跳转至

接收机、图传与导航外设

外设选型需要同时满足机械、电源、接口、协议、天线、散热、电磁兼容、固件和法规要求。能够接到飞控上,不代表能够稳定工作。

外设接口与安装干扰

遥控接收机

遥控接收机实物

外观示例:带外置天线的小型接收机。图片来源:RadioMaster RP1。用于识别部件,不构成型号推荐。

空中协议

先确认接收机与遥控器或发射模块使用相同:

  • 频段;
  • 协议家族;
  • 主要版本;
  • 区域设置;
  • 绑定方法;
  • 加密或绑定短语;
  • 数据包速率。

同为2.4吉赫兹不代表可以通信。

“主要版本”指可能改变空中兼容性的协议大版本;“区域设置”可能决定允许频段、信道或发射限制。两者都应以遥控系统官方兼容说明为准。

遥控器一侧可以使用以下矩阵:

项目 遥控器或射频模块 接收机 结论
射频硬件 芯片或模块系列 芯片或接收机系列 必须属于可互操作硬件
频段 2.4吉赫兹、900兆赫兹等 对应频段 必须一致
空中协议 协议家族 协议家族 必须一致
主要版本 固件主要版本 固件主要版本 必须满足官方兼容规则
区域设置 频段和地区模式 频段和地区模式 必须合法且相互匹配
绑定 短语、按键或标识 对应方式 能够完成绑定和模型匹配

机内协议和接口

接收机到飞控可能使用:

  • 交叉火力串行协议(CRSF,Crossfire Serial Protocol);
  • 串行总线(SBUS,Serial Bus);
  • 其他串行或脉冲协议。

还需要核对:

  • UART或其他硬件接口;
  • 是否需要反相;
  • 单向或双向;
  • 波特率;
  • 逻辑电平;
  • 供电电压;
  • 公共地。

反相表示某些协议的逻辑高低电平与普通UART相反,飞控需要带反相器的输入或固件支持;逻辑电平表示信号脚使用的电压范围,不能把5伏供电与5伏逻辑电平混为一谈;单向只把通道送入飞控,双向还可能返回遥测或配置数据。

飞控一侧可以使用以下矩阵:

项目 接收机 飞控 结论
供电 允许输入范围 BEC输出及电流 电压、电流和极性匹配
机内协议 CRSF、SBUS等 固件接收机驱动 协议被支持
物理接口 UART、单线或其他 可用端口 硬件类型匹配
逻辑电平 普通或反相、电压范围 输入能力 方向和电平匹配
数据方向 单向或双向 TX/RX资源 接收机TX接飞控RX,双向时反向亦连接
端口占用 所需串口 板载功能和其他外设 不与蓝牙、图传或卫星导航冲突

天线和安装

天线需要远离:

  • 碳纤维遮挡;
  • 电池;
  • 高电流导线;
  • 高功率图传;
  • 金属结构;
  • 螺旋桨。

双天线接收机应按厂商要求保持空间角度和有效辐射段,不能把两根天线平行捆扎后视为完整分集。

失联行为

接收机必须能让飞控识别链路失效。不要选择或配置为无限保持最后通道值的失联行为。

还要确认:

  • 失联标志如何传递;
  • 何时停止输出有效帧;
  • 链路恢复行为;
  • 模型匹配;
  • 遥测中断是否影响控制上行。

第一人称视角摄像头

第一人称视角摄像头实物

外观示例:模拟第一人称视角摄像头。图片来源:CaddxFPV Ant。用于识别部件,不构成型号推荐。

核对:

  • 模拟或数字系统;
  • 视频制式和分辨率;
  • 端到端时延;
  • 输入电压;
  • 功耗;
  • 外壳宽度和安装孔;
  • 镜头直径和视场;
  • 图像方向;
  • 低照度和宽动态;
  • 与视频发射机或数字图传系统的兼容性。

摄像头外壳尺寸匹配不代表视频接口匹配。

视频发射机

视频发射机实物

外观示例:带金属散热外壳的模拟视频发射机。图片来源:RushFPV TANK SOLO。用于识别部件,不构成型号推荐。

需要核对:

  • 模拟或数字视频系统;
  • 输入电压;
  • 功耗和散热;
  • 频段和可用信道;
  • 发射功率;
  • 视频输入;
  • 图传控制协议;
  • 天线连接器;
  • 安装孔和外形;
  • 是否提供摄像头电源输出;
  • 计划运行地区的无线电要求。

某些图传的5伏焊盘是低功率输出,不能接入动力电池。

通电前安装天线

射频发射机在没有匹配天线时,输出功率可能反射回功率放大器并造成过热或损坏。

测试图传前应安装正确频段、阻抗和连接器的天线,并满足散热条件。

高发射功率还可能干扰遥控接收机、卫星导航和其他电子设备。功率更高不自动代表整机链路更可靠或在当地合法。

天线

线极化天线安装示意

需要区分两个场景:

  1. 链路两端的极化匹配:遥控器与接收机、图传与地面接收端的线极化方向近似平行时,极化损失通常较小;圆极化还需要核对左右旋。
  2. 同一接收机的分集布置:两根接收天线常按厂商要求形成空间角度,以降低机体姿态和遮挡导致两根天线同时处于弱方向的概率。这不等于链路两端可以忽略极化。

核对:

  • 工作频段;
  • 线极化或圆极化;
  • 左旋或右旋圆极化;
  • 阻抗;
  • 连接器系列和公母端;
  • 是否存在反极性版本;
  • 馈线长度;
  • 有效辐射段;
  • 安装方向和遮挡。

连接器能旋紧不代表中心针、极性形式和频段正确。

卫星导航与磁力计

卫星导航与磁力计模块实物

外观示例:集成卫星导航接收机、贴片天线和磁力计的模块。图片来源:Matek M10Q-5883。用于识别部件,不构成型号推荐。

卫星导航

全球导航卫星系统(GNSS,Global Navigation Satellite System)接收机通过卫星信号估计位置、速度和时间。选型时核对:

  • 支持的星座和频段;
  • 更新率;
  • 输出协议;
  • 默认波特率;
  • 天线类型;
  • 尺寸和重量;
  • 输入电压;
  • 功耗;
  • 固件驱动;
  • 安装视野。

普通单天线GNSS静止时不能直接给出机头航向。双天线、移动基线或其他航向源需要专门硬件和固件支持。

磁力计

磁力计需要远离:

  • 电机;
  • 电调;
  • 主动力线;
  • 磁铁;
  • 钢制螺钉;
  • 高功率扬声器;
  • 其他铁磁材料。

还需要明确传感器方向和固件旋转配置。模块箭头不一定与飞控箭头使用同一坐标定义。

Matek示例模块将GNSS数据放在UART上,将磁力计放在I²C上。一个物理插头中可以同时包含电源、地和两种接口,不能把插头当成单一协议。

气压计、测距和光流

气压计

气压计需要避免螺旋桨气流直吹、强光和机舱压力快速变化。板载气压计不一定适合所有安装环境。

测距

核对:

  • 激光、超声或雷达原理;
  • 有效距离;
  • 最小距离;
  • 视场;
  • 目标材质;
  • 更新率;
  • 接口;
  • 安装方向。

光流

光流需要:

  • 地面纹理;
  • 合适照明;
  • 已知或可估计的离地高度;
  • 合适镜头和视场;
  • 时间同步;
  • 固件支持。

存在光流模块不代表室内定点一定可用。

接口和电源预算

为每个外设记录:

项目 内容
供电 电压范围、持续和启动电流
数据接口 UART、I²C、CAN、视频或其他
协议 协议名称、方向、版本和波特率
飞控资源 使用哪个端口,是否与板载功能冲突
机械 外形、孔距、接头和导线空间
安装环境 天线、视场、散热、振动和干扰
固件 驱动、最低版本和配置方式
合规 频段、功率、图像和任务要求

采购前检查

  • 遥控器和接收机空中协议及频段一致;
  • 接收机机内协议、UART、电平和供电匹配;
  • 摄像头与视频系统类型一致;
  • 图传输入、电源输出和天线接口明确;
  • 图传通电前可以可靠安装天线;
  • GNSS、磁力计和测距驱动被固件支持;
  • UART、I²C和CAN资源没有冲突;
  • BEC电流足以供全部外设;
  • 天线、导航和磁力计有合适安装位置;
  • 频段、功率、天线和用途符合计划运行地区的规则。

无线电合规记录

合规判断应与计划运行地区绑定,不应只写“符合某地规则”:

字段 需要记录的内容
运行国家和地区 国家、省市、特殊场所
设备类别 遥控、遥测、图传或其他数据链
工作频段 实际配置的中心频率和信道范围
发射功率 设备设置和等效辐射功率
带宽与发射方式 协议或设备资料
天线 类型、增益和连接方式
设备证据 型号核准、产品资料或适用豁免依据
操作者要求 是否需要执照、许可或运行审批
核验日期 法规和设备配置的核验时间

同一硬件在不同地区、功率、天线和固件区域设置下可能得到不同结论。无法确定时,应停止使用对应发射功能并查询主管部门或正式规则。

检查理解

  1. 同为2.4吉赫兹的遥控器和接收机为什么不一定兼容?
  2. 图传为什么不能在未接天线时长时间通电?
  3. 普通单天线GNSS为什么不能静止测机头航向?
  4. 一个GNSS模块插头为什么可能同时包含UART和I²C?
  5. 外设选型为什么必须统计飞控端口占用?

主要参考