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截至到2020年,Pixhawk系列飞控已经发展了将近8年,中间产生了很多代Pixhawk飞控,让大家眼花缭乱,本文将给大家介绍一下历代Pixhawk。
第一代(2012年)
第一代,这也是实验性质的一代,分上下两层结构,一层叫“PX4 FMU”,包含了主控芯片和传感器,另一层叫“PX4 IO”,包含了IO MCU和各个对外接口。另外,没有外壳,是的,没有外壳。
第一代有一个划时代的意义,那就是将开源无人机硬件从“AVR单片机”时代带入了“STM32”时代,并且起步就是当时比较新的“STM32F4”系列,使得飞控硬件性能有了很大提升,从此一些先进且复杂的算法开始在开源飞控中大量出现。我(怒飞垂云)也算是第一批接触这款飞控的人,当时是通过做兼职的公司采购的(学生党,自己花钱可买不起☺),刚才我又打开了当年的淘宝记录,此商品已经下架多年,而当年2颗红心的淘宝店,如今已是四钻店铺,时间,过的真快。
第二代(2013年)
它就是Pixhawk,Pixhawk就是它。其余的Pixhawk xxx,要么是他的弟弟妹妹(大家根据自己的需求修改版),要么是他的儿子、孙子、重孙(各种升级版)。它有了外壳,商品化做的很好,电路设计也不错,很有借鉴意义。PX4 FMU和PX4 IO两个板子也合成了一个板子,主控芯片是STM32F427VIT6,传感器是L3GD20、MPU6000、LSM303D、MS5611,这种配置,放到今天(2020年)也不过时。
它同时支持APM固件和PX4固件。APM官方从它开始逐步淘汰了原有的APM2.8(以AVR单片机为主控芯片)这种飞控硬件,针对APM2.8硬件只支持到Copter-3.2.1,而如今的APM固件已经发展到了Copter-4.0.3(截至2020年3月),中间差了很多代,有很多bug被消除,很多新的功能加了进去,飞控也稳了不少。因此,现在不建议大家继续采购APM2.8这种飞控。
对于APM固件,这一代飞控编译时,使用如下命令配置板子类型:
./waf configure --board fmuv2
第三代(2015年)
这一代飞控取名“Pixhawk2”,主控芯片还是使用了STM32F427,但是传感器增加了一个MPU9250(集三轴磁罗盘、三轴陀螺、三轴加速度计为一体),因此传感器从双备份变为了三重备份。国内各个飞控卖家根据自己的理解设计了不同的飞控电路和外壳,各有所长,优劣难分。
对于APM固件,这一代飞控编译时,使用如下命令配置板子类型:
./waf configure --board fmuv3第四代(2015年)
这一代飞控的主要代表是“Pixracer”,是在之前的基础上,将IO MCU删掉,各个接口直接从主控MCU上引出,从而飞控可以做的很小,即使是较小的穿越机上也可以放下。
第五代(2018年)
这又是一个升级比较大的一代,统称“FMUv5”,主控芯片从STM32F4系列单片机提升到了STM32F7系列单片机,主频提升到216MHz,拥有更大的Flash,固件大小的限制进一步减小,同时RAM也增加了不少,可以运行更加复杂的算法。截止到现在(2020年),多个飞控卖家已经推出了各自基于“FMUv5”架构的各具特色的飞控硬件。
经过两年的发展,APM固件针对这种以STM32F7为主控芯片的飞控硬件的适配已经非常完善,二者配合达到了一个比较稳定的状态,因此,在预算足够的情况下,建议大家首选这一代飞控,从而在性能上为接下来的5年留足余量,毕竟飞控这种东西,不是消费级产品,实际上的更新换代很慢;如果预算不充足,原版Pixhawk依然是一个非常不错的选择;不过,还是那句话,以AVR单片机为主控的APM2.8这种硬件,不建议购买。
第六代(2019年)
从2019年后半年到2020年上半年,以STM32H7系列单片机为主控芯片的飞控开始逐步进入测试阶段,从APM源代码也可以看出,大家开始了对其的适配工作,代码修改很频繁,这一代飞控统称“FMUv6”,但是APM固件编译的时候,具体编译对象根据各个家飞控的配置不同,实际编译命令是不同的。STM32H7系列单片机主频为400MHz,比STM32F7提升了将近1倍,当然,价格也有所提升☺。
结语
经过多年的发展,Pixhawk开源飞控硬件已经非常完善,APM固件对其每代产品的适配工作也达到了一种非常稳定的状态,市面上出现了多代共存的局面,大家在选购飞控的时候,要牢记如下几句话:
一架好的无人机,不是某个单项性能特别突出,其余全是短板的无人机,而是各方面性能都达到“良”以上,没有明显短板的无人机(试问:一架续航1个小时的四轴,标称能抗8级风,实际抗风性只有不到3级风,请问这种无人机可以作为一款室外作业的无人机平台吗?);
靠谱是第一生产力,一架有着先进的算法、高端的芯片、炫酷的外形,但是平均每5个架次就不明原因摔一次的无人机,其价值还不如一个碳板结构、5年前配置但是能稳定飞行500个架次以上的无人机;
一般情况下,无人机上电子设备出问题导致炸机的概率,远小于由于机械故障出问题导致炸机的概率。而电子设备故障主要出在各个接口处,飞控本身的焊接问题导致炸机的概率不是太大。在没人带的情况下,组装无人机时电烙铁使用的一些基本技巧靠自己摸索是不行的,近期我会制作一个无人机上各种焊接技巧的视频教程发到B站上,预计一个月后大家在B站上搜索“怒飞垂云”就能搜到。
时代在发展,技术在进步,要勇于尝试新的东西;
新的东西同时又会带来新的问题,如果试错代价太大,坚持旧的东西有时反而是一种正确的选择。结合上一条,我这两句话的确等于没说,大家请根据各自的实际情况做决定☺。
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在“网易云课堂上”搜索“无人机飞控固件开发教程”,就能找到我制作的APM固件开发教程,168元,说贵不贵,说便宜不便宜,请大家谨慎购买,感谢支持!课程会持续更新,对于已经购买的学员后期更新永久免费。
从上条广告可以看出,我写本文的目的并不单纯,事实上,纯粹靠兴趣、靠奉献的开源项目是很难生存下去的,大家都要吃饭、都要换手机、都要买房,为了各自的赚钱目的,做一些对开源社区和自己都有好处的事情,是值得鼓励的。因此,大家在选购飞控的时候,一方面要认清各家宣传语背后的商业目的,争取买到真正适合自己的飞控,另一方面对各个飞控厂商的劳动成果要有足够的尊重,毕竟,成年人,都不容易。
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