Kontroler lotu Holybro Pixhawk 6X ICM-45686 - moduł FC, STM32H753, PX4 i ArduPilot

Kontroler lotu Holybro Pixhawk 6X ICM-45686 - moduł FC

Holybro Pixhawk 6X ICM-45686 to moduł kontrolera lotu klasy autopilot, przeznaczony do zaawansowanych bezzałogowców, platform autonomicznych, projektów badawczych oraz zastosowań komercyjnych. Wariant FC Module Only obejmuje wyłącznie moduł sterujący - bez płyty bazowej, modułu zasilania i zestawu przewodów.

Kontroler wykorzystuje procesor STM32H753 Arm Cortex-M7 480 MHz, potrójny zestaw czujników IMU ICM-45686, dwa barometry oraz wydzielone domeny czujników. Konstrukcja zapewnia zapas mocy obliczeniowej potrzebny do obsługi rozbudowanych algorytmów lotu, autonomii, nawigacji i integracji z komputerami misji.

Najważniejsze cechy

• Procesor STM32H753 480 MHz - wydajny rdzeń Arm Cortex-M7 umożliwia realizację rozbudowanych algorytmów sterowania i autonomii.
• 2 MB pamięci Flash i 1 MB RAM - większe zasoby pamięci pozwalają obsługiwać złożone konfiguracje, dodatkowe funkcje i rozbudowane modele sterowania.
• Potrójne IMU ICM-45686 - trzy czujniki przyspieszenia i żyroskopy tworzą redundantny układ pomiarowy.
• Technologia BalancedGyro - czujniki IMU są dobrane pod kątem ograniczenia szumów i poprawy jakości danych pomiarowych.
• Dwa barometry ICP20100 i BMP388 - redundantny pomiar ciśnienia zwiększa niezawodność estymacji wysokości.
• Magnetometr BMM150 - wbudowany czujnik pola magnetycznego może wspierać orientację platformy.
• Oddzielne domeny czujników - zestawy sensorów pracują na niezależnych magistralach i mają osobne sterowanie zasilaniem.
• Kontrolowana temperatura IMU - układ grzewczy pomaga utrzymywać czujniki w optymalnym zakresie pracy.
• Zaawansowana izolacja drgań - materiał tłumiący o częstotliwości rezonansowej przesuniętej w wyższy zakres ogranicza wpływ wibracji konstrukcji na pomiary IMU.
• Modułowa architektura Pixhawk - sekcje IMU, FMU i płyty bazowej są połączone przez magistrale Pixhawk 100-pin i 50-pin.
• Obsługa Ethernet 100 Mbps - umożliwia szybką komunikację z komputerem misji po zamontowaniu odpowiedniej płyty bazowej.
• Sprzętowy element zabezpieczający NXP EdgeLock SE050 - wspiera rozwiązania wymagające sprzętowej ochrony danych i uwierzytelniania.
• Obsługa PX4 i ArduPilot - moduł może pracować z dwoma popularnymi środowiskami autopilota.

Największe zalety Pixhawk 6X

Potrójna redundancja IMU i dwa niezależne barometry pozwalają kontrolerowi porównywać dane z kilku źródeł. W przypadku błędu pojedynczego sensora oprogramowanie może przełączyć się na pozostały sprawny układ, zamiast opierać sterowanie na jednym zestawie pomiarowym.

Wydajność procesora STM32H753 ma znaczenie w projektach wykorzystujących rozbudowane filtry, autonomiczne misje, dodatkowe sensory, komunikację z komputerem pokładowym lub niestandardowe moduły oprogramowania. Kontroler zapewnia większy zapas zasobów niż podstawowe płytki sterujące używane w typowych dronach FPV.

Modułowa budowa umożliwia dobór płyty bazowej odpowiedniej do konstrukcji. Ten sam moduł FC może zostać wykorzystany z płytą Standard v2A, Standard v2B, Mini lub inną zgodną płytą wykorzystującą magistralę Pixhawk.

Dla kogo jest ten kontroler?

• Dla konstruktorów wielowirnikowców, samolotów, pojazdów autonomicznych i platform eksperymentalnych.
• Dla użytkowników budujących system oparty na PX4 lub ArduPilot.
• Dla projektów wymagających redundantnych czujników i zwiększonej odporności na awarie.
• Dla integratorów łączących autopilota z komputerem misji przez Ethernet.
• Dla uczelni, laboratoriów, zespołów badawczo-rozwojowych i zastosowań komercyjnych.
• Dla użytkowników posiadających zgodną płytę bazową Pixhawk i potrzebujących samego modułu FC.

Dla kogo nie jest?

• Dla osób szukających kompletnego kontrolera gotowego do bezpośredniego podłączenia przewodów i urządzeń peryferyjnych.
• Dla użytkowników, którzy nie posiadają zgodnej płyty bazowej Pixhawk.
• Dla osób oczekujących modułu zasilania, przewodów i akcesoriów montażowych w zestawie.
• Dla niewielkich dronów FPV, w których priorytetem są minimalne wymiary i masa elektroniki.

Modułowa konstrukcja i płyta bazowa

Pixhawk 6X został zaprojektowany jako moduł instalowany na osobnej płycie bazowej. Połączenie odbywa się za pomocą złączy magistrali Pixhawk 100-pin i 50-pin. Płyta bazowa udostępnia fizyczne porty zasilania, telemetrii, GPS, CAN, PWM, Ethernet i pozostałe interfejsy systemu.

Wariant FC Module Only nie ma samodzielnie klasycznych gniazd JST-GH dostępnych w kompletnych kontrolerach. Przed zakupem należy upewnić się, że używana płyta bazowa jest zgodna z modułem Pixhawk 6X.

Redundantny system czujników

Kontroler wykorzystuje trzy układy ICM-45686 pełniące funkcję akcelerometrów i żyroskopów. Każda domena czujników ma oddzielną magistralę oraz niezależne sterowanie zasilaniem. Takie rozwiązanie ogranicza ryzyko utraty kontroli wskutek awarii pojedynczego sensora lub jego toru komunikacyjnego.

Dwa barometry - ICP20100 i BMP388 - zapewniają dodatkową redundancję pomiaru ciśnienia atmosferycznego. Jest to szczególnie istotne w platformach wykonujących autonomiczne operacje wysokościowe, zawis lub precyzyjne podejście do lądowania.

Izolacja drgań i stabilność pomiarów

Moduł wykorzystuje opracowany przez Holybro materiał tłumiący zamiast tradycyjnej pianki. Jego charakterystyka została dobrana tak, aby częstotliwość rezonansowa znajdowała się w wyższym zakresie, poza częstymi zakłóceniami generowanymi przez napęd platformy.

Zmniejszenie ilości drgań docierających do IMU poprawia jakość danych wykorzystywanych przez filtry estymacji położenia. Ma to znaczenie w większych dronach przemysłowych, konstrukcjach z silnikami spalinowymi oraz platformach wyposażonych w ciężkie lub szybko obracające się elementy.

Obsługiwane oprogramowanie

Moduł Rev 8 z sensorami ICM-45686 jest dostarczany z oprogramowaniem PX4 FMUv6X. Producent deklaruje obsługę tej wersji sprzętowej od PX4 1.14.3.

Kontroler może również pracować z ArduPilot. Wymagane oprogramowanie można wgrać przy użyciu Mission Planner lub QGroundControl. Dla wersji Rev 8 producent wskazuje obsługę od stabilnego wydania ArduPilot 4.5.0.

Interfejsy dostępne po zamontowaniu płyty bazowej

• Do 16 wyjść PWM dla serwomechanizmów i regulatorów napędu.
• Wejście RC dla Spektrum i DSM.
• Dedykowane wejście PPM i S.Bus.
• Analogowe lub PWM wejście RSSI oraz wyjście S.Bus.
• Cztery porty szeregowe ogólnego przeznaczenia.
• Dwa porty GPS.
• Port I2C.
• Interfejs Ethernet 100 Mbps.
• Magistrala SPI dla dodatkowych czujników i urządzeń peryferyjnych.
• Dwie magistrale CAN dla urządzeń DroneCAN i innych peryferiów CAN.
• Dwa wejścia zasilania z obsługą SMBus.
• Dodatkowe wejścia analogowe, GPIO oraz wejście PWM Capture.

Dostępność fizycznych złączy i ich rozmieszczenie zależą od zastosowanej płyty bazowej. Sam moduł FC nie zawiera płyty bazowej ani przewodów do wymienionych interfejsów.

Specyfikacja techniczna

Parametr	Wartość
Producent	Holybro
Model	Pixhawk 6X
Wersja sprzętowa	Rev 8
Wariant	FC Module Only
Procesor FMU	STM32H753, 32-bit Arm Cortex-M7
Taktowanie procesora FMU	Do 480 MHz
Pamięć Flash	2 MB
Pamięć RAM	1 MB
Procesor IO	STM32F103, 32-bit Arm Cortex-M3
Taktowanie procesora IO	72 MHz
Pamięć procesora IO	64 KB SRAM
Akcelerometr i żyroskop	3 x ICM-45686 z technologią BalancedGyro
Zakres akcelerometru	+/-32 g
Barometry	ICP20100 i BMP388
Magnetometr	BMM150
Sprzętowy element zabezpieczający	NXP EdgeLock SE050
Złącza modułu	Pixhawk Bus 100-pin i 50-pin
Maksymalne napięcie wejściowe kontrolera	6 V
Napięcie zasilania USB	4,75-5,25 V
Napięcie szyny serw	0-36 V, zależnie od płyty bazowej
Napięcie sygnałów PWM	Domyślnie 3,3 V, możliwość zmiany na 5 V po modyfikacji płyty bazowej
Limit prądu Telem1 i GPS2	Łącznie 1,5 A
Limit prądu pozostałych portów	Łącznie 1,5 A
Ethernet	100 Mbps, zależnie od płyty bazowej
Obsługiwane oprogramowanie	PX4 FMUv6X i ArduPilot Pixhawk 6X
Minimalna wersja PX4 dla Rev 8	1.14.3
Minimalna stabilna wersja ArduPilot dla Rev 8	4.5.0
Temperatura pracy	-25 do 85C
Wymiary modułu	38,8 x 31,8 x 16,8 mm
Masa modułu	31,3 g

Zawartość zestawu

• 1 x moduł kontrolera lotu Holybro Pixhawk 6X ICM-45686

Czego zestaw nie zawiera?

• Płyty bazowej Pixhawk.
• Modułu zasilania PM02D.
• Zestawu przewodów JST-GH.
• Modułu GPS lub RTK.
• Elementów montażowych przeznaczonych do konkretnej płyty bazowej.

Czy Pixhawk 6X FC Module Only jest kompletnym kontrolerem gotowym do podłączenia?

Czy moduł można używać bez płyty bazowej?

Nie. Wariant FC Module Only wymaga kompatybilnej płyty bazowej Pixhawk, która udostępnia zasilanie oraz fizyczne porty do podłączenia GPS, telemetrii, CAN, PWM i innych urządzeń.

Czy Pixhawk 6X obsługuje PX4 i ArduPilot?

Tak. Moduł jest dostarczany z firmware PX4 FMUv6X. Wersja Rev 8 jest obsługiwana przez PX4 od wydania 1.14.3 oraz przez stabilne wydania ArduPilot od wersji 4.5.0.

Jakie czujniki znajdują się w wersji ICM-45686?

Moduł ma trzy redundantne układy IMU ICM-45686, dwa barometry ICP20100 i BMP388 oraz magnetometr BMM150.

Czy moduł ma złącze Ethernet?

Architektura Pixhawk 6X obsługuje Ethernet 100 Mbps. Fizyczne gniazdo i sposób jego wyprowadzenia zależą od zastosowanej płyty bazowej.

Czy w zestawie znajduje się moduł zasilania?

Nie. Wariant FC Module Only nie zawiera PM02D ani innego modułu zasilania. Należy dobrać go osobno wraz z kompatybilną płytą bazową.

Rada eksperta Avifly: Przed montażem sprawdź zgodność płyty bazowej, jej rewizję oraz rozmieszczenie złączy. Nie podawaj napięcia akumulatora bezpośrednio na moduł FC - kontroler wymaga prawidłowo stabilizowanego zasilania doprowadzonego przez zgodną płytę bazową.