無人機組裝與調(diào)試多旋翼無人機的組裝與調(diào)試第四章溫州市教育局職業(yè)教育區(qū)域特色教材建設(shè)成果中高職一體化教材01常用遙控器的基本操作常用遙控器的基本操作01遙控器和遙控接收機是遙控接收鏈路的重要組成部分，它們負責將地面操控人員的控制指令傳送到機載飛控上，以便飛控按照指令執(zhí)行相應(yīng)操作。這些遙控設(shè)備的質(zhì)量不僅影響著飛行任務(wù)完成的質(zhì)量，更關(guān)乎飛行安全問題。常用遙控器的基本操作01遙控器通道遙控器通道數(shù)指的是遙控的自由度，即通過遙控接收機能控制多少個部件（如舵機、電調(diào)等）或者實現(xiàn)多少種功能（如激活或調(diào)整某個參數(shù)）。遙控器的通道越多，其價格越高。常見的遙控器有6通道、7通道、8通道、9通道和12通道等。常用遙控器的基本操作01遙控接收機模式遙控接收機模式是指接收機編碼的模式，主要包括PWM編碼（PulseWidthModulation脈沖寬度調(diào)制）、PPM編碼（PulsePositionModulation脈沖位置調(diào)制）、S.BUS編碼（SerialBus串行通信協(xié)議）。大多數(shù)遙控器能配對多種編碼模式的遙控接收機，且有些遙控接收機可兼容兩種編碼模式。常用遙控器的基本操作01遙控接收機模式PPM編碼PPM編碼簡單地將多個脈沖組合成一組，并以組為單位周期性發(fā)送，通過組內(nèi)各個脈沖之間的寬度來傳輸相應(yīng)通道的控制信號。在一些場合中，PPM編碼不需要直接驅(qū)動設(shè)備，而是需要先集中獲取遙控接收機的多個通道的值，再將遙控接收機的信號傳輸給飛控。因此，每個通道一組物理連線的方式就顯得過于繁瑣。PPM編碼廣泛應(yīng)用于教練線和模擬器中。2PWM編碼PWM編碼是由周期性跳變的高低電平組成的方波，主要用于控制單個電調(diào)或單個舵機。每一路PWM編碼只能傳輸一路信號，各自驅(qū)動不同的電調(diào)和舵機。1常用遙控器的基本操作01遙控接收機模式S.BUS編碼S.BUS編碼是一個串行通信協(xié)議，最早由日本廠商FUTABA引入，隨后FrSky的很多遙控接收機也開始支持該協(xié)議。S.BUS編碼是一種全數(shù)字化接口總線，這里的“數(shù)字化”指的是該協(xié)議使用現(xiàn)有的數(shù)字通信接口作為通信的硬件協(xié)議，并采用專用的軟件協(xié)議，這使得S.BUS編碼非常適合在單片機系統(tǒng)中使用，特別是與飛控連接?？偩€可以連接多個設(shè)備，這些設(shè)備通過一個HUB與總線相連，從而得到各自的控制信息。S.BUS編碼使用RS232C串口的硬件協(xié)議作為自己的硬件運行基礎(chǔ)，采用TTL電平（3.3V），并使用負邏輯（低電平為“1”，高電平為“0”）。S.BUS編碼的波特率為100K（注意：不兼容波特率115200），并采用8位數(shù)據(jù)位、2位停止位和偶效驗（8E2）的串口通信。S.BUS編碼是一個遙控接收機串行總線的輸出，通過這根總線，可以獲得遙控器上所有通道的數(shù)據(jù)。目前，很多模型和無人機電子設(shè)備都支持S.BUS編碼總線的接入。使用S.BUS編碼總線獲取通道數(shù)據(jù)，不僅效率高，還能節(jié)省硬件資源，只需要一根線即可獲取所有通道的數(shù)據(jù)。3常用遙控器的基本操作01遙控器使用注意事項（1）請不要在夜晚或雷雨天氣使用遙控器，惡劣的天氣環(huán)境有可能導(dǎo)致遙控器失靈。（2）請不要在雨雪或有水的地方使用遙控器。如果有液體進入系統(tǒng)內(nèi)部，可能會導(dǎo)致遙控器運行不穩(wěn)定或失靈。（3）2.4GHz無線電波段完全不同于之前所使用的低頻無線電波段。使用時請確保模型產(chǎn)品在使用者的視線范圍內(nèi)，大的障礙物將會阻斷無線電頻率信號，從而導(dǎo)致遙控器失靈或模型失控。（4）在使用過程中，嚴禁緊握發(fā)射機天線，否則將會大大減弱無線電傳播信號的質(zhì)量和強度，導(dǎo)致遙控失靈或模型失控。（5）使用前必須確保遙控器與模型安裝正確，否則可能導(dǎo)致模型發(fā)生嚴重損壞。（6）關(guān)閉時，請務(wù)必先關(guān)閉遙控器接收機電源，然后關(guān)閉發(fā)射機。如果關(guān)閉發(fā)射機電源時遙控器接收機仍在工作，將有可能導(dǎo)致遙控器失控，或者因引擎繼續(xù)工作而引發(fā)事故。（7）操控時，請先確認模型所有舵機的動作方向與操控方向一致。如果不一致，請調(diào)整至正確的方向。（8）當遙控距離持續(xù)較遠時，有發(fā)生失控的可能。請適當縮短遙控的距離。常用遙控器的基本操作01FS-i6X遙控器基本介紹FS-i6X遙控器和FS-iA6遙控接收機組成了一個6通道2.4GHzAFHDS2A（第二代增強型自動跳頻數(shù)字系統(tǒng)）。該系統(tǒng)可兼容固定翼、滑翔機和直升機等。為了保證信號質(zhì)量，天線應(yīng)與模型機身垂直放置。操控時，請不要用天線直接對準遙控接收機。常用遙控器的基本操作01FS-i6X遙控器基本介紹通道個數(shù)6～10（默認6）適用機型固定翼、滑翔機、直升機頻率范圍2.408～2.475GHz發(fā)射功率不高于20dBm波段個數(shù)135波段寬度500KHz2.4GHz模式第二代增強型自動跳頻數(shù)字系統(tǒng)（含第一代系統(tǒng)）調(diào)制方式GFSK搖桿分辨率4096級低電壓報警低于4.2V數(shù)據(jù)輸出PS/2接口PPM編碼充電接口無天線長度26mm（雙天線）機身重量392g輸入電源6VDC1.5AA×4顯示方式STN半透正顯，LCD128×64點陣，VA73×39mm，LCD白色背光外形尺寸174mm×89mm×190mm在線更新有外形顏色黑色認證CE0678，F(xiàn)CCID：N4ZFLYSKYI6X常用遙控器的基本操作01遙控器硬件說明微調(diào)桿遙控器一共有4組微調(diào)桿，可用于調(diào)節(jié)副翼（通道1），俯仰（通道2），油門（通道3）和偏航方向（通道4）的舵機中位。每撥動一次微調(diào)桿，對應(yīng)的數(shù)據(jù)會變化1個單位。如果持續(xù)撥動微調(diào)桿，微調(diào)位置會開始快速變化。此外，當微調(diào)位置回到中立點時，聲音提示會發(fā)生變化。1電壓狀態(tài)遙控器硬件說明和遙控接收機電池的電壓狀態(tài)。如遙控接收機未與發(fā)射機連接或綁定，不會顯示遙控接收機電池的電壓狀態(tài)。2常用遙控器的基本操作01遙控器硬件說明遙控器硬件說常用遙控器的基本操作01遙控接收機遙控接收機天線為保證信號質(zhì)量，安裝遙控接收機時請盡量避開電子調(diào)速機及其他金屬部件。常用遙控器的基本操作01遙控接收機接口接口用于連接模型部件和遙控接收機，遙控接收機接口連線如圖4-8所示。其中，CH1～CH6可連接舵機、電源或其他部件；B/VCC在對碼時用于連接對碼線，而在正常操作時用于連接電源線。常用遙控器的基本操作01對碼遙控器和遙控接收機在出廠前已對碼成功。如果要使用其他發(fā)射機或遙控接收機，請按照如下步驟進行對碼。（1）將對碼線連接到遙控接收機上的B/VCC接口。（2）將電源線連接到遙控接收機上的任意其他接口。（3）打開發(fā)射機電源，同時常按發(fā)射機“BINDKEY”鍵，進入對碼狀態(tài)。（4）將對碼線和電源線從遙控接收機上斷開，然后重新將電源線連接到B/VCC接口。（5）檢查發(fā)射機、遙控接收機和模型是否正常工作。如有異常，重復(fù)以上步驟重新對碼。02F450多旋翼無人機的組裝F450多旋翼無人機的組裝02（1）多旋翼無人機的組裝步驟：本次實訓(xùn)依次進行分電板焊接、機臂安裝、電機安裝和槳葉安裝。（2）正反槳的概念：反槳CW順時針旋轉(zhuǎn)、正槳CCW逆時針旋轉(zhuǎn)。（3）電機的安裝位置：左上和右下電機順時針旋轉(zhuǎn)；左下和右上電機逆時針旋轉(zhuǎn)，這樣安裝后不會射槳。（4）香蕉插頭：在電機一側(cè)的為公頭，在電調(diào)一側(cè)的為母頭。（5）電調(diào)：全稱為電子調(diào)速器，英文為ElectronicSpeedController，簡稱ESC。根據(jù)電機的不同，可將其分為有刷電調(diào)和無刷電調(diào)。電調(diào)最基本的功能是通過飛控板給定的PWM編碼信號進行電動機調(diào)速。在無刷電動機中，電調(diào)將充當換相器的角色，因為無刷電動機缺少電刷進行換相，需要靠電調(diào)進行電子換相。此外，電調(diào)還為遙控接收機、飛控和舵機供電。同時，電調(diào)還具備一些其他的輔助功能，如啟動保護和剎車等。（6）動力系統(tǒng)：由電池、電機和電調(diào)組成。電調(diào)輸入端的紅、黑線需并聯(lián)接到電池的正、負極上，以輸入電流。電調(diào)輸出端的3根黑線連接到電機，用以調(diào)整電機的轉(zhuǎn)速。電調(diào)的BEC信號輸出線，用于輸出5V電壓給飛控供電，并接收飛控的控制信號。遙控接收機連接在飛控上，輸出遙控信號，并從飛控上得到5V供電。（7）分電板：也稱中心板。它相當于一種電路管理器，與電源線、電調(diào)進行焊接，可以將電源均衡分配，使得每個電調(diào)得到穩(wěn)定且相等的電壓和電流。（8）分電板焊接檢查項目：焊點要光滑、飽滿，焊錫要覆蓋整個焊點和接線。焊接溫度一般設(shè)在300℃～350℃，可根據(jù)具體的焊盤尺寸和導(dǎo)線粗細進行調(diào)整。焊接完成并冷卻后，用手拖拽測試其是否牢固。最后，用萬用表的通斷檔檢查電路是否連通。F450多旋翼無人機的組裝02電機轉(zhuǎn)向香蕉插頭的類型F450多旋翼無人機的組裝02電調(diào)實物接線F450多旋翼無人機的組裝02F450多旋翼無人機動力系統(tǒng)接線示意03F450多旋翼無人機的調(diào)試（基于塔羅飛控）F450多旋翼無人機的調(diào)試（基于塔羅飛控）03進行多旋翼無人機調(diào)試的原因?qū)C架、飛控、動力系統(tǒng)和通信系統(tǒng)等多旋翼無人機硬件組裝后，為了實現(xiàn)多旋翼無人機的良好飛行并滿足其功能要求，必須進行合理的調(diào)試。調(diào)試工作關(guān)系著多旋翼無人機的飛行性能及安全。根據(jù)調(diào)試過程中是否需要安裝螺旋槳，調(diào)試可分為無槳調(diào)試和有槳調(diào)試。在一般情況下，需要先進行無槳調(diào)試，再進行有槳調(diào)試。飛行控制系統(tǒng)行控制系統(tǒng)（FlightControlSystem）簡稱飛控，是控制無人機飛行姿態(tài)和運動的設(shè)備。它通常集成了高精度的感應(yīng)器元件，包括陀螺儀、加速度計、角速度計、氣壓計、GPS、指南針和控制電路等。飛控通常由傳感器、控制器和執(zhí)行器三部分組成。傳感器用于測量無人機的姿態(tài)、速度和位置等信息?？刂破饔糜谔幚韨鞲衅鲾?shù)據(jù)，計算無人機的飛行軌跡和動作，并將指令發(fā)送給執(zhí)行器。執(zhí)行器則用于控制無人機的姿態(tài)、速度和方向等。04F450多旋翼無人機的調(diào)試（基于Pixhawk飛控）F450多旋翼無人機的調(diào)試（基于Pixhawk飛控）04無人機裝調(diào)工具安全使用常識開源飛控（Pixhawk飛控）隨著無人機技術(shù)的迅猛發(fā)展，無人機愛好者為了追求無人機性能和功能的強大，開始對其飛控融入自己想要的功能電子擴展模塊，使其完成特定任務(wù)。本次任務(wù)將使用Pixhawk飛控對F450多旋翼無人機進行參數(shù)設(shè)置。所謂Pixhawk飛控，就是建立在開源思想基礎(chǔ)上的飛行自主控制器項目（OpenSourceAutoPilot），它同時包含開源軟件和開源硬件。其中，開源軟件包括飛控硬件中的固件和地面站軟件。相較于塔羅飛控，Pixhawk飛控的主要特點是其模塊化和可擴展能力更強。Pixhawk飛控是著名飛控廠商3DR推出的新一代獨立、開源、高效的飛行控制器，其前身為APM飛控。它不僅提供了豐富的外設(shè)模塊和可靠的飛行體驗，還允許有能力的愛好者在其基礎(chǔ)上進行二次開發(fā)。F450多旋翼無人機的調(diào)試（基于Pixhawk飛控）04無人機裝調(diào)工具安全使用常識遙控器通道分配目前，使用最多的是左手油門（也稱美國手：油門搖桿在左邊，且不能自動回中），搖桿對應(yīng)通道情況如下。通道1：低=roll向左，高=roll向右。（橫滾：控制飛機左右運動）通道2：低=pitch向前，高=pitch向后。（俯仰：控制飛機前后運動）通道3：低=throttl減（關(guān)），高=throttl加。（油門：控制飛機動力及高度）通道4：低=yaw向左，高=yaw向右（航向：控制飛機機頭方向）不管是哪個品牌的遙控器，通道1～4都是用于分配搖桿的，固定不變。F450多旋翼無人機的調(diào)試（基于Pixhawk飛控）04無人機裝調(diào)工具安全使用常識失控保護使用最多的失控保護包括油門失控保護和低電壓失控保護（需電流計）。當達到觸發(fā)條件時，如油門PWM值低于設(shè)定值或電池電壓低于設(shè)定值后，就可以啟動失控保護。失控保護啟動后有三種選項：RTL（返航）、繼續(xù)任務(wù)、LAND（著陸）。在一般情況下，應(yīng)選RTL（返航）。（1）油門失控保護油門失控保護是最重要的，對它的正確理解是：當飛行器飛出遙控器的控制范圍，導(dǎo)致遙控接收機無法接收到遙控器的控制信號時，飛行器會自動返回到起飛位置，且自動降落上鎖。整個過程不需要人工干預(yù)。然而，失控返航是有前提條件的，起飛前GPS必須定位成功，這樣飛控才能記住起飛位置，并將其