查看“︁线缆与布线”︁的源代码

{{Note|本文节选并翻译自PX4官方指南，主要关于无人机线缆布线规范，旨在解决电磁干扰（EMI）问题。}}
{{Stub|本文内容可进一步扩展，例如添加更多厂商的线色标准或实际布线图例。}}

== 概述 ==
本文是PX4开源自动驾驶系统官方指南中关于硬件设置的重要组成部分。正确的线缆布线对于避免电磁干扰（EMI）导致的飞行问题（如飞控、抽水马桶效应、控制异常）至关重要。

== 核心设计原则 ==
{| class="wikitable"
|-
! 原则 !! 说明
|-
| '''分离布线''' || 高功率线路（如电池到电调）和信号线路（如I2C, UART）应尽可能物理分离，以最大限度减少干扰。
|-
| '''长度最小化''' || 线缆长度应以方便连接和留有适当余量为准，不应过长。'''禁止为了整齐而绕制大线圈'''，这会形成天线效应。
|-
| '''适当张力''' || 线束应固定良好，能承受机架形变甚至坠撞的应力，而不能先于其他部件断裂。
|-
| '''速率与长度权衡''' || 对于数字信号（如UART），在不需要高数据速率时，'''降低波特率可以增强抗干扰能力，并允许使用更长的线缆'''。
|}

== 信号线布线规范 ==
=== I2C总线 ===
用于连接传感器（如空速计）。

'''颜色代码：'''
{| class="wikitable"
|-
! 信号 !! Pixhawk 颜色 !! ThunderFly 颜色 !! CUAV 颜色 (I2C/CAN)
|-
| +5V || {{Color|red|Red}} || {{Color|red|Red}} || {{Color|red|Red}}
|-
| SCL || Black || {{Color|yellow|Yellow}} || White
|-
| SDA || Black || {{Color|green|Green}} || {{Color|yellow|Yellow}}
|-
| GND || Black || Black || Black
|}

'''关键实践：'''
* '''双绞线 (Twisted Pairs)'''： 强烈建议将 <code>SCL</code> 与 <code>+5V</code> 绞合，<code>SDA</code> 与 <code>GND</code> 绞合，以显著抑制串扰和EMI。
** 推荐绞合密度：每30厘米电缆长度，每对线绞合10次。每30厘米再将两对线一起绞合4次。
* '''上拉电阻 (Pull-up Resistors)'''： 必须在总线的两端安装上拉电阻（通常飞控上已有）。使用示波器检查，信号波形应清晰、陡峭（矩形方波），幅度为几伏特。波形圆滑说明电阻值过高，幅度过低说明电阻值过低。

=== UAVCAN总线 ===
用于连接分布式设备（如CAN电调、GPS）。

'''颜色代码：'''
{| class="wikitable"
|-
! 信号 !! Pixhawk 颜色 !! ThunderFly 颜色 !! Zubax 颜色 !! CUAV 颜色 (I2C/CAN)
|-
| +5V || {{Color|red|Red}} || {{Color|red|Red}} || {{Color|red|Red}} || {{Color|red|Red}}
|-
| CAN_H || Black || White || White || White
|-
| CAN_L || Black || {{Color|yellow|Yellow}} || {{Color|yellow|Yellow}} || {{Color|yellow|Yellow}}
|-
| GND || Black || Black || Black || Black
|}

'''关键实践：'''
* '''双绞线 (Twisted Pairs)'''： 建议将 <code>GND</code> 和 <code>+5V</code> 绞合，<code>CAN_L</code> 和 <code>CAN_H</code> （差分信号对）绞合。
** 推荐绞合密度：每30厘米电缆长度，每对线绞合10次。每30厘米再将两对线一起绞合4次。

=== UART ===
用于连接数传电台、机载计算机等。

'''颜色代码：'''
{| class="wikitable"
|-
! 信号 !! Pixhawk 颜色 !! ThunderFly 颜色
|-
| +5V || {{Color|red|Red}} || {{Color|red|Red}}
|-
| TX || Black || White
|-
| RX || Black || {{Color|green|Green}}
|-
| CTS || Black || {{Color|blue|Blue}}
|-
| RTS || Black || {{Color|yellow|Yellow}}
|-
| GND || Black || Black
|}

'''关键说明：'''
* UART线缆是'''直通线'''，设备的交叉（RX接TX）应在设备内部完成。
* UART是低频EMI的常见来源，因此'''长度应尽可能短'''，且'''不需要绞合'''。
* CTS和RTS（硬件流控）信号如果设备不支持，可以不接。

=== 模拟信号 (电源模块) ===
用于连接电源模块（PM）的电流和电压检测。

'''颜色代码：'''
{| class="wikitable"
|-
! 信号 !! Pixhawk 颜色 !! ThunderFly 颜色 !! CUAV 颜色
|-
| VCC || {{Color|red|Red}} || {{Color|red|Red}} || {{Color|red|Red}}
|-
| Current || Black || White || White
|-
| Voltage || Black || {{Color|yellow|Yellow}} || {{Color|yellow|Yellow}}
|-
| GND || Black || Black || Black
|-
| GND || Black || Black || Black
|}

'''注意：''' 此接口混合了高功率和低电平模拟信号，布线设计上难以完美避免对模拟量读取的噪声干扰。

== 高功率线路布线规范 ==
* '''核心要求：线径（截面积）'''。必须根据电流选择足够粗的线材。通用标准是：'''每8安培电流需要 1 mm² 的截面积'''。
* '''EMI管理'''：高功率线路是磁力计的主要干扰源，必须与导航磁罗盘保持'''足够大的物理距离'''。
* '''布线技巧'''：虽然实践中较难实现，但将正极（+）和负极（-）电源线绞合在一起是有益的。
* '''颜色代码'''：通常'''{{Color|red|红色}}'''代表正极（VCC），'''Black（黑色）'''代表地（GND）。

== 线缆颜色编码规范 ==
大多数制造商使用红色表示高压线，黑色表示地线。以下是一套旨在简化组装和维修的'''颜色编码最佳实践规则'''（由ThunderFly提出）：

{| class="wikitable"
|-
! 颜色 !! 首选用途
|-
| {{Color|red|Red}} || 电源正极 (Power voltage, VCC)
|-
| {{Color|green|Green}} || 通用信号 (General purpose signal)
|-
| White || 通用信号 (General purpose signal)
|-
| {{Color|yellow|Yellow}} || 通用信号 (General purpose signal)
|-
| {{Color|blue|Blue}} || 电源回流、开集电极控制信号 (Power return, Open-collector control signal)
|-
| Black || 地、电源回流 (GND, Power return ground)
|}

规则：
# 红色和黑色专用于电源。
# 相同类型的信号使用相同颜色。
# 同一连接器内相邻线的颜色不应重复。
# 相同引脚数量的线束应有独特的颜色序列（便于通过照片识别线缆类型）。

== 参见 ==
* [[PX4 Flight Controller Orientation]] - 飞控安装方向
* [[Vibration Isolation]] - 振动隔离
* [[Compass Calibration]] - 罗盘校准
* [[PX4 Power Modules]] - 电源模块

== 参考 ==
<references />