飛行控制器 | 支援 ArduPilot 與 PX4
本飛行控制器是一款基於 Pixhawk Autopilot v6X 標準所開發的頂尖通用控制器（飛控）。核心採用 STM32H753 雙精度浮點運算 FMU 處理器，並搭配 STM32F103 I/O 協同處理器，兩者具備獨立的匯流排架構與電源供應系統。系統內建多組 IMU，包含 6 軸慣性感測器、氣壓與溫度感測器，以及地磁感測器，專為確保高度飛行安全性與豐富擴充能力而設計。透過整合 10/100M 乙太網路實體層（PHY），飛控能與任務電腦（機載電腦/隨同電腦）、高階測繪相機及其他 UxV 載荷設備進行高速直接通訊，滿足先進無人載具系統的嚴苛需求。
產品資訊
硬體規格摘要
| 項目 | 規格與描述 |
|---|---|
| FMU 處理器 | STM32H753IIK（Arm® Cortex®-M7，480 MHz） |
| IO 處理器 | STM32F103（Arm® Cortex®-M3，72 MHz） |
| 記憶體 | 2 MB 快閃記憶體（Flash）、1 MB RAM |
| 感測器 | • Bosch BMI088 IMU 感測器（具減震隔離） • TDK InvenSense ICM-42688-P IMU 感測器 ×2（其中 1 組具減震隔離） • TDK ICP-20100 氣壓與溫度感測器 ×2（其中 1 組具減震隔離） • PNI RM3100 地磁感測器（具減震隔離） |
| IO 介面 | • 2 組 CAN 匯流排（CAN1 與 CAN2） • 3 組 TELEM 數傳埠（TELEM1、TELEM2 與 TELEM3） • 2 組 GPS 埠（安全開關/LED/蜂鳴器，以及 GPS2） • 1 組 PPM 輸入（PPM IN） • 1 組 SBUS 輸出（SBUS OUT） • 2 組 USB 埠（1 組 Type-C 與 1 組 JST GH1.25） • 1 組 10/100Base-T 乙太網路埠 • 1 組 DSM / SBUS RC 接收介面 • 1 組 UART4 • 1 組 AD&IO 類比與數位埠 • 2 組偵錯埠（1 組 IO Debug 與 1 組 FMU Debug） • 1 組 SPI6 匯流排 • 2 組含 I2C 匯流排的電源輸入（Power 1 與 Power 2） • 2 組含 CAN 匯流排的電源輸入（Power C1 與 Power C2） • 16 組 PWM 伺服舵機輸出（A1–A8 來自 FMU 板的 STM32H753；M1–M8 來自 IO 板的 STM32F103） • 1 組 MicroSD 插槽（推拉式 Push-Pull，支援 SD 4.1 與 SDIO 4.0，提供 1-bit 預設與 4-bit 兩種資料匯流排模式） |
| MicroSD 卡 | 包裝內未隨附（需自行選購） |
| 電源需求 | 4.6 V 至 5.7 V |
| 額定輸出電流 | • TELEM1 與 GPS2 輸出電流總和：最大 1.5 A • 其他所有連接埠合併輸出電流：最大 1.5 A |
| 作業溫度 | -40 °C 至 +55 °C |
| 儲存溫度 | -40 °C 至 +70 °C |
| 作業濕度 | 5% 至 95%（無冷凝） |
| 外殼材質 | ABS（載板）、壓鑄鋁合金（IMU 上蓋） |
| 外觀尺寸 | 92.2 mm（長）× 51.2 mm（寬）× 28.3 mm（高） |
| 重量 | 77.6 g（含 IMU 之載板重量） |
腳位定義
配線總覽
下圖展示本飛行控制器與各周邊設備的連接配置。
| 介面名稱 | 功能與連接說明 |
|---|---|
| POWER C1 | 連接 CAN PMU（電源管理模組）至 POWER C1，適用於 UAVCAN 電源模組。 |
| POWER C2 | 連接 CAN PMU 至 POWER C2，適用於 UAVCAN 電源模組。 |
| POWER 1 | 連接至 SMBus（I2C）電源模組。 |
| POWER 2 | 連接至 SMBus（I2C）電源模組。 |
| GPS & SAFETY | 連接主要 GPS 模組（整合 GPS 接收器、安全開關與蜂鳴器介面）。 |
| GPS2 | 連接第二組 GPS 或 RTK 模組。 |
| UART4 | 提供使用者客製化通訊擴充使用。 |
| TELEM1 / 2 / 3 | 連接數傳電台（Telemetry）或 MAVLink 設備。 |
| MicroSD CARD | 插入 MicroSD 記憶卡以儲存飛行日誌與任務數據。 |
| A1–A8 | 可自訂為 PWM 或 GPIO。其中 A1–A6 支援 DShot 與雙向 DShot（Bi-Directional DShot），可用於連接相機快門/熱靴、伺服舵機等。 |
| M1–M8 | 來自 IO 協同處理器的 PWM 輸出，主要連接電子調速器（ESC）與伺服舵機。 |
| USB | 連接電腦以進行通用控制器通訊（例如韌體燒錄、參數調校）。 |
| CAN1 / CAN2 | 連接 DroneCAN / UAVCAN 外部設備。 |
| DSM / SBUS / RSSI | DSM、SBUS 或 RSSI 的訊號輸入介面。可連接 DSM 衛星接收機、SBUS 接收機或 RSSI 訊號模組。 |
| PPM | 連接 PPM RC 接收機。 |
| ETH | 連接機載乙太網路設備。 |
| AD&IO | 類比輸入介面（ADC 3.3V 或 ADC 6.6V），通常保留不接。 |
| FMU Debug | 供專業人員與開發者進行 FMU 系統偵錯使用。 |
| IO Debug | 供專業人員與開發者進行 IO 協同處理器偵錯使用。 |
序列埠對應
| 序列埠標示 | ArduPilot 參數 | PX4 系統裝置路徑 | 預設分配功能 | 硬體規格特性 |
|---|---|---|---|---|
| USART1 | SERIAL3 | /dev/ttyS0 | GPS1 | 支援 DMA |
| USART2 | SERIAL5 | /dev/ttyS1 | TELEM3 | 支援 CTS / RTS、DMA |
| USART3 | SERIAL7 | /dev/ttyS2 | 偵錯主控台 / FMU Debug | 無 DMA |
| UART4 | SERIAL6 | /dev/ttyS3 | UART4（使用者自訂） | 無 DMA |
| UART5 | SERIAL2 | /dev/ttyS4 | TELEM2 | 支援 CTS / RTS、DMA |
| USART6 | （無） | /dev/ttyS5 | PX4IO / RC | |
| UART7 | SERIAL1 | /dev/ttyS6 | TELEM1 | 支援 CTS / RTS、DMA |
| UART8 | SERIAL4 | /dev/ttyS7 | GPS2 | 支援 DMA |
| USB | SERIAL8 | /dev/ttyACM0 | OTG2（USB） | 支援 DMA |
功耗資訊
作業電壓
| 參數 | 最小值 | 典型值 | 最大值 |
|---|---|---|---|
| 輸入電壓 | 4.6 V | 5.0 V | 5.4 V |
電流消耗
| 運作狀態 | 典型值 | 最大值 |
|---|---|---|
| 飛控主機 + 連接之周邊配備 | 3.0 A | 3.44 A |
| 飛控主機本體 | 0.44 A | 0.58 A |
快速上手
本快速導覽說明如何為通用飛行控制器供電並連接關鍵周邊設備。
完整飛行軟體設定與操作說明，請參閱下列官方文件：
機身安裝方向
安裝方向注意事項
若因機架內部空間限制，飛控無法依預設的箭頭朝前方向安裝，使用者必須於地面控制站軟體（GCS）中重新設定飛控實際安裝的旋轉姿態角度。
韌體支援
本飛行控制器完整支援 ArduPilot 與 PX4 Autopilot 自動駕駛儀韌體。
- ArduPilot：
- PX4 Autopilot：
透過 Mission Planner 燒錄韌體
建議優先使用 Mission Planner 進行韌體載入與更新：
- 前往官方連結下載並安裝 Mission Planner。
- 使用 USB Type-C 傳輸線將飛控連接至電腦。
- 開啟 Mission Planner，至 INITIAL SETUP（初始設定）頁面下的 Install Firmware（安裝韌體），選取對應的韌體映像檔進行燒錄。
周邊設備連接指引
GPS 與羅盤模組
- 將 GPS/RTK 模組連接至 GPS & SAFETY 或 GPS2 連接埠。
- 主要 GPS 模組通常整合了 GPS 接收機、電子羅盤、安全開關、蜂鳴器與 RGB LED 狀態指示燈。
- 安裝模組時，應盡可能遠離大電流電源線路與馬達，並確保模組的方向箭頭指向機頭前方。
- 本飛控內部雖已內建 RM3100 地磁感測器，但因機身內部容易受到大電流動力線路干擾，建議於導航設定中優先以 GPS / 羅盤複合模組上的外部羅盤（透過 I2C 或 DroneCAN 連接）作為主要磁力羅盤。
- 若使用 DroneCAN / UAVCAN GNSS 模組，可直接連接至 CAN1 或 CAN2 匯流排。
數傳電台與無線電控制系統
- 數傳電台（Telemetry）： 將機載數傳端連接至 TELEM1、TELEM2 或 TELEM3 埠，以建立與地面控制站（GCS）的雙向資料傳輸。
- 單向 RC 接收機： 支援 PPM、DSM、SBUS 等單向協定。DSM 或 SBUS 接收機請連接至 DSM/SBUS 介面（分別提供專用的 3.3 V 與 5 V 供電端子）；若使用 PPM 接收機，請連接至 PPM 介面。
- 雙向 RC 協定（Bi-directional RC）： 若使用 CRSF（Crossfire / ELRS）或 FPort 等需回傳雙向遙控遙測訊號之協定，請連接至具備 DMA 功能的任一通用 UART 連接埠之 TX 腳位，並於自動駕駛儀韌體中將該序列埠協定參數設定為
SERIALx_PROTOCOL = 23。
電源模組（PMU）
- 本飛控支援 CAN PMU 電源模組（支援 3S 至 14S 鋰電池）。包裝內未隨附 PMU，請搭配符合規範之 CAN PMU 模組使用，並將模組之 6-pin 接頭插入飛控的 Power C1 或 Power C2 介面。
- 本飛控亦支援類比與 I2C 電源模組，請由 Power 1 與 Power 2 連接埠輸入。
- ArduPilot DroneCAN 電池監控預設參數：
若搭配 DroneCAN PMU 使用，ArduPilot 預設參數如下：
BATT_MONITOR = 8（啟用 DroneCAN 電池監控）CAN_P1_DRIVER = 1CAN_P2_DRIVER = 1CAN_D1_PROTOCOL = 1CAN_D2_PROTOCOL = 1
- 執行 PX4 時，請依 PX4 DroneCAN PMU 規範進行參數配置。
MicroSD 記憶卡
- 飛行前請務必將 MicroSD 記憶卡插入卡槽。高頻率飛行日誌記錄與 IMU 數據分析皆須仰賴 MicroSD 卡進行儲存。
馬達與伺服舵機接線
- 請依據所屬機架構型的馬達順序，依序將電子調速器（ESC）訊號線與伺服舵機連接至 M1–M8 與 A1–A8 接腳。
PWM 輸出與定時器分組
本飛控共提供 16 組 PWM 輸出，包含 M1–M8（IO 主 PWM）與 A1–A8（FMU PWM）：
- 全部 16 組輸出皆支援標準 PWM 格式。
- DShot 支援限制：僅 FMU PWM 之 A1–A6 支援 DShot 與雙向 DShot（Bi-Directional DShot）；A7 與 A8 僅支援標準 PWM。
- FMU 定時器分組（Timer Groups）：A1–A8 依內部硬體定時器分為三組：
- 第一組（Group 1）：A1、A2、A3、A4
- 第二組（Group 2）：A5、A6
- 第三組（Group 3）：A7、A8
定時器分組限制
同一定時器分組內的輸出通道必須設定為相同的訊號協定（例如同一組必須全為 DShot 或全為 PWM）與相同的更新頻率。
GPIO 腳位對應
全部 8 組 IO（M1–M8）與 8 組 FMU PWM（A1–A8）輸出皆可於自動駕駛儀中設定為 GPIO 功能（例如用於繼電器 Relay、外部按鍵 Button、馬達轉速計 RPM 等）。當伺服輸出功能設為 GPIO 時，對應的 Pin 腳位代號如下：
| 介面標示 | GPIO Pin 編號 | 介面標示 | GPIO Pin 編號 |
|---|---|---|---|
| M1 | 101 | A1 | 50 |
| M2 | 102 | A2 | 51 |
| M3 | 103 | A3 | 52 |
| M4 | 104 | A4 | 53 |
| M5 | 105 | A5 | 54 |
| M6 | 106 | A6 | 55 |
| M7 | 107 | A7 | 56 |
| M8 | 108 | A8 | 57 |
| FMU_CAP1 | 58 | NFC_GPIO | 60 |
伺服舵機排針供電說明
伺服舵機排針需外部供電
本飛控內部電源穩壓器不對伺服舵機排針軌（M1–M8 與 A1–A8 之 + 電源腳位）供電。若欲驅動伺服舵機，必須額外連接外部 BEC（穩壓器）或專用電源至伺服排針的正負極端子進行供電。
實用參考連結
- ArduPilot 官方資源：
- PX4 Autopilot 官方資源：