传统航模遥控器

      我们提到的遥控器是传统的航模遥控器,优点是距离比较远、可靠性较高,同时调节起姿态来比较柔和,大多使用NRF24L01类的射频芯片。当然,这类遥控器也是有缺点的,如体积大、耗电大,通道数量有限从而导致功能扩展性受限等。又由于当前物联网概念的兴起,各种短距离无线通信方式加速发展,因此,使用物联网式的通信方式来控制四轴飞行器成了新的探索方向。

      当前比较常用的物联网通信方式有WiFi、蓝牙、ZigBee等,它们也工作在2.4 GHz频段,但有更细致的频段划分、更完善的通信格式和协议来保证数据传输的准确性。WiFi和蓝牙目前已经成为智能手机的标配,具有广泛的使用群体。在硬件上,TI、CSR等厂家对这些协议做了完善的解决方案。Flappy430使用的是CSR公司的蓝牙芯片BC4,此芯片支持蓝牙2.0协议,使用3.3V电平输出,可以与Flappy430的串口0直接连接。蓝牙模块的名称是HC-06,属于目前常见的蓝牙模块,此蓝牙模块可以广泛地应用于工业控制、智能家居、无线抄表等各种场合,蓝牙部分原理。

      在软件上,安卓、iOS和WP等移动操作系统都对蓝牙和WiFi有比较全的驱动库,所以在智能手机上开发四轴飞行器的遥控程序也成为四轴飞行器开发,尤其是微型四轴飞行器开发中的一个趋势。使用这种方式遥控四轴飞行器,具有以下一些优势。

(1)以智能手机为载体,不用单独携带遥控器。

(2)各个通道的遥控数据直接以数字量的形式传输,与之前的PWM波传输相比更加准确,写飞控程序的时候也可以不用操作10口的捕获和中断。以Flappy430的解锁为例,解锁需要的信号是油门Thr小于40,旋转Yaw大于90。传统遥控器给出的信号是:占空比小于8.3%的Thr通道信号,以及占空比大于9.3%的Yaw通道信号。经过对应的飞控引脚的捕获和计算,再换算成具体的数值。而采用蓝牙等通信的话,收到的直接就是一串数据,可以方便精确地得到各个通道的数值。

(3)通信过程中可以自己设置通信数据包格式,在某种程度可以更好地防止失控。例如,Flappy430的蓝牙通信数据包是控制数据流,其中我们使用字符作为一包数据的开头。如果一定时间没有检测到字符的话,则可以判定数据传输出现问题,需要启动紧急降落程序。

(4)一体化程度更高。如前文所述,我们使用的天地飞接收机是与发射机配套的,因此接收机作为独立的部件安装在Flappy430上面。而使用蓝牙等芯片的话,则可以自行设计电路和芯片,从而将无线接收也融合到微型四轴飞行器/飞控上面,获得更高的集成度。而这类通信方式的缺点,则主要在于距离不够远,以及智能手机等发射机的界面操作不如传统发射机专业精确。

       就界面设计而言,智能手机上面的操作界面脱胎于传统的遥控器,只不过用手指点触代替了传统的物理摇杆,最核心的仍然是四个姿态通道。由于智能手机的灵活性,界面上可以增加很多特定的功能按钮,而这一通道的数据加入到数据包中即可。例如,控制数据流,就增加了两个通道。接下来只需修改接收的飞控的数据包读取程序即可。典型的手机控制界面。

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