Review de Pixhawk 4. Lee esto antes de comprar la pixhawk 4

Pixhawk 4® es un piloto automático avanzado diseñado y fabricado en colaboración con Holybro® y el equipo PX4, es la última versión disponible de esta línea de autopilotos. Está optimizado para ejecutar PX4 versión 1.7 pero también puede funcionar con Ardupilot, es ideal para desarrolladores académicos y comerciales.

Se basa en el diseño de hardware abierto FMUv5 del proyecto Pixhawk y ejecuta PX4 en el sistema operativo NuttX.

¿Qué es NuttX?

NuttX es un sistema operativo en tiempo real (RTOS) con énfasis en el cumplimiento de las normas y el tamaño reducido. Esto quiere decir que es capaz de ejecutar varias tareas al mismo tiempo o simular que lo hace, suele ser muy utilizada en robótica para aplicaciones en donde se necesita ejecutar múltiples tareas sin comprometer una de ellas.

Características técnicas.

Procesador principal de FMU STM32F765: Es el procesador encargado de ejecutar los algoritmos de adquisición de datos, control, etc. Es más avanzado que los procesadores de versiones anteriores y cuenta con las siguientes características:

  • 32 Bit Arm® Cortex®-M7, 216 MHz, 2 MB de memoria, 512 KB RAM.

Procesador IO STM32F100: es el procesador encargado de la gestión de los periféricos, se usa como una interfaz entre el procesador FMU y las salidas a los actuadores y sensores. Este procesador es capaz de realizar acciones sin interrumpir al FMU, un ejemplo es la generación de los pulsos PWM, el FMU simplemente indica las características que deben tener estos pulsos y el procesador se encarga de generarlos hasta que se le indique otra acción, así se reduce la carga de trabajo del procesador principal. Sus características principales son:

  • 32 Bit Arm® Cortex®-M3, 24 MHz, 8 KB SRAM.

Sensores a bordo:

  • Accel/Gyro: ICM-20689.
  • Accel/Gyro: IMC055.

Los sensores anteriores nos ayudan a obtener la orientación y posición del robot al ser procesados por el algoritmo de adquisición de datos (EKF).

  • Magnetómetro: IST8310.

Con ayuda de este sensor podemos estimar la orientación del robot con respecto a la tierra (polos magnéticos) y poder hacer misiones autónomas. Notar que es el mismo magnetómetro que el contenido en el GPS).

  • Barómetro: MS5611.

Nos ayuda a estimar la altura, este mide la presión atmosférica, se puede estimar la altura ya que a mayor altura tendremos menor presión.

  • GPS: receptor GPS/GLONASS ublox Neo-M8N; magnetómetro integrado IST8310.

Es el sistema principal en la estimación de posición, pero solo funciona correctamente en exteriores. Igualmente contiene una brújula y podremos esperar una precisión menor a los 50 cm.

Interfaces:

Estas primeras interfaces están diseñadas para conectar actuadores (ESC, servomotores, etc.) y receptores usados en modelismo.

  • 8-16 salidas PWM (8 de IO, 8 de FMU).
  • 3 entradas dedicadas PWM/Capture en FMU.
  • Entrada R/C dedicada para CPPM.
  • Entrada R/C dedicada para Spektrum/DSM y S.Bus con entrada analógica/PWM RSSI.
  • Salida servo dedicada S. Bus.

Las siguientes son usadas para conectar una gran variedad de sensores u otros equipos que nos ayuden a cumplir con nuestro objetivo (computadoras acompañantes, sonares, telemetría, OSD, GPS RTK, monitores de baterías, etc.).

  • 5 puertos seriales de uso general.
  • 3 puertos I²C.
  • 4 buses SPI.
  • Hasta 2 buses CAN para CAN dual con ESC serie (ESC que se comunica por UART serial).
  • Entradas analógicas para voltaje/corriente de 2 baterías.

Sistema de poder:

Cuenta con un sistema de alimentación redundante, esto quiere decir que la podremos alimentar por cualquiera de las siguientes entradas o por todas ellas.

  • Entrada de alimentación USB: 4.75 ~ 5.25 V.
  • Entrada de riel servo: 0 ~ 36 V.

Y podremos alimentar equipos de bajo consumo desde la pixhawk 4.

  • Salida del módulo de potencia: 4.9 ~ 5.5 V.

Esta última versión incluye una tarjeta distribuidora de poder, en esta tarjeta encontramos todas las conexiones a los actuadores (motores, servomotores, etc.) es una buena alternativa para reducir el ruido y las posibilidades de dañar la pixhawk 4, además de ampliar las posibilidades de montar mas actuadores en nuestro vehículo. A continuación se muestra una imagen en la que se puede observar un ejemplo de conexión, esta fue tomada de la página oficial de PX4.

Peso y dimensiones:

  • Peso: 15.8 g.
  • Dimensiones: 44x84x12 mm.

Otras características:

  • Temperatura de funcionamiento: -40 ~ 85 °C.

Se puede encontrar información adicional en la hoja de datos técnicos de Pixhawk 4.

Link de la hoja de datos:

https://github.com/PX4/px4_user_guide/raw/master/assets/flight_controller/pixhawk4/pixhawk4_technical_data_sheet.pdf

Fuente:

https://docs.px4.io/v1.9.0/en/flight_controller/pixhawk4.html#quick-summary

Autor: Ing. José L.

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