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用matek F405-wing玩转PIX固定翼(二)飞控调试篇(更新空速计应用)

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发表于 2019-4-3 23:49 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 amd32167 于 2019-10-12 11:18 编辑

***临时说明,以下都是从官网电脑翻译过来的,简易加工,未经测试:***

调参完成后的试飞 3.9.11

电调篇:https://www.bilibili.com/video/a ... oc&ts=1554421261361    用BLhelisuite对穿越机电调进行设置

F405 wingMP固件机三大步

1.安装所需的驱动及刷写工具
2.下载对应的固件
3.调试装机

1.1 下载和安装zadig(仅限windows),当前最新版本2.4,见附件1.1
1.2 从选项菜单中选择“列出所有设备”选项
从下拉列表中选择stm32引导加载程序”,然后按“替换驱动程序”按钮
1.3查看电脑控制面中usb端口是否正常显示:
按住F4飞控板的dfu按钮并插入usb线(连接到你的电脑)
打开Windows设备管理器,查看“stm 32 bootloader”是否正常显示。
1.4下载APM固件,注意务必选择对应的F4飞控型号,我是matek F405 wing,就找对应的405wing的固件,官网没有显示有对应的飞控,说明不支持;
firmware.ardupilot.org下载固件。您通常可以通过以下方法找到合适的固件:开启firmware.ardupilot.org,选择plane,电直和四轴同理
选择“测试版”或“稳定版”
查找与飞行控制器最接近的名称的目录
下载Arduxxx__bl.hex.”文件(重要,一定要下载带bl的,不然电调无法调参)(20190403更新,貌似此bl非电调的blhle,我说错了)
1.5进入官网,选择plane;选择最近的固件,这里要选stable,也就是稳定版;找到Matek 405-wing,右键另存后缀是```with bl.hex这项的固件;

1.6下载、安装并运行betaflight。见附件1.6
在屏幕左侧选择“固件刷写”
从右上方选择dfu
从右下选“加载固件[本地”,并选择上面下载的_bl.hex固件
按下“刷写固件”,几分钟后固件就会被加载

******以上皆为机翻和本人自理解的意思,后续如何等待下步更正**********(至2019年4月2日22时)

下面是APM固件的详细调试:

1. 固件篇F405-wing不可直接用地面站的自动升级固件,需要去官网下载,然后用BeatFlight刷入,APM固件下载地址:http://firmware.ardupilot.org/Plane/下载里面Matek F405-wingarduplane_with_bl.hex ;下载安装Mission Planner地面站,MP地面站更新频繁,下载最近的版本即可,我现在用的MP地面站是1.3.64,刷入F405-win的APM固件版本V3.9.7(我已刷至3.9.8官版,第一个带official的)
191302nyyz66q2seylqrl8.jpg

2. 固件刷好后,将F405-wing连上地面站,选择对应的com口,连接,然后是第一步:初始设置——必要硬件——加速度计校准,在水平面根据提示进行六面校准,可以用烟盒绑定,确认一面的话按任意键校准下一步,此步骤最好在飞控焊线钱完成,否则线焊上了不好校准;飞机总装完成后,顶住飞机的重心,飞机保持水平后,再做一次水平校准
(个人提示:不要担心你做校准用的平面不平,固件系统会自动对加速度计进行校准,每次长时间解锁或者长距离移动都会补偿校准,也不用担心你的飞控装得不够笔直和水平什么的,别多操心,但是水平校准一定要做,在你掂起飞机保持重心恰当的时候做)
191302wzg3zglgkg3cgs8d.jpg

3. 指南针:固定翼靠GPS指向,内外罗盘都会影响正常飞行,指南针选项里的所有勾都去掉,禁用指南针。罗盘是啥,除了垂起的机机,其他固定翼都不需要。
191302si6za9c97y269i9q.jpg

4. 遥控器校准:根据提示进行校准,APM固件在固定翼模式下默认8通道为飞行模式开关,这里可以设置6种模式,我用的天9遥控器,8通道用一个两段和三段开关控制6种模式详见此贴:http://bbs.5imx.com/forum.php?mod=viewthread&tid=1432113   另外我天9遥控器飞arwing的摇杆设定如下:副翼、升降、方向设为逆向,油门为正向,6段开关设好后再做遥控器校准。
友情提示:遥控器因人而异,原理是一样的,顺应你自己的操控方向就行,关于遥控器有一万种调法。
191302xh117gkc6sll1ck1.jpg

5. 必要硬件——servo output设置,也就是舵机和对应的插针设置,因为F405-wing的输出针脚定义和常规飞控不一样,所以这里要如下设置:1通道设为Throttle油门,对应飞控上的S1针脚,2通道禁用,3通道设为ElevonLeft,对应针脚S3,接左副翼舵机,4通道设为ElevonRight,对应针脚S4,接右副翼舵机,MP中勾选右副翼舵机反向(因为我的舵机是镜像安装的),以上改动在全部参数表里面的体现如下,注意所有改动后都要写入参数。
  SERVO1_FUNCTION = 70,意为S1插针对应的电调信号线
  SERVO2_FUNCTION = 0,意为禁用S2插针
  SERVO3_FUNCTION = 77,意为S3插针对应飞翼左副翼舵机混控
  SERVO4_FUNCTION = 78,意为S4插针对应飞翼右副翼舵机混控
191302k8pol0o4l0vi0le9.jpg
静态下如果飞机在自稳模式的舵面方向不对,就勾选相应的reserve,如果飞机自稳舵面自稳是对的,就调遥控器相应通道的正反,这个都不会可以弃模了。

6. 电调校准,此步建议在飞机总装完成后做,应为APM的固定翼固件默认搜到卫星才能解锁,所以这里要在全部参数表里面暂时改动两个选项,
    ARMING_CHECK= 0,意为取消飞控所有自检,电调校准完成后改为498,意为飞控解锁时仅对气压计、电池电压进行自检。
    ARMING_REQUIRE= 0 此项为在室内校准电调用,意为取消解锁动作,飞控通电即解锁。电调校准完成后改为1,意为解锁时需要油门最低,方向最右(飞翼没有航向通道)。
电调校准方法,以上改动完成后,飞控打到手动模式,油门最高——电池上电——5秒内断电——保持最高油门再上电——听到电调滴滴两声后油门最低——校准完成,然后再按恢复上面两项解锁的设定。很多朋友不能校准的原因就在于没有解除固定翼必须搜星才能解锁、或者没有解除打杆解锁,要么是遥控器没校准好。
191303bzcrdmcr3c81gcc1.jpg

个人提示:如果电调校准后你发现手动模式下遥控器一半油门而电机并没到一半转速的时候,上调基本调参里的油门中立值,滑块右拉,不要调太大。
7.飞行模式设置,用两段开关和三段开关的组合实现8通道控制6种飞行模式详见第4条,我两段在上时,8通道的三段开关从上往下依次是手动Manual、自动调参Autotune、自动Auto,两段在下时依次是自稳FBWA、定高定向CRUISE、返航RTL,这里手动和返航是必须设的,其他模式随意,自稳的话用FBWA,比stable好,定高定向用CRUISE,比FBWB好,自动调参完成后我会把AUTOtune改为Acro特技模式,以实现翻滚和倒飞。Acro模式也可以保持高度。
191303gdhuho1kiyzd55fy.jpg

8.失控保护设置,这里要做双保险,一个是地面站中设置失控保护,把飞行模式打到RTL,然后故障保护pwm设置为比最低油门信号低50,勾选“油门故障保护”,然后遥控器打到其他模式,关控,看地面站或OSD的飞行模式有没改变,关控后飞机会先进入CirCle盘旋模式几秒,然后再自动返航,第二道保险,我用的切糕433接收机,自带失控保护功能,也是一样,遥控器开机打到RTL模式,油门杆拨到40%,切糕发射、接收通电,长按切糕接收机几秒至绿灯慢闪4次,设置完成。如果断开433发射机电源,飞控会直接进入RTL模式,不盘旋,而且返航时自动油门不会低于设置的40%油门。
RTL返航高度设置,全参表,ALT_HOLD_RTL 默认返航高度是100米,单位cm,我设置的150米。
剩余电量失控保护那项我没用过,我对电池容量从不相信,填0.
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9. OSD设置,初始设置——可选硬件——OSD,启用遥测勾选下,
   软件配置——板载OSD——根据需要,对着图传屏幕设自己喜好的OSD界面,F4飞控的OSD界面相对于老旧的miniOSD,刷新率真特么高,界面就是好看。记得关掉第234屏,切糕接收机带RSSI显示,接收机RSSI线接飞控的RSSI插针。关于F405设置RSSI,我研究好了再补充。
191303n37c7cznmh2qetcf.jpg
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10. 设定油门和航速,软件配置——基本调参,这个油门指的是自动油门,因为我Arwing还没飞过,不知其特性,朋友们有好的油门和航速可以推荐下,默认的巡航油门在autortl等模式下是指最小油门,最大油门设为80(后来改为了90),以免顶风飞时长时间大油门,Arwing我没装空速计,买不起,F405-wing只支持pix用的4502D数字空速计,这种小飞机不飞高也不飞远,按地速飞就好。巡航速度默认12/秒,应该可以更小点。
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11.打杆解锁设置:全参表——Arming_CHECK=5370,意为飞控解锁时无需对罗盘和安全开关检查。
165912kgj9vvr2roxnrjt3.jpg
                     ARMING_REQUIRE=1
       ARMING_RUDDER=1 ,上述两项意为飞控自检通过,已经搜到6颗以上星时,油门杆右下保持几秒即可解锁,即遥控器的油门最低方向最右(不论飞翼有没有方向通道,只要遥控器有就行),不建议把arming_rudder设为0或者2,不安全。
165912y30d37d03023lide.jpg

12.空速计设置(正确详见下面12修正):Matek F405-wing支持两个I2C,官方给出的接线图是飞控上的5V、G、CL2、DL2接空速计,一一对应,用常用的4520D空速计来说,接线如下:
171139n4xr7wfstnrfdmw7.jpg

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171134ow43ns31gg4z5ds2.jpg

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     注意4520D空速计靠近电路板的静压管,上面的是动压管,经过各种调试验证,我发现F405虽然只认数字空速计,但是在调试中,我发现APM固件只能把空速计当成模拟空速计用,按PIX设置接空速计的方法行不通,设置如下:
(注意以下绿色大号字体为错误项)
    初始设置——可选硬件——空速,勾选“使用空速”,Pin选择Pixhawk Analog AS Port (PIX模拟空速计端口),Type选择Analog(模拟)
171137d9ef6l14bab79a7m.jpg

全餐表:ARSPD_BUS = 1 意为选用F405的扩展I2C通道,也就是接飞控上的CL2、DA2、5V、G四根线,这点与PIX的设置不同
    ARSPD_SKIP_CAL = 0 意为飞控重启后都要进行校准,飞机上天后在RTL模式下兜几分钟后,下来改为1
ARSPD_TYPE = 2 意为空速计为模拟空速计,这点我搞不明白,4520D本身就是数字空速计,为何只能识别为模拟空速计,经过多次尝试,此处确实只能选2,选1的话空速计不工作(不工作原因详见后面更正
主要配置就是上面几项,写入参数后重启飞控,此时可以看到界面上空速值已经开始跳动了。

171137nfd8t5xt65jrh656.jpg
以下黑字是正确操作
最后一项,动作里面,找到PREFLIGHT_CALIBRATION,堵住空速计的管,执行动作,进行初始校准。
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空速计设置和初始设置完成,到了飞场再做一次空速计的初始校准,飞机上天兜几分钟(任何模式),落地后把ARSPD_SKIP_CAL改为1,完成。

12修正.2019年7月6日更新-- 关于F405-wing使用数字空速计的经验(APM固定翼固件,修正上述第12条)
对于F405-wing挂APM固件的性能挖掘和扩展性试验从未停止过
打算给这货挂空速计和超声波做自动降落(之前已爽炸5次,还好损桨不损其他,我手飞技术超烂)
这次我们再说空速计(超声波是自动降落才用得到,等我应用妥当了再写,包括与之的自动降落教程)
上次我在本篇第12条里面说过空速计在F405-wing上的设置,这里需要纠正的一点是空速计在该飞控上针脚的插法;
插针如下,飞控如下图所示的那一排的G、3.3、CL2、DA2,才是对应空速计的针脚,依次是空速计对应405控,如下顺序插针: GND=G;3.3=5V;SCA=CL2;SDL=DA2,原先我一直把空速计的5v单独接到飞控的一个5v插针,导致空速计一直乱跳不敢上,偶然机会我把空速的5v插到飞控同排的3.3上面,空速居然正常了,不明不白,反正空速计正常可用了(以上简而言之就是:空速计出来一排4口孔,插入飞控就是一排4口针)


插入后,飞控USB线接地面站(此前飞控最好别接电池)
MP地面站:初始设置---空速---勾选使用空速---勾选px4/pixhawk Eagle···那项---勾选I2C MS4525DO(之前因为一直把飞控的3.3接入到了空速标定的5v接口,所以飞控和地面站不认端口,恍然大悟,不明就里)
然后重启飞控(拔插USB线,地面站断不断无所谓,还是得连接地面站)

为什么不能上图???

用空笔管罩住空速计的针头,地面站执行一次地面校准;
飞机上天后以任何模式(最好是fbwa和升降结合在空中画圆圈5分钟以上)兜圈5分钟;
落地后将改ARSPD_SKIP_CAL = 0 ,无需其他操作,此步是做自动调参autotune前提切记,必须先校准空速再做自动调参




13.调参:其实用APM固件的默认参数就已经很稳了,而且这种小飞翼也没啥可调的,调参视频移步上一贴。

14.日志分析:在取得最佳飞行状态和效率之前,务必养成勤看日志的习惯,从日志中可以看出飞控在某个时候搞什么鬼。

    att姿态信息   roll=飞机实际横滚量,DesROLL=遥控器通过飞控输出的横滚量,在温柔平飞状态两个曲线应尽量一致。如下图我在平飞时,曲线基本一致,说明舵机舵机和副翼的安装较好,没有重大角度偏差。

111

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   att姿态信息   Pitch=飞机实际俯仰量,DesPitch=遥控器经过飞控输出的俯仰量,大动作时DesPitch肯定是大于Pitch的,两条曲线基本重合,说明飞行时俯仰偏差小,飞机重心准确,水平校准到位。如下图,落地前那一段接近失速,DesPitch一直处于高位,说明我当时一直在拉升降,但Pitch较低,说明当时飞机仍处于接近平飞状态。Yaw航向角就不用看了,飞翼没有航向输出,是通过副翼的混控实现转向的。

222

222

    BARO气压计信息 这里的Alt是指以解锁高度为原点的气压计测得的高度,这里要结合GPS里的Alt看,GPS的高度是用GPS测得的海拔高度,两个对着一起看来判断气压计量程是否准确,如果不准,就在起飞前校准一次气压计,上面盖一小块海绵。下图中,曲线走势一致,说明气压计没问题。

333

333

     BAT电池信息 Volt=电流计测得电池电压 ,这里可以看到具体某个时间的电压,电压小说明当时飞机在疯狂推油,也可以看出电压回压情况。

444

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   结合RCOU信号输出里面的电调信号通道(一般是C3,F405是C1),可以看到当时飞控给出的油门大小。

555

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    震动检测:过高的震动对于飞控的陀螺仪工作干扰很大,严重的时候把陀螺仪震傻,飞控可能就会抽风。震动不能完全避免,只能尽量减小,让飞控受到的震动在合理范围内即可。震动的主要原因就在于电机和桨,通过机身传递给飞控,所以应该先尽量做好电机和桨的动平衡。飞控减震用泡沫双面胶即可,也可以用PIX的减震板。
   查看震动的记录,在地面站的IMU信息里的ACC X、Y、Z,其中X、Y的值在稳定飞行时不应大于±3,Y轴不应超过-5到-15, 在VIBE震动记录里面查看VIBE X、Y、Z,三轴在稳定飞行时均不能大于30,否则查找震动原因,再做减震。
   下图中我截取的一段飞行记录,ACC Y轴很平稳,X轴不怎么稳定,在我切换到FBWA模式时朝向一个方向震荡,说明陀螺仪的X轴方向震动大,而且还是超固定方向,可能是线头绑太紧。

666

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    ACC Z轴表现也不稳定,震荡较大,同样在切到FBWA模式的时候出现剧烈震动,但震动中心基本保持在-10。

777

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   查看VIBE X、Y、Z三轴的震动,官网给出的说明是不超过30即为正常,这个曲线具体代表什么意思我也没弄明白,姑且就按30这个值来判断吧。

888

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综上所述,飞控的减震还是要再完善下,减震做好后,务必再做飞控的水平校准




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发表于 2019-4-4 11:09 | 显示全部楼层
谢谢分享,回头试试
发表于 2019-5-6 18:28 | 显示全部楼层
谢谢分享,正打算搞一个F405,还能连接模拟空速,这个太好了
发表于 2019-5-9 09:52 | 显示全部楼层
确定i2c这个是模拟空速吗?405wing这个板子只能直接用数字空速,模拟空速需要改造一下。
发表于 2019-5-9 18:05 | 显示全部楼层
小艺的忆 发表于 2019-5-9 09:52
确定i2c这个是模拟空速吗?405wing这个板子只能直接用数字空速,模拟空速需要改造一下。

好像只是数字的啊,请问有没有改造模拟的方案啊
 楼主| 发表于 2019-5-9 18:21 | 显示全部楼层
小艺的忆 发表于 2019-5-9 09:52
确定i2c这个是模拟空速吗?405wing这个板子只能直接用数字空速,模拟空速需要改造一下。

只有勾选模拟的针脚和类型空速计才能正常工作才能
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发表于 2019-6-20 09:57 | 显示全部楼层
大佬   好帖子
发表于 2019-6-27 06:04 | 显示全部楼层
记号 f4刷apm 强大又小巧
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发表于 2019-6-30 11:06 | 显示全部楼层
改天试下mp
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 楼主| 发表于 2019-7-7 01:59 | 显示全部楼层
小艺的忆 发表于 2019-5-9 09:52
确定i2c这个是模拟空速吗?405wing这个板子只能直接用数字空速,模拟空速需要改造一下。

大佬,找到原因了,帖子已更新
发表于 2019-8-20 17:03 | 显示全部楼层
楼主好,被人小白,问您一个问题,飞机未解锁的状态下,舵机是可以动的,按照你的方法,打杆解锁不了,不想betaflaght ,一个开关解决问题,麻烦告知下咯。
 楼主| 发表于 2019-8-24 23:03 | 显示全部楼层
DEETEX 发表于 2019-8-20 17:03
楼主好,被人小白,问您一个问题,飞机未解锁的状态下,舵机是可以动的,按照你的方法,打杆解锁不了,不想 ...

不管是BF还是刷APM固件,都有取消解锁的办法,BF我没用过,APM取消解锁,通电解锁详看第11条,取消解锁限制,在室内无GPS情况下,通电即解锁,按一般的好赢电调校准的方法进行校准。
发表于 2019-9-2 13:56 | 显示全部楼层
技术贴,向楼主致敬,空速管
来自安卓客户端来自安卓客户端
发表于 2019-10-1 23:23 | 显示全部楼层
楼主,请问板载的电压和电流计,在APM固件里选什么
来自安卓客户端来自安卓客户端
 楼主| 发表于 2019-10-15 20:21 | 显示全部楼层
开心的钻石星球 发表于 2019-10-1 23:23
楼主,请问板载的电压和电流计,在APM固件里选什么

3.9.11固件里面用305
发表于 2019-10-30 14:16 | 显示全部楼层
大佬,osd里的参数大部分都了解,就是EFF,BLHAMPS,climbeff,xtrack都是啥意思呢,不明白
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发表于 2019-10-30 14:18 | 显示全部楼层
还有飞行总结怎么弄出来
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发表于 2019-11-1 22:52 | 显示全部楼层
大佬 这个ALT_HOLD_RTL我改成了-1,然后RTL_AUTOLAND我改成了1且没有添加自动降落任务项,是不是返航到起飞点后自动降高盘旋呢~
 楼主| 发表于 2019-11-17 17:57 | 显示全部楼层
951043861 发表于 2019-11-1 22:52
大佬 这个ALT_HOLD_RTL我改成了-1,然后RTL_AUTOLAND我改成了1且没有添加自动降落任务项,是不是返航到起飞 ...

对,会保持在且到rtl的高度盘旋

发表于 2019-11-18 15:30 | 显示全部楼层
amd32167 发表于 2019-11-17 17:57
对,会保持在且到rtl的高度盘旋

有没有在alt hold rtl维持-1,又能让飞机返航到家自动降高的办法呢
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