飞行操纵杆控制无人机更加逼真，具有传统遥控器无法匹配的优势，并且具有更多的频道。文使用Arduino开发板设计了一组无人机飞行操纵杆控制器。
控制器不需要计算机，价格便宜并且易于运输。是理想的无人机控制平台。着无人机成为经济增长的新点，国民收入水平的提高，近年来，无人机在大学中受到了越来越多的关注。人飞行器是无人飞行器的缩写，是可重复使用的无人飞行器，使用无线电遥控（包括远程控制），预设程序控制和/或基于传感器的自主飞行空降。
人机已经发展了近一个世纪。前，全球有30多个国家在研发和制造无人机。前，全球有12万架无人机在服役，市场规模已接近1000亿美元。前，大多数使用无线电遥控器的无人机都使用JR或Futaba生产的特殊遥控器，这些遥控器的优点是手感舒适，易于携带，但价格昂贵，并且具有渠道数量少。要更多渠道。小部分使用PC作为控制平台，并使用飞行操纵杆作为控制器，可以实现更专业的功能和大量的通道，但携带不方便，需要携带笔记本电脑或在现场进行PC调试时，还需要考虑电池寿命，它也相对昂贵，并且需要具有计算机软件专业知识才能进行编程。了解决上述缺点，我提出了一种基于Arduino的无人机控制器设计方案。Arduino由米兰互动设计学院的两位教授David Cuartiels和Massimo Banzi于2005年1月成立，这是一个基于开放源代码的简单I / O平台[2-3]。Arduino具有类似于Java和C的开发环境。对链接到AVR微控制器的某些注册表参数进行了功能化[4]。使是不熟悉AVR微控制器的朋友也可以轻松地开始和设计各种实际的电路开发，该系统是一种易于开发和应用的低成本电子平台。Arduino的整个平台，包括硬件和软件，都是完全开源的。于使用了Arduino平台，该解决方案可以快速开发出低成本的飞行操纵杆来控制模型飞机并感受到真实飞行的感觉。为有更多的接口，所以它可以达到20多个通道，可以执行各种扩展任务，并且不需要携带计算机。系统的框图如图1所示，分为两部分，即地面控制部分和控制执行部分。面控制部分是通过单片机读取飞行操纵杆的数据，从而获得飞行操纵杆各通道的实时电压。式转换后，获得每个通道的值。过无线数据模块对上述值进行编码和发送。通过无线空中数据传输接收到信号之后，指令被发送到单片机，并且单片机对该指令进行分析并将其转换为飞行控制系统中常用的PPM信号。飞行操纵杆获取当前操纵杆的一种方法是通过操纵杆的USB接口对其进行读取。于不同制造商的通信协议不兼容，因此必须对某些协议进行授权，这在实施时比较麻烦。
一种方法是直接获取操纵杆电位器的值。际上，除了使用霍尔效应传感器的非常高档的操纵杆外，现在市场上的大多数操纵杆还使用普通的电位计，可以根据可变电阻读取该电位计。模块使用市场上常见的Saitek FLY5飞行操纵杆，并且拆解了船体。有电位计均与白色的3P连接插座和电路板连接。个XYZ轴用于控制飞机（电梯，副翼）的姿态。向），油门由操纵杆控制，苦力帽可用于控制fpv摄像头，其他键可映射到其他通道，例如向其中发射物体空中，自动回家，更改飞行模式等我们采用的单片机系统使用Arduino MEGA2560开发板。开发板是一个以ATmega2560为核心的微控制器开发板。具有54组数字I / O（其中14组可用作PWM输出），16组模数转换输入，4组串行端口和一个16 MHz晶振。读取操纵杆的XYZ轴的电阻值，只需将电源和电位计的接地连接到5 V并连接到ESC输出的接地，并将信号线连接到卡的模拟输入端口即可。Arduino的。
10位，电阻值映射到程序中从0到1023的值中，FLY5游戏杆的分辨率大约为800〜900。行游戏杆的电位器是线性的，响应更加敏感。实际测试中，当操纵杆返回中心并到达最大和最小位置时，数据将产生波动和噪声。尔曼滤波算法用于处理它们以获得平滑曲线。
线数据传输模块使用一对Xbee PRO 900HP无线收发器模块，该模块的功率为250 mW。们用于连接地面控制卡的微控制器和飞行控制微控制器。备原始天线，最大距离可达10KM，与传统遥控器相比，距离大大增加。于标准的TTL串行接口，可以将RX和TX分别连接到微控制器板上的TX和RX端口。
特率设置为115200，数据传输为半双工。信增加了CRC验证，以防止数据丢失和篡改。
过良好的通信协议，空中交通管制卡可以分析地面发出的命令，并执行相应的操作来控制伺服系统。准PPM信号周期固定为20 ms。论上，脉冲宽度（脉冲的高电平部分）在1 ms和2 ms之间变化，但是实际上，脉冲宽度可以在0.5 ms和2.5 ms之间。应于0°-180°[5]。
前，大多数无人机飞行控制器的接收端遵循1到2毫秒的规范，数据刷新率为50 Hz，该设计使用NAZA飞行控制模块。DJI的M。空中控制执行部分的单片机控制系统中，设计了一种失控保护装置。Arduino中设计计时器中断，恒温阀芯并检查是否定期接收指令（通常每秒应接收50条指令）。于飞机的高速和快速变化，可以将其设置为1秒钟而不接收任何命令，然后进入悬停，悬停就位并等待30秒内未收到地面命令，它应该进入失控保护状态，并进入飞机控制器的GPS自动返回模式。用飞行操纵杆进行控制更为现实，传统遥控器无法实现。侧为加速器，右侧为副翼，左Z轴扭曲，以控制方向舵。面站配备了9 dBi全向天线，而原始的3dBi天线则配备了8 km的机载控制距离。
向传输过程中没有明显的延迟和方向舵，适用于诸如直升机或多旋翼无人机的低延迟控制要求。得的延迟小于20 ms。向传输的延迟非常大，甚至发生了超过500 ms的延迟，这仅适用于固定延迟的机翼和滑翔机等低延迟的飞机。析数据传输模块的原因是，大多数数据传输模块是单频的，只能实现半多路复用无线传输。
收需要延迟。果数据量被阻止，则延迟将增加。
间。文提供的解决方案成本低，实用开发，易于实施。利之处在于，尽管单向传输的延迟很小，但它无法实时返回飞机的各种数据。解决此问题，只能使用两对无线模块或使用MIMO天线可以实现全双工的无线模块来解决。一步的研究将继续实现低成本的双向传输，并获得实时数据返回的低延迟OSD控制。
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