项目说明

 

为了复刻开源电调，当时手上没有合适的飞控作为调试工具，同时也为了学习STM单片机，目前开源广场里的原理图与PCB存在不对应等问题对新手朋友们有些困扰，所以我在FlyingRC大佬的F4Wing项目的基础上修改了部分内容，取消了模拟RSSI等不常用的接口，同时参考了SpeedyBee F405wing的尺寸和部分线材顺序，基于易于手贴的器件选型及Layout，常规阻容全部采用了0603封装，使用立创EDA绘制和立创PCB打样，已核对原理图与PCB相互对应，已做器件标准化。

此项目为本人作为电子爱好者做的第一个飞控，肯定有大量待优化内容，算是抛砖引玉了，所以不量产，敬请原谅！

特别感谢 1024FPV、桜花 Tears 等大佬给我悉心指导，让我少走许多弯路，真心感激！

 

版本介绍：

V1.0：初始版本，采用了6层走线。（已使用AP固件+模拟图传试飞验证）

V2.0：修改部分串口插座定义及供电方式，顶层板增加一路LDO。

V2.1：因V1.0版本使用了6层沉金板打样，嘉立创工作人员给我电话提醒说这个可以做成4层的，所以主控板V2.1改为了4层板并优化了部分走线，顶层板、电源板、USB小板没有改动。

 

试飞视频：【林海飞控】首飞成功

开源协议

 

本硬件设计在CC-BY-NC-SA 4.0协议下发布，仅供爱好者DIY学习交流使用，严禁任何形式的军事用途及商业使用。本设计按原样提供，不提供任何形式的工作保障/售后保修，不对任何因产品设计、操作不当以及违反当地法律法规所造成的制作人、第三方人身财产资源损坏/损害的后果及连带责任负责。

CC-BY-NC-SA 4.0，知识共享许可协议-署名-非商业使用-相同方式共享。

CC：知识共享许可协议（英语：Creative Commons license）的缩写。

BY：署名，您必须给出适当的署名，提供指向本许可协议的链接，同时标明是否（对原始作品）作了修改。

SA：相同方式共享，如果您再混合、转换或者基于本作品进行创作，您必须基于与原先许可协议相同的许可协议分享发布您贡献的作品。

NC：非商业使用，您不得将本作品用于商业目的。

 

飞控配置如下：

• 主体分为电源板—主控板—顶盖板（传感器板），三层采用1.27mm排针排母+M2*6铜柱连接，USB小板采用SH1.0 8PIN线与主控板连接。

• 主控采用STM32F405，IMU采用ICM-42688-P，OSD芯片采用AT7456E，气压计采用SPL-06。

• 3路BEC，5V/4A给外接GPS、接收机、LDO等供电，5V/5A给舵机，12V/4A给图传、模拟摄像头。

• 3路LDO(ME6210 @500mA)，MCU、IMU、气压计各自单独供电，使工作更稳定。

• 内置TF卡接口，可以一次性储存多量飞行数据，完美的避免黑匣子很快就满了的问题。

• 输入电压9~26V(3~6S LiPo)，28V TVS二极管防电压尖峰，电流计峰值220A。

• 6个UART串口，1个I2C接口，支持ELRS/CRSF、SBUS接收机，12个PWM接口。

• 3颗LED指示灯（蓝色，绿色飞控灯和红色3.3V电源灯）

• 接口定义与Matek F405-TE相同，支持AP、INAV、BF固件。

• SH1.0插座不支持直插大疆的高清图传，支持蜗牛、OpenIPC的高清图传。

 

各功能板介绍：

      电源板——主要由3路BEC、电流检测、电压检测、连接排母构成。

BEC：选用了江苏芯潭微电子的DCDC同步整流降压芯片NDP23511，特点是最大输入电压30V，最大输出电流5A，490Khz开关频率，同步整流效率高，SOP-8封装方便贴片，外围元件极少，价格便宜没假货（某宝1.3元左右/片包邮）。现在这个芯片价格稍微起来了，如果23511贵的话从立创商城买NDP24511可以平替（1.7元左右，和23511的区别是输入电压最大到36V其他不变），或者用某宝1.1元/片包邮的NDP2450代替（只需要将其2号引脚悬空即可，和23511的区别是开关频率最大300Khz）。

关于这个芯片的介绍可以参考唐老师讲电赛相关视频：

设计水平最高的开关电源芯片：江苏芯潭微电子NDP2450降压芯片

开源江苏芯潭微电子NDP2450降压芯片原理图与PCB

电流检测：选用了思瑞浦微电子科技（3PEAK）的TP181A1，放大倍率50倍，特点是SOT-363 封装方便贴片，外围元件极少，价格便宜没假货（某宝0.4元左右/片）。搭配0.3毫欧的3W锰铜采样电阻理论可以承受100A持续电流，220A峰值电流（估计PCB会先承受不了，朋友们悠着点）。采样电阻与电流检测芯片要采用开尔文连接。

关于这个芯片也可以参考唐老师讲电赛相关视频：

2023年全国电赛必备-国产电流检测芯片

 

 

电压检测：选用了1K：20K的分压电阻，尽量采用高精度电阻，至少是1%精度或以上的。

 

      主控板——主要由STM32F405主控芯片、AT7456E模拟图传OSD芯片、SH1.0外设插座、PWM排针、TF卡座、连接排母排针及其他外围阻容。

主控芯片：型号STM32F405RGT6，LQFP-64封装。

OSD芯片：型号AT7456E，TSSOP-28封装。

SH1.0插座：好贴，不说了。注意一下USB的DP、DM两个网络需要差分对布线。

晶振：尽量靠近芯片，注意两个引脚布线长度相等。

TF卡座：一定一定要买我BOM表里这个，否则太矮了会被OSD芯片挡住插不进TF卡！建议直接在立创商城买，其他渠道需要仔细核对规格。

PWM排针：单独说一下，在ELRS排针旁边预留了一个用于无线调参的4pin排针（UART3），可以插一个JDY-31蓝牙透传模块（某宝优信7元左右）用于外场临时连接手机无线调参用。这个模块默认波特率9600，可以跟卖家要调参软件配合USB转TTL模块改成115200，并在飞控里也改成相应的波特率。

具体使用方法可以参考我的之前发的视频：模友钟爱实用小工具（二）——8元成本开源飞控蓝牙调参板

贴片时先贴顶层，不要管底层的连接排针，贴好顶层后插USB小板刷固件进去，如果正常的话再按照以下步骤焊接底层连接排针：

1、在电源板的连接排母上插上对应的排针。

2、用M2*6铜柱把主控板和电源板连接，拧紧螺丝。

3、用电烙铁小心将连接排针靠近外侧的一边焊接到主控板底层。

4、小心按住连接排针，从排母上拔下来，不要弄弯了。

5、焊接连接排针另一边。

这样就可以完美对准螺丝孔位，没有热风枪的朋友也可以焊接了。

      

顶盖板——主要由2路LDO、气压计、陀螺仪、连接排母组成。

建议顶盖板采用沉金工艺打样，这样顶部的露铜区域是金色的比较好看。

独立的顶盖板还有利于提高贴片成功率，气压计和陀螺仪相对难贴，万一贴废了不影响其他元件。

LDO：采用SOT-23封装比较好贴，也可以使用其他的LDO芯片。

 

USB小板——主要由蜂鸣器、蜂鸣器开关、SH1.0插座、Type-C母座组成。

蜂鸣器：买的时候注意一下蜂鸣器的最大工作电压是否在5V左右。

蜂鸣器开关：建议换成贴片开关，因为我有一堆插件所以选了插件的。

Type-C母座：易连锡，多上助焊剂。

 

 

固件及参数介绍：

 

本飞控完全适配Matek F405-TE的固件，相关资料可以直接在Matek官网查找。

AP固件在此：https://firmware.ardupilot.org/Plane/latest/MatekF405-TE/arduplane_with_bl.hex

接口定义在此：Flight Controller F405-TE – Matek Systems

串口建议：

UART1——高清图传

UART2——接收机

UART3——蓝牙透传

UART4——预留空位

UART5——GPS

UART6——预留空位

电流计参数：

INAV/BF scale 150,

ArduPilot  66.7 A/V

电压检测参数：

INAV scale 2100

BF scale 210

ArduPilot BATT_VOLT_MULT 21.0

 

最后，祝各位朋友爽飞不炸鸡！