CN206193452U - 一种基于otg功能对飞控系统进行调试的转换设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于OTG功能对飞控系统进行调试的转换设备，包括一壳体，壳体内置一电路板，电路板上集成将USB格式的第一调试数据转换为串口格式的第二调试数据的USB转串口模块；壳体两端分别引出一用于传输第一调试数据的输入数据线，用于输出第二调试数据的输出数据线；输入数据线的一端与USB转串口模块电连接，其另一端设置输入接口；输出数据线的一端与USB转串口模块电连接，其另一端设置输出接口；输入接口连接移动终端的USB接口，输出接口连接飞控设备的通信接口；通过转换设备将移动终端与飞控设备连接，无需用户额外携带电脑，大大方便了调试；采用数据线直连的方式，比无线的蓝牙或WIFI通信方式更加稳定。
Description
技术领域
本实用新型涉及开关机技术领域，特别涉及一种基于OTG功能对飞控系统进行调试的转换设备。
背景技术
近年来，因优良的操控性能和较高的勤务性，多旋翼无人机已成为航拍和航模运动领域的新星，但需要专业人员调试和装配该无人机。目前市场上多旋翼无人机的各种飞控系统都支持串口通信，出于成本方面的考虑，只有很少一部分支持WIFI、蓝牙调试。这些飞控系统具有以下缺点：
1、执行外出飞行任务，需要携带电脑进行调试和校准，使得执行飞行任务的携行装备增多，加重人员负担，对飞行任务产生影响。
2、利用蓝牙或WIFI通信，虽然可以用手持设备进行通信调试，但飞控系统需要增加额外的模块来满足通信需求，使得成本上升。同时也会影响飞控系统的稳定性。
因此有必要对现有技术进行改进。
实用新型内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种基于OTG功能对飞控系统进行调试的转换设备，以解决现有飞控系统调试不方便、不稳定的问题。
为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：
一种基于OTG功能对飞控系统进行调试的转换设备，与移动终端和飞控设备连接，其包括一壳体，壳体内设置一电路板，电路板上集成了用于将USB格式的第一调试数据转换为串口格式的第二调试数据的USB转串口模块；
壳体两端分别引出一用于传输移动终端输出的第一调试数据的输入数据线，用于输出第二调试数据给飞控设备的输出数据线；输入数据线的一端与USB转串口模块电连接，输入数据线的另一端设置有输入接口，输出数据线的一端与USB转串口模块电连接，输出数据线的另一端设置有输出接口；所述输入接口连接移动终端的USB接口，所述输出接口连接飞控设备的通信接口。
所述的基于OTG功能对飞控系统进行调试的转换设备中，所述输入接口的类型为USB接口，输出接口的类型为串口；
所述输入接口的GND1脚、D1+脚、D1-脚、ID1脚按序与移动终端的USB接口的GND脚、D+脚、D-脚、ID脚一对一连接；输入接口的VCC1脚连接USB接口的VCC脚和第一电源端，输出接口的TX1脚、RX1脚、CND1脚按序与飞控设备的通信接口的TX脚、RX脚、CND脚一对一连接；输出接口的VCC2脚连接通信接口的VCC脚和第二电源端。
所述的基于OTG功能对飞控系统进行调试的转换设备中，所述USB转串口模块包括转换芯片、开关、晶振、第一电容和第二电容；
所述转换芯片的VCC脚连接输入接口的VCC1脚，转换芯片的UD+脚连接输入接口的D1+脚，转换芯片的UD-脚连接输入接口的D1-脚，转换芯片的XI脚连接晶振的一端和第一电容的一端，转换芯片的XO脚连接晶振的另一端和第二电容的一端；第一电容的另一端连接开关的一端、第二电容的另一端和地；开关的另一端连接输入接口的ID1脚，转换芯片的TXD脚连接输出接口的TX1脚，转换芯片的RXD脚连接输出接口的RX1脚，输出接口的CND1脚接地。
所述的基于OTG功能对飞控系统进行调试的转换设备中，所述USB转串口模块还包括第三电容和第四电容；
所述第三电容的一端连接第四电容的一端、转换芯片的VCC脚和第一电源端，第三电容的另一端连接第四电容的另一端、转换芯片的GND脚和地。
所述的基于OTG功能对飞控系统进行调试的转换设备中，所述USB转串口模块还包括第一TVS管、第二TVS管、第三TVS管和第四TVS管；
所述第一TVS管的一端连接转换芯片的UD+脚和输入接口的D1+脚，第二TVS管的一端连接转换芯片的UD-脚和输入接口的D1-脚，第一TVS管的另一端连接第二TVS管的另一端和地，第三TVS管的一端连接转换芯片的RXD脚和输出接口的RX1脚，第四TVS管的一端连接转换芯片的TXD脚和输出接口的TX1脚，第三TVS管的另一端连接第四TVS管的另一端和地。
所述的基于OTG功能对飞控系统进行调试的转换设备中，所述USB转串口模块还包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；
所述第一电阻的一端连接输入接口的D1+脚，第一电阻的另一端连接第一TVS管的一端和转换芯片的UD+脚，第二电阻的一端连接输入接口的D1-脚，第二电阻的另一端连接第二TVS管的一端和转换芯片的UD-脚，第三电阻的一端连接转换芯片的TXD脚，第三电阻的另一端连接第四TVS管ESD4的一端和输出接口的TX1脚，第四电阻的一端连接转换芯片的RXD脚，第四电阻的另一端连接第三TVS管的一端和输出接口的RX1脚。
所述的基于OTG功能对飞控系统进行调试的转换设备中，所述USB转串口模块还包括第五TVS管，所述第五TVS管的一端连接输入接口的VCC1脚和第四电容的一端，第五TVS管的另一端连接输入接口的GND1脚。
所述的基于OTG功能对飞控系统进行调试的转换设备中，所述转换芯片的型号为CH340。
相较于现有技术，本实用新型提供的一种基于OTG功能对飞控系统进行调试的转换设备，包括一壳体，壳体内设置一电路板，电路板上集成了用于将USB格式的第一调试数据转换为串口格式的第二调试数据的USB转串口模块；壳体两端分别引出一用于传输移动终端输出的第一调试数据的输入数据线，用于输出第二调试数据给飞控设备的输出数据线；输入数据线的一端与USB转串口模块电连接，输入数据线的另一端设置有输入接口，输出数据线的一端与USB转串口模块电连接，输出数据线的另一端设置有输出接口；所述输入接口连接移动终端的USB接口，所述输出接口连接飞控设备的通信接口；通过转换设备将移动终端与飞控设备连接，无需用户额外携带电脑，直接由移动终端对飞控设备进行调试和校准，减少了装备负担，大大方便了调试；无需在飞控设备中增加额外的通信模块来满足其串口通信需求，减少了成本；并且采用数据线直连的方式，比无线的蓝牙或WIFI通信方式更加稳定。
附图说明
图1为本实用新型提供的基于OTG功能对飞控系统进行调试的转换设备的结构框图。
图2为本实用新型提供的基于OTG功能对飞控系统进行调试的转换设备的电路图。
具体实施方式
本实用新型提供一种基于OTG功能对飞控系统进行调试的转换设备，利用手机的OTG（On-The-Go）功能来实现对飞控系统的调参和校准，无需额外设置通信模块从而降低使用成本，极大减小调试人员的装备携带负担以及对飞行任务的影响，同时也不会影响到飞控系统的稳定。为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请参阅图1，本实用新型提供一种基于OTG功能对飞控系统进行调试的转换设备10连接移动终端（包括平板电脑、手机等，本实施例以手机为例）和飞控设备。所述转换设备10是将USB接口转换为串口，其包括一壳体（如方形壳体，此处对壳体的外形不作限定）、壳体两端（较佳为前后两端或左右两端）分别引出一用于传输移动终端输出的第一调试数据的输入数据线和用于输出第二调试数据给飞控设备的输出数据线；壳体内设置一电路板，电路板上集成了用于将USB格式的第一调试数据转换为串口格式的第二调试数据的USB转串口模块110，USB转串口模块110的输入端与输入数据线的一端电连接，输入数据线的另一端设置有输入接口120（类型为USB接口），USB转串口模块110的输出端与输出数据线的一端电连接，输出数据线的另一端设置有输出接口130（类型为串口）。所述输入接口120连接移动终端的USB接口20，所述输出接口130连接飞控设备的通信接口（类型为串口）30。
这样移动终端输出的USB格式的调试参数通过转换设备10转换为串口格式的调试参数，飞控设备即可直接使用该串口格式的调试参数进行相应的调控。本实施例通过转换设备10将移动终端与飞控设备连接，无需用户额外携带电脑，直接由移动终端对飞控设备进行调试和校准，减少了装备负担，大大方便了调试；无需在飞控设备中增加额外的通信模块来满足其串口通信需求，减少了成本；并且采用数据线直连的方式，比无线的蓝牙或WIFI通信方式更加稳定。
如图2所示，所述输入接口120的GND1脚、D1+脚、D1-脚、ID1脚按序与移动终端的USB接口20的GND脚、D+脚、D-脚、ID脚一对一连接；输入接口120的VCC1脚连接USB接口20的VCC脚和第一电源端（对应第一电压VCCa），输出接口130的TX1脚、RX1脚、CND1脚按序与飞控设备的通信接口30的TX脚、RX脚、CND脚一对一连接。输出接口130的VCC2脚连接通信接口30的VCC脚和第二电源端（对应第二电压VCCb）。USB接口20通过输入接口120输出第一电压VCCa对USB转串口模块110供电。通信接口30输出第二电压VCCb对输出接口130供电。第一电压VCCa与第二电压VCCb的电压值相等（如5V）。
所述USB转串口模块110包括转换芯片U、开关S、晶振Y、第一电容C1和第二电容C2；所述转换芯片U的VCC脚连接输入接口120的VCC1脚，转换芯片U的UD+脚连接输入接口120的D1+脚，转换芯片U的UD-脚连接输入接口120的D1-脚，转换芯片U的XI脚连接晶振Y的一端和第一电容C1的一端，转换芯片U的XO脚连接晶振Y的另一端和第二电容C2的一端；第一电容C1的另一端连接开关S的一端、第二电容C2的另一端和地；开关S的另一端连接输入接口120的ID1脚，转换芯片U的TXD脚连接输出接口130的TX1脚，转换芯片U的RXD脚连接输出接口130的RX1脚，输出接口130的CND1脚接地。
其中，转换芯片U的型号为CH340，晶振Y为转换芯片U提供时钟信号，第一电容C1和第二电容C2对时钟信号进行滤波以使其稳定、平滑。基于移动终端的USB OTG标准在完全兼容USB2.0标准的基础上，设置了电源管理（节省功耗）功能，其允许移动终端既可作为主机也可作为外设操作。移动终端完全符合USB2.0标准，并可提供一定的主机检测能力，支持主机通令协议（HNP）和对话请求协议（SRP）。
本实施例中初始的主机为移动终端（如手机），外设为飞控设备内部的飞控板。可用电缆的连接方式来决定初始的主机。通过开关S来控制主机和外设的切换。开关S设置在转换设备10的外部，用户可手动按控。当开关S闭合时，USB接口20的ID脚接地。移动终端（以手机为例）检测到接地的ID引脚即识别其自身被默认为主机。由于飞控板支持串口通信，转换芯片U可以实现USB转串口功能。这样手机作为主机时，通过转换芯片U将USB格式的第一调试数据转换串口格式的第二调试数据后传输给飞控板，从而实现了手机与飞控板的通信，传输的调试数据即可对飞控系统进行读写操作。这样下载到手机的飞控系统调试软件可通过该转换设备10实现对飞控系统的调参（电机、摄像机）和校准（指南针、云台、遥控器）。
进一步实施例中，所述USB转串口模块110还包括第三电容C3和第四电容C4；所述第三电容C3的一端连接第四电容C4的一端（正极）、转换芯片U的VCC脚和第一电源端（对应第一电压VCCa），第三电容C3的另一端连接第四电容C4的另一端（负极）、转换芯片U的GND脚和地。
其中，第三电容C3（容值为22uF）和第四电容C4（容值为0.1uF）组成滤波稳压电路，能够防止转换设备10连接瞬间电压突然升高而被烧坏；同时还能够滤除干扰，提高电源的抗干扰能力。
进一步实施例中，所述USB转串口模块110还包括第一TVS管ESD1、第二TVS管ESD2、第三TVS管ESD3和第四TVS管ESD4；所述第一TVS管ESD1的一端连接转换芯片U的UD+脚和输入接口120的D1+脚，第二TVS管ESD2的一端连接转换芯片U的UD-脚和输入接口120的D1-脚，第一TVS管ESD1的另一端连接第二TVS管ESD2的另一端和地，第三TVS管ESD3的一端连接转换芯片U的RXD脚和输出接口130的RX1脚，第四TVS管ESD4的一端连接转换芯片U的TXD脚和输出接口130的TX1脚，第三TVS管ESD3的另一端连接第四TVS管ESD4的另一端和地。与信号线并联的四个TVS管对信号线起到浪涌保护和过压保护，能防止静电对信号线产生干扰甚至击穿转换设备10。
进一步实施例中，所述USB转串口模块110还包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4；所述第一电阻R1的一端连接输入接口120的D1+脚，第一电阻R1的另一端连接第一TVS管ESD1的一端和转换芯片U的UD+脚，第二电阻R2的一端连接输入接口120的D1-脚，第二电阻R2的另一端连接第二TVS管ESD2的一端和转换芯片U的UD-脚，第三电阻R3的一端连接转换芯片U的TXD脚，第三电阻R3的另一端连接第四TVS管ESD4的一端和输出接口130的TX1脚，第四电阻R4的一端连接转换芯片U的RXD脚，第四电阻R4的另一端连接第三TVS管ESD3的一端和输出接口130的RX1脚。
其中，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4的阻值均为100Ω，与信号线串联的这四个电阻与传输线阻抗（即信号线本身的阻抗）匹配，能减小反射，避免震荡，减小高频噪声及过冲，增强电磁兼容，增加信号的可靠性。另外，输出接口130在与通信接口30插拔的瞬间会产生一个很窄的电压脉冲，通过第三电阻R3和第四电阻R4泄放能量，可避免击穿转换芯片。
进一步实施例中，所述USB转串口模块110还包括第五TVS管ESD5，所述第五TVS管ESD5的一端连接输入接口120的VCC1脚和第四电容C4的一端，第五TVS管ESD5的另一端连接输入接口120的GND1脚。第五TVS管ESD5能够防止静电对电源产生干扰和破坏，进一步提高电源的安全性和稳定性。
综上所述，本实用新型提供的基于OTG功能对飞控系统进行调试的转换设备，填补了现有技术还没有专用设备支持手机（带OTG功能）调试飞控设备的空缺，通过串联电阻和并联TVS管对转换设备起到很强的保护作用，同时也增强了转换设备的抗干扰能力，提高了调试数据传输的稳定性。在具体实施时，该转换设备能够支持手机（带OTG功能）与带串口通信的任何设备进行通信，并不仅限于对所述飞控设备进行调试。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种基于OTG功能对飞控系统进行调试的转换设备，与移动终端和飞控设备连接，其特征在于，包括一壳体，壳体内设置一电路板，电路板上集成了用于将USB格式的第一调试数据转换为串口格式的第二调试数据的USB转串口模块；
壳体两端分别引出一用于传输移动终端输出的第一调试数据的输入数据线，用于输出第二调试数据给飞控设备的输出数据线；输入数据线的一端与USB转串口模块电连接，输入数据线的另一端设置有输入接口，输出数据线的一端与USB转串口模块电连接，输出数据线的另一端设置有输出接口；所述输入接口连接移动终端的USB接口，所述输出接口连接飞控设备的通信接口。
2.根据权利要求1所述的基于OTG功能对飞控系统进行调试的转换设备，其特征在于，所述输入接口的类型为USB接口，输出接口的类型为串口；
所述输入接口的GND1脚、D1+脚、D1-脚、ID1脚按序与移动终端的USB接口的GND脚、D+脚、D-脚、ID脚一对一连接；输入接口的VCC1脚连接USB接口的VCC脚和第一电源端，输出接口的TX1脚、RX1脚、CND1脚按序与飞控设备的通信接口的TX脚、RX脚、CND脚一对一连接；输出接口的VCC2脚连接通信接口的VCC脚和第二电源端。
3.根据权利要求2所述的基于OTG功能对飞控系统进行调试的转换设备，其特征在于，所述USB转串口模块包括转换芯片、开关、晶振、第一电容和第二电容；
所述转换芯片的VCC脚连接输入接口的VCC1脚，转换芯片的UD+脚连接输入接口的D1+脚，转换芯片的UD-脚连接输入接口的D1-脚，转换芯片的XI脚连接晶振的一端和第一电容的一端，转换芯片的XO脚连接晶振的另一端和第二电容的一端；第一电容的另一端连接开关的一端、第二电容的另一端和地；开关的另一端连接输入接口的ID1脚，转换芯片的TXD脚连接输出接口的TX1脚，转换芯片的RXD脚连接输出接口的RX1脚，输出接口的CND1脚接地。
4.根据权利要求3所述的基于OTG功能对飞控系统进行调试的转换设备，其特征在于，所述USB转串口模块还包括第三电容和第四电容；
所述第三电容的一端连接第四电容的一端、转换芯片的VCC脚和第一电源端，第三电容的另一端连接第四电容的另一端、转换芯片的GND脚和地。
5.根据权利要求4所述的基于OTG功能对飞控系统进行调试的转换设备，其特征在于，所述USB转串口模块还包括第一TVS管、第二TVS管、第三TVS管和第四TVS管；
所述第一TVS管的一端连接转换芯片的UD+脚和输入接口的D1+脚，第二TVS管的一端连接转换芯片的UD-脚和输入接口的D1-脚，第一TVS管的另一端连接第二TVS管的另一端和地，第三TVS管的一端连接转换芯片的RXD脚和输出接口的RX1脚，第四TVS管的一端连接转换芯片的TXD脚和输出接口的TX1脚，第三TVS管的另一端连接第四TVS管的另一端和地。
6.根据权利要求5所述的基于OTG功能对飞控系统进行调试的转换设备，其特征在于，所述USB转串口模块还包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻；
所述第一电阻的一端连接输入接口的D1+脚，第一电阻的另一端连接第一TVS管的一端和转换芯片的UD+脚，第二电阻的一端连接输入接口的D1-脚，第二电阻的另一端连接第二TVS管的一端和转换芯片的UD-脚，第三电阻的一端连接转换芯片的TXD脚，第三电阻的另一端连接第四TVS管ESD4的一端和输出接口的TX1脚，第四电阻的一端连接转换芯片的RXD脚，第四电阻的另一端连接第三TVS管的一端和输出接口的RX1脚。
7.根据权利要求6所述的基于OTG功能对飞控系统进行调试的转换设备，其特征在于，所述USB转串口模块还包括第五TVS管，所述第五TVS管的一端连接输入接口的VCC1脚和第四电容的一端，第五TVS管的另一端连接输入接口的GND1脚。
8.根据权利要求6所述的基于OTG功能对飞控系统进行调试的转换设备，其特征在于，所述转换芯片的型号为CH340。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| CP03 | Change of name, title or address | ||
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