多旋翼无人机

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本文作者:李德强
          第一节 pixhawk简介
 
 

        我们采用的开源无人机飞控硬件是pixhawk,版本号为2.4.8。相对来说这是一个比较稳定的版本,经过实际的飞行测试,效果比较理想。

        接下来我们就来简单介绍一下pixhawk硬件的相关内容。

        pixhawk是一套集成了传感器、输入输出功能及嵌入式处理芯片的电路板。它主要由两部分构成:PX4FMU和PX4IO。

 

一、FMU

        FMU中集成了STM32F427处理芯片、MPU6050三轴加速计和三轴陀螺仪、MS5611气压计、LSM303D加速度计和磁罗盘。以及丰富的总线接口,4路串口、SPI、I2C、ADC接口等等。FMU采用的单片机STM32F427,主要负责对传感器的数据进行采集并进行姿态和位置解算,并通过经典PID控制程序输出控制量到IO程序中,生成飞行控制量,进而控制飞机的飞行。

二、IO

        IO电路板中采用的芯片为SMT32F103C8,主要负责的是输入和输出。输入部分指以SBUS协议的遥控器串口信号。在遥控器一节中我们已经讲述SBUS协议通常是以反向电平接入的,所以在电路设计上需要接入一个高低电平反向器。这个细节pixhawk已经为我们处理好了。我们不需要再额外加入反向器。输出部分共有13个PWM信号接口,其中M1-M8为主动力通道,接主动力电调电机,而A1-A5为可选外设的辅助通道。可以接一些其它设备,例如云台和相机等。

 

三、接口介绍

   

        1、双数传TELEM1, TELEM2 接口:

Pin Signal Volt
1 (red) VCC +5V
2 (blk) TX (OUT) +3.3V
3 (blk) RX (IN) +3.3V
4 (blk) CTS (IN) +3.3V
5 (blk) RTS (OUT) +3.3V
6 (blk) GND GND

 

       2、全球定位系统 GPS接口:

Pin Signal Volt
1 (red) VCC +5V
2 (blk) TX (OUT) +3.3V
3 (blk) RX (IN) +3.3V
4 (blk) CAN2 TX +3.3V
5 (blk) CAN2 RX +3.3V
6 (blk) GND GND

 

        3、双终端串口SERIAL 4/5 port接口:

Pixhawk   FTDI  
1 +5V (red)   N/C
2 S4 Tx   N/C
3 S4 Rx   N/C
4 S5 Tx   FTDI RX
5 S5 Rx   FTDI TX
6 GND   FTDI GND

 

        4、ADC 6.6V电压采集接口:

Pin Signal Volt
1 (red) VCC +5V
2 (blk) ADC IN up to +6.6V
3 (blk) GND GND

 

        5、ADC 3.3V电压采集接口:

Pin Signal Volt
1 (red) VCC +5V
2 (blk) ADC IN up to +3.3V
3 (blk) GND GND
4 (blk) ADC IN up to +3.3V
5 (blk) GND GND

 

        6、I2C接口

Pin Signal Volt
1 (red) VCC +5V
2 (blk) SCL +3.3 (pullups)
3 (blk) SDA +3.3 (pullups)
4 (blk) GND GND

 

        7、CAN总线接口

Pin Signal Volt
1 (red) VCC +5V
2 (blk) CAN_H +12V
3 (blk) CAN_L +12V
4 (blk) GND GND

 

        8、SPI总线接口:

Pin Signal Volt
1 (red) VCC +5V
2 (blk) SPI_EXT_SCK +3.3
3 (blk) SPI_EXT_MISO +3.3
4 (blk) SPI_EXT_MOSI +3.3
5 (blk) !SPI_EXT_NSS +3.3
6 (blk) !GPIO_EXT +3.3
7 (blk) GND GND

 

        9、电源POWER接口:

Pin Signal Volt
1 (red) VCC +5V
2 (blk) VCC +5V
3 (blk) CURRENT +3.3V
4 (blk) VOLTAGE +3.3V
5 (blk) GND GND
6 (blk) GND GND

 

        10、安全开关SWITCH接口:

Pin Signal Volt
1 (red) VCC +3.3V
2 (blk) !IO_LED_SAFETY GND
3 (blk) SAFETY GND

 

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