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熟悉这些飞控的模友都是入模4年左右对于初学者来说，FPV无人机的飞行控制器（简称FC）数量可能不胜枚举。本指南说明了所有功能和差异，并重点介绍了选择迷你四轴FC时要考虑的重要因素。（本文是在https://oscarliang.com，liang大神发表博客的基础上稍作修改，已征得他本人同意，非常感谢liang大神！） 如果您是新手，请查看liang大神的FPV无人机初学者指南以了解更多信息https://oscarliang.com/mini-quad-racing-guide/ 此电子表格中汇总了所有FC的规格，以便您可以更仔细地比较它们 https://docs.google.com/spreadsheets/d/1VuBpQVZflz5zVNUG43qKTq4Mkwt-cTssWvb1CGqskQk/edit#gid=0 内容索引什么是飞行控制器 连接 固件 处理器 UART串口 陀螺仪 布局 AIO FC和功能集成 4合1 ESC电调和AIO FC 安装方式 其它功能 软安装 FC选择 什么是四旋翼飞行控制器飞行控制器（又名FC）是飞机的大脑。这是一块带有多种传感器的电路板，这些传感器可以检测无人机的运动以及用户命令，然后使用该数据控制电机（马达）的速度，以使飞行器按照指示移动。 几乎所有的飞行控制器都具有基本传感器，例如陀螺仪（Gyroscopes简称Gyro）和加速计（Accelerometer简称Acc）。一些FC包括更高级的传感器，例如气压计（气压传感器）和磁力计（罗盘）。 FC还是其他外围设备的集线器，例如GPS，LED，声纳传感器等。 FPV无人机飞行控制器正在迅速发展：变得越来越小，集成了更多功能，并且使用了更好的处理器和硬件。 飞控的演变-飞行控制器尺寸（安装孔距），MCU和功能FC连接这是一个示例接线图，将无人机中的组件连接到飞行控制器。 飞行控制器固件 除了硬件选项外，您还可以选择在FC上运行不同的固件，这些固件为各种应用程序提供不同的功能和特色。例如，iNav在设计时考虑了GPS的使用，而KISS则更注重竞速和易用性。 这是可用于mini quad 的流行FC固件的列表：https://oscarliang.com/mini-quad-fc-firmware/。如果您不知道该选择哪一个，我的建议是Betaflight。 飞行控制器固件（飞控固件）Betaflight是开源的，由社区开发和维护（https://github.com/betaflight/betaflight/releases）。它拥有最大的用户群，因此遇到问题时，您将更有可能获得帮助。它还具有最广泛的飞行控制器。(还有近来兴起的Emuflight，由Butterflight改版来的，但普及性远不足Betaflight) FPV无人机的其他流行固件是FlightOne和KISS。它们都是封闭源，并且硬件和固件由私人公司控制，因此您只能使用他们自己的飞行控制器。 选择FC固件后，您可以寻找兼容的飞行控制器板。 接口和配置现代FC固件可以通过计算机，智能手机甚至从无线电控制器（遥控器）进行配置。每种固件都提供不同的用户界面（UI），以及可以更改的各种参数。某些用户界面看起来很相似，但是将相同的设置插入不同的固件可以提供截然不同的特性，因此在使用新固件时会像一条学习曲线。 “ Tuning调参 ”是我们在多旋翼业余爱好中使用的术语，它在更改诸如PID，RC速率或其他设置等参数以实现所需的飞行特性时使用。 处理器FC中的处理器也称为微控制器单元（MCU），它们用于存储固件代码并处理所有复杂的计算。 当前，用于FC的MCU有5种主要类型：F1，F3，F4，F7和H7。主要区别是计算速度和内存大小： F1 F3 F4 F7 H7 速度 72MHz 72MHz 168MHz 216MHz 480MHz 内存 128KB 256KB 1MB 1MB 128KB （查看了H7芯片的资料，应该是2M才对，liang大神写的是128KB，望各位指正，PS：flightone在2月份已经出了H7的飞控，尚未上市） 本文将更详细地说明F1，F3，F4和F7 MCU之间的区别。 我们建议您使用F4或F7飞行控制器，因为最新版本的Betaflight不再支持F1和F3，原因是缺少用于扩展固件的存储空间。 飞控处理器：从左到右：STM32 F1，F3，F4（ST公司出品）飞行控制器中的UART是什么？ UART代表 通用异步接收器/发送器。 UART是硬件串行接口，允许您将外部设备连接到飞行控制器。例如，串行无线电接收器（接收机），遥测，无线电应答器，VTX控制等。 每个UART有两个引脚，TX用于发送数据，RX用于接收。请记住，外围设备上的TX连接到FC上的RX，反之亦然。 例如，这是飞行控制器上的UART3（R3和T3引脚）和UART6（R6和T6引脚）。您可以在Betaflight配置器的端口选项卡中为这些UART分配任务。 上面是飞控，下面是地面站页面一个FC上有多少个UART 您可能不需要很多UART，但更多总是很方便。 可用的UART数量在很大程度上取决于电路板的设计以及所使用的处理器。例如，F1 FC通常仅具有2个UART，而F3和F4可具有3至5个之间，而F7可具有6至7个之间。 UART和反相信号F3和F7可以本地处理反相信号，而F1和F4则不能。 Frsky SBUS和SmartPort信号在输出端被反转，好消息是F3和F7飞行控制器可以很好地读取这些信号。因为它们是带有集成逆变器的新一代处理器。 但是，较早的处理器，例如F1和F4，需要外部反相器“转换”信号，然后再将其馈送到UART。为了方便用户，几乎所有F4飞行控制器都具有用于SBUS的专用焊盘，您可以将RX直接焊接到该焊盘。否则，您可以使用一种解决方法，例如对SmartPort使用软串行，或者从RX获取同相信号。 如果用完了UART端口，则可以使用Betaflight功能SoftSerial来“创建”多达两个额外的UART。SoftSerial是一种使用软件仿真UART端口的方法，但是仿真的UART的波特率（更新速率）较低。这使其不适用于定时关键任务，例如RX连接。请注意，SoftSerial也会增加CPU负载。 陀螺仪传感器– IMUIMU传感器的工作是测量四轴飞行器的运动和方向。IMU传感器同时包含加速度计和陀螺仪。 Betaflight中最常用的飞行模式可能是Acro模式（又称手动模式）和Angle模式（又称自动水平模式）。Acro模式仅使用陀螺仪，而Angle模式则同时使用加速度计和陀螺仪。 由于大多数FPV无人机飞行员仅在Acro模式下飞行，因此通常会关闭加速度计以释放处理能力。这就是为什么我们通常将IMU简称为陀螺仪。 以下列表包含最常用的FC IMU芯片。 IMU的类型IMU 国际货币联盟可能的通讯协议（BUS） 最高 有效陀螺仪采样频率 MPU6000 SPI，i2c 8K MPU6050 i2c 4K MPU6500 SPI，i2c 32K MPU9150* i2c 4K MPU9250* SPI，i2c 32K ICM20602 SPI，i2c 32K ICM20608 SPI，i2c 32K ICM20689 SPI，i2c 32K * MPU9150实际上是带有集成式AK8975磁力计的MPU6050，而MPU9250是带有相同磁力计的MPU6500 您可以找到印在芯片上的IMU型号，例如，这是流行的Invensense MPU-6000。 飞行控制器上的陀螺仪和加速度计陀螺仪的选择：采样率与噪声在飞行控制器中，需要考虑IMU的两个主要属性：最大采样率以及对噪声（电气和机械噪声）的敏感程度。 当前，使用最广泛的IMU是MPU6000，因为它支持高达8KHz的采样率，并且被证明是抗噪声能力最强的IMU之一。普遍的共识是，以避免MPU6500和MPU9250尽管其较高的采样速度。 ICM系列陀螺仪之间也存在性能差异。对飞控来说，ICM20689是容易受到噪声和具有高失败率最差的陀螺仪中的一个。如果必须选择ICM陀螺仪，请改用20602。 为了减少由于振动从电动机传递到系统中而引起的计算错误，有些FC的陀螺仪“软安装”（减震）在泡沫塑料上。 软装陀螺– Kakute F4更新（2019年10月）：由于Betaflight 4.1已删除32KHz模式，因此即使您将带ICM陀螺仪的Betaflight使用，您也只能运行高达8KHz的循环时间。 BetaFlight删除32KHz支持的原因之一可能是由于陀螺仪更快地成为了双刃剑。平滑的信号和电源工艺可以使ICM系列在32KHz时的性能优于MPU6000在8KHz时的性能。但是，会引入来自ESC和电动机的电气噪声 和/或 物理振动，并且ICM的性能下降要比MPU6000严重得多。 陀螺仪总线– i2c和SPISPI和i2c是“ BUS”的类型，即IMU传感器和处理器之间的通信协议。BUS的类型对有效采样率和最大飞行控制器循环时间有重大影响。 首选的BUS是 SPI，它使您可以以比4KHz的I2C高得多的刷新率运行Gyro 。如今，几乎所有的飞行控制器都使用SPI。 布局FC布局是引脚/焊盘在板上的位置，以及连接组件的容易程度。 许多人只关心飞行控制器的功能，却忽略了布局的重要性。 CLRacing F7和Kakute F7是一个很好的例子。两者都是我个人推荐的出色的飞行控制器，但仅基于布局，CLRacing F7显然是优越的，因为所有的打击垫都位于边缘，并按功能分组。Kakute上的焊盘都塞满了同一区域，这通常会导致布线混乱。 CL Racing F7 飞控Kakute F7 飞控当然，这是个人的事情，并不是每个人在FC布局中都有相同的品味。 “全合一”（AIO）FC和集成“多合一” FC具有内置的配电功能，并具有用于大规格导线的大焊盘，可直接从LiPo输入电压。该术语最初是在PDB用来调节FC电源的标准配置时使用的，但是如今随着FC集成了各种组件，它变得越来越容易引起误解。 屏幕显示（OSD）– Betaflight OSD是最早与FC集成的组件之一。 电流传感器是其他被证明无价的集成电路：当您应该着陆时，它是比VBAT更好的指示器，并且是测试的理想工具–有关电流传感器和校准的更多信息。 其他通常集成的组件包括气压计和磁力计（罗盘）。 没有“真正的”多合一解决方案（无论如何还没有），但是您几乎可以找到与FC集成的任何组件-RX，VTX甚至ESC。 4合1 ESC和AIO FC？ 近来，四合一电调很普遍，通常被设计为用于特定FC的“堆栈”的一部分，通常四合一电调充当PDB。从4合1 ESC到FC的插头和连接未标准化，因此在购买前请确保零件兼容。 AIO FC和4合1 ESC可以一起使用吗？是的，他们可以，但是我们不建议这样做。 根据所需的ESC类型，将AIO FC与单独的ESC一起使用非AIO FC应该与用于单个ESC或4合1 ESC的PDB组合安装方式 安装方式是飞行控制器中的孔距。常见的安装方式为30.5×30.5mm，20×20mm和16×16mm。安装方式在很大程度上取决于电路板的尺寸以及为其设计的飞机的尺寸。5英寸及更大的飞机通常使用30.5×30.5mm，而较小的飞机则使用20×20mm。16×16mm在100mm以下的微型组装中很受欢迎。 30.5*30.5mm安装孔距其他飞控功能 黑盒：闪存还是SD记录器？黑盒 数据对于调优和故障排除很有用。 记录黑盒数据的方法有两种-将飞行日志存储在SD卡或集成闪存中。 闪存使用起来更便宜，但是在记录时间方面也非常有限。根据您的日志记录速率和FC上的闪存量，通常只能捕获10到20分钟的飞行数据。它的下载速度也非常慢，最多需要5分钟才能下载一分钟的飞行日志。 带有内置SD卡读卡器的飞行控制器可让您插入SD卡，从而使您可以记录数周而无需担心空间不足。读取数据，取出存储卡也非常快，您可以立即访问日志。 黑匣子日志实际上是为更有经验的飞行员诊断飞行特性几乎不可察觉的问题，例如赛车手希望挤出性能的每一个下降。对于一般的业余爱好者来说，除非您真的很热衷于修补，否则这可能是不必要的。 如果您的FC没有SD卡插槽，也没有用于黑盒的闪存，则可以获取外部SD卡读取器（Open Logger），然后通过UART将其连接到FC。 连接器类型飞行控制器上的三种主要连接器类型是 塑料JST连接器 焊垫 通孔 塑料JST连接器不耐用，尽管它们使您可以更轻松地连接/断开电线。焊垫更坚固，但是在承受压力或焊接时过热时，您可能会碰到它们。通孔很灵活，因为它使您可以选择直接焊接或使用排针。 焊盘、直插、通孔BEC（电压调节器） 大多数FC提供5V稳压垫。有些甚至提供9V，12V或其他电压。这些稳压器通常称为“ BEC”（电池消除电路）。 尽管现在可以使用LiPo电池直接为许多FPV装备（FPV摄像机和VTX）供电，但我发现通过稳压电源为它们供电会产生更好的效果。 相机控制允许您使用无线电发射器和Betaflight OSD配置FPV摄像机设置的功能。在此处了解有关相机控制的更多信息。 启动（刷机）按钮按下引导按钮（或引导加载程序按钮）可使FC进入引导加载程序模式。这样，您就可以在普通固件无法正常工作的情况下“强制”使用闪存固件（为什么要使用FC上的bootloader按钮）。 最初，FC提供2个焊垫，以便您在需要引导加载程序模式时桥接，引导按钮使操作变得更加轻松。 左：BOOT按钮；右：BOOT焊盘软安装软安装是减少从电动机传递到陀螺仪的振动的良好实践。安装飞行控制器时，软安装主要有两种类型：橡胶支架和索环。 飞行控制器选择这是我的飞行控制器推荐：https : //oscarliang.com/top-5-best-fc-mini-quad/ 有关飞行控制器的完整列表，我整理如下：https : //docs.google.com/spreadsheets/d/1VuBpQVZflz5zVNUG43qKTq4Mkwt-cTssWvb1CGqskQk/edit? usp =sharing |
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