PilotPi

概述

以外围最小化、功能最大化、可持续更新支持为目标而设计的树莓派飞控拓展版，适用于中型多旋翼（450轴距以上）、固定翼、车辆、船舶等其他模型。支持PX4，无APM支持企划。 系统整体为全功能设计，限于接口数量而无冗余备份，暂无IMU恒温，适应于一般场合以及二次DIY，不适应于对稳定性具有严格要求的场合。 软件驱动部分全部开源且集成进PX4，无需额外的内核驱动支持，可直接运行于最新版本的Raspberry Pi OS，可持续更新系统。（注：两路扩展串口依赖于树莓派相应的设备树，具有官方支持。此扩展板与CSI摄像头冲突，将无法使用树莓派CSI摄像头，但不影响USB总线） 分为传感器板与电源板两部分，搭配使用时只需将总电源输入接至3~6S电池，无需其它组件。 集成ICM42688与QMC5883作为IMU方案。 支持一路串行遥控输入。（目前测试通过SBUS，不支持PPM） 提供两路串口用于连接外部数传与GPS，同时提供一路I2C总线用于连接外部罗盘 板载电池电压监控，空余三路ADC，可连接模拟电流计、模拟空速计

芯片方案

• Acc+Gyro: ICM42688
• Mag: QMC5883
• Baro: MS5611
• PWM: PCA9685
• ADC: ADS1115
• UART: SC16IS752
• VREF: REF5050
• RC反相器: NC7SZ86M5
• PWR: XL4015 + L78L06

提供接口

• 1x UART RX only: 可配置硬件反向，作为SBUS输入，2.54mm三脚排针
• 2x UART: 由SC16IS752引出，连接GPS与数传，6脚1.25mm插座，支持硬件流控
• 1x I2C: 连接外置罗盘，与内置罗盘共享总线
• 16x PWM输出通道: 由PCA9685引出，12bit精度，可配置频率
• 3x 拨片开关: 分别控制RC硬件反向、板载参考压源、一路GPIO（可编程为启动模式选择）
• 4x 16位ADC: 电池电压监测（板载分压，3~6S）+三路空余通道（可配置为模拟量空速计+模拟量电流计+板上电源监测）

完整系统构成

需要额外的三方器件实现，全功能的PX4飞行栈

graph LR
	subgraph powers["电源板"]
		bat["3~6S电池"]-->pwr["电源板"]
	end
	subgraph sensors["传感器板"]
		pwr["电源板"]=="供电、电池分压"==>sens["传感器板"]
		rc["遥控接收机"]---sens["传感器板"]
		gps["GPS"]---sens["传感器板"]
		dist["超声波（I2C）"]---sens["传感器板"]
		mag["外置罗盘"]---sens["传感器板"]
		sens["传感器板"]---cur["模拟电流计"]
		sens["传感器板"]---aspd["模拟空速管"]
		sens["传感器板"]---radio["433数传"]
		sens["传感器板"]---pwm["PWM通道"]
		pwm["PWM通道"]---servo["16x电调、舵机"]
	end
	subgraph raspi["树莓派"]
		rpi["树莓派"]=="40Pin排针"===sens["传感器板"]
		usbcam["USB摄像头"]---rpi["树莓派"]
		usbwifi["树莓派图传"]---rpi["树莓派"]
		usblte["4G/5G数图链路"]---rpi["树莓派"]
		other["其它组件/MAVROS"]---rpi["树莓派"]
	end

最小系统构成

不添加任何外围器件，满足自稳飞行需求

• 9轴IMU
• 电池电压监测
• 16路PWM输出
• 遥控输入

graph LR
	subgraph powers["电源板"]
		bat["3~6S电池"]-->pwr["电源板"]
	end
	subgraph sensors["传感器板"]
		pwr["电源板"]=="供电、电池分压"==>sens["传感器板"]
		sens["传感器板"]---rc["遥控接收机"]
		sens["传感器板"]---pwm["PWM通道"]
		pwm["PWM通道"]---servo["16x电调、舵机"]
	end
	subgraph raspi["树莓派"]
		rpi["树莓派"]=="40Pin排针"===sens["传感器板"]
		wifi["WiFi接至QGC"]---rpi["树莓派"]
	end