Gemstone için PX4 desteği henüz geliştirme aşamasındadır. Ana domain R5F
çekirdeğinde çalışır ve kartın üzerindeki CAN Bus gibi bazı çevre birimleri henüz
kullanılamamaktadır. Kartta barometre ve GPS de bulunmadığından irtifa ve mutlak
konum kestirimi sınırlıdır.
PX4, dronlar ve diğer insansız araçlar için açık kaynaklı bir otopilot
platformudur. Düşük seviyeli sensör sürücülerinden araç kontrolüne ve görev
yürütmeye kadar uzanan eksiksiz bir uçuş kontrol yığını sunar. Gemstone kartında
PX4, R5F çekirdeklerinde NuttX üzerinde, bare NuttX derlemesi için oluşturulan
aynı özel t3-gem-o1 konfigürasyonu kullanılarak çalışır. Uçuş yazılımı kart
açıldığında otomatik olarak başlar ve QGroundControl yer kontrol uygulaması
araca ağ üzerinden bağlanır.
Bağımsız bir NuttX derlemesinin aksine PX4, hem NuttX’i hem de uygulama
framework’ünü git submodule olarak barındırır. Bu nedenle recursive bir klonlama,
Gemstone’a uyarlanmış doğru NuttX’i otomatik olarak çeker; NuttX’i ayrıca
indirmenize veya derlemenize gerek yoktur.
1. Derleme
1.1. Kaynak Kodları İndirme
Ubuntu/Debian sistemlerde önce indirme ve derleme için gereken araçları paket
yöneticisi ile kurun:
PX4, Gemstone NuttX’ini ve NuttX‑apps’i git submodule olarak referans alır; bu
nedenle kaynak kodlar tek bir recursive klonlama ile indirilir:
--recursive bayrağı, doğru NuttX’i (Gemstone px4 dalı) ve NuttX‑apps’i
platforms/nuttx/NuttX dizinine yerleştirir; böylece ayrı bir NuttX indirmesi
gerekmez. --recursive olmadan klonladıysanız, submodule’leri sonradan
git submodule update --init --recursive ile çekebilirsiniz.
1.2. Python Ortamının Kurulumu
PX4’ün build sistemi kconfiglib, empy ve jinja2 gibi bir dizi Python
aracına dayanır. Güncel Debian/Ubuntu sürümleri sistem genelinde pip
kurulumunu kısıtladığından, bu araçları bir sanal ortama kurun (bölüm 1.1’de
klonlanan PX4-Autopilot dizininden çalıştırın):
Derleme öncesinde her yeni terminalde ortamı
source ~/px4-venv/bin/activate ile aktifleştirin.
1.3. Projeyi Derleme
PX4, belirli bir kart hedefini doğrudan derler; bu nedenle ayrı bir konfigürasyon
adımı gerekmez. Bölüm 1.2’deki Python ortamı aktifken Gemstone kart imajını
derleyin:
Bu komut paralel bir derleme yapar ve R5F çekirdeğine yüklenecek imaj olan
build/t3gemstone_o1_default/t3gemstone_o1_default.elf dosyasını .bin ve
.px4 dosyalarıyla birlikte üretir.
2. Çalıştırma
Bare NuttX imajında olduğu gibi PX4 de ana domain R5F çekirdeğinde çalışır ve
Linux ya da U-Boot’tan remoteproc mekanizması ile yüklenir. PX4 R5F
çekirdeğinde çalışırken A53 çekirdeklerinde Linux çalışmaya devam eder.
Remoteproc ile çekirdeklere yüklenecek program dosyaları /lib/firmware dizini
altına önceden tanımlı isimlerde kopyalanmalıdır. Sistem başlangıcında, remoteproc
mekanizması programları ilgili çekirdeklere otomatik olarak yükleyecektir. PX4’ü
remoteproc ile çalıştırmak için aşağıdaki adımları takip edin.
- Derleme sonucu oluşan
build/t3gemstone_o1_default/t3gemstone_o1_default.elf
dosyasını /lib/firmware dizinine j722s-main-r5f0_0-fw isminde kopyalayın.
- Kartı yeniden başlatın.
- UART-MAIN1’in 40-pin HAT’te yer alan GPIO-14 (TX) ve GPIO-15 (RX) pinlerine
USB-to-TTL cihazı bağlayarak NuttShell’e erişebilirsiniz.
- Açılan
nsh konsolundan ver all, top ve uorb status gibi komutlarla
çalışan sistemi inceleyebilirsiniz.
3. Sensörlerin Kullanımı
Kart üzerindeki InvenSense ICM‑20948 bir ivmeölçer, jiroskop ve entegre
AK09916 manyetometre içeren 9 eksenli bir IMU R5F’ye SPI üzerinden bağlıdır.
Açılış betiği (bölüm 4) sürücüyü uçuş yığınının geri kalanıyla birlikte zaten
başlatır; aşağıdaki komutlar sürücüyle tek başına deney yaparken kullanışlıdır:
Burada -s SPI arayüzünü, -b 1 SPI hattını, -c 3 chip-select’i seçer ve -M
ek olarak manyetometreyi etkinleştirir. Sürücü çalışmaya başladıktan sonra, canlı
sensör verilerini PX4’ün uORB ara katmanı üzerinden listener komutuyla
izleyebilirsiniz:
Genel sistemi gözlemlemek için uorb top tüm aktif topic’lerin yayın oranlarını,
work_queue status ise sürücünün iş kuyruğunun zamanlamasını gösterir.
4. Uçuş Yazılımının Otomatik Başlatılması
R5F açıldığında PX4 tüm bileşenlerini otomatik olarak başlatır: sensör sürücüsü, duruş (attitude) kestirimi, uçuş
kontrolcüleri ve telemetri bağlantısı. Kart, Generic Quadcopter X gövdesi olarak yapılandırılmıştır. Elle başlatma
komutlarına gerek yoktur.
Sistemin çalıştığını nsh konsolundan doğrulayabilirsiniz. uorb top komutu, PX4 bileşenlerinin yayınladığı veri
topic’lerini güncelleme oranlarıyla birlikte listeler; sensör ve duruş topic’lerinin düzenli bir hızda güncelleniyor
olması uçuş yazılımının çalıştığı anlamına gelir:
listener komutu bir topic’in canlı içeriğini yazdırır. Örneğin aracın anlık duruşu:
5. Ağ Bağlantısı ve QGroundControl
PX4 ile Linux tarafı bir ağ bağlantısıyla birbirine bağlıdır: NuttX tarafında eth0, Linux tarafında eth1.
- NuttX IP’si:
192.168.10.2
- Linux
eth1 IP’si: 192.168.10.1
- MAVLink Portu: UDP
14550
5.1. Ağ Modülünün Kurulumu
Ağ modülü paketini kurun ve kartı yeniden başlatın:
5.2. Bağlantının Yapılandırılması
Bağlantının Linux tarafını yapılandırın (her açılıştan sonra gereklidir):
NuttX tarafını nsh konsolundan yapılandırın ve bağlantıyı doğrulayın:
5.3. Kart Ağına PC’den Erişim
Gemstone kartını USB Type-C kablosu ile bilgisayarınıza bağlayın ve 192.168.10.0/24 ağına kart üzerinden
erişilebilmesi için bir rota ekleyin:
PC’nizin kart ağındaki kendi adresini bulun; bu adres bir sonraki adımda MAVLink hedefi olarak kullanılacaktır:
5.4. QGroundControl Bağlantısı
QGroundControl (QGC), aracı PC üzerinden izlemek ve kontrol etmek için kullanılan uygulamadır.
qgroundcontrol.com adresinden kurun ve başlatın.
192.168.7.60 adresini bir önceki adımda bulduğunuz PC adresinizle değiştirerek telemetri bağlantısını nsh
konsolundan başlatın:
QGC, UDP otomatik bağlantı etkinse (varsayılan ayar) aracı otomatik olarak algılayacak ve bağlanacaktır.
6. Sorun Giderme
6.1. Linux Tarafında eth1 Arayüzü Yok
virtio_net modülünün yüklü olduğunu kontrol edin:
Komut hiçbir şey yazdırmıyorsa modülü elle yükleyin ve tekrar kontrol edin:
6.2. MAVLink Bağlantısı Yok
PC’den ağ yapılandırmasını doğrulayın; kart yanıt vermelidir:
Yanıt yoksa Ağ Bağlantısı ve QGroundControl bölümündeki adımları tekrarlayın.
Telemetri bağlantısının NuttX tarafında çalıştığını ve veri gönderdiğini kontrol edin; tx rate değeri sıfırdan
büyük olmalıdır:
QGC’de Application Settings altında UDP otomatik bağlantının etkin olduğundan emin olun.