让地平线X3运行PX4(硬件篇)

好几天没有写文章了，诈尸来一篇！

我今天干饭的时候，看见了这个无人机的展会！！！呜呜呜，在内蒙古的我就去不了了，不过写篇文章来安慰一下自己吧~



大家快去看！

现在看下来开源的飞控已经很稳定了，就是PX4和APM（国内有个基于模型开发的，不过在国外，全球的市场看，不太行，加油吧~），剩下就是FPV这块了，也是一个树下7个娃。接着就是一些开源的小飞控。

所以对于现在不用DJI商用飞控这些无人机，那现在选择也就是PX4了，至于为什么不是APM，我也说不明白，PX4总体是更高级一些的，而且在设计之初就选用很好的技术路线，所以也是高端和专业的代名词。

PX4，一种是开发板就是上面有IMU，MCU，接口什么的，专注于飞行本身。还有一种是偏向于上层控制的，就是一个较强的计算模块来发送飞行指令的。

随着开源硬件树莓派，这些廉价的ARM硬件盛行，有人就在想，和PX4飞行固件能不能碰撞出不一样的火花，那有人就想，直接让树莓派运行固件就好。

就是这样

树莓派硬件运行PX4飞控固件， 这文章好像是21年写的。

当时的文章现在在现在看起来是有点呆逼的

重温这篇文章，或是重写这个文章的理由也很简单，重温这个硬件，以及试着给地平线设计一个飞行的载板，地平线的边缘算力是有点强的。

闲话不多说，开始！

我们从板子的设计上面看，就是6个功能块：GPS，双路的IMU，多样的RC输入，气压，额外的接口（ADC，I2C，UART），电源控制。

1. 双IMU芯片。Navio2采用两只IMU芯片,既可以提高飞行性能,也实现了冗余设计,提高了可靠性。

2. 改进的MS5611性能。之前MS5611与总线上其他芯片共享,会产生噪声。Navio2独立MS5611于I2C总线上,消除了这一影响。

3. 用微控制器代替PCA9685 PWM发生器。之前版本采用PCA9685芯片产生PWM,但其每个通道的频率不能独立控制,给马达和舵机带来问题。Navio2采用微控制器代替,可以按组设置每个输出通道的频率,解决这个问题。

4. PPM/SBUS解码由微控制器代替DMA完成。之前Navio+采用DMA采样PPM信号,占用大量系统资源。Navio2由微控制器完成PPM/SBUS采样,释放Raspberry Pi 2的处理器核心用于其他任务。

5. AUX SPI。Navio2是第一个利用Raspberry Pi的AUX SPI控制器的HAT。两个SPI控制器允许更有效地分配传感器。

6. ADC接口。之前Navio+的ADC通道只在板底的焊盘上可用,不方便。Navio2的这些通道在DF13接口上可方便访问。

7. 更好的Linux集成。PWM、ADC、SBUS和PPM通过Linux sysfs集成,可以方便从任何编程语言访问。未来会有更深入的集成。

具体的传感器就是这几个

因为还面临一个硬件驱动的问题，所以给出的驱动代码也要学习！

MPU9250，实际上是内部集成了一个 MPU6500 六轴传感器和一个 AK8963 三轴磁力计，他们共用一个 IIC 接口，这样组合成一个九轴传感器。

MPU9250使用的是SPI，20Mhz的采样频率

函数库很简单的，就是一个更新函数就可以得到数据的

写一个获取ACC的函数

这些是芯片的电气参数

这个是芯片的引脚，现在的资料都是IIC的，SPI的设计需要看芯片手册的

这里放一个IIC的原理图

SPI的使用就是传输速率很稳定性上面

MPU9250内置惯性测量单元(IMU)芯片可以通过SPI接口或IIC接口与主机通信。相比而言,SPI接口有以下优点:

1. 速度更快。SPI通常可以达到更高的通信速度,最大可以达到10MHz以上。IIC通常最高只有400KHz,通信速度较慢。

2. 并行通信。SPI采用并行通信,可以同时发送和接收多位数据,通信效率更高。IIC采用串行通信,一次只能发送和接收1位数据。

3. 更简单。SPI只需要4条线(SCLK,MOSI,MISO,CSN)即可完成全双工通信。IIC需要至少2条线(SDA,SCL),通信协议也较为复杂。

4. 可实现更长传输距离。采用SPI可以实现较长(10米以上)的传输距离。IIC由于采用开漏输出,传输距离较短,一般只有几米。

5. 支持更高灵活性。SPI通信可以由片选信号(CSN)控制从机,主机可以与多个从机通信; each从机也可以有自己的通信速率。IIC只能固定通信,通信速率也相同。

6. 更强的抗干扰能力。SPI采用差分信号,对噪声更加鲁棒。IIC易受电磁干扰影响,通信质量较差。

ST的这个IMU，我源码里面没有找到驱动？

随便看了看，IIC，不是SPI的

数据手册里面有

芯片的引脚图

定义

原理图

两个IMU，SPI的接口

emmmm，我要不是搞错了+和2这个版本，要不就是驱动里面没有写这个芯片的驱动。

写了，我搞错了。

也是SPI的

这个是气压传感器，电阻桥

气压传感器是使用的IIC

这个是2，最大的改变就是STM32芯片的引入是处理RC信号的

这个是+，两个版本

这个是老版本的

Selected: MPU9250Connection established:  TrueAcc:  +0.014  +0.139  +9.974  Gyr:   -0.042   +0.022   +0.011  Mag: -3525.450 +29.584  +0.000Acc:  -0.010  +0.268 +10.036  Gyr:   -0.042   +0.019   +0.015  Mag: -14.963 +43.390 -50.130Acc:  -0.010  +0.278  +9.888  Gyr:   -0.043   +0.021   +0.012  Mag: -16.566 +42.852 -50.302Acc:  +0.010  +0.187 +10.041  Gyr:   -0.039   +0.021   +0.011  Mag: -14.963 +42.314 -50.817Acc:  -0.062  +0.158  +9.855  Gyr:   -0.039   +0.020   +0.011  Mag: -15.497 +42.493 -49.959Acc:  -0.067  +0.196 +10.056  Gyr:   -0.044   +0.020   +0.013  Mag: -14.963 +43.748 -50.130

打印出来的数据

这个是扩展的接口

这个就是有趣的东西，有了这个就可以设计电路板了

2代少了PWM的驱动芯片，ADS1115，ADC转换芯片。

这个好像是一代的引脚来着

这东西不难设计，主要是不想自己写驱动，想直接用。

还有这个小玩意儿，我也是设计完了，上图是印度小哥的

目前，我就绘制IMU，GPU，留些接口就行，这个STM32的设计是需要一些时间的。

hhhh，喜获一个理学学士，我就是觉得理学比工学牛逼~

https://dojofordrones.com/raspberry-pi-pico-drone-diy-micro-drones/

https://docs.emlid.com/navio/dev/datasheets

https://www.robotshop.com/products/navio2-autopilot-kit-raspberry-pi-2-3

https://github.com/orgs/emlid/repositories