F4小体积固定翼飞控（一）控制板

一、产品简介

基于SMT32F405主控的一款小型固定翼无人机飞控

本模块是飞控的控制板，需要配合电源板使用，无法单独工作。

二、应用场景

主要用于小型（翼展~1m）固定翼无人机

改装后也可应用于大型固定翼无人机，多轴无人机，无人车，无人船等

三、产品概述

主要功能介绍：

外设：12PWM（板载杜邦头*6 + SH1.0 6p接口） + 1SPI（外置TF卡存储）+ 6UART（5个双向通信+1个SBUS输入）+ 1个I2C（可并联多个输入设备）

DCDC：DCDC均在小板上，小板贴片在飞控板上，连接方式牢固，降低飞控发热以及对高精度传感器的影响，小板DCDC参数:5V3A（设备），5V5A（舵机），支持电压范围:3 ~（6S LiPo/ 5S LiHV）

固件介绍：通用MTKSF405TE系列固件，可以刷>=4.2.1版本的AP, 以及>=5.x版本的INAV, 以及>=4.4版本的BF，注意ap固件启用外置tf卡需要设置LOG_BACKEND_TYPE = 1，BF和INAV则需要刷_SD结尾的固件

PCB整体逻辑介绍：

STM32通过SPI读取ICM42688-p角度，角加速度数据

STM32通过I2C读取SPL06气压数据

STM32通过SPI发送给AT7456E图像叠加文字数据

STM32通过模拟输入读取SGM8198电流数据

四、产品参数

四层PCB，体积4cm*2cm*1cm APPROX.

模块3D示意图：

主要芯片介绍：

STM32F405RGT6, ST半导体 LQFP64 1MB Flash, 256kB RAM

ICM42688-p, TDK Invensense 专为无人机优化陀螺仪，超低功耗

SPL06, 歌尔（国产）高性能气压计，精度<0.5m

AT7456E, 图像叠加文字芯片，杭州中微科

SN74LVC1G04DCKR, Ti, 逻辑门, 取反器, 处理SBUS信号

SPX3819-3.3V, 高PSRR（纹波抑制比，>70db），提供干净的3.3V电压源

SGM8198, 国产高侧电流计芯片

五、使用说明

本模块需要配合电源板模块使用（电源板模块详情见我个人主页）

烧录固件：按住BOOT按钮，连接飞控USB到电脑，松开BOOT按钮，烧录AP固件请使用STM32CubeProgrammer；BF&INAV使用各自的调参地面站

外设接线图：

(一)控制板+ (二)电源板*2+TF卡座模块(外购)+TYPEC usb小板(外购)+PWM拓展板 (自制) ，外购板购买链接均在附件中

电源板详情见个人主页

关于PWM扩展板：

可以连接到PWM扩展板，扩展板的降压模块与飞控板的通用。（电源板模块详情见我个人主页）。附件中有此扩展板的gerber文件。

六、备注

1.复刻此项目难度较大，需要非常好的耐心（可能需要多次调试，甚至炸机），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。所以仅推荐玩过固定翼无人机并且焊接贴片元器件熟练且对PCB及元器件有一定了解的模友进行复刻。

2. 可以使用盘中孔工艺增强PCB焊盘强度及美观度

3. 本控制板模块需要搭配电源板模块组合使用，电源板模块见个人主页，控制板与飞控板由5个焊盘进行连接，焊盘定义图如下图，

4. 整个项目的元器件成本大概在60~70，包括电源板元器件（价格随时浮动，仅供参考）。但是注意，飞控成本往往仅占整架固定翼无人机的成本的很小一部分，整机的成本最低也要1000以上，高端的4000左右，更高的话甚至上不封顶。

5. 飞控主控为STM32F405RGT6，需要烧录代码，Ardupilot使用WSL编译或者在官网（firmware.ardupilot.org）或附件中下载固件，使用USB DFU方式烧录，烧录软件推荐使用STM32CubeProgrammer

6.焊接时请使用硅胶线（28~30AWG）连接外设（GPS，接收器等），防止焊盘受力脱落

7.可以在电调焊盘处并联固态电容，推荐值:35V470uF，用来降低电调对飞控供电的干扰

七、测试视频

视频展示了陀螺仪及气压计在飞控连接到地面站时能正常工作。

视频展示了使用此飞控的飞翼固定翼无人机进行抛飞。

视频展示了无人机第一视角稳定飞行的节选。

装配图：