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[地面站] 用飞行摇杆代替遥控器的方法和步骤

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发表于 2016-12-9 12:47 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 田伯光 于 2016-12-9 13:20 编辑

前言:
        各位飞友,当你能飞几十公里远,能爬数千米高,能完美吊机,象真机做得难辨真假以后,是否有一种下
一步目标在那里的茫然?难道接下来就是一架接一架的做新机,无聊时出去乱飞一通?

       我也一直为这个问题所困扰,一直到有一次,又有人又管我的航模叫无人机时,我才突然醒悟,航模不是
无人机,但并没有规定不能往无人机方向走啊!

       无人机航模的区别在哪里?有人说航模就是手松开遥控器就掉,无人机则不会,这说得有点意思了,但
未必全对,起码无人机操控平台不能是遥控器,而应该是一台能编辑飞行任务的计算机, 可以像使用游戏挂机
外挂一样给飞机编脚本,当然计算机也可连接一个飞行摇杆用于手动飞行。

       我想说的是,要建一个飞行指令由计算机发出的地面站,有高速大带宽的双向数据链路。飞行任务可以像
魔兽世界的宏(游戏迷懂),Office的宏(办公室职员懂)一样自定义,自由的赋予“航模”AI(人工智能)的东
西。
   
     万丈高楼平地起,给飞机赋予“智慧”这种宏图大业,我们先实现一个小目标,先挣它一个亿.......啊,口误,
是先实现飞行摇杆开灰机。




系统结构图如下:

无标题.png



  • 附件中有PCB图纸,会焊线路板的飞友,请按资料自制,对原理图一头雾水的飞友,点
    这个闲鱼链接。https://item.taobao.com/item.htm?spm=a230r.1.14.16.AuW2cy&id=542888577910&ns=1&abbucket=20#detail
    (备注:本人另有工作,只能用晚上时间给各位飞友焊2块,速度很成问题,因此希望能
    有更多飞友参与自制,资料全部开源,电子零件很便宜,购买清单在后面帖子。)
    做好或收到这块板子后,如下图这样的。左边和遥控接收机一样,是8个PWM接口,右边是485接口的A,B,地。


QQ图片20161207232758.jpg

PWM接口从上到下,和普通遥控接收器一样,分别是信号,5V,地,可直接插舵机(如下图)。
QQ图片20161207232803.jpg


自制的朋友,PCB打样回来估计板子有得多,可以用铜柱再固定一块上去。
QQ图片20161207224914.jpg

或者反过来也可以,就像这样。
QQ图片20161207224900.jpg



然后,拿出433增程,一张厚双面胶,横着一贴,如下图
QQ图片20161207224906.jpg

正面

QQ图片20161207224919.jpg


拔出485接口上的插头(如下图),再找条网线拧上去。注意网线有8根,我们只要3根,所以可以2根并一根。
QQ截图20161207005508.png

接着,买个“USB485 (淘宝有卖,10几块钱,很便宜)
QQ截图20161207005349.png



按A对A,B对B,地对地接好
QQ图片20161207224942.jpg


做成这样一条数据线,如下图

QQ图片20161207224932.jpg

拿出三脚架,电池等等,组装成一个发射塔,如下图,注意网线不耐折,接口那里事先折成90度比较好。
QQ图片20161207224953.jpg

好了,现在可以把这个发射塔拿到远远的,拿到不会干扰图传的地方。

: 485线号称能拉1公里,就算用网线,几百米也没问题。



接下来,飞友们要自备一张便携桌子,我是直接买风雷盒子的三角架桌子,100块,如下图


QQ图片20161207224959.jpg

这个就是我们操控平台了,风雷盒子好像还有挂身上那种台子卖,但好贵,要500,我就算了,动手能力强的飞友试试自制(引用张图,抱歉抱歉)。

TB2oMk7jFXXXXcpXpXXXXXXXXXX_!!844145545.jpg




接下来就准备一台电脑,就是你用来配置飞控的笔记本,如果嫌笔记本不方便,也可买个400多远的WIN10平板,就像我这样。
23.png

注意:平板的USB接口是没有的,你需要再多买一个OTG的线,可以插多个USB设备同时还能充电,如下图。
去飞场带个充电宝哦,没电可就不好玩了。
24.png




把USB转485 插在电脑的USB接口上,如果你用的是4百多的那种WIN10小平板,那么你还要买个这个东西,OTG转接线,大概20块。

用于把平板的数据线接口,转出多个USB外加一个充电口,充电口可插个充电宝,USB接口插2个设备,”USB转485” 和“飞行摇杆“

注意:USB转485这个是有驱动的,估计不是2303,就是H341 芯片。

21.png

点“设备管理器“,然后,你在USB口插拔USB485时,注意观察,这个表就会变化,

插上,就会显示多了一个串口(没装驱动就是一个未知的USB设备)。

25.png

小知识:不同的USB口插上去,显示的串口号是不一样的,例如COM4COM5之类,

为了方便,我们把我们的USB485的串口号改成COM1,改的方法是,选中

串口,点右键,点属性,点高级,(如果COM1已经有了,那就先把,已有的

COM1改成COM10或任意值,为我们的USB485腾位置)。



当摇杆和485 都连接完毕以后,启动上位机软件,如下图,
22.png

左右晃动摇杆(X轴)解锁,这时可以看到各通道值,按摇杆的动作发生变化了,说明

摇杆连接成功,并解锁了。

注:摇杆默认是锁定状态,防止上电就输出不合理的数值(例如上次忘记把油门关小)。

解锁成功后,点击软件上面的“连接“按钮,这样摇杆的通道值就通过串口发送到,我们的接口板,
接口板PWM输出给433增程,现在,你可以试试给飞机上电了,摇动摇杆,飞机的各舵面就会跟着动了。

好了,连接成功,硬件篇到此结束。


软件篇:

这里要先说明下摇杆上的按键,共有3


1 第一类,电位器,起码4个,(有些摇杆没Z轴,不建议买,除非你还打算上脚舵)。

  1.1 摇杆X轴,左右动作,对应副翼,默认通道1

  1.2 摇杆Y轴,前后动作,对应升降,默认通道2

  1.3 摇杆Z轴,扭动动作,对于垂尾,默认通道4

  1.4 一个滑块,用于油门,默认通道3

注意:油门方向与遥控器相反,真飞机往回拉是加大油门,不习惯的飞友,可在软件

上给油门通道(通道3)勾上反向。


2 按钮类,基本上10个以上,可以按下,但和遥控器上的2档开关有点区别,因为松

手就断开,没法保持状态所以一般我们用2个或N个按钮组合起来用。

实例:

遥控器上一个3档开关,对应5通道,拨到上面是0,拨到中间是50%,拨到

下面是100%,用于切换飞控的手动,自稳,和返航这3个状态,怎么实现?

      首先在摇杆比较顺手位置上,上找3个按键,分别按下试试,你会发觉软件

下方一堆未定义的按钮中,文字变红了,用鼠标点下这个按钮,会弹出对话框。
26.png

分别设置这3个按钮的输出通道都是一样是通道5,但输出值分别是0125250

(注: 通道值范围是0-250,所以50%=125,不难算吧)。


设定完成后,在摇杆上按下这3个键,会发觉软件上的通道5值发生对应变化了。

APM飞控的状态切换有6档,就需要6个按键,方法类似。


3 苦力帽

  这是一个比较特殊的按钮,这是一个方向键,一般在摇杆顶上,用大拇指操作。

一共有上下左右4个方向可推动,但和摇杆的几个轴不一样,它没有比例,只

是个开关,在游戏中用于切换视角。


在我们这里,它将有2个作用:

1 用于1-4通道的微调。

  点击软件上,苦力帽的左箭头按钮,同样打开设置界面。

  但这时,你会发觉,通道1-4不见了,却多出了1-4通道的微调,选择通道1

输出值为 -10,就是苦力帽向左按一下通道1往左微调10

觉得不合适也可自己设置合理数字,范围是  -50 +50
用于微调时,不能连续按,按一次必须松手回中后才能按下一次。
27.png


2 直接输出在5-8通道值,用于操控摄像头
通道设置为5-8时,就是累加输出了。
例如:苦力帽右键,通道设置为8, 值为10,那么按下苦力帽右键就是8通道不断
的累加10,直到到顶,可以用于摄像头右转,觉得转得太快,可缩小值。
软件上有个“文件“菜单,里面哟新建和读取菜单,可以设置多家飞机的参数
发完了,有问题论坛回帖,或加QQ2444851233。





板子电子器件清单
  
名称
  
用量
单价
备注
  
线路板打样
  
1
4
运费1/10
  
STM32F103RCT6
  
1
8.5
  
1117
  
1
0.47
运费1/10
  
SN74LVC4245
  
1
1.34
运费1/10
  
3排弯针
  
1
1.8
运费1/10
  
转角插座套
  
1
0.53
运费1/10
  
发光二极管
  
  
极其便宜,没法计算
  
贴片电容
  
  
贴片电阻
  
  
成本合计约25元左右,发顺丰22元,普通10元,成本价提供
  
但还是希望能动手的飞友自制。
  






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 楼主| 发表于 2016-12-9 14:00 | 显示全部楼层
本帖最后由 田伯光 于 2016-12-14 19:18 编辑

全部资料,电子部分的原理图,打样做板子的PCB图,单片机的源码和Hex,上位机的源码和已经编译好的软件

上位机驱动文件夹下的Bin文件夹里就是软件,对自制不感冒的飞友,只要拷贝出这个文件夹就可以了
28.png
另外附带一个演示视频


更新较快,要软件进群吧




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 楼主| 发表于 2016-12-9 20:19 | 显示全部楼层
本帖最后由 田伯光 于 2016-12-9 20:26 编辑

会上位机编程的飞友应该不少,那么接下来,我们就说说这块板子的通讯协议,方便各位自己编写上位机软件

这个摇杆转PWM的上位机软件,思路是这样的,一个定时器,每间隔50毫秒,采集一次摇杆的数值,将其数据通过串口转发
出去。一共10个字节,前8个字节代表8个通道的值,16进制,范围是00-FA(0-250),第9个字节是前8个字节
的累加和,用于校验,最后一个字节固定为FF,作为结束码。
例如
     FA 00 00 00 00 00 00 00 FA FF
  这串数据第一个字节FA(250)就代表将第一个通道的舵机摇臂打到最右边,后面7个00,代表剩余7个通道全
部打到最左边,第9个字节FA=FA +00+00+00+00+00+00+00,左后一个字节FF表示结束。

各位可试试,用一个串口助手软件,用115200的波特率发送出去,这块板子的通道1就会立刻打到最右边

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发表于 2016-12-9 12:57 | 显示全部楼层
这样?

  • TA的每日心情
    开心
    2017-1-23 00:04
  • 签到天数: 65 天

    [LV.6]常住居民II

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    发表于 2016-12-9 13:10 | 显示全部楼层
    每当看到这种不知道说什么的帖子的时候,我就会把这段话复制上去,直接打路过两个字不光水贴还很枯燥,为了论坛积分不要落后太多所以我决定多黏贴,顺便说一下,看一下我的头像三秒,再看一下我的名字,你会发现你记得我了。

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    发表于 2016-12-9 13:15 | 显示全部楼层
    好帖子,收藏了
    来自苹果客户端来自苹果客户端

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     楼主| 发表于 2016-12-9 14:37 | 显示全部楼层
    本帖最后由 田伯光 于 2016-12-9 14:54 编辑

    这位飞友你好:
            确实和这个类似,因为遥控的各通道是由电脑发出的,我的思路是以电脑为平台做更多的扩展。


    下一步有2个东西要继续开发:


    1  飞行脚本:实现在软件上编辑好特技脚本,然后软件自动按脚本操作飞机(有心急的飞友估计已经开始用按键精灵了,呵呵)。


    2  头追加视频眼镜:手机人人都有,用手机看3D的各种魔镜也很便宜,所以就是做个APP,每间隔50毫秒查询一次手机的重力感应器,然后通过WiFi建立一个Socket通道到我们这个软件,再从485发送到433增程,实现头追。 视频更简单了,USB视频采集卡插在电脑上,电脑上建个视频服务器,然后同样用手机通过WiFi去播放就是了。
          
    发表于 2016-12-9 15:25 | 显示全部楼层
    搞这么复杂累不累,直接买个飞行摇杆,除了电位器其它全拆掉,然后买几个舵机测试仪,把原来的电位器飞线为摇杆的电位器替换,再然后买一个pwm转ppm模块,不论是用433增程还是遥控器自带的ppm教练功能都能实现摇杆控制,可能有的需要调整一下通道比例,不然行程会很小。我已经用x9d这样玩过了,直接输入ppm,教练模式设置为叠加,遥控器摇杆和飞行摇杆都能同时控制,基本上属于低成本方案,飞行摇杆在咸鱼上250元收的二手赛泰克FLY5,也算基本全新。除了操控上还不习惯,其它控制方面都还好,算下来成本也就300元,遥控器不算。

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     楼主| 发表于 2016-12-9 15:39 | 显示全部楼层
    本帖最后由 田伯光 于 2016-12-9 15:52 编辑
    —牛仔很忙— 发表于 2016-12-9 15:25
    搞这么复杂累不累,直接买个飞行摇杆,除了电位器其它全拆掉,然后买几个舵机测试仪,把原来的电位器飞线为 ...

    这位飞友你好:
           摇杆开飞机只是其中一个功能,主要目的是把计算机这个平台加入进来,只有先实现遥控的软件化,
    ,才能给飞机编脚本,实现人工AI,才成为可能。
          想想看,高手编辑一段特技脚本公布,然后大家都能飞特技了,多么激动人心啊.

          如果只需要摇杆替换遥控的话,建议买个风雷盒子,更方便。
  • TA的每日心情
    开心
    2017-1-22 20:57
  • 签到天数: 70 天

    [LV.6]常住居民II

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    发表于 2016-12-9 15:50 | 显示全部楼层
    顶!!!
    来自安卓客户端来自安卓客户端

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    发表于 2016-12-9 16:06 | 显示全部楼层
    理解楼主的意思,标记一下,也许以后能用的到!
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