無人機(jī)組裝與調(diào)試 課件 項目1任務(wù)3 多旋翼無人機(jī)通訊鏈路系統(tǒng)組裝調(diào)試

多旋翼無人機(jī)通訊鏈路系統(tǒng)組裝調(diào)試任務(wù)三在完成飛行平臺與動力系統(tǒng)的組裝調(diào)試后，為了實現(xiàn)無人機(jī)遠(yuǎn)程操控，為飛控系統(tǒng)的裝調(diào)與整機(jī)聯(lián)調(diào)聯(lián)試做準(zhǔn)備，需要完成無人機(jī)通訊信鏈路系統(tǒng)的組裝調(diào)試。本任務(wù)需要我們一小組以單位分工協(xié)作，運用所學(xué)知識共同完成多旋翼無人機(jī)通訊鏈路系統(tǒng)組裝調(diào)試。任務(wù)導(dǎo)入知識目標(biāo)技能目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.掌握多旋翼無人機(jī)接收機(jī)各編碼模式的特點與使用方法；2.掌握多旋翼無人機(jī)遙控器不同搖桿模式下操控方式的區(qū)別；3.了解多旋翼無人機(jī)通訊鏈路系統(tǒng)的組成與工作原理。1.能夠獨立完成遙控器基礎(chǔ)參數(shù)設(shè)置；2.能夠完成接收機(jī)編碼模式切換；3.能夠根據(jù)任務(wù)實施步驟完成接收機(jī)與遙控器對頻。1.通過研究學(xué)習(xí)國產(chǎn)無人機(jī)遙控器，激發(fā)愛國情懷；2.通過任務(wù)驅(qū)動團(tuán)隊完成的形式，培養(yǎng)溝通協(xié)作的合作精神；3.通過小組學(xué)習(xí)探究學(xué)習(xí)，培養(yǎng)探索創(chuàng)新的職業(yè)精神。多旋翼無人機(jī)通訊鏈路系統(tǒng)組裝調(diào)試在多旋翼無人機(jī)中占據(jù)著非常重要的地位，那么通訊鏈路系統(tǒng)中遙控鏈路系統(tǒng)工作原理是什么？如何對遙控器進(jìn)行設(shè)置？接收機(jī)的編碼模式如何選擇與切換？遙控器和接收機(jī)如何進(jìn)行對頻操作？為了完成多旋翼無人機(jī)通訊鏈路系統(tǒng)組裝調(diào)試任務(wù)，首先需要進(jìn)行理論知識的學(xué)習(xí)，在掌握多旋翼無人機(jī)遙控鏈路系統(tǒng)的工作原理、遙控器功能設(shè)置、接收機(jī)對頻模式選擇的方法后，按照任務(wù)實施步驟進(jìn)行多旋翼無人機(jī)通訊鏈路系統(tǒng)的組裝調(diào)試，確保如期完成本次任務(wù)。任務(wù)分析無人機(jī)通訊鏈路基礎(chǔ)知識遙控鏈路基礎(chǔ)知識多旋翼無人機(jī)通訊鏈路的選用原則PART01PART02PART03知識教學(xué)概覽01PartOne無人機(jī)通訊鏈路基礎(chǔ)知識無人機(jī)通訊鏈路系統(tǒng)是指無人機(jī)和控制端之間用來信息傳輸?shù)臒o線電鏈路。一般包括遙控鏈路、數(shù)傳鏈路和圖傳鏈路等。無人機(jī)通訊鏈路系統(tǒng)的概念組成無人機(jī)數(shù)傳鏈路由上行鏈路和下行鏈路組成。常用場合常用于無人機(jī)超視距通訊操控。功能上行鏈路主要進(jìn)行無人機(jī)控制指令發(fā)送，下行鏈路主要進(jìn)行無人機(jī)控制指令的回傳和接收。數(shù)傳鏈路組成遙控鏈路的主要作用是發(fā)送控制指令信息至接收機(jī)，經(jīng)接收機(jī)解碼后，將信息反饋給無人機(jī)飛行控制系統(tǒng)，從而實現(xiàn)對無人機(jī)飛行姿態(tài)的控制。作用目前無人機(jī)遙控器一般使用的頻段為2.4GHz等常規(guī)民用頻段。使用頻段遙控鏈路無人機(jī)遙控鏈路一般由天空接收端（接收機(jī)）和地面發(fā)射端（接收機(jī)）兩個部分組成。主要作用是將天空端所攝圖像穩(wěn)定發(fā)送給地面端。作用圖像采集端發(fā)射端接收端顯示端組成圖傳鏈路根據(jù)我國工信部無線電管理局規(guī)定，無人駕駛航空器系統(tǒng)能夠使用的頻段為840.5～845MHz、1430～1444MHz和2408～2440MHz。目前，世界上無人機(jī)所使用的頻譜主要集中在UHF、L和C頻段,其他頻段也有零散分布。無人機(jī)通訊鏈路主要使用頻段一般為微波（300MHz～3000GHz）頻段。一般都由當(dāng)?shù)卣M(jìn)行劃分。無人機(jī)通訊鏈路頻段通過小組進(jìn)行討論，想一想我國工信部無線電管理局規(guī)定無人駕駛航空器系統(tǒng)使用頻段的意義?小組討論隨堂互動02PartTwo遙控鏈路基礎(chǔ)知識組成無人機(jī)遙控鏈路一般由遙控器和接收機(jī)組成。遙控器是無人機(jī)遙控鏈路中的地面發(fā)射端。接收機(jī)是無人機(jī)遙控鏈路中的天空接收端。遙控器接收機(jī)遙控鏈路原理遙控鏈路中的遙控器（發(fā)射機(jī)）將控制指令轉(zhuǎn)為無線電波發(fā)送給接收機(jī)，接收機(jī)將收到的無線電波轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳輸?shù)斤w控中，實現(xiàn)對無人機(jī)的控制。AT9S遙控器

無人機(jī)遙控器是實現(xiàn)無人機(jī)操控的基礎(chǔ)設(shè)備，早期遙控器一般只需要4個通道（油門、俯仰、副翼、方向），就可以滿足操控需求。隨著用戶對遙控功能需求的逐步提升，漸漸產(chǎn)生了6通道、8通道、10乃至14通道遙控器。操控需求

常見的無人機(jī)遙控器主要由開關(guān)鍵、天線、操縱桿、功能撥桿、教練線插口、中立微調(diào)開關(guān)、功能旋鈕等部分組成。組成遙控器外部功能模塊遙控器功能模塊的作用功能模塊作用開關(guān)鍵用來開啟與關(guān)閉遙控器天線用于遙控器指令傳輸操縱桿操控?zé)o人機(jī)實現(xiàn)姿態(tài)變化功能撥桿用來打開、關(guān)閉或功能切換（如模式切換）教練線插口教練員可通過連接教練線實現(xiàn)輔助操控中立微調(diào)開關(guān)用來調(diào)整搖桿通道中立位置功能旋鈕用來控制需要連續(xù)性觸發(fā)的功能（如云臺控制、參數(shù)調(diào)整）滾輪旋轉(zhuǎn)滾輪可實現(xiàn)屏幕內(nèi)的不同功能菜單選擇PUSH鍵“確定”功能鍵MODE鍵“菜單”功能鍵（在遙控器主界面長按“MODE”鍵，可進(jìn)入基礎(chǔ)菜單，在基礎(chǔ)菜單中短按“MODE”鍵可進(jìn)入高級菜單。）END鍵“返回”功能鍵/舵量顯示功能/回傳信息切換功能鍵（在遙控器主界面短按“END”鍵，可進(jìn)入舵量顯示和回傳信息界面，在菜單設(shè)置以及功能設(shè)置界面內(nèi)短按“END”鍵可實現(xiàn)返回操作。）可以進(jìn)行遙控器的語言、搖桿模式和用戶名等設(shè)置。系統(tǒng)設(shè)置可以進(jìn)行無人機(jī)模型新建、機(jī)型選擇和重命名等設(shè)置。模型設(shè)置可以進(jìn)行通道設(shè)置、失控保護(hù)設(shè)置、中立微調(diào)設(shè)置和舵機(jī)相位（通道反向）等設(shè)置。輔助通道，指除四個主控制通道外的其他開關(guān)、旋鈕等通道。設(shè)置輔助通道即通過對開關(guān)進(jìn)行定義，常用來設(shè)置一些輔助功能，如模式切換等。舵機(jī)相位，又稱為通道正反向，設(shè)置舵機(jī)相位可改變舵機(jī)響應(yīng)方向。功能設(shè)置遙控器功能設(shè)置模塊搖桿模式無人機(jī)遙控器的搖桿模式按照操控手法可分為中國手、美國手、日本手和反日本手四種。由于操控的邏輯性、便捷性，目前使用美國手和日本手的飛行者居多。日本手與美國手的區(qū)別↑

綠色箭頭為副翼舵：控制多旋翼無人機(jī)左右移動。↑

紫色箭頭為俯仰舵：控制多旋翼無人機(jī)前后飛行?！?/p>

藍(lán)色箭頭為油門舵：控制多旋翼無人機(jī)上升下降?！?/p>

紅色箭頭為方向舵：控制多旋翼無人機(jī)的轉(zhuǎn)向。遙控器搖桿模式日本手遙控方式美國手遙控方式對比手機(jī)的發(fā)展史，思考一下無人機(jī)遙控器的發(fā)展趨勢？思考提問隨堂互動接收機(jī)是接收發(fā)射端所發(fā)出無線電波信號的通訊設(shè)備。接收機(jī)工作時，首先會抑制和過濾掉不需要的信號和噪音干擾，接著在眾多的電磁波信號中選擇已經(jīng)匹配的頻段信號，經(jīng)過解碼后再放大信號，將有效信息反饋給飛控，從而實現(xiàn)無人機(jī)無線通訊控制。對頻鍵：完成接收機(jī)編碼模式切換與對頻。對頻燈：顯示目前接收機(jī)工作狀態(tài)。天線：用于接收遙控器發(fā)出的信號。通道：為遙控器控制提供通道接口。接收機(jī)工作原理接收機(jī)部件功能接收機(jī)基礎(chǔ)知識PWM（Pulsewidthmodulation）也稱為脈沖寬度調(diào)制，該編碼模式主要用于控制單個電調(diào)或者電機(jī)的脈沖寬度調(diào)制。PWMPPM（PulsePositionModulation）也稱為脈沖位置調(diào)制，PPM編碼方式相對簡單，是將多個脈沖作為一組，并以點位周期性發(fā)送，通過組內(nèi)各個脈沖之間的寬度來傳輸相應(yīng)通道的控制信號。其使用方便，目前被廣泛使用在無線遙控器的接收機(jī)中。PPMS-BUS（SerialBus）是一種串行通訊協(xié)議，也稱全數(shù)字化接口總線（數(shù)字化指該協(xié)議使用現(xiàn)有數(shù)字通訊接口作為通訊硬件協(xié)議和專用的軟件協(xié)議），非常適合與飛控連接使用。S-BUS編碼可以通過一個數(shù)字接口完成對多個設(shè)備的連接控制，這些設(shè)備通過與總線連接，便能夠獲得各自通道的控制信息。S-BUS接收機(jī)編碼模式目前，常見的接收機(jī)編碼模式可分為PWM、PPM和S-BUS三種。部分接收機(jī)可同時兼容多種編碼模式，多數(shù)遙控器可配備多種不同編碼模式的接收機(jī)。03PartThree多旋翼無人機(jī)通訊鏈路的選用原則遙控器的選擇全面考慮無人機(jī)遙控通訊鏈路所需通道數(shù)量遙控器價格接收機(jī)選擇綜合考慮接收機(jī)通訊協(xié)議與所適用的技術(shù)考慮降低線路連接的復(fù)雜性通常選用具備PPM或S-BUS編碼模式的接收機(jī)相比較而言，S-BUS編碼模式優(yōu)于PPM編碼模式遙控器和接收機(jī)的選擇通訊協(xié)議又稱通信規(guī)程，是指通信雙方對數(shù)據(jù)傳送控制的一種約定。約定中包括對數(shù)據(jù)格式，同步方式，傳送速度，傳送步驟，檢糾錯方式以及控制字符定義等問題做出統(tǒng)一規(guī)定，通信雙方必須共同遵守，它也叫做鏈路控制規(guī)程。電腦與電腦之間的溝通必須講述相同的語言，才能互相傳輸信息，自然資料在國際互聯(lián)網(wǎng)上傳遞，每一份都要符合一定的規(guī)格（即是相同的語言），這些規(guī)格（語言）的規(guī)定都是事先在會議上講好的，一般我們稱之為“協(xié)議”，而這種在網(wǎng)絡(luò)上負(fù)責(zé)定義資料傳輸規(guī)格的協(xié)議，我們就統(tǒng)稱為通訊協(xié)議。知識拓展隨堂互動多旋翼無人機(jī)通訊鏈路系統(tǒng)組裝調(diào)試任務(wù)實施任務(wù)實施1.查驗物料是否齊備，電池電量是否充足，詳見《任務(wù)實施檢查單》；2.檢查各部件外觀是否有損壞；3.觀看微課，學(xué)習(xí)多旋翼無人機(jī)通訊鏈路系統(tǒng)組裝調(diào)試。任務(wù)準(zhǔn)備班級姓名學(xué)號組號組長指導(dǎo)教師小組成員姓名：學(xué)號：任務(wù)分配成員1成員2成員3成員4序號名稱型號/材質(zhì)數(shù)量是否齊全1無人機(jī)遙控器AT9SPro1個是否2遙控器接收機(jī)R9DS1個是否3遙控器電池2S鋰電池1個是否4接收機(jī)單獨供電電池2S鋰電池1個是否5測電器——1個是否（1）打開遙控器電池倉，裝入遙控器電池，然后通電。（2）打開遙控器電源開關(guān)，檢查其顯示亮度是否正常，顯示信息是否正確。步驟1：遙控器通電并開機(jī)（1）長按“MODE”鍵進(jìn)入基礎(chǔ)菜單，轉(zhuǎn)動滾輪選中“系統(tǒng)設(shè)置”，按“PUSH”鍵確定；（2）轉(zhuǎn)動滾輪選中“發(fā)射模式”，將其設(shè)置為“打開”；（3）觀察遙控器發(fā)射指示燈是否亮起，亮起為發(fā)射模式已打開。步驟2：遙控器系統(tǒng)設(shè)置轉(zhuǎn)動滾輪選中“搖桿模式”，將其設(shè)置為“模式2”。實際應(yīng)用中，需根據(jù)自己的操控手法去設(shè)置搖桿模式，“模式1”為日本手、“模式2”為美國手、“模式3”為中國手、“模式4”為自定義操控手法。步驟3：遙控器搖桿模式設(shè)置（1）按“END”鍵返回至基礎(chǔ)菜單，轉(zhuǎn)動滾輪選擇“中立微調(diào)”；（2）將遙控器控制遙桿打到中立位；（3）將“微調(diào)開關(guān)”全部歸零。步驟4：遙控器中立微調(diào)歸零（1）轉(zhuǎn)動滾輪進(jìn)行“模型選擇”，按“PUSH鍵”進(jìn)入，轉(zhuǎn)動滾輪選擇一個模型，設(shè)置完成后按“END”鍵，返回至基礎(chǔ)菜單（2）轉(zhuǎn)動滾輪進(jìn)行“機(jī)型選擇”，按“PUSH”鍵進(jìn)入，然后選擇機(jī)型為“多旋翼無人機(jī)”，設(shè)置完成后按“END”鍵返回至基礎(chǔ)菜單步驟5：模型與機(jī)型選擇轉(zhuǎn)動滾輪選擇“舵機(jī)相位”，按“PUSH”鍵進(jìn)入，然后更改三通道油門為“反向”，設(shè)置完成后按“END”鍵返回至基礎(chǔ)菜單。步驟6：舵機(jī)相位設(shè)置（通道反向）（1）轉(zhuǎn)動滾輪選擇“輔助通道”，按“PUSH”鍵進(jìn)入，將“姿態(tài)選擇”設(shè)置在第五通道，三段開關(guān)選擇“SwE”。（2）轉(zhuǎn)動滾輪將“輔助通道”六、九、十通進(jìn)行關(guān)閉。（3）轉(zhuǎn)動滾輪將”輔助通道”七、八通分別設(shè)定“SwA”、“SwB”通道，設(shè)置成功后按“END”鍵返回基礎(chǔ)菜單步驟7：輔助通道設(shè)置轉(zhuǎn)動滾輪至“功能設(shè)置”，按“PUSH”鍵進(jìn)入，轉(zhuǎn)動滾輪至“OUT”，按“PUSH”鍵確認(rèn)，然后轉(zhuǎn)動滾輪選擇“S-BUS”，設(shè)置成功后按“END”鍵返回。步驟8：遙控器S-BUS模式設(shè)置（1）將接收機(jī)通電，取一塊2S鋰電池，將電池電源輸出端通過轉(zhuǎn)接線轉(zhuǎn)接為杜邦接頭，插在接收機(jī)任意通道接口處（2）保持遙控器與接收機(jī)距離在50厘米以內(nèi)，快速短按兩次接收機(jī)側(cè)面的對頻鍵，接收機(jī)對頻模式調(diào)到S-BUS模式。（3）長按接收機(jī)側(cè)面對頻鍵，直至接收機(jī)藍(lán)色燈進(jìn)入閃爍狀態(tài)時松開。而后接收機(jī)指示燈由閃爍變?yōu)槌Ａ?，并且遙控器屏幕信號顯示為滿格代表對頻成功步驟9：接收機(jī)與遙控器對頻知識拓展—對頻注意事項對頻注意事項2.當(dāng)R9DS接收機(jī)指示燈顯示為紅色時，代表編碼模式為PWM模式，藍(lán)色為S-BUS模式。模式切換為快速短按兩次接收機(jī)對頻鍵。4.對頻時盡可能確保周圍只有一組遙控器和接收機(jī)處于通電開機(jī)狀態(tài)；6.天線安裝狀態(tài)應(yīng)盡量保持垂直，彎曲可能造成控制范圍縮減。1.接收機(jī)供電區(qū)間為3-10V且電池正負(fù)極和接收機(jī)正負(fù)極接口對應(yīng)；3.當(dāng)對頻燈閃爍時表示未對頻，長亮表示對頻成功。如對頻失敗請重新通電后再次進(jìn)行對頻操作；5.安裝接收機(jī)天線時，需遠(yuǎn)離金屬物，防止出現(xiàn)信號干擾；

在完成對多旋翼無人機(jī)通訊鏈路系統(tǒng)基礎(chǔ)知識，通訊鏈路系統(tǒng)的概念，遙控鏈路、數(shù)傳鏈路和圖傳鏈路組成及作用，遙控器和接收機(jī)的基礎(chǔ)知識和選用原則等理論知識學(xué)習(xí)的前提下。檢查多旋翼無人機(jī)通訊鏈路系統(tǒng)組裝調(diào)試所需物料是否齊備，檢查各裝調(diào)部件外觀是否有損壞，確保電池電量充足的情況下，填寫《任務(wù)實施檢查單》。并嚴(yán)格按照組裝調(diào)試標(biāo)準(zhǔn)工藝流程，參照實訓(xùn)任務(wù)詳細(xì)步驟，完成AT9SPro遙控器和R9DS接收機(jī)的組裝與調(diào)試工作。實訓(xùn)練習(xí)任務(wù)實施評價序號實施流程操作內(nèi)容要點是否完成1遙控器通電并開機(jī)無人機(jī)遙控器裝上電池并打開。是否2遙控器系統(tǒng)設(shè)置將無人機(jī)遙控器的發(fā)射模式設(shè)置為“打開”狀態(tài)。是否3遙控器搖桿模式設(shè)置根據(jù)操控習(xí)慣，設(shè)置無人機(jī)遙控器的操控手法。是否4遙控器中立微調(diào)歸零遙控器搖桿打到中立位值，并將“中立微調(diào)”歸零。是否5模型與機(jī)型選擇新建多旋翼無人機(jī)模型。是否6舵機(jī)相位設(shè)置（通道反向）設(shè)置遙控器油門通道為“反相”。是否7輔助通道設(shè)置姿態(tài)模式設(shè)置在五通道，三段開關(guān)為“SwE”；通道七、八通分別對應(yīng)設(shè)定為“SwA”、“SwB”開關(guān)；關(guān)閉通道六、九、十。是否8遙控器S-BUS模式設(shè)置將“OUT”一欄中設(shè)置為“SBUS”。是否9接收機(jī)與遙控器對頻完成接收機(jī)與遙控器對頻操作，對頻模式為“S-BUS”任務(wù)完成方式小組協(xié)作完成個人獨立完成任務(wù)完成度評定ABC總結(jié)與反思1.接收機(jī)編碼模式是如何進(jìn)行切換的？2.遙控器操控手法中美國手和日本手的區(qū)別是什么？3.遙控器和接收機(jī)是如何進(jìn)行對頻操作的？快