DroneCAN 模块

一、产品简介

• 这是一款基于 ArudPilot AP_Periph 固件的适配器节点。
• 借助这块电路板，你可以轻松利用 ArduPilot 驱动程序库，将 ArduPilot 支持的 GNSS（全球导航卫星系统）、磁力计、以及基于 GPIO（通用输入输出）的（PWM 、蜂鸣器 、LED ）外设转换为 DroneCAN 总线外设。

• CAN-L431 is an Adapter Node based on ArudPilot AP_Periph firmware.
• With this board, you can easily utilize the ArduPilot driver library to convert ArduPilot supported GNSS, Compass, Barometer, and GPIO based (PWM, Buzzer/LED notify) peripherals to DroneCAN bus peripherals.

二、应用场景

• 无人机的导航与定位
• 无人机的飞行控制与数据传输
• 无人机的传感器扩展

三、产品概述

• 导航与定位 ：可以将 GPS 模块连接到 DroneCAN 适配器的串行端口上，并通过设置相应的参数，使其与飞行控制器协同工作，为无人机提供精确的定位信息，实现自主导航和精准飞行。
• 飞行控制与执行 ：通过将 PWM 或 DShot 输出节点连接到适配器，可以实现对无人机电机和伺服的精确控制。可用作 PWM 和 DShot 输出节点，为无人机提供额外的伺服输出，甚至允许电调和伺服使用 CAN 总线进行远程通信，远离飞行控制器。
• 传感器扩展 ：可以连接多种传感器，如：磁力计、气压计、空速计等为无人机提供更多的飞行数据，增强其飞行性能和安全性。
• 可靠性高 ：采用差分信号传输，具有较强的抗干扰能力，能在电磁干扰较强的环境中稳定工作，确保数据传输的准确性。具有错误检测和处理机制，如帧格式错误、位错误、CRC 错误等，能够及时发现并处理错误，保证通信的可靠性。
• 实时性好 ：通信速率较高，最高可达 1Mbps，在实时性要求较高的飞行控制系统中表现出色。

四、产品参数

物理特性

• 电路板尺寸 ：36mm×18.5mm×6mm，重量 3.7g。
• CAN 接口连接器 ：1个 GH1.25-4P 连接器，用于 CAN 的接口。
• UART3+I2C 接口连接器 ：1 个SH1.0 - 6P 连接器，用于 UART3 和 I2C2 的接口。
• SPI 接口连接器 ：1 个 SH1.0 - 6P 连接器，用于 SPI1 的接口。
• USART 接口连接器 ：2 个 SH1.0 - 4P 连接器，用于 USART1、USART2 的接口。
• PWM输出接口连接器 ：1 个 SH1.0 - 4P 连接器，用于 PWM 输出的接口。
• 蜂鸣器\灯带接口连接器 ：1 个 SH1.0 - 4P 连接器，用于 连接蜂鸣器、灯带的接口。
• SWD接口连接器 ：1 个 SH1.0 - 4P 连接器，用于连接 ST-LINK 烧录固件的接口。

规格参数

• 微控制器单元（MCU） ：STM32L431CCT6，256KB 闪存。
• CAN 收发器数据速率 ：最高可达 1Mbit/s。
• CAN 接口 ：1 个 CAN 接口，采用 DroneCAN 协议（1 个 GH1.25 - 4P 连接器）。
• UART 接口 ：3 个 UART 接口。
• UART1：备用。
• UART2：默认 MSP（微型系统协议）。
• UART3：默认连接 GPS。
• I2C 接口 ：1 个 I2C 接口。
• 用于连接外围 QMC5883L 指南针。
• 用于连接外围空速传感器。
• 用于连接外围气压计。
• SPI 接口 ：1 个 SPI 接口，用于连接外围 RM3100 传感器。
• PWM 输出 ：5 个 PWM 输出通道。
• GPIO（通用输入输出引脚） ：1 个 GPIO 引脚，带有 TIM16 定时器，用于连接蜂鸣器。
• 调试接口 ：SWD 调试接口，包括 SWCLK（串行时钟）和 SWDIO（串行数据输入输出）引脚。
• LED 指示灯 ：
• 蓝色 LED：快速闪烁，表示设备正在启动；慢速闪烁，表示设备正常工作。
• 红色 LED：3.3V 电源指示灯。
• 输入电压范围 ：4.5V - 5.5V。
• 功耗 ：40mA。
• 工作温度范围 ：- 20°C - 80°C。

固件相关

• 固件版本 ：ArduPilot AP_Periph ，详见附件“ArudPilot AP_Periph固件”。
• 固件更新方式 ：通过 DroneCAN GUI（图形用户界面）工具进行固件更新。

PCB说明

接口说明

五、使用说明

1. 上电前将此模块的 SWD 接口（SH1.0-4P 连接器）与 ST-LINK 相连，烧入编译好的测试固件后，重新上电即可开始测试。
2. 将此模块的 CAN 接口（GH1.25-4P 连接器）与飞控的 CAN 接口相连，确保飞控连接 MP 地面站后，在 MP 地面站能够正常识别到此 DroneCAN 设备。
3. 将 GPS 模块、磁力计、接收机、电调、蜂鸣器、灯带等设备接到相应的接口。
4. 打开 MP 地面站，并进行如下参数设置。

• CAN_D1_PROTOCOL = 1

• CAN_P1_DRIVER = 1

• GPS_TYPE = 9 DroneCAN

• COMPASS_TYPEMASK DroneCAN (Unchecked)
• ARSPD_TYPE = 8 (DroneCAN)
• NTF_LED_TYPE -> DroneCAN (Checked)

5. 设置完参数之后，点击“写入参数”，之后上电重启飞控，将飞控与 DroneCAN 设备连接，并在 “必要硬件” -- “HW ID” 中读取到了 DroneCAN 设备 I2C2 端口上连接的磁力计 QMC5883L 。

6. 将 GPS 模块连接到 DroneCAN 设备的串行端口 USART3 上，GPS 定位成功。

六、备注

 制作需要注意的几个地方：

1. 复刻此项目难度适中，最小处采用0402封装，焊接有一定难度，需要非常好的耐心，以及较好的学习能力，能够通过不同的方式解决遇到的困难，包括但不限于焊接，刷写固件，合理使用固件。所以仅推荐可以熟练焊接贴片元器件且对PCB及元器件有一定了解的模友进行复刻，请充分考虑动手和解决问题能力之后再选择是否复刻。
2. 供电电压的选择：该设备理论最高5.5V输入。
3. 元器件的选型：需要根据输入电压进行滤波电容的选择（建议电容在立创商城购买，TB虚标现象泛滥）。
4. 项目参考成本：25 RMB （不含PCB）。
5. 开源协议：CC-BY-NC-SA 3.0，知识共享许可协议-署名-非商业使用-相同方式共享
6. 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。 

七、测试视频

视频展示了如下功能:

1、MP地面站识别到此 DroneCAN 设备正常工作，与飞控正常通信。

2、将 GPS 模块连接到 DroneCAN 设备的串行端口 USART3 上，定位成功。

3、将磁力计 QMC5883L 连接到 DroneCAN 设备的 I2C2 端口上，识别成功。