无人机遥控器的通道(遥控器三大通道详解)

一、遥控器

遥控器是航模爱好者最赖以生存的部分,我们在第一讲中已经介绍了无人机与航模的区别,无人机的目的是飞机可以完全脱离地面遥控器的控制,但是对于很多无人机刚刚入门的朋友来说,在还没有学会如何为无人机做航线规划和全自动飞行时,遥控器仍然有着至关重要的地位。

所谓无人机的遥控器就是像电视机遥控器、空调遥控器一样可以不用接触到被控设备,而通过一个手持器件,使用无线电与被控设备进行通信,从而达到对设备的控制。遥就是远距离,控就是可以控制设备,器指的就是一个电子器件。

遥控器想到达到与无人机通信的功能需要有两部分配合完成。即:发射器与接收机。遥控器上的控制杆转为无线电波发送给接收机,而接收机通过接收无线电波,读取遥控器上控制杆的读数,并转为数字信号发送到无人机的控制器中。

二、无线通信

目前用于无人机遥控器主流的无线电频率是2.4G,这样的无线电波的波长更长,可以通信的距离较远,普通2.4G遥控器与接收机的通信距离在空旷的地方大概在1km以内。2.4GHz无线技术如今已经成为了无线产品的主流传输技术。所谓的2.4GHz所指的是一个工作频段2400M-2483M范围,这个频段是全世界免申请使用。常见的Wifi,蓝牙,ZigBee都是使用的2.4G频率段。Wifi,蓝牙,Zigbee都是基于2.4GHz的,只不过他们采用的协议不同,导致其传输速率不同,所以运用的范围就不同。同样是采用2.4G频率作为载波,但不同的通讯协议衍生出的通讯方式会有着天壤之别;仅仅在传输数据量上,就有着从1M每秒到100M每秒的差别。

因为无线电波在传输过程中可能受到干扰或是数据丢失等等问题,当接收机无法接收到发射器的数据时,通常会进入保护状态,也就是仍旧向无人机发送控制信号,此时的信号就是接收机收到遥控器发射器最后一次的有效数据。这样因为信号丢失而发送的保护数数据通常叫做failsafe数据。

关于遥控器与无人机的通信协议也有很多种,常见的数据协议如下:

1.pwm:需要在接收机上接上全部pwm输出通道,每一个通道就要接一组线,解析程序需要根据每一个通道的pwm高电平时长计算通道数值。

2.ppm:按固定周期发送所有通道pwm脉宽的数据格式,一组接线,一个周期内发送所有通道的pwm值,解析程序需要自行区分每一个通道的pwm时长。

3.sbus:每11个bit位表示一个通道数值的协议,串口通信,但是sbus的接收机通常是反向电平,连接到无人机时需要接电平反向器,大部分支持sbus的飞行控制板已经集成了反向器,直接将以旧换新机连接到飞行控制器即可。

4.xbus:常规通信协议,支持18个通道,数据包较大,串口通信有两种模式,可以在遥控器的配置选项中配置。接收机无需做特殊配置。

三、辅助通道

对于主控制面板中的4个控制杆分别对应油门、航向、滚转、俯仰。除了这4个主控制通道以外,遥控器还有其它一些控制杆或控制旋钮。用于给用户自己定义。这些辅助通道从原理上讲没有任何区别,它们通常做为无人机的一些特殊功能开关,例如对云台姿态的控制,或是对照相机快门的控制,或是对其它功能开关的控制等等。这些辅助通道的读数会由遥控器发送给接收机,并由接收机桨这些数值发送给无人机控制器,再由无人机决定这些辅助通道的控制量来控制哪一项功能。关于这部分功能我们会在飞控程序部分仔细讲解。

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