ArduPilot开源飞控之AP_Relay

本文主要是介绍ArduPilot开源飞控之AP_Relay，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

1. 源由

开关动作基本上都是Relay来完成的。

从工作原理上来说，就是控制GPIO的高低电平，触发后续机械动作，比如：伺服开关/相机拍照等。

2. 框架设计

2.1 启动代码

Copter::init_ardupilot└──> AP_Relay::init

2.2 任务代码

2.2.1 AP_Camera_Relay::update

SCHED_TASK_CLASS(AP_Camera,            &copter.camera,              update,          50,  75, 111)└──> AP_Camera::update└──> AP_Camera_Relay::update

2.2.2 AP_Parachute::update

FAST_TASK(update_land_and_crash_detectors),└──> Copter::update_land_and_crash_detectors└──> Copter::parachute_check└──> AP_Parachute::update

2.2.3 MAVLink命令

• AP_Parachute::arming_checks
• AP_Camera_Relay::trigger_pic
• AP_ServoRelayEvents::update_events

SCHED_TASK_CLASS(GCS,                  (GCS*)&copter._gcs,          update_receive, 400, 180, 102)└──> GCS::update_receive└──> GCS_MAVLINK::update_receive└──> GCS_MAVLINK::packetReceived└──> GCS_MAVLINK_Copter::handleMessage└──> GCS_MAVLINK::handle_common_message├──> GCS_MAVLINK::handle_command_long│   └──> GCS_MAVLINK_Copter::handle_command_long_packet│       └──> GCS_MAVLINK::handle_command_long_packet│           ├──> GCS_MAVLINK::handle_command_run_prearm_checks│           │   └──> AP_Arming_Copter::pre_arm_checks│           │       └──> AP_Arming::pre_arm_checks│           │           └──> AP_Arming::system_checks│           │               └──> AP_Parachute::arming_checks│           └──> GCS_MAVLINK::handle_command_camera│               └──> AP_Camera::handle_command_long│                   └──> AP_Camera::take_picture│                       └──> AP_Camera_Backend::take_picture│                           └──> AP_Camera_Relay::trigger_pic└──> GCS_MAVLINK::handle_command_int└──> GCS_MAVLINK::handle_command_int_packet└──> GCS_MAVLINK::handle_servorelay_message├──> AP_ServoRelayEvents::do_repeat_servo│   └──> AP_ServoRelayEvents::update_events└──> AP_ServoRelayEvents::do_repeat_relay└──> AP_ServoRelayEvents::update_events

3. 重要例程

3.1 AP_Relay::AP_Relay

SITL和Linux板子有特殊默认引脚，其他板子默认没有pin脚定义。

AP_Relay::AP_Relay(void)├──> AP_Param::setup_object_defaults(this, var_info)├──> <CONFIG_HAL_BOARD == HAL_BOARD_SITL> <singleton != nullptr>│   └──> AP_HAL::panic("AP_Relay must be singleton")└──> singleton = this

3.2 AP_Relay::init

默认启动Relay IO配置为0输出，可通过RELAY_DEFAULT配置。

Value	Meaning
0	off
1	on
2	no change

AP_Relay::init├──> <_default != 0 && _default != 1>│   └──> return└──> <for (uint8_t i=0 i<AP_RELAY_NUM_RELAYS i++)>└──> set(i, _default)

3.3 AP_Camera_Relay::update

// update - should be called at 50hz
AP_Camera_Relay::update││  /********************************************************************************│   * Trigger delay                                                                *│   ********************************************************************************/├──> <trigger_counter > 0>│   └──> trigger_counter--││  /********************************************************************************│   * On/Off                                                                       *│   ********************************************************************************/├──> < else >│   ├──> AP_Relay *ap_relay = AP::relay()│   ├──> <ap_relay == nullptr>│   │   └──> return│   ├──> <_params.relay_on>│   │   └──> ap_relay->off(0)│   └──> < else >│       └──> ap_relay->on(0)││  /********************************************************************************│   * call parent update                                                           *│   ********************************************************************************/└──> AP_Camera_Backend::update()

3.4 AP_Parachute::update

降落伞状态控制。

/// update - shuts off the trigger should be called at about 10hz
AP_Parachute::update││  /********************************************************************************│   * exit immediately if not enabled or parachute not to be released              *│   ********************************************************************************/├──> <_enabled <= 0>│   └──> return││   // calc time since release├──> uint32_t time_diff = AP_HAL::millis() - _release_time├──> uint32_t delay_ms = _delay_ms<=0 ? 0: (uint32_t)_delay_ms│├──> bool hold_forever = (_options.get() & uint32_t(Options::HoldOpen)) != 0││   // check if we should release parachute├──> <(_release_time != 0) && !_release_in_progress>│   │/********************************************************************************│   │ * release parachute                                                            *│   │ ********************************************************************************/│   ├──> <time_diff >= delay_ms>│   │   ├──> <_release_type == AP_PARACHUTE_TRIGGER_TYPE_SERVO> │   │   │   │   // PWM output│   │   │   └──> SRV_Channels::set_output_pwm(SRV_Channel::k_parachute_release, _servo_on_pwm)  // move servo│   │   └──> < else if (_release_type <= AP_PARACHUTE_TRIGGER_TYPE_RELAY_3)> <AP_RELAY_ENABLED>│   │       │   // High voltage output│   │       ├──> AP_Relay*_relay = AP::relay() // set relay│   │       └──> <_relay != nullptr> _relay->on(_release_type)│   ├──> _release_in_progress = true│   └──> _released = true└──> < else if ((_release_time == 0) || (!hold_forever && time_diff >= delay_ms + AP_PARACHUTE_RELEASE_DURATION_MS))>│/********************************************************************************│ * release parachute end                                                        *│ ********************************************************************************/├──> <_release_type == AP_PARACHUTE_TRIGGER_TYPE_SERVO>│   │   // PWM output│   └──> SRV_Channels::set_output_pwm(SRV_Channel::k_parachute_release, _servo_off_pwm) // move servo back to off position├──> < else if (_release_type <= AP_PARACHUTE_TRIGGER_TYPE_RELAY_3)> <AP_RELAY_ENABLED>│   │   // Low voltage output│   ├──> AP_Relay*_relay = AP::relay()  // set relay back to zero volts│   └──> <_relay != nullptr> _relay->off(_release_type)││   // reset released flag and release_time├──> _release_in_progress = false├──> _release_time = 0││   // update AP_Notify└──> AP_Notify::flags.parachute_release = 0

3.5 AP_Parachute::arming_checks

解锁降落山配置检查。

// check settings are valid
AP_Parachute::arming_checks├──> <_enabled > 0>│   │/********************************************************************************│   │ * Parachute Configuration Check                                                *│   │ ********************************************************************************/│   ├──> <_release_type == AP_PARACHUTE_TRIGGER_TYPE_SERVO) {│   │   └──> <!SRV_Channels::function_assigned(SRV_Channel::k_parachute_release)>│   │       ├──> hal.util->snprintf(buffer, buflen, "Chute has no channel")│   │       └──> return false│   ├──> < else >│   │   ├──> <AP_RELAY_ENABLED>│   │   │   ├──> AP_Relay*_relay = AP::relay()│   │   │   └──> <_relay == nullptr || !_relay->enabled(_release_type)>│   │   │       ├──> hal.util->snprintf(buffer, buflen, "Chute invalid relay %d", int(_release_type))│   │   │       └──> return false│   │   └──> <else>│   │       └──> hal.util->snprintf(buffer, buflen, "AP_Relay not available")│   └──> <_release_initiated>│       ├──> hal.util->snprintf(buffer, buflen, "Chute is released")│       └──> return false││  /********************************************************************************│   * No Parachute Configuration                                                   *│   ********************************************************************************/└──> return true

3.6 AP_Camera_Relay::trigger_pic

拍照控制。

// entry point to actually take a picture.  returns true on success
AP_Camera_Relay::trigger_pic│   // fail if have not completed previous picture├──> <trigger_counter > 0>│   └──> return false││  /********************************************************************************│   * On/Off                                                                       *│   ********************************************************************************/│   // exit immediately if no relay is setup├──> AP_Relay *ap_relay = AP::relay()├──> <ap_relay == nullptr>│   └──> return false├──> <_params.relay_on>│   └──> ap_relay->on(0)├──> < else >│   └──> ap_relay->off(0)││  /********************************************************************************│   * set counter to move servo to off position                                    *│   * after this many iterations of update (assumes 50hz update rate)              *│   ********************************************************************************/├──> trigger_counter = constrain_float(_params.trigger_duration * 50, 0, UINT16_MAX)└──> return true

3.7 AP_ServoRelayEvents::update_events

/*update state for MAV_CMD_DO_REPEAT_SERVO and MAV_CMD_DO_REPEAT_RELAY
*/
AP_ServoRelayEvents::update_events││  /********************************************************************************│   * repeat condition check                                                       *│   ********************************************************************************/├──> <repeat == 0 || (AP_HAL::millis() - start_time_ms) < delay_ms>│   └──> return│├──> start_time_ms = AP_HAL::millis()││  /********************************************************************************│   * EVENT_TYPE_SERVO                                                             *│   ********************************************************************************/├──> <case EVENT_TYPE_SERVO>│   ├──> SRV_Channel *c = SRV_Channels::srv_channel(channel-1)│   └──> <c != nullptr>│       ├──> <repeat & 1>│       │   └──> c->set_output_pwm(c->get_trim())│       └──> < else >│           ├──> c->set_output_pwm(servo_value)│           └──> c->ignore_small_rcin_changes()││  /********************************************************************************│   * EVENT_TYPE_RELAY                                                             *│   ********************************************************************************/├──> <case EVENT_TYPE_RELAY> <AP_RELAY_ENABLED>│   ├──> AP_Relay *relay = AP::relay()│   └──> <relay != nullptr>│       └──> relay->toggle(channel)││  /********************************************************************************│   * set counter to move servo to off position                                    *│   ********************************************************************************/├──> <repeat > 0>│   └──> repeat--└──> < else > // toggle bottom bit so servos flip in value└──> repeat ^= 1

4. 总结

Relay目前有以下几个应用场景：

1. AP_Parachute
2. AP_Camera_Relay
3. AP_ServoRelayEvents

配置参数：

• RELAY_ Parameters
• BTN_ Parameters
• ADSB_ Parameters
• CHUTE_ Parameters
• RC Parameters
• SERVO Parameters

5. 参考资料

【1】ArduPilot开源飞控系统之简单介绍
【2】ArduPilot之开源代码Task介绍
【3】ArduPilot飞控启动&运行过程简介
【4】ArduPilot之开源代码Library&Sketches设计
【5】ArduPilot之开源代码Sensor Drivers设计

这篇关于ArduPilot开源飞控之AP_Relay的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

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