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文檔簡介

Pixhawk飛控概覽、快速入門————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期: Pixhawk飛行控制器概覽目錄[HYPERLINK"http://copter.ardupilot.cn/wiki/common-pixhawk-overview/"隱藏]HYPERLINK"http://copter.ardupi/wiki/common-pixhawk-overview/"\l"Pixhawk"1Pixhawk飛行控制器概覽HYPERLINK"http://copter.a(chǎn)rdupilot.cn/wiki/common-pixhawk-overview/"\l"i"2技術(shù)規(guī)格HYPERLINK"http://copter.ardupilot.cn/wiki/common-pixhawk-overview/"5Pixhawk接口圖HYPERLINK"http://copter.ardup/wiki/common-pixhawk-overview/"6選擇哪款飛控?APM、PX4,還是PIXHAWKHYPERLINK"http://copter.ardupilot.cn/wiki/common-pixhawk-overview/"\l"PIXHAWK"7PIXHAWK系統(tǒng)特性HYPERLINK"http://copter.ardupilot.cn/wiki/common-pixhawk-overview/"\l"Pixhawk-4"8Pixhawk飛控系統(tǒng)的組成部分:HYPERLINK"http://copter.ardupilot.cn/wiki/common-pixhawk-overview/"\l"PX4FMU_PX4IOPIXHAWK"9PX4FMU/PX4IO與PIXHAWK的比較\l"PX4FMU_PX4IOPixhawk"10PX4FMU/PX4IO與Pixhawk的主要區(qū)別HYPERLINK"http://copter.ar/wiki/common-pixhawk-overview/"\l"DF13"11連接與斷開DF13接頭技術(shù)規(guī)格處理器32位STM32F427ARMCortexM4核心外加FPU(浮點運算單元)168Mhz/256KBRAM/2MB閃存32位STM32F103故障保護協(xié)處理器傳感器InvensenseMPU6000三軸加速度計/陀螺儀STMicroL3GD2016位陀螺儀STMicroL(fēng)SM303D14位加速度計/磁力計MS5611MEAS氣壓計電源良好的二極管控制器,帶有自動故障切換舵機端口7V高壓與高電流輸出所有的外圍設(shè)備輸出都有過流保護,所有的輸入都有防靜電保護接口5個UART串口,1個支持大功率,兩個有硬件流量控制SpektrumDSM/DSM2/DSM-X衛(wèi)星輸入FutabaSBUS輸入(輸出正在完善中)PPMsum信號RSSI(PWM或者電壓)輸入I2C,SPI,2個CAN,USB3.3與6.6ADC輸入尺寸重量38g寬50mm;高15.5mm;長81.5mmPixhawk的接口分配PWM,PPM-SUM和SBUS模式下的舵機與電調(diào)的連接方法Pixhawk接口圖?上圖中針腳1在右邊

串口1(Telem1),串口2(Telem2),串口(GPS)針腳:6=GND,5=RTS,4=CTS,3=RX,2=TX,1=5V.選擇哪款飛控?APM、PX4,還是PIXHAWKAPM2.5與2.6是傳統(tǒng)ardupilot飛控的最新(也是最終)版本:HYPERLINK"http://copter.ardupilot.com/wiki/common-apm25-and-26-overview/"APM25與26概覽PX4FMU與PX4IO是這個新飛控家族的最初兩個版本:HYPERLINK"http://copter.ardupil/wiki/common-px4fmu-overview/"Px4FMU概覽與HYPERLINK"http://copter.a(chǎn)rdupilot.com/wiki/common-px4io-overview/"Px4IO概覽Pixhawk是根據(jù)我們的需要,結(jié)合PX4FMU/PX4IO改進而開發(fā)出的PX4飛控的單塊電路板版本。APM是一款非??煽康某晒Ξa(chǎn)品,它的潛力被充分挖掘,給我們帶來了豐富的功能。但是APM的8位CPU在儲存和CPU計算能力上已經(jīng)不能滿足未來的需求了。雖然最近取得的一些進展讓我們對APM更加留戀,但是事實已經(jīng)非常明顯,發(fā)展的趨勢不可逆轉(zhuǎn)。盡管目前尚未到時候,但是APM系列產(chǎn)品馬上就要終結(jié)了。PX4FMU/PX4IO是由一個LorenzMeier所在的瑞士小組所開發(fā)的學(xué)校項目。PX4擁有一個32位處理器,提供更多內(nèi)存、運用分布處理方式并且包含一個浮點運算協(xié)處理器。與APM相比,PX4/Pixhawk具有其10倍以上的CPU性能和更多其他方面的改進。Diydrones和3DRobotics把PX4系統(tǒng)視作他們下一代飛控的基礎(chǔ)。Pixhawk是由DIYDrones、3DR和最初的瑞士PX4團隊聯(lián)合開發(fā)的下一代飛控。DIYDrones和3DR認為下一代飛控應(yīng)該具備的特征,Pixhawk全部都符合。目前Pixhawk的固件正在進行最終的調(diào)試,而且它在未來將會有更大的發(fā)展空間。以后開發(fā)的重點將是Pixkawk,所以PX4系統(tǒng)的開發(fā)可能會滯后并且某些問題可能很久都不會得到解決。APM系統(tǒng)已經(jīng)走到了它的終點,PX4FMU/IO系統(tǒng)只是開發(fā)Pixhawk的過渡。所以如果你需要一款飛控的話,請果斷選擇Pixhawk吧!PIXHAWK系統(tǒng)特性Pixhawk飛控是PX4飛控系統(tǒng)的進一步發(fā)展。Pixhawk將PX4-FMU控制器與PX4-IO集成到了一塊電路板上,除此之外還有額外的IO、內(nèi)存和其他特性。Pixhawk是一款貨真價實的第三代飛行控制系統(tǒng)(APM->PX4->Pixhawk)。它針對我們的飛行導(dǎo)航軟件做了高度優(yōu)化以實現(xiàn)對飛行器的控制與自動飛行。它的性能目前有充足的富余,因此在未來的幾年內(nèi)Pixhawk系統(tǒng)都可以繼續(xù)有效使用。Nuttx實時操作系統(tǒng)對各種自主模型都可以實現(xiàn)高性能、高靈活性與高可靠性的控制。類似于Unix/Linux,集成了多線程和Lua任務(wù)腳本與飛行行為的編程環(huán)境提供了強大的開發(fā)潛力。有一個定制的PX4驅(qū)動層確保所有進程密集運行。目前的APM和PX4用戶可以無縫切換至Pixhawk系統(tǒng),這大大降低了新用戶的入門門檻。新的外圍設(shè)備,將會有:數(shù)碼空速計,外接彩色LED指示燈與外接磁力計。所有的外圍設(shè)備都可以自動檢測和配置。?Pixhawk飛控系統(tǒng)的組成部分:一顆性能強勁的32位處理器,還有一顆附加故障保護備用控制器,外加超大的儲存空間。主控制器STM32F42732位微處理器:168MHz,252MIPS,CortexM4核心與浮點單元。2M閃存儲存程序和256K運行內(nèi)存。獨立供電的32位STM32F103備用故障保護協(xié)處理器,在主處理器失效時可實現(xiàn)手動恢復(fù)。microSD儲存卡槽,用于數(shù)據(jù)日志和其他用途。各種恰到好處的傳感器。三軸16位STMicroL(fēng)3GD20H陀螺儀,用于測量旋轉(zhuǎn)速度。三軸14位加速度計和磁力計,用于確認外部影響和羅盤指向??蛇x擇外部磁力計,在需要的時候可以自動切換。MEASMS5611氣壓計,用來測量高度。內(nèi)置電壓電流傳感器,用于確認電池狀況??赏饨樱誃LOXLEAGPS,用于確認飛機的絕對位置。各種可擴展I/O接口和專用接口。14個PWM舵機或電調(diào)輸出。5個UART(串口),一個支持大功率,2個有硬件流量控制。兩個CANI/O接口(一個有內(nèi)部3.3V收發(fā),一個在擴充接口上)。兼容SpektrumDSM/DSM2/DSM-X??衛(wèi)星接收機輸入:允許使用Specktrum遙控接收機。兼容FutabaS.BUS??輸入和輸出。PPMsum信號輸入。RSSI(PWM或電壓)輸入。I2C和SPI串口。兩個3.3V和一個6.6V電壓模擬信號輸入。內(nèi)置microUSB接口以及外置microUSB接口擴展。包含它自己的板載微控制器和FMU棧。具有冗余設(shè)計和擴展保護的綜合供電系統(tǒng)。Pixhawk是由一個集成有電壓電流傳感器輸出的協(xié)同系統(tǒng)供電。良好的二極管控制器,提供自動故障切換和冗余供電輸入??芍С指邏?最高10V)大電流(10A+)舵機。所有的外接輸出都有過流保護,所有的輸入都有防靜電保護。其他特性。提供額外的安全按鈕可以實現(xiàn)安全的馬達激活/關(guān)閉。LED狀態(tài)指示器與驅(qū)動可以支持高亮度外接彩色LED指示燈表明飛行狀態(tài)。通過高能多種提示音的壓電聲音指示器可以得知實時飛行狀態(tài)??芍С謳鈿づc內(nèi)置磁力計的高性能UBLOXGPS。重量:38g,寬度:50mm,厚度:15.5mm,長度:81.5mmPX4FMU/PX4IO與PIXHAWK的比較新的PX4HYPERLINK"https://pixhawk.ethz.ch/px4/modules/pixhawk"\t"_blank"Pixhawk模塊是目前HYPERLINK"https://pixhawk.ethz.ch/px4/modules/px4fmu"\t"_blank"FMU和HYPERLINK"https://pixhawk.ethz.ch/px4/modules/px4io"\t"_blank"IO模塊的升級,并且與兩者完全兼容。主要區(qū)別是目標用戶群不同:PX4FMU和IO的元件封裝地非常密集,所以板子比較小(一個8通道接收機的尺寸)。Pixhawk有更多的空間、更多的接口和更多的PWM輸出。一共有兩組舵機接口,主要的一組8個接口是通過備用處理器連接,另外一組輔助的6個通道則直接連在主處理器上。標有“RC”的接口適用于普通PPM信號或者futabaSBUS信號的輸入,標有“SB”的接口則用于讀取RSSI信號,輸出SBUS信號至舵機。頂上有一個Spektrum衛(wèi)星接收機兼容接口(標有SPKT/DSM)。二者的基本操作方式是相同的,并且軟件也是通用的。在Pixhawk中,FMUv2與IOv2在同一塊電路板上工作(并且開發(fā)者會發(fā)現(xiàn)軟件將適用于FMUv2和IOv2)PX4FMU/PX4IO與Pixhawk的主要區(qū)別14個PWM輸出(Pixhawk)vs.12個PWM輸出(PX4)所有的PixhawkPWM輸出都是在舵機輸出端口(PX4:8個在舵機輸出端口,4個在15pinDF13端口)5個串行端口vs.4個(因為某些有雙重功能,所以舊版本在某些配置下只有3個)256KBRAM與2MB閃存vs192KBRAM與1MB閃存(舊版)更先進的傳感器模塊(最新一代)大功率蜂鳴器驅(qū)動(舊版:VBAT驅(qū)動,不如新的響)大功率彩色LED(舊版:僅支持外接BlinkM)支持裝在面板上的USB外接模塊(舊版:無此功能)重新改進與設(shè)計的供電結(jié)構(gòu)更好的輸入輸出針腳的短路與高壓保護更好的檢測供電電壓(內(nèi)置的或者外接的,例如:舵機電壓)支持Spektrum衛(wèi)星接收機對頻(在v1版本里需要手動接線才能實現(xiàn),但是軟件支持)v2版本里沒有再使用固態(tài)繼電器外殼的結(jié)構(gòu)可以幫助正確的放置插頭,使得接頭更容易插拔(在另一帖里,這個部分有更詳細的說明)外殼可以防止舵機接頭的脫落新的模塊跟原來相比高度相同,體積會稍稍大一些,但是操作起來更方便。外置供電模塊與現(xiàn)有的3DR供電模塊類似(每個Pixhawk都帶有一個免費的供電模塊)。每一代產(chǎn)品都有一個備用處理器,如果在固定翼飛行時自動駕駛失效,故障切換機制將會啟動,協(xié)處理器將接替主處理器工作。對于軟件開發(fā)者,區(qū)別在于PX4中間軟件有良好的抽象,可以在運行時中找到或構(gòu)建。

Pixhawk快速入門目錄[HYPERLINK"http://copter.ardupilot.cn/wiki/common-pixhawk-quick-start/"隱藏]HYPERLINK"http://copter.a(chǎn)rdupilot.cn/wiki/common-pixhawk-quick-start/"\l"Pixhawk"1Pixhawk快速入門HYPERLINK"http://copter.a(chǎn)rdupilot.cn/wiki/common-pixhawk-quick-start/"3在飛行器上安裝PixhawkHYPERLINK"http://copter.ardup/wiki/common-pixhawk-quick-start/"4將Pixhawk與你的多軸飛行器連起來HYPERLINK"http://copter.ardupilot.cn/wiki/common-pixhawk-quick-start/"\l"Pixhawk-4"5加載固件至PixhawkHYPERLINK"http://copter.ar/wiki/common-pixhawk-quick-start/"6安裝PlannerHYPERLINK"http://copter.ardupilot.cn/wiki/common-pixhawk-quick-start/"\l"Pixhawk-5"7校準你的PixhawkHYPERLINK"http://copter.ardupilot.cn/wiki/common-pixhawk-quick-start/"\l"Pixhawk-6"8Pixhawk指示燈的含義HYPERLINK"http://copter.ardupil/wiki/common-pixhawk-quick-start/"9Pixhawk安全開關(guān)含義(紅色LED)HYPERLINK"http://copter.ardupilot.cn/wiki/common-pixhawk-quick-start/"\l"Pixhawk-7"10Pixhawk接口HYPERLINK"http://copter.a(chǎn)rdupilot.cn/wiki/common-pixhawk-quick-start/"\l"Pixhawk-8"11Pixhawk規(guī)格組成部分:在外殼里面的裝著SD卡的HYPERLINK"http://store.3drobotics.com/products/3dr-pixhawk"Pixhawk:蜂鳴器: 安全開關(guān):電源模塊以及:一個SD卡USB適配器,一條Micro-USB線,兩根6pin線,還有一些減震棉。你還需要一個HYPERLINK"http://store.3drobotics.com/products/3dr-gps-ublox-with-compass"GPS模塊,而且一個集成在GPS里面的羅盤可以更方便地降低外界的干擾。準備開始你需要一個多軸飛行器:請參照HYPERLINK"http://copter.a(chǎn)rdupilot.com/wiki/build-your-own-multicopter/"如何做一個你自己的多軸飛行器Wiki頁面。有了APM固件的幫助,Pixhawk可以把各種遙控飛機、飛行器、無人車變成一個全功能的無人飛行器。在你擁有了一個完整安裝好的多軸飛行器后,請按照以下步驟來安裝你的Pixhawk。在飛行器上安裝Pixhawk將Pixhawk與你的多軸飛行器連起來加載固件至Pixhawk校準你的飛行器你也可以直接獲取這篇文檔的當(dāng)前拷貝HYPERLINK"http://3drobotics.com/wp-content/uploads/2013/12/pixhawk-manual-rev3_3.pdf"3DRPixhawk快速入門PDF(已失效)。在飛行器上安裝Pixhawk請使用雙面減震棉把Pixhawk安裝在飛行器上。裁剪出四塊約3/4平方英寸的減震棉,然后粘在Pixhawk的每一個角上。最好將Pixhawk安放在模型的重心處。確認Pixhawk的箭頭標指向飛行器的機頭。

將Pixhawk與你的多軸飛行器連起來把PPM總線或者FutabaSBUS接收線(黑色地線、紅色電源線和白色信號線)接在最左邊的RC接口上。SB接口是給FutabaSBus預(yù)留的,功能尚未完善。對于SpektrumDSM,DSM2或者DSMX衛(wèi)星接收機,直接接在SPKT/DSM接口。把從(3DR)分線板引出的一根紅黑兩根的線接在Pixhawk的任意一個地線(-,黑線)和電源線(+,紅線)輸出針腳。警告!供電接口必須有5V或者與你的舵機相對應(yīng)的電壓,不能直接與電池相連。你可以使用ESC的5v電壓BEC輸出或者用于舵機的足夠功率的單獨UBEC供電。這種接法是可選的,僅在用Pixhawk給外接舵機供電時才是必須的。對于飛行器,將每根信號線從PDB板與Pixhawk上其對應(yīng)的信號針腳相連。把每個電機的信號線與對應(yīng)的信號針腳相連。針腳1=電機1––針腳5=電機5針腳2=電機2––針腳6=電機6針腳3=電機3––針腳7=電機7針腳4=電機4––針腳8=電機8對于固定翼飛機,把每個通道的信號線與主信號輸出針腳相連。針腳1=副翼針腳2=升降舵針腳3=油門針腳4=方向舵對于無人車,把油門和方向的信號線與主信號輸出針腳相連針腳3=油門針腳4=轉(zhuǎn)向加載固件至PixhawkAPM固件是自動駕駛儀運行的大腦。在加載固件至pixhawk之前,需先在地面站電腦上安裝missionplanner。選擇windows里的MissionPlanner或者Mac與Linux里的APMPl(wèi)anner。這些應(yīng)用都可以從HYPERLINK"http://ardupi/"ardupilot.cn網(wǎng)站里免費下載。從HYPERLINK"http://ardupilot.com/downloads/?did=82"(這里!)下載用于Windows的MissionPlanner然后點擊橙色的Download按鈕。從HYPERLINK"http://ardupilot.com/downloads/"(這里!)下載Mac或者Linux版的MissionPl(wèi)anner(注意這還沒有安裝!)Mac系統(tǒng)請選擇APMPl(wèi)anner–DMG–最新然后點擊橙色的Download按鈕。Linux系統(tǒng)請選擇APMPl(wèi)anner–RPM–最新并選擇橙色的Download按鈕。安裝Planner在選擇正確的文件后,仔細閱讀接下來頁面的安全說明然后點擊“Download”。打開文件運行安裝向?qū)?。在通過系統(tǒng)安全警示后,安裝全部建議的驅(qū)動。在安裝完成后,打開MissionPlanner應(yīng)用。用micro-USB線把Pixhawk連接至你的電腦。你的電腦將自動安裝正確的驅(qū)動。這時請不要點擊“連接”按鈕,Pixhawk只有在與Mavlink“未連接”的時候才可以加載固件。在Planner程序里選擇初次安裝圖標。然后在左邊欄內(nèi)選擇InstallFirmware項。接下來選擇你想加載固件的模型類型。當(dāng)你想執(zhí)行操作時,會有確認提示。當(dāng)指示條顯示下載完成后,斷開USB將飛控斷電然后重新接上電腦供電。如果你聽到了一段樂音,你的固件安裝就完成了。如果你聽到一連串的三次嘟嘟聲,先斷開USB,然后按住安全按鈕,再重新連接USB。重啟之后,一連串的兩次嘟嘟聲表示固件已經(jīng)成功加載。校準你的Pixhawk校準你的在飛行器上使用的Pixhawk,請到這個HYPERLINK"http://copter.ardupilot.com/wiki/initial-setup/configuring-hardware/"Wiki頁面。然后到HYPERLINK"http://copter.ardupilot.com/wiki/initial-setup/esc-motor/"(這里?。﹫?zhí)行電調(diào)校準。然后再到HYPERLINK"http://copter.ardupilot.com/wiki/motor-setup/"(這里!)正確設(shè)置電機旋轉(zhuǎn)方向。校準你的在飛機上使用的Pixhawk,請到這個Wiki頁面。然后到HYPERLINK"http://plane.ardupilot.com/wiki/arduplane-setup/first-time-apm-setup/checking-the-sensors/"(這里!)檢查傳感器。然后到HYPERLINK"http://plane.a/wiki/arduplane-setup/first-time-apm-setup/reversing-servos-and-setting-normalelevon-mode/"(這里!)設(shè)定舵機方向和副翼或升降副翼模式。如果你的副翼設(shè)置在兩個通道上,你可以在HYPERLINK"http://plane.ardupilot.com/wiki/multipleailerons-3/"(這里!)設(shè)置它們。如果你有襟翼,你可以在HYPERLINK"http://plane.ardupilot.com/wiki/automatic-flaps/"(這里!)設(shè)置自動襟翼如果你的升降副翼是分離的,你可以在HYPERLINK"http://plane.ardu/wiki/differential-spoilers/"(這里?。┰O(shè)置不同的擾流器Pixhawk指示燈的含義紅燈和藍燈閃:初始化中。請稍等。黃燈雙閃:錯誤。系統(tǒng)拒絕解鎖。藍燈閃:已加鎖,GPS搜星中。自動導(dǎo)航,懸停,還有返回出發(fā)點模式需要GPS鎖定。綠燈閃:已加鎖,GPS鎖定已獲得。準備解鎖。從加鎖狀態(tài)解鎖時,會有快速的兩次響聲提示。綠燈長亮加單次長響:GPS鎖定并且解鎖。準備起飛!黃燈閃:遙控故障保護被激活。黃燈閃加快速重復(fù)響:電池故障保護被激活。黃燈藍燈閃加高-高-高-低響:GPS數(shù)據(jù)異?;蛘逩PS故障保護被激活。Pixhawk安全開關(guān)含義(紅色LED)快速,持續(xù)閃爍:執(zhí)行系統(tǒng)自檢中。請稍等。間歇閃爍:系統(tǒng)就緒。請按安全開關(guān)按鈕以激活系統(tǒng)。常亮:已經(jīng)準備好解鎖??梢詧?zhí)行解鎖程序。

Pixhawk接口

1SpektrumDSM接收機

2遙測(電臺遙測)?3遙測(屏幕上顯示)?4USB

5SPI(串行外設(shè)接口)總線

6電源模塊?7安全開關(guān)按鈕

8蜂鳴器?9串行

10GPS模塊?11CAN(controllerareanetwork)總線?12I2C分流器或羅盤模塊?13模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器6.6V

14模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器3.3V

15LED指示器

1輸入/輸出重置按鈕?2SD卡

3飛行管理重置按鈕?4Micro-USB接口1遙控接收機輸入?2FutabaS.Bus接收機輸入

3主輸出?4輔助輸出?Pixhawk規(guī)格處理器32位ARMCortexM4核心包含FPU(浮點運算單元)168Mhz/256KBRAM/2MB閃存32位故障保護協(xié)處理器傳感器STMicro16位陀螺儀STMicro14位加速度計/磁力計MEAS氣壓計電源良好的二極管控制器,帶有自動故障切換舵機端口7V高壓與高電流預(yù)備所有的外圍設(shè)備輸出都有過流保護,所有的輸入都有防靜電保護接口5個UART串口,1個支持大功率,兩個有硬件流量控制SpektrumDSM/DSM2/DSM-X衛(wèi)星輸入FutabaS.BUS輸入和輸出PPMsum信號RSSI(PWM或者電壓)輸入I2C,SPI,2個CAN,USB3.3與6.6ADC輸入尺寸重量38g寬50mm高15.5mm長81.5mm?APM:Copter參考手冊目錄“我必須要做這樣一件事情,我不想未來打開互聯(lián)網(wǎng)看到的都是英文?!薄R云*標題為英文的文章是目前還沒有翻譯的文章。

*翻譯組招募喜歡APM的機友共同翻譯,請到奠基網(wǎng)論壇HYPERLINK"http://bbs.diywrj.com/forum-60-1.html"\t"_blank"申請專區(qū)進行申請?*加入最火爆最專業(yè)的APM交流群,請點擊頁面下方的“加入QQ群”按鈕

*官方并沒有推出APM2.6以上版本,以及Pixhawk2.4.3以上版本

*據(jù)大部分機友反應(yīng),閱讀wiki相較看視頻教程能有效降低炸機概率

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