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【DIY】【95 楼更新接线图】 利用春 节和周末业余时间制作了一个用在固定翼上的飞行摇杆发送和接收方案。 用一个原来在pc上玩飞行模拟游戏的摇杆，来控制天行者进行fpv和航拍。我开始玩航模到现在已经2个月了，得到了论坛上很多热心模友和广州天河飞友群里朋友的帮助，还有我的机械师CN，在这里要谢谢他们，让我体验到了飞行的快乐。 一．介绍 简单的说，我要先介绍一下我制作的这个系统，它将实现以下目标： n 用低成本的飞行摇杆来进行操控航模，体验真实飞行的感觉。 n 使用自己的发射和接收，取代原来的遥控和接收机。 n 不需要手提电脑，外场带着电脑多重啊，还担心手提电池续航问题。 n 实现遥控的基本功能：微调，正反舵，混控，失控保护，大小舵 n 20通道，以后再也不怕通道不够了，拉烟，发射dao dan都小菜 n 兼容平衡仪和osd，因为我有一套。。。
n 教练机接口，可以用两套遥控设备同时进行控制，实际上，开发这个系统的最初设想是让老婆大人也能不经训练直接开飞机。 二．系统架构和性能 使用摇杆代替控来操控飞机相信是很多人的共同的梦想，论坛里有前辈用pc通过 DirectX SDK中的API JoyGetPosEx 读取摇杆的信号，然后进行PPM编码，再通过声卡到控发射出去。 他们做的很棒，但我不喜欢这样的方案，原因是要利用原来的控，再带上一台电脑。 实际上我本是windows程序员，I hate PC , 我玩航模就是为了业余时间远离电脑， 如果再带一个电脑去我不如在家玩模拟飞行算了。所以我决定用单片机来完成这个不复杂的事情，简洁就是美。 下面给出这个系统的流程图： 我们在地面用单片机作为大脑，读取出飞行摇杆的杆量，经过分析处理，进行数据平滑滤波，和诸如叠加微调量，混和几个通道的比例之类的处理，通过无线串口发射出去。 飞机上的另一个无线串口和单片机收到命令后，映射成各个舵机的PWM（占空比），驱动舵机。 在具体介绍各个模块之前，人们总说有图有真相，我们先贴上地面和飞机上的实物图： 2011-2-9 11:14 地面的摇杆和发射连接图 2011-2-9 11:17 飞机上的接收和舵机连接图 三．各模块的原理，设计和制作 实物图看起来是不是很简洁呢，实际上这个系统用到的电子元件并不多，而且都是可以直接从网上购买的。整个过程我都没有用电焊，直接用杜邦线接插，元件清单如下： n 飞行摇杆一个
n Arduino 控制板二块
n 数传电台一对
n 电脑键盘一个
n 各类连接线数条 我们按照上面的流程的顺序来介绍各个模块。
1．摇杆信号的获取 要得到飞行摇杆当前的杆量，一个办法是通过摇杆的usb接口读取，那得实现usb的通信协议和摇杆厂家五花八门自己定制的协议，这很麻烦。另一个办法是读取摇杆的电位器的值，实际上现在市面上的摇杆除了非常高端的摇杆用了霍尔传感，其它都是用普通的电位器，我把它当成可变电阻来读取就可以了。我从太平洋电脑城买了一个160元的赛钛客Cyborg v1摇杆，拆开来一看，实际上它的所有电位器都是用3P的白色连接插座和电路板连接的，xyz三轴用来控制飞机姿态，油门，苦力帽用来控制fpv摄像头云台，还有n多按键，用来拉烟，发射烟花，切换平衡仪状态，这么多的通道，我都想不到还可以用来干嘛了。引出电位器的线实际上只用了十分钟，完全不用电焊，直接将电位器的插头从电路板上拔下来，用延长线插进单片机的模拟输入口里去，搞掂。以后有时间还可以做个并联的母头，再插回摇杆的电路板里去。这样既能在家里飞模拟游戏，又能带出去飞航模。
2．解析和处理摇杆的杆量 这里要先介绍一下我们采用的单片机系统，Arduino 是一款价格不高、易于使用的电子平台。包括硬件和软件在内的整个平台是完全开源的，并且使用的是松散地基于C/C++ 的语言,它由一个基于简易单片机并且开放源码的计算机平台，和一套为主板编写程序的开发环境组成。 接下来我们要用arduino来读取摇杆的xyz轴的电阻值了，我们将电位器的电源和地接在电调输出的5v和地上，信号线接在arduino 的模拟口上，在程序里将电阻值映射成0 到1024 的数值， 这个廉价的摇杆的分辨率大概在800左右 ，电位器是线性的，测试了一下反应还是很灵敏的。实际测试中摇杆回中后，和打到最大和最小的地方，数据会有一些波动和噪点，用卡尔曼滤波算法处理一下，曲线就很平滑了。 3．地面控制系统 得到经过平滑和滤波后的摇杆状态后，在将它发射到天上之前，可能还要做些处理，我找了一份futaba10c控的说明书，学习了它的一些功能，加上了诸如各个通道的微调，反舵，大小比例系数，混控，失控保护等功能。这里这么多复杂的选项，futaba控是用三四个菜单键来不停切换进行设置的，这样的设计超麻烦，我干脆找了个串口pc键盘，用arduino驱动它来读取键盘的按键，用来做设置，这下爽了，一百多个按钮随便用。需要永久保存的设置数据保存进EEPROM 里，断电下次也能读出。 2011-2-9 11:24 PS2键盘的插头定义 2011-2-9 11:24 贴满各项设置的键盘 各个通道的数据经过了微调，混合，大小系数的处理后，我写了一套自有协议将它们封装起来，成为一个一个命令封包，准备交给数传模块发射出去。 4．发射和接收 下面是一对重要的兄弟要上场了，它们就是无线数传模块，它们用来连接地面控制板和飞行控制板，我用了一对2.4GHz ，重10g 的zigbee无线串口， 发射和接收的电子元件是一样的，标准的串口TTL接口， 将TR 和TX分别接在控制板上的TX和TR端口上即可。波特率不用很高，19200即可，程序的编写上，这对数传即使是双工的，通讯也要做时序和校验处理，防止丢包和数据被篡改，这比所谓的PCM 有保证多了。 5．飞行控制系统 有了良好的通讯协议，空中控制板解析出地面发出的命令后，做出相应的驱动舵机的动作。 因为arduino mega 有53个数字端口，理论上就是可以有53通道，我觉得有点夸张了，不知道用那么多通道干嘛，还是低调一点，处理个20 通道就算了，其余的通道用来接其他的传感器吧，gps，加速度，陀螺之类的。这里需要注意的是要生成驱动舵机的PWM信号，产生周期为20ms，宽度为1.5ms的基准信号，高电平的周期和舵机的角度进行映射。另外当控制系统在5秒内没有收到地面的命令后，应该进入失控保护，将油门维持在最后一个命令上，并切换到平衡仪的自动返航模式。 四．实际测试与飞行 飞机上控制板，数传用的都是5v电源，将电调的油门接在控制板上，电源就有了。 地面用了一个3s的电池接了个电调降压到5v供给电路板。 2011-2-9 11:24 将系统装在翼龙上测试 2011-2-9 11:24 后来到外场飞行中，将摇杆和数传放在一块三合板上，再放在相机的脚架上，方便拆卸和携带，如上图。 自从我用这个摇杆测试飞行成功后，就再也没有用过我的futaba控了，实际操控的感觉很像开真的战斗机，右手拉杆起飞，左右副翼转弯， 扭动z轴控制方向舵， 左手油门。杆量还算细腻，没有出现任何延迟和抖舵，我没有用模拟器练习过就直接装在飞机上成功起飞和降落了，说明还是很容易上手的。当然建议完全没有飞过固定翼的小白还是去练一下模拟器吧。过年放假期间我又陆陆续续用它进行过几次FPV和航拍，大概飞出2公里返航，没敢测试极限距离，和1.2g图传和gps没发现干扰，因为有平衡仪，大部分时间放手直飞了，要改变方向的时候上前晃晃杆，然后看看屏幕，很无聊啊。 五．下一步的改进 程序需要进一步优化，某些环节要加入PID闭环处理，如果有同学想自己动手DIY可按照元件清单购买，并将附件中的ROM烧录进入即可。
如果用更好一些的摇杆，有更好的分辨率，用来飞暴力3D机应该会很爽，当然动作可能还是要模拟器上练习一下，毕竟操作和控还是有不同的感觉。如果用来飞fpv之类的这个低端的摇杆已经足够了。 另外连接平衡仪后， 启用平衡和关闭平衡功能后的微调数据，可以保存成2个样本。现在平衡仪厂家建议把飞机降落后改变平衡仪的角度和高度，这太麻烦了。
教练机功能还未编写程序实现，让老婆大人轻松驾机还需时日，革命尚未成功，同志仍需努力。 那个开发板找到了：说明下
“Arduino MEGA是Arduino朝高端路线发展的新作，其以ATmega1280单片机（内嵌Bootloader）为核心的微控制器，具有54个数字I/O 接口（其中14个提供PWM输出），16个模拟I/O 接口，4组UART（hardware serial ports），使用 16 MHz 晶振。由于ATmega1280单片机内嵌Bootloader，因此能夠通过USB接线直接下 载程序而不需经过其他下载线或者编程器，大大降低开发成本。您只需用USB连接线插入电脑即可开始使用。控制器供电部分人性化设计，可选择USB接口直接供电或者使用AC－DC 适配器、电池作为外部供电电源。Arduino开发IDE接口基于开放源代码，可以让您免费下 载使用开发出更多令人惊艳的互动作品”LZ 用的是这个吧？ LZ,键盘接线的那个图请再发一个大一点的吧，论坛水印挡住了
还有接收发射板上面的接线口怎么对应？
你用的是那一款天线请PM个淘宝地址我，我找不到你这款的。
有很多同学问详细教程，和元件去哪儿买。 因为刚过完年工作太多，暂时没法再写更详细教程，下面先给出元件的型号和接线图，有电子基础，动手能力强的同学可以照着DIY。
目前的程序也不完善，忙完这段时间我再完善控制板的程序。目前用的2块控制板实际上是开发用板，价格很高的，如果同学们有团购的意向，过段时间可以做一个更低价格的消费用板的方案，估计整套价格能比现在便宜一半，勤俭节约，持家有道的同学可以等一等。现在用的开发用板的元件清单如下，给出型号和参数自己去淘宝挑便宜的买。赛钛客Cyborg V1 淘宝搜索
arduino MEGA 淘宝搜索
arduino UNO 淘宝搜索
fy 606 数传电台 淘宝搜索
PS2接口的 PC 键盘 应该不用买了吧？
连接线 舵机延长线，杜邦线，之类的。
2011-2-10 15:44 上图是地面控制板arduino MEGA ，模拟口有A0 ~ A15 ， 数字口 0 ~ 53 找出摇杆的x，y，z轴电位器，电源和地接在5v和GND上 注意我只测试了赛钛客Cyborg V1 ，其它摇杆的电位器可能不一样，没有电子基础的同学勿冲动。 x，y，z轴的电位器的信号线，按照下面接：
副翼 A0
升降 A1
油门 A2
方向 A3
摇杆其它按钮的信号线：
发射 31
按钮6 33
按钮7 35
pc键盘的接线：
键盘数据 4
键盘时钟 3
地面数传的接线：
数传的TR 连接在 TX3 14
数传的TX 连接在 TR3 15 空中控制用了块 arduino UNO ，模拟口有 A0 ~ A5 ，数字口有 0 ~ 13 ，按照下面接线。
2011-2-10 15:44 副翼舵机 12
升降舵机 11
油门舵机 6
方向舵机 5
通道5 9
通道6 10
襟翼舵机 8
TR 接数传的TX1 TX 接数传的TR0 接好线后，用USB线将我写的程序分别烧录进2块控制板内。 | 
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窥视卡
雷达卡
发表于 2013-3-22 09:16:22
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
千斤顶
显身卡
发表于 2019-2-12 08:22:55
楼主
，看看能不能自己也做一套