Pixhawk飛控的技術(shù)規(guī)格、接口分配、PWM，PPM-SUM和SBUS模式下的舵機(jī)與電調(diào)的連接方法、接口圖，和與其他常見飛控的區(qū)別與選擇。

技術(shù)規(guī)格

• 處理器

32位 STM32F427 ARM Cortex M4 核心外加 FPU（浮點(diǎn)運(yùn)算單元）

168 Mhz/256 KB RAM/2 MB 閃存

32位 STM32F103 故障保護(hù)協(xié)處理器

• 傳感器

Invensense MPU6000 三軸加速度計(jì)/陀螺儀

ST Micro L3GD20 16位陀螺儀

ST Micro LSM303D 14位加速度計(jì)/磁力計(jì)

MS5611 MEAS 氣壓計(jì)

• 電源

良好的二極管控制器，帶有自動(dòng)故障切換

舵機(jī)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(hù)，所有的輸入都有防靜電保護(hù)

• 接口

5個(gè)UART串口，1個(gè)支持大功率，兩個(gè)有硬件流量控制

Spektrum DSM/DSM2/DSM-X 衛(wèi)星輸入

Futaba SBUS輸入（輸出正在完善中）

PPM sum 信號(hào)

RSSI（PWM或者電壓）輸入

I2C, SPI, 2個(gè)CAN, USB

3.3 與 6.6 ADC 輸入

• 尺寸

重量 38g

寬 50 mm

高 15.5 mm

長(zhǎng) 81.5 mm

Pixhawk 的接口分配

PWM，PPM-SUM和SBUS模式下的舵機(jī)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 (Telem 1)，串口 2 (Telem 2) ，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 PIXHAWK

• APM2.5與2.6是傳統(tǒng)ardupilot飛控的最新（也是最終）版本： APM25 與 26 概覽

• PX4FMU與PX4IO 是這個(gè)新飛控家族的最初兩個(gè)版本： Px4FMU 概覽 與 Px4IO 概覽

• Pixhawk是根據(jù)我們的需要，結(jié)合 PX4FMU / PX4IO改進(jìn)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(chǔ)存和CPU計(jì)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(jìn)展讓我們對(duì)APM更加留戀，但是事實(shí)已經(jīng)非常明顯，發(fā)展的趨勢(shì)不可逆轉(zhuǎn)。

• 盡管目前尚未到時(shí)候，但是APM系列產(chǎn)品馬上就要終結(jié)了。

• PX4FMU / PX4IO 是由一個(gè)Lorenz Meier所在的瑞士小組所開發(fā)的學(xué)校項(xiàng)目。

• PX4擁有一個(gè)32位處理器，提供更多內(nèi)存、運(yùn)用分布處理方式并且包含一個(gè)浮點(diǎn)運(yùn)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(jìn)。

• 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(tuán)隊(duì)聯(lián)合開發(fā)的下一代飛控。

• DIYDrones和3DR認(rèn)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(jìn)行最終的調(diào)試，而且它在未來將會(huì)有更大的發(fā)展空間。

• 以后開發(fā)的重點(diǎn)將是Pixkawk，所以PX4系統(tǒng)的開發(fā)可能會(huì)滯后并且某些問題可能很久都不會(huì)得到解決。

• APM系統(tǒng)已經(jīng)走到了它的終點(diǎn)，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(qǐng)果斷選擇Pixhawk吧！

PIXHAWK 系統(tǒng)特性

• Pixhawk飛控是PX4飛控系統(tǒng)的進(jìn)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(jià)實(shí)的第三代飛行控制系統(tǒng)(APM -> PX4 -> Pixhawk)。

• 它針對(duì)我們的飛行導(dǎo)航軟件做了高度優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行器的控制與自動(dòng)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(shí)時(shí)操作系統(tǒng)對(duì)各種自主模型都可以實(shí)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(qiáng)大的開發(fā)潛力。

• 有一個(gè)定制的PX4驅(qū)動(dòng)層確保所有進(jìn)程密集運(yùn)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(huì)有：數(shù)碼空速計(jì)，外接彩色LED指示燈與外接磁力計(jì)。

• 所有的外圍設(shè)備都可以自動(dòng)檢測(cè)和配置。

Pixhawk飛控系統(tǒng)的組成部分：

• 一顆性能強(qiáng)勁的32位處理器，還有一顆附加故障保護(hù)備用控制器，外加超大的儲(chǔ)存空間。

主控制器STM32F427 32位微處理器： 168 MHz，252 MIPS，Cortex M4核心與浮點(diǎn)單元。

2M閃存儲(chǔ)存程序和256K運(yùn)行內(nèi)存。

獨(dú)立供電的32位STM32F103備用故障保護(hù)協(xié)處理器，在主處理器失效時(shí)可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)恢復(fù)。

micro SD儲(chǔ)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ST Micro L3GD20H陀螺儀，用于測(cè)量旋轉(zhuǎn)速度。

三軸14位加速度計(jì)和磁力計(jì)，用于確認(rèn)外部影響和羅盤指向。

可選擇外部磁力計(jì)，在需要的時(shí)候可以自動(dòng)切換。

MEAS MS5611氣壓計(jì)，用來測(cè)量高度。

內(nèi)置電壓電流傳感器，用于確認(rèn)電池狀況。

可外接UBLOX LEA GPS，用于確認(rèn)飛機(jī)的絕對(duì)位置。

• 各種可擴(kuò)展I/O接口和專用接口。

14個(gè)PWM舵機(jī)或電調(diào)輸出。

5個(gè)UART（串口），一個(gè)支持大功率，2個(gè)有硬件流量控制。

兩個(gè)CAN I/O接口（一個(gè)有內(nèi)部3.3V收發(fā)，一個(gè)在擴(kuò)充接口上）。

兼容Spektrum DSM / DSM2 / DSM-X?? 衛(wèi)星接收機(jī)輸入： 允許使用Specktrum遙控接收機(jī)。

兼容Futaba S.BUS??輸入和輸出。

PPM sum 信號(hào)輸入。

RSSI（PWM或電壓）輸入。

I2C和SPI串口。

兩個(gè)3.3V和一個(gè)6.6V電壓模擬信號(hào)輸入。

內(nèi)置microUSB接口以及外置microUSB接口擴(kuò)展。

包含它自己的板載微控制器和FMU棧。

• 具有冗余設(shè)計(jì)和擴(kuò)展保護(hù)的綜合供電系統(tǒng)。

Pixhawk是由一個(gè)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(dòng)故障切換和冗余供電輸入。

可支持高壓（最高10V）大電流（10A+）舵機(jī)。

所有的外接輸出都有過流保護(hù)，所有的輸入都有防靜電保護(hù)。

• 其他特性。

提供額外的安全按鈕可以實(shí)現(xiàn)安全的馬達(dá)激活/關(guān)閉。

LED狀態(tài)指示器與驅(qū)動(dòng)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(shí)時(shí)飛行狀態(tài)。

可支持帶外殼與內(nèi)置磁力計(jì)的高性能UBLOX GPS。

重量： 38g，寬度： 50mm，厚度： 15.5mm，長(zhǎng)度： 81.5mm

PX4FMU / PX4IO與PIXHAWK的比較

• 新的PX4 Pixhawk模塊是目前FMU和IO模塊的升級(jí)，并且與兩者完全兼容。

• 主要區(qū)別是目標(biāo)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(gè)8通道接收機(jī)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(jī)接口，主要的一組8個(gè)接口是通過備用處理器連接，另外一組輔助的6個(gè)通道則直接連在主處理器上。

• 標(biāo)有“RC”的接口適用于普通PPM信號(hào)或者futaba SBUS信號(hào)的輸入，標(biāo)有“SB”的接口則用于讀取RSSI信號(hào)，輸出SBUS信號(hào)至舵機(jī)。

• 頂上有一個(gè)Spektrum 衛(wèi)星接收機(jī)兼容接口（標(biāo)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，F(xiàn)MUv2與IOv2在同一塊電路板上工作（并且開發(fā)者會(huì)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(gè)PWM輸出（Pixhawk）vs. 12個(gè)PWM輸出（PX4）

• 所有的Pixhawk PWM輸出都是在舵機(jī)輸出端口（PX4： 8個(gè)在舵機(jī)輸出端口，4個(gè)在15pin DF13端口）

• 5個(gè)串行端口 vs. 4個(gè) （因?yàn)槟承┯须p重功能，所以舊版本在某些配置下只有3個(gè)）

• 256 KB RAM 與 2 MB 閃存 vs 192 KB RAM 與 1 MB 閃存（舊版）

• 更先進(jìn)的傳感器模塊 （最新一代）

• 大功率蜂鳴器驅(qū)動(dòng) （舊版： VBAT驅(qū)動(dòng)，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(jìn)與設(shè)計(jì)的供電結(jié)構(gòu)

• 更好的輸入輸出針腳的短路與高壓保護(hù)

• 更好的檢測(cè)供電電壓 （內(nèi)置的或者外接的，例如：舵機(jī)電壓）

• 支持Spektrum衛(wèi)星接收機(jī)對(duì)頻 （在v1版本里需要手動(dòng)接線才能實(shí)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(gè)部分有更詳細(xì)的說明）

• 外殼可以防止舵機(jī)接頭的脫落

• 新的模塊跟原來相比高度相同，體積會(huì)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(gè)Pixhawk都帶有一個(gè)免費(fèi)的供電模塊）。

• 每一代產(chǎn)品都有一個(gè)備用處理器，如果在固定翼飛行時(shí)自動(dòng)駕駛失效，故障切換機(jī)制將會(huì)啟動(dòng)，協(xié)處理器將接替主處理器工作。

• 對(duì)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(yùn)行時(shí)中找到或構(gòu)建。