此專案探索具供應鏈彈性的無人機飛控方案。我從開源生態與硬體架構研究開始，建立程式化原理圖工具，並與硬體工程師合作完成以 Raspberry Pi Pico 2（RP2350）為核心的飛控板及韌體移植。
開源飛控與 ESC 生態研究
我研究多套開源飛控韌體與 FMU（Flight Management Unit）架構，包括 MultiWii、Cleanflight、Betaflight、ArduPilot 與 PX4，並比較其定位、硬體依賴及可移植性。
電子調速器方面則評估 BLHeli、SimonK、KISS 與 VESC 等方案，整理韌體開放性、馬達控制能力及自行設計硬體的可行性，並完成客製化 ESC／VESC 調查報告。
程式化原理圖設計
為了加速飛控板的架構比較與原理圖迭代，我建立了一套資料驅動的 KiCad schematic 產生流程：
- 將元件、網路與電路邏輯定義在結構化 CSV 檔案。
- 以 Python 解析 CSV 並產生 KiCad 原理圖檔。
- 透過 Git 檢視電路邏輯變更，再將產生結果交付 PCB layout。
我以此工具重建 PX4 FMUv6C 原理圖並評估數種原型架構。相較直接修改圖形化 schematic，高階電路定義可以清楚地 review、追蹤及版本管理，也能快速產生新版本，提升與 PCB 設計工程師的溝通效率。
Raspberry Pi Pico 2 飛控板
多數開源飛控韌體以 STM32 硬體為主要目標。為提高供應鏈選擇彈性並兼顧成本與效能，我們選用 Raspberry Pi Pico 2 的 RP2350 雙核心 MCU。它具備成熟的開源工具鏈，也能搭配多種現成感測器模組。
我以 Betaflight 為韌體基礎，參考同類飛控架構完成首版 schematic，再與硬體工程師合作進行 PCB 設計。同時，我負責將韌體移植至 RP2350，並解決以下整合問題：
- 氣壓計驅動與硬體介面相容性。
- Blackbox Logger 儲存與資料記錄。
- 以 PIO 實作飛控所需的 UART 通訊。
最終系統成功完成 250 g 無人機飛行驗證，並能與 Raspberry Pi 4 進行整合通訊，也透過 MAVLink 與地面控制站（GCS）交換資料，驗證這套非傳統 MCU 飛控方案的可行性。