一、遙控器
遙控器是航模愛好者最賴以生存的部分,我們在第一講中已經介紹了無人機與航模的區(qū)別,無人機的目的是飛機可以完全脫離地面遙控器的控制,但是對于很多無人機剛剛入門的朋友來說,在還沒有學會如何為無人機做航線規(guī)劃和全自動飛行時,遙控器仍然有著至關重要的地位。
所謂無人機的遙控器就是像電視機遙控器、空調遙控器一樣可以不用接觸到被控設備,而通過一個手持器件,使用無線電與被控設備進行通信,從而達到對設備的控制。遙就是遠距離,控就是可以控制設備,器指的就是一個電子器件。
遙控器想到達到與無人機通信的功能需要有兩部分配合完成。即:發(fā)射器與接收機。遙控器上的控制桿轉為無線電波發(fā)送給接收機,而接收機通過接收無線電波,讀取遙控器上控制桿的讀數(shù),并轉為數(shù)字信號發(fā)送到無人機的控制器中。
二、無線通信
目前用于無人機遙控器主流的無線電頻率是2.4G,這樣的無線電波的波長更長,可以通信的距離較遠,普通2.4G遙控器與接收機的通信距離在空曠的地方大概在1km以內。2.4GHz無線技術如今已經成為了無線產品的主流傳輸技術。所謂的2.4GHz所指的是一個工作頻段2400M-2483M范圍,這個頻段是全世界免申請使用。常見的Wifi,藍牙,ZigBee都是使用的2.4G頻率段。Wifi,藍牙,Zigbee都是基于2.4GHz的,只不過他們采用的協(xié)議不同,導致其傳輸速率不同,所以運用的范圍就不同。同樣是采用2.4G頻率作為載波,但不同的通訊協(xié)議衍生出的通訊方式會有著天壤之別;僅僅在傳輸數(shù)據(jù)量上,就有著從1M每秒到100M每秒的差別。
因為無線電波在傳輸過程中可能受到干擾或是數(shù)據(jù)丟失等等問題,當接收機無法接收到發(fā)射器的數(shù)據(jù)時,通常會進入保護狀態(tài),也就是仍舊向無人機發(fā)送控制信號,此時的信號就是接收機收到遙控器發(fā)射器最后一次的有效數(shù)據(jù)。這樣因為信號丟失而發(fā)送的保護數(shù)數(shù)據(jù)通常叫做failsafe數(shù)據(jù)。
關于遙控器與無人機的通信協(xié)議也有很多種,常見的數(shù)據(jù)協(xié)議如下:
1.pwm:需要在接收機上接上全部pwm輸出通道,每一個通道就要接一組線,解析程序需要根據(jù)每一個通道的pwm高電平時長計算通道數(shù)值。
2.ppm:按固定周期發(fā)送所有通道pwm脈寬的數(shù)據(jù)格式,一組接線,一個周期內發(fā)送所有通道的pwm值,解析程序需要自行區(qū)分每一個通道的pwm時長。
3.sbus:每11個bit位表示一個通道數(shù)值的協(xié)議,串口通信,但是sbus的接收機通常是反向電平,連接到無人機時需要接電平反向器,大部分支持sbus的飛行控制板已經集成了反向器,直接將以舊換新機連接到飛行控制器即可。
4.xbus:常規(guī)通信協(xié)議,支持18個通道,數(shù)據(jù)包較大,串口通信有兩種模式,可以在遙控器的配置選項中配置。接收機無需做特殊配置。
三、輔助通道
對于主控制面板中的4個控制桿分別對應油門、航向、滾轉、俯仰。除了這4個主控制通道以外,遙控器還有其它一些控制桿或控制旋鈕。用于給用戶自己定義。這些輔助通道從原理上講沒有任何區(qū)別,它們通常做為無人機的一些特殊功能開關,例如對云臺姿態(tài)的控制,或是對照相機快門的控制,或是對其它功能開關的控制等等。這些輔助通道的讀數(shù)會由遙控器發(fā)送給接收機,并由接收機槳這些數(shù)值發(fā)送給無人機控制器,再由無人機決定這些輔助通道的控制量來控制哪一項功能。關于這部分功能我們會在飛控程序部分仔細講解。
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