对，选择板子颜色（我选了黑色）等参数即可下单。首单可享 10 片仅 $2 的优惠。

成品质量优秀，完全符合设计预期。

PCB 组装焊接

先焊接 Arduino Pro Mini 排针。将排针插在面包板上固定，焊接更稳妥。

Pro Mini 两侧也有排针，位置可能因厂家而异。我用的型号每侧需 5 个引脚，其中一个 GND 引脚留空（PCB 下层走线占用）。将 Pro Mini 直接焊在 PCB 上并剪去多余引脚，旁边焊接 MPU6050 模块。

焊接 3.3V 稳压器及其旁路电容，并在 NRF24L01 模块旁再加一颗电容。该模块有三个版本均兼容。

依次焊接编程排针、RX/TX 排针、电源输入排针和电源开关。

电位器引脚过短，需用排针延长。旋钮杆也已剪短以便安装旋钮帽，电位器稍后焊接。

焊接两个拨码开关和两个摇杆。

最后焊接四个轻触按键，同样用排针垫高引脚。

PCB 焊接完成。为展示电路之美，我选择透明亚克力制作外壳。

使用 4mm 厚透明亚克力（带蓝色保护膜），制作上下两块与 PCB 同形的板，通过螺栓固定在 PCB 两面。

按 PCB 轮廓锯切亚克力，用锉刀微调，两块板完美贴合。

标记开孔位置：3mm 钻头钻 4 个安装孔并沉头；6mm 钻头开拨码开关和电位器孔；25mm 福斯纳钻头开摇杆孔，再用锉刀修整。

注：电源排针故意反向焊接，以便从背面（电池侧）插拔。

撕去保护膜，开始组装外壳。先将两个电位器固定在上盖，装入 3mm 螺栓和 11mm 隔离柱。

合合上盖与 PCB，拧紧螺栓。此时再焊接电位器引脚（此前不确定确切高度）。

背板安装电池盒（2 颗螺栓），再用 4 颗螺栓将背板锁在 PCB 背面。

接上电池线，装上电位器旋钮、摇杆帽和 NRF24L01 天线。DIY Arduino 遥控发射器硬件部分大功告成！

接下来烧录程序。Pro Mini 需 USB 转串口模块，连接控制器顶部的编程排针。

Arduino IDE 中选择：开发板 "Arduino Pro or Pro Mini"，处理器型号对应选择（5V/16MHz），端口选择对应 COM 口，烧录器选 "USBasp"。

即可上传代码。

DIY Arduino 遥控发射器代码详解

发射端代码核心逻辑如下：

首先引入库文件：SPI.h、nRF24L01.h、RF24.h 用于无线通信，Wire.h 用于 I2C 设备（MPU6050）。定义数字输入引脚、变量、射频对象及通信地址。

#include <SPI.h>
#include <nRF24L01.h>
#include <RF24.h>
#include <Wire.h>

// 数字输入引脚定义
#define jB1 1  // 摇杆1按钮
#define jB2 0  // 摇杆2按钮
#define t1 7   // 拨码开关1
#define t2 4   // 拨码开关2
#define b1 8   // 按钮1
#define b2 9   // 按钮2
#define b3 2   // 按钮3
#define b4 3   // 按钮4

const int MPU = 0x68; // MPU6050 I2C 地址
float AccX, AccY, AccZ;
float GyroX, GyroY, GyroZ;
float accAngleX, accAngleY, gyroAngleX, gyroAngleY;
float angleX, angleY;
float AccErrorX, AccErrorY, GyroErrorX, GyroErrorY;
float elapsedTime, currentTime, previousTime;
int c = 0;

RF24 radio(5, 6); // NRF24L01 (CE, CSN)
const byte address[6] = "00001"; // 通信地址

定义数据结构体存储 14 通道数据。结构体最大 32 字节（NRF24L01 单包缓冲区上限）。

// 结构体最大 32 字节 - NRF24L01 缓冲区限制
struct Data_Package {
  byte j1PotX;      // 摇杆1 X轴
  byte j1PotY;      // 摇杆1 Y轴
  byte j1Button;    // 摇杆1按钮
  byte j2PotX;      // 摇杆2 X轴
  byte j2PotY;      // 摇杆2 Y轴
  byte j2Button;    // 摇杆2按钮
  byte pot1;        // 电位器1
  byte pot2;        // 电位器2
  byte tSwitch1;    // 拨码开关1
  byte tSwitch2;    // 拨码开关2
  byte button1;     // 按钮1
  byte button2;     // 按钮2
  byte button3;     // 按钮3
  byte button4;     // 按钮4
};
Data_Package data; // 创建结构体变量

setup() 中初始化 MPU6050，可选校准 IMU 误差；配置无线模块（250kbps 速率、低功率模式）；启用所有数字输入的内部上拉电阻；设置所有通道默认值（摇杆中位 127，按键默认 1 即释放态）。

void initialize_MPU6050() {
  Wire.begin();
  Wire.beginTransmission(MPU);
  Wire.write(0x6B); Wire.write(0x00); // 复位
  Wire.endTransmission(true);
  // 配置加速度计 ±8g
  Wire.beginTransmission(MPU);
  Wire.write(0x1C); Wire.write(0x10);
  Wire.endTransmission(true);
  // 配置陀螺仪 1000dps
  Wire.beginTransmission(MPU);
  Wire.write(0x1B); Wire.write(0x10);
  Wire.endTransmission(true);
}

// 无线电配置
radio.begin();
radio.openWritingPipe(address);
radio.setAutoAck(false);
radio.setDataRate(RF24_250KBPS);
radio.setPALevel(RF24_PA_LOW);

// 启用内部上拉
pinMode(jB1, INPUT_PULLUP); pinMode(jB2, INPUT_PULLUP);
pinMode(t1, INPUT_PULLUP); pinMode(t2, INPUT_PULLUP);
pinMode(b1, INPUT_PULLUP); pinMode(b2, INPUT_PULLUP);
pinMode(b3, INPUT_PULLUP); pinMode(b4, INPUT_PULLUP);

loop() 中读取 6 路模拟量（A0-A3, A6-A7），用 map() 将 0-1023 映射为 0-255 存入结构体；读取 8 路数字量（摇杆按钮、拨码、按键）；最后用 radio.write() 发送整个结构体。

// 读取模拟输入并映射为 0-255
data.j1PotX = map(analogRead(A1), 0, 1023, 0, 255);
data.j1PotY = map(analogRead(A0), 0, 1023, 0, 255);
data.j2PotX = map(analogRead(A2), 0, 1023, 0, 255);
data.j2PotY = map(analogRead(A3), 0, 1023, 0, 255);
data.pot1   = map(analogRead(A7), 0, 1023, 0, 255);
data.pot2   = map(analogRead(A6), 0, 1023, 0, 255);

// 读取数字输入（上拉模式下按下为 LOW）
data.j1Button = digitalRead(jB1);
data.j2Button = digitalRead(jB2);
data.tSwitch2 = digitalRead(t2);
data.button1  = digitalRead(b1);
data.button2  = digitalRead(b2);
data.button3  = digitalRead(b3);
data.button4  = digitalRead(b4);

// 发送数据包
radio.write(&data, sizeof(Data_Package));

当拨码开关 1 闭合（读为 LOW）时，改用 IMU 姿态角控制：调用 read_IMU() 计算俯仰/横滚角（-90°~+90°），再映射为 0-255 覆盖 j1PotX 和 j1PotY。

if (digitalRead(t1) == 0) {
  read_IMU(); // 使用 MPU6050 替代摇杆1控制
  // 将角度 -90~+90 映射为 0~255
  data.j1PotX = map(angleX, -90, +90, 255, 0);
  data.j1PotY = map(angleY, -90, +90, 0, 255);
}

完整发射端代码（含 IMU 读取、互补滤波融合算法）见下方。

接收端代码

接收端原理图如下（可用任意 Arduino 板）。

接收端代码结构与发射端对应：相同的结构体、相同的无线参数，调用 radio.startListening() 进入接收模式。主循环中用 radio.available() 判断是否有数据，读取后打印串口监视器验证。若超 1 秒未收到数据，调用 resetData() 恢复默认值，防止失控（如无人机油门卡住飞走）。

/* 接收端示例代码 */
#include <SPI.h> #include <nRF24L01.h> #include <RF24.h>
RF24 radio(10, 9); // CE, CSN
const byte address[6] = "00001";
unsigned long lastReceiveTime = 0, currentTime = 0;

struct Data_Package { /* 同发射端 */ };
Data_Package data;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  radio.begin();
  radio.openReadingPipe(0, address);
  radio.setAutoAck(false);
  radio.setDataRate(RF24_250KBPS);
  radio.setPALevel(RF24_PA_LOW);
  radio.startListening();
  resetData();
}

void loop() {
  if (radio.available()) {
    radio.read(&data, sizeof(Data_Package));
    lastReceiveTime = millis();
  }
  currentTime = millis();
  if (currentTime - lastReceiveTime > 1000) resetData(); // 超时保护

  // 串口打印验证
  Serial.print("j1PotX: "); Serial.print(data.j1PotX);
  Serial.print("; j1PotY: "); Serial.print(data.j1PotY);
  Serial.print("; button1: "); Serial.print(data.button1);
  Serial.print("; j2PotX: "); Serial.println(data.j2PotX);
}

void resetData() {
  data.j1PotX = 127; data.j1PotY = 127;
  data.j2PotX = 127; data.j2PotY = 127;
  data.j1Button = 1; data.j2Button = 1;
  data.pot1 = 1; data.pot2 = 1;
  data.tSwitch1 = 1; data.tSwitch2 = 1;
  data.button1 = 1; data.button2 = 1; data.button3 = 1; data.button4 = 1;
}

应用案例 1：Arduino 机器人小车无线控制

接收端读取摇杆 1 数值驱动电机，实现小车前后左右移动。

应用案例 2：Arduino 蚂蚁机器人/六足机器人控制

读取发射器数据，根据指令执行前进、转向、咬合、攻击等动作。

应用案例 3：ESC 与舵机控制（兼容商业 RC 设备）

商业 RC 设备通常通过 PWM/PPM 控制舵机或无刷电机（ESC）。接收端用 Arduino Servo 库生成 50Hz PWM：舵机写角度（0-180°），ESC 写微秒脉宽（1000-2000μs 对应零油门到全油门）。

注意： NRF24L01 2.4GHz 体制无法与标准 RC 接收机配对，必须自制接收端（Arduino + NRF24L01）再输出 PWM/PPM 信号。

/* ESC 与舵机控制接收端代码 */
#include <SPI.h> #include <nRF24L01.h> #include <RF24.h> #include <Servo.h>
RF24 radio(10, 9); const byte address[6] = "00001";
// ... 结构体定义同前 ...
Servo esc, servo1, servo2;
int escValue, servo1Value, servo2Value;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  radio.begin(); radio.openReadingPipe(0, address);
  radio.setAutoAck(false); radio.setDataRate(RF24_250KBPS);
  radio.setPALevel(RF24_PA_LOW); radio.startListening();
  resetData();
  esc.attach(9); servo1.attach(3); servo2.attach(4);
}

void loop() {
  currentTime = millis();
  if (currentTime - lastReceiveTime > 1000) resetData();
  if (radio.available()) {
    radio.read(&data, sizeof(Data_Package));
    lastReceiveTime = millis();
  }
  // 舵机控制：映射 0-255 到 0-180°
  servo1Value = map(data.j2PotX, 0, 255, 0, 180);
  servo2Value = map(data.j2PotY, 0, 255, 0, 180);
  servo1.write(servo1Value); servo2.write(servo2Value);
  // ESC 控制：映射 0-255 到 1000-2000μs
  escValue = map(data.pot1, 0, 255, 1000, 2000);
  esc.writeMicroseconds(escValue);
}

教程到此结束。希望你喜欢并有所收获。欢迎在评论区提问，别忘了关注我的 Arduino 项目合集！