Краткое руководство по настройке полетного контроллера «Неясыть»

Настройка будет производиться с помощью программного обеспечения Mission Planner и частично QGroundControl. Описание клемм контроллера и список выходов указаны в спецификации на контроллер (ссылка на спецификацию).

1. Подключение к Mission Planner

Плата «Неясыть» через USB подключение предоставляет два COM порта:

• ArduPilot MAVLink – для управления контроллером
• ArduPilot SLCAN – для доступа к устройствам через CAN шину

Для подключения к Mission Planner необходимо выбрать порт ArduPilot MAVLink и нажать CONNECT

После успешного подключения можно начинать конфигурацию.

2. Настройка релейных выходов

На плате полетного контроллера «Неясыть» выделено четыре пользовательских выхода. Три релейных выхода связаны с электромагнитными реле (связанны с pin 81,82,83) на плате они имеют маркировку ВЫХ1-ВЫХ3.

Каждый выход представлен тремя контактами:

• вход – средний,
• нормально замкнутый – слева,
• нормально разомкнутый - справа.

Характеристики реле:

• Максимальное коммутируемое переменное напряжение 250 вольт
• Максимальный коммутируемый ток 2 А

Один пользовательский выход – дискретный (связан с pin 84), имеет маркировку ВЫХ4.

В активном состоянии выдает 3.3 вольта 50мА

Таблица соответствия номеров выходов

Привязка выходов к сущности RELAY системы Ardupilot:

• Привязка настраивается в пункте меню конфигурации (CONFIG), закладка «Full Parameter List» программы Mission Planner. «Full Parameter List» содержит все объекты и их свойства
• В списке объектов необходимо найти «RELAY1» - «RELAY4» их и нужно связать с номером pin нужного выхода.
• Активация RELAY происходит через свойство RELAY_FUNCTION = 1 и привязку номера выхода (PIN) через свойство RELAY_PIN (pin указан в таблице соответствия номеров выходов)
• Операция назначения должна завершаться нажатием кнопки «Write Params» справа

Пример настройки RELAY1:

Если у реле не определена функция реле (RELAY_FUNCTION = 0), то первым шагом необходимо изменить RELAY_FUNCTION, установив «1»(или выбрав в выпадающем списке Relay), сохранить изменения нажатием «Write Params».

Пример настройки RELAY2:

После чего у объекта RELAY появятся дополнительные поля и можно будет указать связанный Pin

3. Проверка работы релейных выходов

Убедиться, что релейные выходы настроены можно в пункте меню DATA закладка «Servo/Relay».

Посылая высокий или низкий уровень на нужный номер реле:

На плате контроллера «Неясыть» электромагнитные реле имеют индикатор активного состояния, когда выход активирован, то загорается светодиод рядом с ним.

Пример активного релейного выхода ВЫХ1:

Привязка реле к переключателям на пульте управления будет описана ниже в пункте «Настройка управления»

4. Подключение приемника и дополнительного внешнего оборудования

4.1 Оборудование на шине UART

Оборудование, настраиваемое через последовательный порт (SERIAL PORT) осуществляется в пункте меню SETUP закладка «Serial Ports».

Маркировка на плате полетного контроллера «Неясыть» соответствует нумерации UART. Например, строка SERIAL PORT 3 UART 1 в конфигураторе, маркируется на плате как T1 и R1 от номера UART. UART1-RX = R1 и UART1-TX = T1

Для подключения приемника от пульта управления желательно использовать UART2, контакты которого расположены рядом с SD картой:

При этом RX приемника подключается к T2 контроллера, а TX приемника к R2. При необходимости питание приемника можно взять с контактов 5 вольт и GND, которые находятся рядом.

Модель пульта управления (или системы управления) определяет протокол передачи данных. Как правило используются системы с протоколом MAVLink или ELRS(CRSF). Протокол необходимо указать в конфигураторе порта для «SERIAL PORT 2 UART 2»

Если используется система MAVLink, то MAVLink2, если используется ELRS(CRSF) то RCIN:

Примечание – крайне нежелательно менять настройки у SERIAL PORT 8 OTG, так как он настроен на USB разъем и по нему подключается конфигуратор.

SERIAL PORT 3 UART 1 по умолчанию настроен на подключение GPS приемника. Промаркирован на плате как T1 и R1 (фиолетовое выделение на рисунке ниже)

Для нужд пользователя еще остаются UART6 (SERIAL PORT 6) и UART7 (SERIAL PORT 1) (жёлтое выделение на рисунке ниже)

4.2 Подключение к шине I2C

Рядом с контактами UART 1 находятся контакты шины I2C, посредством которой к контроллеру подключается магнитометр и приемник воздушного давления. Контакты помечены как SDA и SCL (зеленое выделение на рисунке).

4.3 Подключение к шине CAN

Подключение по CAN шине на плате промаркировано как ТХ и RX (красное выделение на рисунке).

5. Двигатели и сервоприводы

Подключение двигателей или сервоприводов происходит чрез выходы PWM. У полетного контроллера «Неясыть» их 14 штук.

В первую очередь необходимо определиться с типом платформы:

• - Для аппаратов с фиксированным крылом + квадропланы (целевая прошивка arduplane)
• - Для аппаратов - мультикоптеров (целевая прошивка arducopter)
• - Для колесных, шагающих, плавающих аппаратов (целевая прошивка ardurover)

Каждый тип определяет сколько необходимо подключить сервоприводов и двигателей.

Далее будет описано подключение на примере платформы квадроплан

Компоновка:

Задействованные элементы управления:

Конфигурация для квадроплана:

Квадроплан является подвидом платформы с фиксированным крылом (прошивка arduplane) с возможностью вертикального взлета и посадки VTOL (Vertical Take-Off and Landing).

Выбор режима квадроплана осуществляется включением опции «Q» (Q-Plane)

После чего будут доступны новые параметры, характерные этой модели.

Привязка двигателей

Таблица линий двигателей\сервомоторов контроллера «Неясыть»

При выборе каналов двигателей необходимо учитывать группировку исходя из логики – одна группа = один протокол управления.

Моторы могут управляться либо по протоколу Dshot либо по PWM (частота 200-250 герц), сервоприводы только по PWM (50 герц). Поэтому моторы ставим на группу№1 (линии 1-4), остальные сервоприводы:

При установки парных сервоприводов (где есть деление на правый и левый) может получиться что по умолчанию сервопривод отрабатывает в другую сторону. В этом случае устанавливается признак «Reverse».

У контроллера «Неясыть» 14 линий управления, при вышеуказанной настройке занято 12 линий. Две оставшиеся линии можно использовать для сервоподвеса камеры.

Включить сервоподвес можно через опцию MNT1 (объект - дополнительный монтаж):

После этого подключить сервоприводы подвеса:

В итоге распределены все линии управления двигателями.

6. Настройка управления

Настройку управления удобнее произвести в программе QGroundControl, так как данное программное обеспечение дает более удобный интерактивный способ привязки. Перед настройкой необходимо произвести подключение приемника согласно разделу «Подключение приемника и дополнительного внешнего оборудования».

Запуск QGroundControl и выбор раздела настроек

QGroundControl подключается автоматически после запуска, если находит порт управления платой ardupilot, на подключение требуется 5-10 секунд.

После подключение необходимо зайти в настройки аппарата:

И пройти пошаговую настройку стиков управления раздела «Radio», следуя подсказкам программы:

Пошаговая настройка позволит автоматически вывести минимальные и максимальные значения отклонения ручек управления и привязать их к осям.

Кроме привязки стиков необходимо привязать один из элементов управления к выбору режимов полета.

Режим полета — это набор шаблонов управления, реакций и степени вмешательства автоматизации в управление аппаратом. Есть полностью ручные режимы полета, а есть полностью автоматизированные. На данном этапе необходимо привязать несколько режимов, которые обеспечат проверочный полет.

Функционал страницы Flight Modes интерактивен, включая или выключая тумблеры (переключатели) на пульте можно видеть реакцию на странице (активные режимы и каналы будут подсвечиваться желтым). Необходимо выбрать канал для управления режимами полета и задать несколько вариантов:

• Режим FBWA – необходим для первых тестовых подлетов. В этом режиме контроллер обеспечивает стабилизацию аппарата с учетом наклона ручек управления (если ручки отпустить, то аппарат будет стремиться встать по горизонту)
• Режим Loiter – режим удержание позиции. Как высоты, так и местоположения
• Режим ACRO – режим без автоматической стабилизации

На этой же форме можно привязать переключатели пульта к релейным выходам.

7. Проверка разрешения на взлет:

При выполненных вышеописанных действиях, аппарат готов к проверке на взлет, удобнее это проверить в Mission Planner.

По – умолчанию разрешение на полет (ARMING) не выдается до соблюдения ряда проверок.

Наиболее актуальные:

• - Наличие подключённого пульта управления
• - Наличие устойчивой навигации
• - Шум датчиков не превышает предельного

Мешающие выдачи разрешения параметры отображаются на экране:

Почти все ограничения можно отключить, проверив на сайте ARDUPILOT на какой параметр они завязаны и отредактировав/отключив в настройках платформы (вкладка «CONFIG» -> «Full Parameter List»).

Полный список сообщений можно получить на основной странице Mission Planner

Блокирующие сообщения маркируются «PreArm»:

• 20.06.2025 13:47:13 : PreArm: AHRS: waiting for home
• 20.06.2025 13:47:13 : PreArm: Waiting for RC
• 20.06.2025 13:47:02 : IMU0: fast sampling 2.0kHz/2.0kHz
• 20.06.2025 13:47:02 : RCOut: PWM:1-14
• 20.06.2025 13:47:02 : Strix_H7-Wing xxxxxx xxxxxx xxxxxxx
• 20.06.2025 13:47:02 : ChibiOS: c6d0293e
• 20.06.2025 13:47:02 : ArduPlane V4.7.0-dev (xxxxxx)

В данном случае аппарат ждет включение пульта (Waiting for RC) и ожидает, когда система ориентации и определения местоположения (AHRS) получит данные (например, GPS поймает спутники навигации).

После окончания всех ожиданий, можно запросить разрешение на взлет.

Для этого руль направления (стик Yaw) отклонить вправо на 3-5 секунд. После чего на экране появится надпись «ARMED»

Дальнейшие настройки производятся под конкретный аппарат и его периферию, согласно описанию работы ardupilot.