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(jīng)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?cè)腴T的朋友來說，在還沒有學(xué)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(guān)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(diào)遙控器一樣可以不用接觸到被控設(shè)備，而通過一個手持器件，使用無線電與被控設(shè)備進行通信，從而達到對設(shè)備的控制。遙就是遠距離，控就是可以控制設(shè)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(zhuǎn)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(zhuǎn)為數(shù)字信號發(fā)送到無人機的控制器中。如下圖：

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(nèi)。2.4GHz無線技術(shù)如今已經(jīng)成為了無線產(chǎn)品的主流傳輸技術(shù)。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(dǎo)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(dāng)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(guān)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(nèi)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(jīng)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、操作方式

無人機的遙控器根據(jù)其操作方式不同可以簡單的分為兩種：美國手和日本手。除了操作方式不同外，遙控器沒有什么本質(zhì)區(qū)別。它們不同的操作方式如下圖：

日本手遙控器

美國手遙控器

美國手遙控器的左側(cè)是油門通道和航向通道，右側(cè)是滾轉(zhuǎn)與俯仰。而日本手則是右手油門與滾轉(zhuǎn)，左側(cè)是俯仰與航向。

對于主控制面板上的這4個控制桿，通常情況下只有油門的不會自動回到中位，而其它3個控制桿在被撥動離開中間位置之后，當(dāng)松開手指之后會自己回至中位。這就是油門通道與其它通道所不同之處。當(dāng)然油門通道不自動回中也是對無人機的一種保護，以免手滑油門回中發(fā)生意外。

而對于一些小眾品牌的遙控器，卻有一些極少數(shù)操控方式即不屬于美國手也不屬于日本手，它們的主控制面板上的4個控制桿都是可以自動回中，而哪一個桿來控制油門，哪一個控制滾轉(zhuǎn)、俯仰、航向，并沒有明確規(guī)定。通常在多數(shù)飛行控制器中可以過遙控器校準(zhǔn)功能來讓使用者自行定義。而對于所有控制桿都可以自動回中的遙控器并不適合無人機，而更適合無人車，因為小車的動力系統(tǒng)通常是有刷電調(diào)和有刷電機，油門回中則是停止，油門最大和最小分別可以控制小車的前進和后退。

四、輔助通道

對于主控制面板中的4個控制桿分別對應(yīng)油門、航向、滾轉(zhuǎn)、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(guān)，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(guān)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(guān)于這部分功能我們會在飛控程序部分仔細講解。