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Ardupilot开源飞控之VTOL之旅:配件试装

Ardupilot开源飞控之VTOL之旅:配件试装

  • 1. 源由
  • 2. 分析
    • 2.1 【修改使用】FC & PDB & GPS打印件
    • 2.2 【直接使用】VTX & CRSF打印件
  • 3. 试装
    • 3.1 【结构】问题1:GPS座子尺寸非常紧凑,需要用力压入卡座内。
    • 3.2 【结构】问题2:底板厚度导致原配套固定螺丝无法使用。
    • 3.3 【规划】问题3:GPS模块不能安装在后方,与VTX干涉
    • 3.4 【规划】问题4:电池长度受限,不能超80mm
    • 3.5 【规划】问题5:PDB板只能放顶层,以便servo安装
    • 3.6 【设计】问题6:通过USB飞控配置困难
  • 4. 总结
  • 5. 参考资料

1. 源由

鉴于本次VTOL安装飞控、PDB分电板等主要电子件第一次使用特殊性,没有现成的安装配件、支架。

期望通过网上现成的,或者通过定制件解决安装固定、电磁、结构干涉问题。

2. 分析

原则:若有现成打印件,尽量采用现成;没有现成,参考修改。

通过网上搜索资料,初步打算分为两部分:

2.1 【修改使用】FC & PDB & GPS打印件

参考:Ranger T1 Matek H743-WLITE Mount with GPS

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
第一版本:

  1. 30x30 mm H7飞控安装
  2. 30x30 mm PDB分电板安装
  3. PDB分电板供电储能电容安装
  4. GPS模块(BZ251)安装
  5. 电源导线布线
  6. 整体高度不能太高,不超过30mm
    在这里插入图片描述

2.2 【直接使用】VTX & CRSF打印件

  1. VTX模拟图传安装
  2. ELRS接收机天线安装

Hee Wing T1 Ranger parts

  • Back_cover_AKK_Race_Ranger_VTX_SMA.stl
  • CRSF-Ant_mount_TPU.stl

在这里插入图片描述

3. 试装

注:3D打印件并非注塑结构,很多细节可能做不到注塑件那么细致,尤其类似卡扣等细微结构。本人对结构并不擅长,此处只是提出在使用上对结构的要求。

3.1 【结构】问题1:GPS座子尺寸非常紧凑,需要用力压入卡座内。

原因:设计时尺寸真的压得很准,考虑直接压入固定。

在这里插入图片描述

建议:

  1. 适当放宽长宽距离1mm,以便模块无缝放入,不影响PCBA的受力;
  2. 增加卡扣结构,解决模块压入后定位固定问题; //3D打印???
  3. 增加底部镂空,四侧类似引线开孔,方便模块拆卸; //电子件通风散热

注:当前设计尺寸非常紧凑(0.2/3mm),若无法做到1+2,维持当前紧凑设计,增加3。

3.2 【结构】问题2:底板厚度导致原配套固定螺丝无法使用。

原因:原配套固定螺丝固定1.5mm厚度的PDB板,打印件底板厚度3mm

在这里插入图片描述
建议:

  1. 底板适当减薄,螺丝孔下沉,以便使用原配套螺丝(螺丝孔直径2mm,螺帽直径5mm);
  2. 底板飞控安装螺帽(直径6mm)需要采用深埋方式,确保安装时不会和导轨干涉;
  3. 导轨固定螺丝孔位可以适当与30x30mm飞控固定孔位错开,以便深埋/减薄/下沉;

注:也可以通过更换更长的螺丝来解决:原(6mm x 2mm x 5mm),更换为(8mm x 2mm x 5mm)。

3.3 【规划】问题3:GPS模块不能安装在后方,与VTX干涉

原因:VTX电子件挡住GPS陶瓷天线位置,影响搜星效率。

在这里插入图片描述

3.4 【规划】问题4:电池长度受限,不能超80mm

原因:打印件尺寸安装后,导致机舱容纳电池的空间受限。

在这里插入图片描述

3.5 【规划】问题5:PDB板只能放顶层,以便servo安装

原因:SERVO插接件安装方式,决定了PDB板只能放顶层

建议:(维持当前总体结构尺寸的情况下,存在以下布局规划)

  1. PDB分电板电源引出,无法处于GPS座子下方(高度太高)
  2. 电容可以考虑放在XT60座子位置,以便节省尾部ESC+ELRS空间
  3. 2.54孔位直插插针无结构干涉

3.6 【设计】问题6:通过USB飞控配置困难

原因:USB需要90度转接头
在这里插入图片描述
建议:

  1. 定制合适的三方90转接头(某宝无法找到合适的,整体厚度小于6~7mm)
  2. 通过电传模块进行配置
  3. 固件更新只能拆卸下来安装,非常不便

注:可能会有提到飞控USB位置在机舱上开孔,或许是一个方法。

4. 总结

基于第一次打印件试装,30x30穿越机飞控应用与HEE WING T1 Ranger机舱,主要存在6个问题:2个结构性问题,3个规划类问题,以及1个硬件设计问题

其中:

  1. 结构性问题可以通过修改第一个版本打印件得以解决;
  2. 规划类问题可以通过合理布局规划得以解决;
  3. 最主要的问题是飞控固件升级和参数配置问题令人头疼;

5. 参考资料

【1】ArduPilot开源飞控系统之简单介绍
【2】Ardupilot开源飞控之VTOL之旅:开箱
【3】Ardupilot开源飞控之VTOL之旅:配件规格

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