座舱式个人飞行器 - 接线图解与电气连接
第一部分:系统架构
1.1 整体系统连接图
┌──────────────────────────────────┐
│ 遥控器(地面) │
│ Radiomaster TX16S │
│ 2.4GHz ELRS 发射 │
└────────────┬─────────────────────┘
│ 2.4GHz
▼
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 座舱式飞行器 │
│ │
│ ┌────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ 座舱系统 │ │
│ │ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐ │ │
│ │ │ 座椅×2 │ │ 安全带 │ │ OSD显示 │ │ 氛围灯 │ │ 仪表盘 │ │ │
│ │ └──────────┘ └──────────┘ └──────────┘ └──────────┘ └──────────┘ │ │
│ └────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ │
│ │ │
│ ┌─────────────────────────────────────┴───────────────────────────────────────┐ │
│ │ 电子设备舱 │ │
│ │ │ │
│ │ ┌─────────────┐ ┌─────────────┐ ┌─────────────┐ ┌─────────────┐ │ │
│ │ │ 飞控 Pixhawk │ │ 双GPS模块 │ │ 双罗盘 │ │ 电流传感器 │ │ │
│ │ │ 6X │ │ HERE3×2 │ │ │ │ ×4 │ │ │
│ │ └──────┬──────┘ └──────┬──────┘ └──────┬──────┘ └──────┬──────┘ │ │
│ │ │ │ │ │ │ │
│ │ ┌──────┴──────┐ ┌──────┴──────┐ ┌──────┴──────┐ ┌──────┴──────┐ │ │
│ │ │ 接收机 │ │ 数传 │ │ 安全开关 │ │ 温度检测 │ │ │
│ │ │ ELRS │ │ RFD900X │ │ │ │ │ │ │
│ │ └─────────────┘ └─────────────┘ └─────────────┘ └─────────────┘ │ │
│ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ │
│ │ │
│ ┌─────────────────────────────────────┴───────────────────────────────────────┐ │
│ │ 动力系统(16电机) │ │
│ │ │ │
│ │ 外圈电机1-8 (半径55cm) 内圈电机9-16 (半径25cm) │ │
│ │ ◉ ◉ ◉ ◉ ◉ ◉ ◉ ◉ ◉ ◉ ◉ ◉ ◉ ◉ ◉ ◉ │ │
│ │ │ │
│ │ 连接到 16个 80A 电调 │ │
│ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ │
│ │ │
│ ▼ │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ 电源系统 │ │
│ │ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ ┌──────────────┐ │ │
│ │ │ 主电池组 │ │ 辅助电池 │ │ 电源模块 │ │ │
│ │ │ 6S×22000mAh │ │ 磷酸铁锂12V │ │ BEC │ │ │
│ │ │ ×6 │ │ ×2 │ │ │ │ │
│ │ └──────────────┘ └──────────────┘ └──────┬───────┘ │ │
│ └──────────────────────────────────────────────────────┼────────────────────────┘ │
│ │ │
│ ┌──────────┴──────────┐ │
│ │ 紧急停止按钮 │ │
│ │ 降落伞触发 │ │
│ └───────────────────┘ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
第二部分:电机布局与连接
2.1 电机布局(俯视图)
棋子型16电机布局:
外圈(8个,R=55cm):
◉ ① ◉ ② ◉ ③ ◉ ④
╭──────────────────────────╮
│ │
│ 座舱区域 │
│ 150cm │
│ │
╰──────────────────────────╯
◉ ⑤ ◉ ⑥ ◉ ⑦ ◉ ⑧
内圈(8个,R=25cm):
◉ ⑨ ◉ ⑩
◉⑪ ◉⑫◉⑬ ◉⑭
↑
座舱中心
◉⑮ ◉⑯
电机编号对应飞控通道:
电机1-8 → MAIN OUT 1-8 (外圈)
电机9-16 → MAIN OUT 9-16 (内圈)
2.2 电机旋转方向
电机旋转规则(俯视):
外圈(逆时针编号):
① 逆时针 ② 顺时针 ③ 逆时针 ④ 顺时针
⑤ 顺时针 ⑥ 逆时针 ⑦ 顺时针 ⑧ 逆时针
内圈(顺时针编号):
⑨ 顺时针 ⑩ 逆时针 ⑪ 顺时针 ⑫ 逆时针
⑬ 逆时针 ⑭ 顺时针 ⑮ 逆时针 ⑯ 顺时针
注意:
- 所有电机必须交替方向
- 这样才能抵消扭矩
- 否则飞行器会疯狂旋转
第三部分:飞控系统连接
3.1 Pixhawk 6X 接口分布
Pixhawk 6X 接口图:
┌────────────────────────────────────┐
│ │
│ ┌────┐ ┌────┐ ┌────┐ │
│ │PWR │ │GPS1│ │GPS2│ ← 双GPS│
│ └────┘ └────┘ └────┘ │
│ │
┌──────┤ ┌────┐ ┌────┐ ┌────┐ │
│ADC │ │RC │ │TELEM│ │SWITCH│ │
│端口 │ └────┘ └────┘ └────┘ │
└──────┤ │
│ ┌────┐ ┌────┐ ┌────┐ ┌────┐ │
│ │MAIN│ │AUX1│ │AUX2│ │AUX3│ │
│ │OUT │ │OUT │ │OUT │ │OUT │ │
│ │ 1-8│ │ 9-12│ │13-14│ │15-16│ │
│ └────┘ └────┘ └────┘ └────┘ │
│ │
└────────────────────────────────────┘
接口详细说明:
PWR(电源,6PIN):
1: VCC (5V)
2: VCC (5V)
3: 电流检测
4: 电压检测
5: GND
6: GND
GPS1(主GPS,6PIN):
1: VCC (5V)
2: TX
3: RX
4: NC
5: GND
6: NC
GPS2(备份GPS,6PIN):
同GPS1
RC(接收机,10PIN):
1: VCC (5V)
2-9: CH1-8信号
10: GND
MAIN OUT(主输出,8PIN×2):
每通道:信号+5V+GND
1-8: 电机1-8
9-16: 电机9-16(通过AUX)
TELEM(数传,4PIN):
1: VCC
2: TX
3: RX
4: GND
3.2 飞控详细接线表
飞控接线清单:
┌──────────────┬────────────┬────────────┬───────────────────┐
│ 连接对象 │ 飞控接口 │ 线材 │ 说明 │
├──────────────┼────────────┼────────────┼───────────────────┤
│ 主电池 │ PWR │ 电源模块 │ 6S×6电压检测 │
│ 辅助电池 │ PWR (备用) │ 电源模块 │ 12V独立供电 │
│ 电机1 │ MAIN OUT 1 │ 3PIN线 │ 外圈① │
│ 电机2 │ MAIN OUT 2 │ 3PIN线 │ 外圈② │
│ 电机3 │ MAIN OUT 3 │ 3PIN线 │ 外圈③ │
│ 电机4 │ MAIN OUT 4 │ 3PIN线 │ 外圈④ │
│ 电机5 │ MAIN OUT 5 │ 3PIN线 │ 外圈⑤ │
│ 电机6 │ MAIN OUT 6 │ 3PIN线 │ 外圈⑥ │
│ 电机7 │ MAIN OUT 7 │ 3PIN线 │ 外圈⑦ │
│ 电机8 │ MAIN OUT 8 │ 3PIN线 │ 外圈⑧ │
│ 电机9 │ AUX OUT 1 │ 3PIN线 │ 内圈⑨ │
│ 电机10 │ AUX OUT 2 │ 3PIN线 │ 内圈⑩ │
│ 电机11 │ AUX OUT 3 │ 3PIN线 │ 内圈⑪ │
│ 电机12 │ AUX OUT 4 │ 3PIN线 │ 内圈⑫ │
│ 电机13 │ AUX OUT 5 │ 3PIN线 │ 内圈⑬ │
│ 电机14 │ AUX OUT 6 │ 3PIN线 │ 内圈⑭ │
│ 电机15 │ AUX OUT 7 │ 3PIN线 │ 内圈⑮ │
│ 电机16 │ AUX OUT 8 │ 3PIN线 │ 内圈⑯ │
│ 主GPS │ GPS1 │ 6PIN线 │ 定位+罗盘1 │
│ 备份GPS │ GPS2 │ 6PIN线 │ 定位+罗盘2 │
│ 接收机 │ RC │ 6PIN线 │ 遥控信号 │
│ 数传 │ TELEM │ 4PIN线 │ 地面站通信 │
│ 安全开关 │ SWITCH │ 2PIN线 │ 紧急停止 │
│ 电流传感器1 │ ADC 1 │ 3PIN线 │ 主电池1 │
│ 电流传感器2 │ ADC 2 │ 3PIN线 │ 主电池2 │
│ 电流传感器3 │ ADC 3 │ 3PIN线 │ 主电池3 │
│ 电流传感器4 │ ADC 4 │ 3PIN线 │ 辅助电池 │
│ 温度传感器 │ ADC 5 │ 2PIN线 │ 电机温度 │
└──────────────┴────────────┴────────────┴───────────────────┘
第四部分:电池系统连接
4.1 主电池组连接
电池组布局:
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│ 电池仓 │
│ │
│ ┌────────┐ ┌────────┐ ┌────────┐ │
│ │电池1 │ │电池2 │ │电池3 │ ← 第一排 │
│ │ 6S │ │ 6S │ │ 6S │ │
│ │22000mAh│ │22000mAh│ │22000mAh│ │
│ └────────┘ └────────┘ └────────┘ │
│ │
│ ┌────────┐ ┌────────┐ ┌────────┐ │
│ │电池4 │ │电池5 │ │电池6 │ ← 第二排 │
│ │ 6S │ │ 6S │ │ 6S │ │
│ │22000mAh│ │22000mAh│ │22000mAh│ │
│ └────────┘ └────────┘ └────────┘ │
│ │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
电池连接方式:
方式A:全部并联(简单,但需要大电流)
- 总容量:22000mAh × 6 = 132000mAh
- 总电压:22.2V
- 电流:所有电机总和
方式B:两组并联(推荐)
- 组1:电池1+2+3 并联
- 组2:电池4+5+6 并联
- 两组再串联
- 优点:平衡充电方便
方式C:每3个一组(平衡充)
- 组1:电池1+2+3 串联
- 组2:电池4+5+6 串联
- 独立充电
- 优点:充电快
4.2 电源模块连接
电源分配:
飞控电源(PWR口):
┌─────────┐
│ 主电池 │──────→ 电源模块 ──→ 飞控PWR
│ (22.2V)│
└─────────┘
辅助电池(独立):
┌─────────┐
│ 磷酸铁锂 │──────→ 稳压模块 ──→ 飞控/灯光/仪表
│ (12V) │
└─────────┘
电调电源:
┌─────────┐
│ 主电池 │──────→ XT60 ──→ 各电调
└─────────┘
注意:主电池也要给电调供电!
第五部分:安全系统连接
5.1 紧急停止系统
紧急停止接线:
飞控 SWITCH 接口:
┌─────────────────┐
│ 紧急停止按钮 │
│ ┌────┐ │
│ │按钮│──────┼──→ 飞控SWITCH
│ └────┘ │
└─────────────────┘
位置设计:
- 舱内:方便触及
- 外部:应急用
功能:
- 按下:禁止解锁
- 弹起:允许飞行
另外连接主电继电器:
┌─────────────────┐
│ 紧急停止按钮 │
│ ┌────┐ │
│ │按钮│──────┼──→ 继电器 ──→ 断开主电
│ └────┘ │
└─────────────────┘
5.2 降落伞系统
降落伞触发:
方式1:遥控触发
- CH7开关 → 降落伞继电器 → 弹射
方式2:失控自动触发
- 飞控失控保护 → AUX OUT → 弹射
接线:
┌─────────────┐
│ 飞控AUX6 │──────→ 触发器 ──→ 弹射器
└─────────────┘
或手动:
┌─────────────┐
│ 手动按钮 │──────→ 弹射器
└─────────────┘
5.3 监控系统
传感器连接:
电流传感器(4个):
┌────────────┐
│ 电池+ ─────┼──→ 电流传感器 ──→ 飞控ADC
│ 电池- ─────┤
└────────────┘
温度传感器:
┌────────────┐
│ 电机温度 │──────→ 飞控ADC
│ 电调温度 │──────→ 飞控ADC
│ 电池温度 │──────→ 飞控ADC
└────────────┘
烟雾报警器:
┌────────────┐
│ 报警器 │──────→ 飞控GPIO / 独立蜂鸣器
└────────────┘
第六部分:座舱系统连接
6.1 显示系统
OSD显示模块连接:
飞控 ──→ OSD模块 ──→ 显示屏
连接方式:
┌─────────────┐
│ 飞控 │
│ TELEM ─────┼──→ OSD输入 ──→ OSD输出 ──→ 显示屏
│ (MAVLink) │
└─────────────┘
显示内容:
- 高度
- 速度
- 电池电压
- 飞行时间
- GPS状态
- 警告信息
6.2 灯光系统
灯光控制:
方式A:飞控控制
- 飞控 AUX OUT → LED控制器 → LED
方式B:独立控制
- 遥控开关 → LED控制器 → LED
接线:
┌─────────────┐
│ 飞控AUX4 │──────→ LED控制器 ──→ 氛围灯
│ 飞控AUX5 │──────→ LED控制器 ──→ 飞行灯
└─────────────┘
灯光列表:
1. 氛围灯(RGB,可调色)
2. 飞行状态灯(红/绿)
3. 夜间照明灯(白光)
4. 警示灯(闪烁)
第七部分:线材与布线
7.1 线材规格
线材选用:
电源线:
- 主电源:10AWG硅胶线
- 电调电源:12AWG硅胶线
- 辅助电源:16AWG硅胶线
信号线:
- 电机信号:20AWG
- 传感器:22AWG杜邦线
- GPS:原装线
光纤:
- 电流传感器:专用线
- 温度传感器:热敏电阻线
7.2 布线原则
布线要点:
1. 电源与信号分开
- 避免干扰
- 飞控周围整洁
2. 固定可靠
- 扎带固定
- 避免晃动
3. 维护便捷
- 留够长度
- 标识清晰
4. 安全考虑
- 远离电池
- 避免高温
7.3 线束规划
线束分组:
1. 电机线束(16组)
- 每电机3根线
- 扎带成束
- 编号标识
2. 传感器线束
- GPS线×2
- 电流传感器×4
- 温度传感器×4
- 扎带成束
3. 控制线束
- 接收机线
- 数传线
- 安全开关线
4. 电源线束
- 电池主电源
- 电调电源
- 辅助电源
第八部分:系统检查
8.1 上电前检查
检查清单:
机械检查:
□ 所有螺丝紧固
□ 电机转动顺畅
□ 桨叶安装正确
□ 结构无变形
电气检查:
□ 接线牢固
□ 无短路
□ 极性正确
□ 无裸露
飞控检查:
□ GPS天线朝上
□ 传感器无遮挡
□ 接收机有信号
安全检查:
□ 紧急停止正常
□ 降落伞就位
□ 灭火器在位
8.2 通电测试
测试步骤:
1. 先不装桨叶
- 只给飞控上电
- 观察LED状态
- 检查传感器
2. 地面站连接
- 检查参数
- 检查GPS
- 检查罗盘
3. 电机测试
- 进入电机测试模式
- 逐一测试
- 观察转向
- 记录数据
以上接线图解涵盖了座舱式飞行器的所有电气连接!