Pixsurvey Cube V3 飞行控制系统套件
Pixsurvey Cube V3 飞行控制模块
介绍
Pixsurvey Cube V3 飞行控制器是一款基于 Pixhawk V3 硬件平台的 4+1 VTOL 固定翼飞行控制器，经过深度优化以适应航空测量飞行的特点，并具有高度集成性。Pixsurvey Cube V3 是一款嵌入 Chibi OS 操作系统的飞行控制器，运行 Ardupilot 4.05 自定义固件版本，具备安全性、可靠性和精确控制的特性，以满足行业应用的严格需求。
♦ 特点
1. 双处理器，强大的处理性能，极快的数据计算，以及安全稳定的飞行架构。
2.立方体包含3组IMU和2组气压计的冗余组合，以增强可靠性。
3. 内置IMU设计有独立加热功能，并在恒定温度下工作，以避免温度漂移。
4. 分离传感器和主板设计，独立的IMU振动减震系统，大大减少振动干扰。
5.外壳采用航空铝合金CNC一体成型，坚固耐用，抗干扰能力强。
♦ 规格
| 【Processors】 | |
| 主处理器 协处理器 |
主处理器 STM32F427 协处理器 STM32F100 |
| 【Sensors】 | |
| 加速度计 3 陀螺仪 2 指南针 2 气压计 2 |
LS303D/MPU6000/MPU6000 L3GD20/MPU6000/MPU6000 LS303D MS5611 ×2 |
| 【Interfaces】 | |
| Mavlink UART串口 GPS UART串口 遥控信号输入协议 12C CAN标准总线 PWM 输出 |
2 2 PPM/SBUS/DSM/DSM2 2 2 标准8个PWM IO + 6个可编程IO |
| 【工作环境】 | |
| PM工作电压 USB电压 工作温度 |
4.8-5.8V 5.0V±0.25V -20-80℃ |
| 【尺寸】 | |
| 长度*宽度*高度 重量 |
47×47×23毫米 52克 |
♦ 安装
1．Cube V3的安装
使用包装中包含的 M2.5*6 螺丝将 Cube V3 安装在中心板上。确保飞行控制上的箭头指向飞机的前方。
2．SD卡的安装
数据闪存日志存储在插入Cube V3侧面的micro SD卡上。建议使用Class 4或更高等级的Micro SD卡。
注意：Cube V3 在没有 SD 卡的情况下无法启动飞行器。尝试启动时，会发出 1 次高音和 2 次低音的警报声。
♦ Pixsurvey Cube V3 中心板模块
♦ 介绍
Pixsurvey Cube V3 中心板的接口位置已调整，接线方向已明确，以避免电线交叉缠绕。中心板包含一个冗余系统，配备 2 个飞行控制电源为 Cube 飞行控制供电，提高了飞行控制的稳定性。
♦ 特点
1.立方体飞行控制电源双重备份冗余，飞行控制外部周边电源双重备份冗余，如果一个电源故障，自动切换到另一组电源。
2. 丰富的电子调速器、伺服器、数字传输、遥控器、GPS及其他接口，便于接线组装，提高系统集成度，降低故障概率。
3.内置蜂鸣器，带音量控制。
♦ 尺寸
外部尺寸：110*100mm
重量：65克（不含立方体）
♦ 安装
中心板通过六个M 2.5的通孔，用标准尼龙螺丝和螺柱固定在机身飞行控制舱的泡沫上。
注意：机身飞行控制舱泡沫固定尼龙螺柱，您需要手动开孔，如果中心板下有大型电解电容，您还需要在泡沫中开孔，以便中心板固定顺利。
♦ 外设接口
注意：请根据引脚排列将GPS、空速计、数字传输等连接到中心板。请仔细检查接线顺序，因为大多数外设故障都是由接线错误引起的。
1．接口连接
TELEM1
| 名称 | 别针 | 颜色 |
| TELEM1 | 1. 5.5V | 红色 |
| 2. 串行 1 RX | ||
| 3. 串行 1 TX | ||
| 4. 接地线 | 黑色 |
| 名称 | 别针 | 颜色 |
| TELEM2 | 1. 5.5V | 红色 |
| 2. 串口 2 接收 | ||
| 3. 串行 2 TX | ||
| 4. 接地线 | 黑色 |
| 名称 | 别针 | 颜色 |
| GPS1 | 1. 5.5V | 红色 |
| 2. 串行 3 TX | 写 | |
| 3. 串口 3 接收 | 黄色 | |
| 4. SCL1 | 写 | |
| 5. SDA1 | 黄色 | |
| 6. 接地线 | 黑色 |
| 名称 | 别针 | 颜色 |
| GPS2 | 1. 5.5V | 红色 |
| 2. 串行 4 TX | 写 | |
| 3. 串口 4 RX | 黄色 | |
| 4. SCL2 | 写 | |
| 5. SDA2 | 黄色 | |
| 6. 接地线 | 黑色 |
| 名称 | 别针 | 颜色 |
| I2C1 | 1. 5.5V | 红色 |
| 2. SCL1 | 写 | |
| 3. SDA1 | 黄色 | |
| 4. 地线 | 黑色 |
| 名称 | 别针 | 颜色 |
| I2C2 | 1. 5.5V | 红色 |
| 2. SCL2 | 写 | |
| 3. SDA2 | 黄色 | |
| 4. 接地线 | 黑色 |
| 名称 | 别针 | 颜色 |
| CAN1 | 1. 5.5V | 红色 |
| 2. CAN1_H | 写 | |
| 3. CAN1_L | 黄色 | |
| 4. 接地线 | 黑色 |
| 名称 | 别针 | 颜色 |
| CAN2 | 1. 5.5V | 红色 |
| 2. CAN2_H | 写 | |
| 3. CAN2_L | 黄色 | |
| 4. 接地线 | 黑色 |
| 名称 | 别针 | 颜色 |
| 开关 | 1. 5.5V | 红色 |
| 2. LED | 黑色 | |
| 3. 安全 | 黄色 |
| 名称 | 别针 | 颜色 |
| Power1/ Power2 |
1. 5.5V | 红色 |
| 2. 5.5伏 | 红色 | |
| 3. 电压检测 | 黄色 | |
| 4. 电压检测 | 写 | |
| 5. 接地线 | 黑色 | |
| 6. 接地线 | 黑色 |
2．引脚连接
| (13)———快门 | PIXSURVEY CUBE V3 | 降落伞———(7) | |
| (11)———左前电机 | 右前电机———(9) | ||
| (10)———左后电机 | 右后电机———(12) | ||
| (1)———左副翼 | 右副翼———(5) | ||
| (2)———左平尾 | 右平尾———(6) | ||
| (3)———左油门 | 右油门———(8) | ||
| 伺服———电源 | 垂直尾翼方向———(4) | ||
| PPM———SBUS | (14)———(14) | ||
♦ Pixsurvey Cube V3 电源管理模块
♦ 介绍
Pixsurvey Cube V3 PMU 是一款高度集成且易于组装的电源管理模块。它集成了电流和电压检测单元、双向飞行控制电源单元、单向舵机电源单元、单向负载电源单元，具有高检测精度并支持 12S 高电压输入，适用于 Fighter 和 Striver mini。
♦ 特点
1. 使用TI降压方案，高转换效率和低纹波。
2. 四个独立的降压方案减少了电源模块之间的串扰。
3.采用低温漂移合金采样电阻，具有高精度和低发热量。
4. 电线通过螺母和螺丝固定，便于安装。
5. 双5V@5A输出支持飞行控制的冗余电源供应。
♦ 接口参数
电池接口
| 名称 | 参数 | 型号 |
| 电池正极 | 12-60V | OT2.5-4 12AWG 红色 |
| ESC 正面 | 12-60V | OT4-4 14AWG 红色 |
| 电池 / ESC 负极 | 负面 | OT2.5-4 12AWG OT4-4 14AWG 黑色 |
| 名称 | 参数 | 型号 |
| 动力1 POWER2 |
5.3V | GH1.25 28AWG 红色 |
| 5.3V | GH1.25 28AWG 红色 | |
| 当前检测 | GH1.25 28AWG 黄色 | |
| 电压检测 | GH1.25 28AWG 写 | |
| 负面 | GH1.25 28AWG 黑色 | |
| 负面 | GH1.25 28AWG 黑色 |
| 名称 | 参数 | 型号 |
| 伺服正向 | 6V | 杜邦 2.54 22AWG 红色 |
| 伺服负 | 负面 | 杜邦 2.54 22AWG 黑色 |
| 名称 | 参数 | 型号 |
| 加载正面 | 12伏 | 杜邦 2.54 22AWG 红色 |
| 加载负载 | 负面 | 杜邦 2.54 22AWG 黑色 |
♦ 规格
| 工作电压 | 12-60V |
| 工作电流 | 0-80A |
| 电压检测精度 | -/+0.01V |
| 当前检测准确率 | -/+0.02A |
| 电压分配比 | 18 |
| 当前A/V比率 | 24 |
| POWER1 输出电压和电流 | 5V/5A |
| POWER2 输出电压和电流 | 5V/5A |
| 伺服电源输出电压和电流 | 6V/5A |
| 负载供应输出电压电流 | 12V/5A |
| 工作温度 | -20 ~ +100℃ |
| 最大外部尺寸 | 101毫米×41毫米 |
| 重量（带线） | 67克 |
♦ 安装
1. 使用尼龙螺柱将电源管理模块安装在飞机电源分配舱内。
2.将电源分配板上的POWER1和POWER2连接到中心板上相应的POWER1和POWER2端口；
将伺服电源线从电源分配板连接到中央板左侧的伺服电源引脚；
负载电源线连接到中央板右上角的3*4引脚行。
♦ 电机方向
如果电机转动方向错误，请在断电的情况下交换任意两根相线。大多数情况下，ESC故障是由于接线不正确造成的。
下图显示了飞机发动机螺旋桨的旋转方向。绿色(clockwise).红色(逆时针).
♦ Pixsurvey Cube V3 GPS 罗盘模块
♦ GPS安装位置
将模块放置在您的飞机外部（如果合适，放得更高一些），并确保有清晰的天空视野，尽量远离电机和电子调速器，箭头朝前。
将模块至少保持在离直流电源电缆和电池10厘米的距离，远离附近含铁金属物体，并尽可能使用绞线连接。
GPS 在户外环境中工作，具有足够的天空覆盖以获得更好的卫星信号，并提高自主任务的安全性。一些高功率无线设备可能会干扰指南针和 GPS 信号，请尽量将这些高功率无线设备远离 GPS 位置。
♦ 单个GPS安装
Striver mini 标配单个 GPS，使用其 6 针连接器将 GPS 连接到 GPS 1 接口。由于 GPS 模块配备了外部指南针，因此需要进行指南针校准（校准步骤在“软件校准”部分）。
♦ 双重GPS安装
Fighter 标配双 GPS，第二个 GPS 使用其 6 针连接器将 GPS 连接到 GPS 2 端口。由于 GPS 模块配备了外部指南针，因此需要进行指南针校准（校准步骤在“软件校准”部分）。
♦ Pixsurvey Cube V3 风速计模块
♦ I2C气速计的安装
空气速度计的静压管已用海绵过滤，以测量飞行高度的静压。
修理机翼内部的空速计，并缩短硅胶管的长度，以提高空速测量的准确性。
I2C 空气速度计连接到中心板的 I2C 接口。
♦ 安装CAN空速计
空气速度计的静压管已用海绵过滤，以测量飞行高度的静压。
修复机翼内部的空速计，并缩短硅胶管的长度，以提高空速测量的准确性。
CAN空速计连接到中心板的CAN接口。
♦ 空气速度计的校准
静态校准的目的是为了让飞机拥有一个基准高度气压，以避免空速表基准数据不正确而导致动态精度出现错误的情况。在静态校准完成后，还需要进行动态校准，以修正空速管动态与静态差异之间的计算误差，从而使空速更接近真实值。
保持飞机在地面静止 > 菜单栏 > 操作 > 飞行前校准 > 执行操作 > 让飞机静止约1分钟，然后重新启动飞行控制。
♦ 空速工作状态检查
请通过吹气到连接到气速模块的硅胶管中进行检查。当吹气时，您可以看到地面站姿态框左下角的气速值发生变化。
♦ Pixsurvey Cube V3 数字传输模块
数字传输的地面端采用航空铝合金CNC一体成型，Type-C接口支持正反插拔，数字传输天线采用高增益双天线发送和接收信号，在山区的遥测半径为10KM+，在平原地区为20KM+。
♦ 数字传输天线的安装
将数字传输的天线端插入中心板相应的数字传输安装位置。
（注意：散热器必须朝上！）
♦ 数字传输地面端的安装
接地端连接到1个天线也可以工作，如果您需要飞行较长距离，建议连接2个天线，天线信号具有相互增强的效果。
注意：两个天线之间的距离大于1米，垂直于地面方向。
♦ 数字传输指示器的含义
绿色灯光闪烁：正在搜索另一个数字传输（尚未成功配对）。
绿灯始终亮着：配对成功。
红灯闪烁：正在接收/发送数据。
红灯常亮：固件正在升级。
♦ Pixsurvey Cube V3 遥控模块
♦ 遥控接收器安装
将3针Dupont电缆插入中央板左侧对应的PPM\SBUS引脚。使用3M胶粘剂将接收器固定在中央板上对应的接收器安装位置。
♦ 接收器模式设置
长按SET键开机，短按SET键切换，长按SET键确认。
绿色=W.BUS
蓝色=PPM
| 绿色常亮 | 蓝色始终开启 | 红色始终亮着 | 红色闪烁 | 黄色闪烁 | 绿色闪烁 | 蓝色闪烁 | |
| 套装 | W.BUS | PPM | 失控 | 低电压 | 匹配代码 | ||
| W.BUS | PPM | ||||||
♦ 遥控器代码匹配
1.代码操作：开机后，长按SET键3秒进入编码状态，黄色指示灯慢闪（等待发射器的编码命令）
2.遥控器在“参数设置”下进入“高级设置”菜单项。按确认按钮进入“高级设置”中的“代码匹配”界面。
3.首先使用箭头键选择代码匹配。代码匹配过程需要在短距离内进行。当2.4G HF系统关闭时，此功能不可用，请参阅“调制类型”。一旦代码匹配成功，将主动返回菜单。您也可以长按“退出”按钮强制退出。
注意：使用此功能时，请确保没有无线遥控操作！
♦ 规格
| 型号 | RD201W |
| 频率范围 | 2.400GHz-2.483GHz |
| Size | 30.4*22.7*9.5毫米 |
| 重量 | 5.4克 |
| 安全功能 | 支持 |
| 电压 | 4.8V-12.6V |
| 应用程序 | 车辆，船，多旋翼，直升机，固定翼 |
| PPM | 支持 |
| W.BUS | 支持 |
| 分辨率 | 2048 |
♦ 软件校准
注意：飞行控制的固件和参数在出厂前已编程到Cube中，无需重新刷写固件和参数，只需在组装后完成校准。
♦ 任务规划器 VTOL 调查下载
请从网站下载最新版本的Mission Planner VTOL Survey软件。 
♦ 连接到飞行控制
使用USB数据线：
将USB数据线连接到飞行控制USB端口。在VTOL测绘的任务规划器右上角的下拉列表中选择适当的COM端口。然后选择波特率为115200。
使用数字传输：
对于数字传输，请选择适当的COM端口并将波特率设置为57600（注意：您将无法使用其他波特率进行连接）。
♦ 加速度计校准
转到初始设置 > 所需硬件 > 加速度计校准。点击校准加速度以开始校准。按照以下步骤将飞机的机头指向水平、左、右、上、下和后方。成功校准后，将显示“校准成功”。
1. 将飞机水平放置，然后“完成后点击”。
2.将机器的鼻子向前转，左侧朝下，然后“完成后点击”。
3.将鼻子向前转动，右侧朝下，然后“完成时点击。”
4.将鼻子朝向地面，然后“完成时点击”。
5.抬起头部并“完成时点击”。
6.将飞机上下翻转，然后“完成后点击”。
7.当校准成功时，将显示“校准成功”。
♦ 水平校准
将飞机水平放置，然后点击“校准水平”。当校准成功时，将显示“完成”。
♦ 指南针校准
1.确保指南针已启用。
2.选择一个外部安装的指南针，而不是使用安装在飞行控制内部的指南针，以尽量避免指南针干扰。
3.点击“开始”以校准指南针。保持飞行器在空中，并旋转它，使每一侧（前、后、左、右、上和下）依次指向地面几秒钟。当飞行器旋转时，绿色条应该向右移动，直到校准完成。
♦ 遥控器校准
将RC接收器通过RCIN连接到Cube，并打开您的RC发射器。确认发射器与接收器连接（接收器显示稳定的绿色灯光），并设置为使用您飞机的正确模型。
打开初始设置 > 强制硬件 > 遥控校准屏幕。如果您的接收器（Rx）和发射器（Tx）已绑定，当您移动发射器摇杆时，您应该看到绿色条形图移动。
♦ ESC 校准
注意：在ESC校准之前，请移除螺旋桨，以减少电机旋转的风险。
1.通过USB连接启动飞行控制器，未连接电池，在地面站将遥控模式开关配置为Q_stable模式，将安全开关BRD_SAFETYENABLE的值禁用为0，取消解锁操作将ARMING_REQUIRE的值设置为0，并将油门推至最高位置。
2.根据ESC提示音连接电池油门提示（不同ESC制造商可能会有所不同），然后将油门拉到低位，校准完成后，轻轻推动油门，四个电机开始同步旋转，即校准成功。
3. 校准完成后，将安全开关 BRD_SAFETYENABLE 的值恢复为 1，并将遥控解锁 ARMING_REQUIRE 的值恢复为 1。
♦ 电压校准
Pixsurvey Cube V3 电源模块支持高达 12S 电压和 80 A 连续电流。
1.Pixsurvey Cube V3 PMU 支持双电池检测器配置。请注意选择传感器类型和下图中的飞行控制版本，否则显示可能会异常。
2. 校准步骤
由于电压检测模块检测到的电压与实际电压之间存在误差。您需要使用万用表测量电池电压，将测得的电池电压值输入到校准栏中，然后点击“输入”，地面站将自动计算出合适的电压分压比因子，并最终自动保存并写入飞控。