本款結(jié)合遙控器+數(shù)傳+地面站三合一多功能手持終端（簡(jiǎn)稱HGS_3IN1）開源產(chǎn)品是武漢無(wú)名創(chuàng)新科技有限公司繼以往開源產(chǎn)品：開源飛控、開源QT地面站、開源機(jī)器視覺(jué)后的又一全新力作，旨在為廣大無(wú)人機(jī)學(xué)習(xí)者提供完備的一站式無(wú)人機(jī)學(xué)習(xí)方案，為萌新進(jìn)階成為無(wú)人機(jī)“全棧工程師”鋪路。

1、通訊模塊介紹

? ? ? ? HGS_3IN1采用基于NRF24L01+PA+LNA的大功率、高靈敏度的2.4G無(wú)線模塊，增加了大功率RFX2401C功放芯片和LNA芯片、射頻開關(guān)與帶通濾波器使得模塊可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸，最大空中傳輸速率為2Mbps，多頻點(diǎn)可以滿足多點(diǎn)通訊和調(diào)頻通訊。

? ? ? ? 接收機(jī)+數(shù)傳端采用集成的無(wú)線射頻模塊ML01SP4，該模塊采用原裝進(jìn)口芯片nRF24L01+PA，高精度電阻、電容、電感貼片制作，帶金屬屏蔽罩，保障在無(wú)人機(jī)空中端遭遇極端復(fù)雜電氣條件下的穩(wěn)定數(shù)據(jù)傳輸。

2、遙控器硬件資源與接口介紹

? ? ? ? 遙控器采用主控芯片主流增強(qiáng)型ARM Cortex-M3 MCU的32位微處理器STM32F103RBT6，主頻72MHz，芯片具有128 KB Flash與20KB SRAM，兩個(gè)12位ADC，三個(gè)通用16位定時(shí)器以及一個(gè)PWM定時(shí)器，配備標(biāo)準(zhǔn)和高級(jí)通信接口：兩個(gè)I2C和SPI，多達(dá)5路串口，一個(gè)USB和一個(gè)CAN等。同時(shí)遙控器配備有2K外部EEPROM用于存儲(chǔ)設(shè)置數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)用戶操作記憶功能。

? ? ? ? 遙控器自帶5V/1A電源管理芯片，可以直接插入MICRO USB口對(duì)遙控器電池進(jìn)行充電，配備880mAh大容量鋰電池，滿電狀態(tài)下可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)達(dá)600分鐘的持久工作。

? ? ? ? 配備128*84分辨率的OLED顯示屏，配合遙控器開源GUI系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)友好的交互。

? ? ? ? 配備0955袖珍版蜂鳴器用于配合按鍵實(shí)現(xiàn)單擊、長(zhǎng)按、保存已經(jīng)特殊狀下的報(bào)警功能。

配備橫滾、俯仰、油門、偏航方向桿電位器，另外上方分布有SWA、SWD、SWC、SWD四路兩檔鈕子開關(guān)，以及左右2個(gè)輸出模擬量的撥盤電位器電位器VRA、VRB。

? ? ? ? 針對(duì)初學(xué)者用航模模擬器飛行，遙控器配備有AUDIO 3.5mm音頻耳機(jī)口，用于連接電腦音頻或者加密狗實(shí)現(xiàn)PC端的模擬飛行操作。

? ? ? ? 遙控器USB虛擬串口、URT1串口可以用于透明傳輸數(shù)傳端的數(shù)據(jù)給地面站，配合無(wú)名創(chuàng)新開源地面站可以實(shí)現(xiàn)狀態(tài)顯示、數(shù)據(jù)波形、參數(shù)調(diào)試、飛控校準(zhǔn)、基本串口收發(fā)等功能。

? ? ? ? 串口3用于連接GPS模塊，遙控器可以將自身解析到的GPS數(shù)據(jù)發(fā)送至飛控端，實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)的打點(diǎn)飛行與動(dòng)態(tài)追蹤地面端物體等功能，串口4為備用串口，LINK接口用于SWD下載調(diào)試接口。

板載8個(gè)獨(dú)立按鍵用于實(shí)現(xiàn)顯示屏翻頁(yè)、參數(shù)更改、參數(shù)保持、恢復(fù)默認(rèn)等，下面列出每個(gè)按鍵的功能。

按鍵短按長(zhǎng)按K1無(wú)無(wú)K2參數(shù)單次自加參數(shù)連續(xù)自加K3無(wú)發(fā)送GPS數(shù)據(jù)K4參數(shù)單次一次參數(shù)連續(xù)自減K5向上翻頁(yè)恢復(fù)默認(rèn)參數(shù)K6切上一行無(wú)K7向下翻頁(yè)保存當(dāng)前參數(shù)K8切上下行無(wú)

3、遙控器常規(guī)操作與設(shè)置

3.1 遙控器與接收機(jī)的對(duì)碼

? ? ? ? 接收機(jī)進(jìn)入對(duì)碼狀態(tài)需要在接收機(jī)上電的同時(shí)按下接收機(jī)對(duì)碼按鍵，接收機(jī)指示燈會(huì)進(jìn)入快閃狀態(tài)。

? ? ? ? 遙控器進(jìn)入對(duì)碼狀態(tài)操作如下，在遙控器關(guān)機(jī)狀態(tài)下保持按鍵K7持續(xù)按下，然后打開遙控器開關(guān)，遙控器會(huì)進(jìn)入對(duì)碼狀態(tài)，RGB狀態(tài)指示燈紅燈進(jìn)入閃爍狀態(tài)。對(duì)碼成功后蜂鳴器會(huì)長(zhǎng)“嗶”一聲隨即進(jìn)入正常工作界面。

? ? ? ? 遙控器進(jìn)入對(duì)碼狀態(tài)后會(huì)根據(jù)芯片ID生成的唯一的遙控器頻道+通訊地址發(fā)送到當(dāng)前正處于對(duì)碼狀態(tài)的接收機(jī)，遙控器連續(xù)成功解析到發(fā)送成功標(biāo)志位后，會(huì)自動(dòng)對(duì)碼成功。接收機(jī)接收到該遙控器頻道與通訊地址后，會(huì)將數(shù)據(jù)保存在內(nèi)部FLASH里。后續(xù)接收機(jī)正常上電時(shí)會(huì)讀取頻道、地址數(shù)據(jù)并配置NRF，從而實(shí)現(xiàn)與遙控器的配對(duì)。

3.2 主頁(yè)關(guān)鍵數(shù)據(jù)顯示

? ? ? ? 遙控器主頁(yè)主要顯示和通訊連接質(zhì)量、GPS定位星數(shù)，解鎖狀態(tài)、電池電量、飛行高度/半徑、爬升/巡航速度、姿態(tài)角、溫控系統(tǒng)溫度等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，界面如下。

3.3 通訊頻道與地址的設(shè)置

? ? ? ? 遙控器默認(rèn)通訊頻道與地址是根據(jù)芯片唯一ID生成的，當(dāng)同一環(huán)境下存在多個(gè)設(shè)備處于同一或者相近設(shè)備時(shí)，數(shù)據(jù)可能會(huì)存在干擾，因此當(dāng)發(fā)現(xiàn)遙控器與接收機(jī)在近距離無(wú)遮擋狀態(tài)下，通訊信號(hào)模擬RSSI不為100%時(shí)，可以手動(dòng)調(diào)整通訊頻道或者通訊地址。設(shè)置界面如下：

3.4 失控保護(hù)設(shè)置

? ? ? ?遙控器失控保護(hù)用于在遙控器與接收機(jī)通訊完全丟失或者通訊RSSI小于15%時(shí)，強(qiáng)制使遙控器某一通道輸出預(yù)先設(shè)定的失控值，飛控程序可以判斷此通道數(shù)據(jù)，做出自動(dòng)返航、原地降落等操作。通常做法是將此通道序號(hào)和通道值與飛控一鍵返航通道對(duì)應(yīng)，也可以單獨(dú)判斷。

3.5 低壓報(bào)警

? ? ? ? 低壓報(bào)警用于設(shè)置遙控器安全電量與飛行器安全電量，實(shí)時(shí)判斷當(dāng)前電壓值，當(dāng)電壓低于設(shè)定安全值時(shí)，遙控器蜂鳴器會(huì)鳴響，用于提示操作者及時(shí)執(zhí)行返航、降落操作。

3.6 模式通道設(shè)置

? ? ? ? 功能模式通道影射設(shè)置用于對(duì)遙控器輸出的5、6、7、8、9、10通道順序進(jìn)行設(shè)置，其中每一個(gè)通道可選擇的有開關(guān)擋位SWA、SWB、SWC、SWD以及模擬通道VRA、VRB，用戶可以根據(jù)實(shí)際飛行器模式自行映射。

3.7 方向通道行程與偏移設(shè)置

? ? ? ? 針對(duì)遙控器前四個(gè)通道可以對(duì)行程與偏移進(jìn)行設(shè)置，其中偏移可設(shè)置范圍為[-100,100]，行程最小值設(shè)置范圍為[900,1500]，行程最小值設(shè)置范圍為[1500,2100]，需要調(diào)整的范圍比較大時(shí)，可以長(zhǎng)按加減按鍵，時(shí)間越長(zhǎng)加減速度越大。

? ? ? ? 需要注意的是上述所有設(shè)置操作，需要長(zhǎng)久保存即斷電重啟后仍然保存上次設(shè)置時(shí)，在設(shè)置完畢后需要長(zhǎng)按K7進(jìn)行保存，否則僅當(dāng)次有效。需要恢復(fù)默認(rèn)參數(shù)時(shí)，長(zhǎng)按K5按鍵即可恢復(fù)出廠默認(rèn)參數(shù)。

3.8 其它數(shù)據(jù)頁(yè)

? ? ? ? 用戶數(shù)據(jù)通道顯示、IMU數(shù)據(jù)顯示、GPS定位雷達(dá)顯示、板載GPS數(shù)據(jù)顯示等界面如下：

4、接收機(jī)與數(shù)傳的使用

? ? ? ? 當(dāng)僅作為接收機(jī)使用時(shí)，只需要將配送的連接線焊接到模塊背面焊盤上，黑色線接GND(標(biāo)號(hào)GD)，紅色線接5V，白色線根據(jù)實(shí)際飛控支持的信號(hào)類型選擇PPM(標(biāo)號(hào)PM)或者SBUS(標(biāo)號(hào)SB)焊點(diǎn)，最終完成圖如下：

? ? ? ? 同時(shí)接收模塊同時(shí)支持串口透明傳輸功能，由于NRF24L01單次數(shù)傳最大數(shù)據(jù)量為32字節(jié)，所以在作為透?jìng)鞴δ軙r(shí)，單幀數(shù)據(jù)不要超過(guò)32個(gè)，否者數(shù)據(jù)通訊會(huì)阻塞，影響最終通訊質(zhì)量。當(dāng)接收機(jī)端透?jìng)鞔诮訜o(wú)名創(chuàng)新系列飛控產(chǎn)品時(shí)，無(wú)名創(chuàng)新TI全系列開源飛控產(chǎn)品如下：

? ? ? ? 遙控器端可以通過(guò)USB虛擬串口、串口1輸出對(duì)應(yīng)透?jìng)鲾?shù)據(jù)，接無(wú)名創(chuàng)新地面站時(shí)即可實(shí)現(xiàn)無(wú)線串口數(shù)據(jù)傳輸功能。

本文附錄：

遙控器開源資料github鏈接：

https://github.com/wustyuyi/HGS_HP

https://download.csdn.net/download/u011992534/12868948

遙控器功能演示教程：

https://www.bilibili.com/video/BV1Gz4y1Q7gn

無(wú)名創(chuàng)新開源地面站教程：

https://blog.csdn.net/u011992534/article/details/105341638/

無(wú)名創(chuàng)新追夢(mèng)者H7高階開源飛控學(xué)習(xí)平臺(tái)DreamerPilot(主控STM32H743VIT6)

https://www.bilibili.com/video/BV19T4y1L7j9#reply3509591146

https://www.bilibili.com/video/BV1Pi4y1u7Rd

追夢(mèng)者H7高階開源飛控 雙IMU冗余

加速度計(jì)/陀螺儀:BMI088、ICM20689

磁力計(jì):IST8310、AK8975 氣壓計(jì):SPL06、FBM320

主要核心算法 姿態(tài)解算+組合導(dǎo)航:擴(kuò)展卡爾曼濾波(EKF)

控制算法:ADRC+PID

傳感器濾波:8KHz采樣+高階數(shù)字濾波(低通、帶阻)

傳感器故障診斷:動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)均方根誤差、方差等，選擇最優(yōu)融合方案

支持多款地面站:無(wú)名地面站+MP/QGC 支持室內(nèi)外光流/GPS定點(diǎn)、雷達(dá)地形跟蹤、定速巡航、航點(diǎn)航線飛行、SDK指令控制模式等